KATEGORIE ZATRZYMANIA AWARYJNEGO, Bezpieczeństwo Maszyn

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Paragraf34
statut
kontakt
>artykuly
>support
>wydarzenia
RealizacjaukładówbezpiecznegozatrzymaniamaszynydlaróŜnychtypów
zatrzymaniaawaryjnego.
Wpraktycenapędowejokazujesię,Ŝeokreśleniekategoriibezpieczeństwadla
wyłączeniadanegoukładunapędowegozgodnieznormąPNEN1050orazPNEN
9541niewyczerpujeproblemuminimalizacjiryzyka.
>faq
>słownik
>przydatnelinki
>forum
>galeria
Napęd bowiem jako specyficzny rodzaj aktuatora (układu wykonawczego) po pozbawieniu go
zasilania moŜe w pewnych przypadkach nie zatrzymać się niezwłocznie, co stwarza dodatkowe
zagroŜenie dla obsługi maszyny lub osób postronnych. W celu rozwiązania tego waŜnego
problemu zdefiniowano trzy typy stopu awaryjnego (kategorie zatrzymania) w normie PNEN
602041. Wobec powyŜszego parametry bezpiecznego zatrzymania napędu w maszynie w pełni
definiują dwa parametry, określone jednocześnie: kategoria bezpieczeństwa i typ stopu.
Kategoriabezpieczeństwaokreślaniezawodnośćwykonaniapoleceniazatrzymania,natomiasttyp
stopusposóbjegoprzeprowadzenia.
>odznaki
>wydawnictwa
>strefaŜółta
Jeślichceszzostać
członkiemKlubu
Paragraf34,wypełnij
zgłoszenie...
K
ATEGORIE
ZATRZYMANIA
.
dalej
NormaPNEN602041wyróŜniatrzykategoriezatrzymaniadlaukładównapędowych.
Kategorie bezpieczeństwa.
W celu zrozumienia podstaw realizacji układu sterowania
bezpieczeństwem maszyny konieczne jest zdefiniowanie tak zwanych kategorii bezpieczeństwa,
które tworzą układ odniesienia dla określenia koniecznego w danym przypadku poziomu
bezpiecznego dla maszyny lub konkretnej jej części lub sekcji. Kategorie bezpieczeństwa
maszynyzostałyzdefiniowanewnormiePNEN9541.
Norma PNEN 9541:2001 wyróŜnia następujące kategorie bezpieczeństwa i precyzuje
wymaganiadotyczącekaŜdejznichwrozdziale6.2.:
0 zatrzymanieniekontrolowane,poprzezbezzwłoczneodłączeniezasilaniaod
napędów;
1 zatrzymaniekontrolowane,poprzezodłączeniezasilaniaodnapędów,pouprzednim
ichzatrzymaniu;
2 zatrzymaniekontrolowane,zpozostawieniemzasilanianapędów.
Rys.1PrzykładowaaplikacjazprzekaźnikiembezpieczeństwaSIGUARD3TK2840zapewniająca
kategoriębezpieczeństwa2(zlewej)ikategoriębezpieczeństwa3(zprawej)zgodnieznormą
PNEN9541
Wymienione wyŜej kategorie zatrzymywania wykorzystuje się (naleŜy wykorzystywać) według
podanychniŜejreguł:
K
ATEGORIA
0
1 z 3
2007-11-26 13:38
 Paragraf34
moŜe być realizowana, jeŜeli natychmiastowe wyłączenie zasilania nie powoduje dodatkowego
zagroŜenia.Sytuacjatakawystępujenaprzykład,gdynapędjestsamohamowny,czyliobciąŜenie
ma naturę samohamowności (duŜy moment czynny, mały moment bezwładności). Oczywiście
charakterobciąŜeniamoŜnazmodyfikowaćzapomocądodatkowychurządzeń,wprowadzonychw
skład układu napędowego. NaleŜą do nich: hamulce lub luzowniki, sprzęgła i osłony stałe.
Wymienioneurządzeniamusząspełniaćjednakwymaganiadotyczącebezpieczeństwa.Takwięc,
za pomocą hamulca bezpieczeństwa moŜliwe jest awaryjne skokowe zwiększenie momentu
oporowego,comoŜekompensowaćdziałaniemomentubezwładności.Analogicznie,wprzypadku,
gdymamydoczynieniazmomentembezwładnościotakznacznejwartości,ŜeniejestmoŜliwe
gwałtowne(awaryjne)wyhamowanienapęduwsposóbaktywny,naleŜygopoprostuosłonić,aby
uniemoŜliwić dostęp do strefy niebezpiecznej. JeŜeli nie jest to moŜliwe, naleŜy osłonić część
układu, który posiada największą bezwładność, a część która musi być dostępna, drogą
konstrukcji maszyny pozbawić bezwładności i wyposaŜyć układ w sprzęgło, które pozwoli
rozłączyćjąodelementówoduŜejbezwładności.
K
ATEGORIA
1
naleŜy stosować, jeŜeli awaryjne wyłączenie stwarza zagroŜenie spowodowane niehamowanym
wybiegiem. Konieczne jest wówczas wykonanie procedury hamowania dynamicznego
(aktywnego), a dopiero następnie odłączenie zasilania. Nie w kaŜdym przypadku realizacja
takiegoalgorytmujestwykonalna,wobecniniejszegomoŜnastosowaćwyłączeniewpowiązaniuz
dodatkowymiukładami,opisanymiwyŜej.
K
ATEGORIA
2
musi być stosowana w układach, w których pozbawienie zasilania stwarzałoby dodatkowe
zagroŜenie. Nie zmienia to faktu, iŜ naleŜy w takim wypadku zagwarantować zatrzymanie osi
napędowych, lub przejście do prędkości bezpiecznego pełzania. Przy czym w wypadku, gdy
maszynafaktycznieniezatrzymujesię,leczdanynapędporuszasięzprędkościąktórejwartość
jest
w
danym
wypadku
uznawana
za
bezpieczną,
naleŜy
wyeliminować
moŜliwość
niekontrolowanegoprzyspieszenia.
Kategoria
bezpieczeństwa2
Kategoria
bezpieczeństwa3
Kategoria
bezpieczeństwa4
Kategoria
zatrzymania0
Przykład13TK2840
(rys.1)
Przykład23TK2840
(rys.1)
Przykład33TK2841
(rys.2)
Kategoria
zatrzymania1
Przykład43TK2842
(rys.3)
3TK2842
Przykład63TK2842
(rys.3)
Rys.2PrzykładowaaplikacjazprzekaźnikiembezpieczeństwaSIGUARD3TK2841zapewniająca
kategoriębezpieczeństwa4zgodnieznormąPNEN9541
W maszynie zatrzymanie układu napędowego musi być analizowane zatem jednocześnie
dwutorowo,toznaczykoniecznejestustalenienabazieanalizyryzyka:
wjakiejkategoriimusibyćzrealizowanesterowaniebezpiecznymzatrzymaniemnapędu,
jakakategoriazatrzymaniastwarzanajmniejszezagroŜenie.
Wcelupraktycznejrealizacjiukładusterowaniazdolnegodojednoczesnegospełnienia
wymienionychwyŜejwymagań,projektantmusimiećdodyspozycjiodpowiedniasortyment
specjalnieskonstruowanychprzekaźnikówbezpieczeństwa.PoniŜejzestawionodlaporównania
układysterowaniabezpiecznymzatrzymaniemnapędu,któreposiadajątakąsamąkategorię
bezpieczeństwa,leczróŜnekategoriezatrzymania.Pełnyasortymentprzekaźników
bezpieczeństwapowinienzatemzapewniaćwłaściwedladanejmaszynykategorie
2 z 3
2007-11-26 13:38
Paragraf34
bezpieczeństwaizatrzymania,wzaleŜnościoddoboruelementówlubichwzajemnychpołączeń.
Przyczymdrugakategoriazatrzymaniajeststosowanabardzorzadkowpraktyce.
Układyprzekaźnikabezpieczeństwa
�
przykłady.PoniŜejzamieszczonowybrane,przykładowe
aplikacjesterowaniabezpiecznymzatrzymaniemukładównapędowychdlawymienionychwtabeli
1.kombinacjikategoriibezpieczeństwa(wgnormyPNEN9541)ikategoriistopu(wgnormy
PNEN602041).
Proszęzwrócićuwagę,Ŝeod3kategoriibezpieczeństwajestkoniecznaredundancjistykóww
wejściowychobwodachstopuawaryjnego,orazstykówpomocniczychstycznikówodcinających
zasilanie,którestanowiąobwódsprzęŜeniazwrotnegopotwierdzającezadziałanietych
styczników.
RównieŜ4kategoriabezpieczeństwawymagaodnasredundancjistykówaledzięki3TK2841
moŜemyrównieŜspełnićkolejnywymógtejkategoriiczylikaŜdypojedynczydefektmusibyć
wykrywanyniezwłocznieiewentualnenagromadzeniesięawariiukładubezpiecznegowyłączania
niemoŜeprowadzićdoutratyfunkcjibezpieczeństwa.
Narysunku3moŜemyzobaczyćzastosowanieprzekaźnika3TK2842,którydziękidostępnym
wyjściombezpiecznymoopóźnieniuczasowymdo300s(wzaleŜnościodnumeru
zamówieniowego)moŜemyuzyskaćkategorięzatrzymania1wedługnormaPNEN602041jak
równieŜuzyskaćwszystkieczterykategoriebezpieczeństwa.
NaleŜyzwrócićuwagęnafakt,ŜechociaŜwtopologiiukładusterowaniawkategorii3i4nie
widaćistotnychróŜnic,niekaŜdyprzekaźnikbezpieczeństwapozwalanarealizacjęfunkcji
permanentnegomonitorowaniapojedynczegodefektu.Dlatego,naprzykładniemamoŜliwości
uzyskania4kategoriiwoparciuoaparat3TK2840.
Rys.3PrzykładowaaplikacjazprzekaźnikiembezpieczeństwaSIGUARD3TK2842zapewniająca
kategoriębezpieczeństwa2(zlewej)i4(zprawej)zgodnieznormąPNEN9541
P
ODSUMOWANIE
UkładynapędowewmaszynachsąpowodemjednegozgłównychzagroŜeńzagroŜeniaruchem.
Aby to zagroŜenie wyeliminować (zminimalizować) konieczne jest stosowanie poza osłonami
równieŜ składów bezpiecznego zatrzymania. Rozwój techniki przekształtnikowej umoŜliwił
praktyczną realizację układów sterowania bezpiecznym zatrzymaniem w kategorii 2, gdzie
poŜądanyefektosiągalnyjestprzezwspółdziałanieprzekształtnikaiprzekaźnikabezpieczeństwa
zezwłokączasową.
Wybórsposobuzatrzymanianapęduwynikaćmusizanalizyryzykadlakonkretnegoprzypadkui
powinienprowadzićdojegominimalizacji.
NaleŜy równieŜ pamiętać, Ŝe kategoria bezpieczeństwa i typ stopu są pojęciami róŜnymi i jest
moŜliwarealizacjafunkcjibezpiecznegozatrzymaniapraktyczniewkaŜdejkombinacjitychdwóch
elementów.Awszczególnościrealizacjastoputypu1nieobniŜakategoriibezpieczeństwa!
MarekTrajdos
marek.trajdos@tsystem.com.pl
stronagłówna
|
artykuły
|
support
|
wydarzenia
|
faq
|
słownik
|
przydatnelinki
|
forum
|
strefaŜółta
|
kontakt
3 z 3
2007-11-26 13:38
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • klobuckfatima.xlx.pl