Safety Integrated: Programma di
sicurezza per l’industria
Manuale
applicativo
http://www.siemens.de/safety
Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik
Geschäftsgebiet Niederspannungs-Schalttechnik
Postfach 3240, D-91050 Erlangen
Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik
Geschäftsgebiet Industrie-Automatisierungsysteme
Postfach 4848, D-90327 Nürnberg
Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik
Geschäftsgebiet Motion Control Systeme
für Werkzeug- und Produktionsmaschinen
Postfach 3180, D-91050 Erlangen
Siemens Aktiengesellschaft
Änderungen vorbehalten
03/99
Bestell-Nr. E20001-P285-A733
Printed in Germany
Dispostelle 27602/SEK 30296
21U5242 ML.59009 PA 3995.0
Excellence in
Automation & Drives:
Siemens
”La prevenzione degli infortuni
non deve essere intesa come
prescrizione di legge ma
come comandamento dettato
da obblighi umani e dalla
ragione economica”.
Werner von Siemens,
Berlin im Jahr 1880
Tecnica della sicurezza SIEMENS,
il salto di qualità nel programma
per la protezione di uomini, macchine,
ambiente e processi per le industrie del mondo
In tutte le applicazioni industriali, sui
macchinari, sulle linee di movimentazione, nei sistemi di processo, le
moderne tecniche di automazione
richiedono il massimo livello di sicurezza per l’uomo, i macchinari e l’ambiente. Con la tecnica convenzionale,
per la prima volta i componenti elettronici ed i sistemi programmabili
offrono una tecnica di sicurezza che
riesce a penetrare nel sistema intelligente, dai comandi fino ai sistemi di
misura. La possibilità di effettuare
all’interno di sistemi a bus convenzionali trasmissioni adatte ad impieghi di
sicurezza costituisce un punto cardine nella direzione dalla “Safety Integrated”.
La standardizzazione della tecnica
della sicurezza Siemens garantisce
l’impiego delle apparecchiature e dei
sistemi conosciuti nell’automazione
tradizionale.
Le rigide barriere che finora separavano la tecnica dell’automazione standard di un impianto e le relative tecniche della sicurezza diventano, grazie
ad una trasparenza dei dati, permeabili consentendo metodi di lavoro più
efficienti e redditizi.
2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
La sicurezza è nel sistema
Il programma di fornitura Safety Integrated attraverso le famiglie di prodotti SIGUARD, SIMATIC e SINUMERIK/SIMODRIVE offre la massima
protezione per tutti gli apparecchi, dai
sensori agli azionamenti passando
attraverso tutti i dispositivi di interfaccia.
Sicurezza per ogni applicazione
Per ogni esigenza nelle applicazioni di
sicurezza Vi offriamo la migliore soluzione sia che si tratti di comando, rilevamento, segnalazione oppure di collegamento, elaborazione, protezione
e commutazione.
Nelle differenti applicazioni sui macchinari e nelle tecniche di processo,
vengono offerte in un'unica soluzione
le adeguate tecniche di sicurezza.
I bus di campo con profilo di sicurezza quali AS-Interface e PROFIBUS-DP
consentono di impiegare azionamenti
standard e sistemi di programmazione non dotati delle funzioni di sicurezza con i sensori, le unità d’interfaccia
e gli attuatori.
Comandare e
rilevare
Controllare ed
elaborare
Alimentare e
disinserire
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3
D. Seibel
Rappresentante capo del
Laboratorio di collaudo
Berufsgenossenschaft (BG) di
Meccanica di precisione
ed elettrotecnica
Con le regolamentazioni del paragrafo
5.7 della EN 60204-1 1985, „Equipaggiamento elettrico delle macchine „
è stata introdotta a livello internazionale la discussione sull‘analisi e
gestione dei guasti. Le osservazioni
sulla sicurezza derivanti dai contenuti
delle normative (protezioni) in particolare nel campo degli azionamenti
elettrici, hanno portato a diverse soluzioni costruttive. Obiettivo di tutte le
soluzioni applicative era ed è il raggiungimento di un unico ed obbligatorio
standard di sicurezza all‘interno della
comunità europea.
Potenziale di pericolosità
Nella pratica il punto di arrivo della
filosofia di sicurezza deve essere la
realizzazione di sistemi di comando
comuni (tabella 1). In funzione del
potenziale di pericolosità e delle condizioni d‘esercizio dei differenti
macchinari, è necessario un diverso
livello di sicurezza per le logiche di
comando (circuiti elettici di comando).
Per questo la valutazione del rischio e
del pericolo è una premessa imprescindibile. La realizzazione delle idonee
misure di protezione, oltre ad essere
adeguate al potenziale di pericolosità
devono essere orientate al processo
di lavorazione.
4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Protezione delle persone
Esempi di applicazione
Soprattutto in questi casi dove sugli
impianti o macchinari possono presentarsi dei rischi, devono essere
previsti adatti dispositivi di protezione. I dispositivi mobili di protezione
sono fra le soluzioni preferibili per la
protezione delle persone da movimenti pericolosi o altro negli ambienti
industriali e negli impianti. A garanzia
delle funzioni di sicurezza per le persone, devono di conseguenza essere
realizzati dispositivi di protezione
mobili che possano anche essere
bloccati elettricamente in modo che
le persone non abbiano possibilità di
raggiungere la zona pericolosa prima
che siano state rimosse la condizioni
di rischio (per es. rotazioni sulle
macchine utensili).
Al fine di facilitare la scelta e l‘impiego dei differenti sistemi di blocco e
determinare le giuste tecniche di collegamento tra gli apparecchi che rilevano e riportano i segnali di sicurezza
e i dispositivi di sgancio (contattori,
relè), sono stati elaborati e presentati
dagli enti competenti una serie di
esempi di applicazione.
Le singole soluzioni sono ad esempio
contenute nei prospetti ZH
Ridondanza
I convenzionali circuiti elettrici di sicurezza, in combinazione con i sistemi
di blocco, soddisfano in modo quasi
incontestabile le funzioni di protezione delle persone e dei macchinari
previste e necessarie. Le possibilità
di guasto ed i conseguenti rischi per
la sicurezza sono generalmente noti;
questo è stato dimostrato dalle soluzioni tecniche adottate (per es. la
ridondanza).
Parte essenziale di un sistema di
blocco è il finecorsa per il controllo
delle posizioni. Esso deve comprendere almeno un contatto con sistema
di apertura positiva. Quando il dispositivo di protezione viene aperto, il
contatto in apertura del finecorsa
deve interrompere in modo sicuro il
circuito elettrico di sicurezza.
ZH1/153 „Prospetto per la scelta e
l‘impiego dei dispositivi di
blocco elettromeccanico con
funzioni di sicurezza“
e
ZH1/553 „Prospetto per la scelta e
l‘impiego degli apparecchi di
prossimità nei dispositivi di
blocco con funzioni di sicurezza“.
Se è necessario il riconoscimento di
un guasto (per es. il non diseccitamento di un relè), è indispensabile
impiegare relè ad azione forzata.
Steuerspannung EIN/AUS
Steuerstromkreise mit Sicherheitsfunktionen
K1
Steuerstromkreise mit Betriebsfunktionen
S1
K1
S2
K1
M
S1
M
N = nnenn
N = nnenn
S2
Freigabe
Verriegelungssysteme mit und ohne Zuhaltung
Hauptsteuerung
Lastkreis mit möglicher Gefährdung
Lastkreis ohne Gefährdung
Tabella 1 Rappresentazione schematica dei comandi di una macchina (DIN VDE 0113/11.98)
Norme
Le varianti di comando presentate e
gli aspetti di sicurezza ad essi relativi
(ad es. lista esclusione guasti) sono
stati inseriti nella normativa europea.
A tale proposito vanno qui citati i due
gruppi di norme (Norme Tipo B)
EN 1088 „Sistemi di interblocco“
e
EN 954-1 „Parti dei comandi
riguardanti la sicurezza“,
che sulla base di regole fissate dagli
enti competenti forniscono un metro
di valutazione uniforme indipendentemente dalla applicazione considerata.
Ciò consente di utilizzare tale metro
di valutazione anche per circuiti di
controllo a sicurezza integrata in un
secondo momento. Questo nel pieno
rispetto della norma europea EN
60204-1 (ed.11.1998).
Tipiche applicazioni sono i cosiddetti
„dispositivi di sicurezza a relè „, che
vengono impiegati secondo le adeguate categorie di sicurezza (EN 954-1)
per rilevare e riportare i segnali
d‘intervento delle protezioni (per es.
controllo dei ripari, barriere di protezione, comandi a due mani, interventi
d‘emergenza eccetera).
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Siemens S.p.A.
5
R. Faller
Il futuro della tecnica d’automazione orientata alla sicurezza
Bus di campo standardizzati e
orientati alla sicurezza
Responsabilità dell’unità Service
del TÜV Product Service GmbH
Automation, Software and Electronics
– IQSE
Produttori e costruttori di sistemi di
automazione devono far fronte a sfide
importanti. I costruttori si trovano a
dover soddisfare le richieste di utenti
che esigono automazione e sicurezza
in uno stesso sistema. Il termine
„safety integrated“ coniato da Siemens racchiude in sè questo concetto. Anche nel settore delle apparecchiature da campo gli utenti non giudicano positivamente una separazione tra le apparecchiature da campo
„normali“ e quelle orientate alla sicurezza. Le apparecchiature da campo
che verranno fornite in futuro verranno sviluppate in modo tale che siano
in grado di assolvere sia compiti di
automazione sia di sicurezza.
Un passo importante in questa direzione è stato compiuto con la realizzazione di ampliamenti dei bus di
campo standardizzati e orientati alla
sicurezza, che da anni vengono impiegati con successo. In particolare nella
tecnica dei telecomandi e dei telecontrolli, negli oleodotti e nei depositi
di stoccaggio distribuiti questi sistemi
di bus superano di gran lunga i limiti
di un mezzo trasmissivo locale limitato. Spesso la comunicazione tra i
comandi rilevanti per la sicurezza collocati nei vari depositi o nelle stazioni
che raggruppano le sarracinesche e la
stazione di testa dotata di pompe
brooster avviene tramite linee private,
tramite rete telefonica pubblica o, più
recentemente tramite satellite. I limiti
della topologia di bus locale possono
essere superati tramite protocolli di
sicurezza aggiuntivi che consentono
un rilevamento di errori matematicamente dimostrabile, indipendente dal
mezzo trasmissivo e dal protocollo di
trasmissione. A questo sistema di bus
si possono collegare partner con
comunicazione rilevante per la sicurezza e non.
Cambiamenti nel mondo della sicurezza funzionale
In seguito alle discussioni della direttiva europea sulle macchine e allo
standard internazionale DIS IEC
61508, la sicurezza funzionale è ormai
un concetto consolidato nella tecnica
di automazione.
Sotto l‘appellativo „sicurezza funzionale“ si vuole comprendere tutti gli
aspetti volti a evitare e controllare
comportamenti errati dell’uomo, delle
macchine e dei controlli che possano
essere fonte di pericolo per le persone, i beni d’investimento e l’ambiente.
Grazie allo stretto legame tra sicurezza funzionale ed i sistemi di automazione che si servono di software e
computer, tale settore è caratterizzato
da frequenti innovazioni inusuali per
la tecnica della sicurezza. Il TÜV
Bayern IQSE e il TVÜ Product Service
IQSE hanno sostenuto fin dall’inizio
fornitori di sistemi di automazione e
sensori orientati alla sicurezza nella
convinzione che la sicurezza funzionale
è lo strumento ideale che consente di
unire applicazioni sicure e crescita della produttività e rendere più concorrenziali le imprese.
6
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Vediamo come principale compito del
costruttore e nostro, la necessità di
semplificare le tecniche della sicurezza ormai divenute molto complesse
ricorrendo a una decentralizzazione
delle tecniche di processo e trasferendo agli apparecchi di campo l‘elevata capacità di diagnosi raggiunta
negli ultimi anni dalla tecnica programmabile, al fine di aumentare la
sicurezza e ridurre gli elevati costi di
manutenzione preventiva.
I costruttori hanno finora mantenuto
segreta la struttura dei protocolli di
sicurezza che consentivano soltanto
la comunicazione tra apparecchiature
dalla stessa famiglia di sistemi -ad es.
Siemens SIMATIC S5-115F e S5-95F.
Poichè nessun costruttore è in grado
di controllare l’intero spettro di trasduttori, controllori e organi attuatori
intelligenti, l’impiego di sistemi di bus
di campo è stato notevolmente inferiore alle aspettative.
Ma la richiesta avanzata dall’industria
automobilistica di ampliamenti orientati alla sicurezza delle specifiche dei
bus di campo standardizzate e non
dedicate si fa sempre più forte.
I bus di campo standardizzati e orientati alla sicurezza dovrebbero supportare la interoperabilità tra trasduttori,
controllori e organi attuatori intelligenti di diversi costruttori. La lunga esperienza che i diversi fornitori di sistemi
vantano sia nel campo delle specifiche di bus da campo standardizzati
ma non orientati alla sicurezza che in
quello dei protocolli di sicurezza dedicati e l’ormai comprovato sistema di
sicurezza tecnica dovrebbe facilitare
la standarizzazione di una o più specifiche per bus di campo. Tuttavia lo
spinoso percorso di standardizzazione dei bus di campo ha mostrato
negli ultimi anni che le opportunità
tecniche hanno soltanto un’importanza secondaria. Gli utenti interessati
dell’industria automobilistica devono
dimostrare di avere effettivamente
bisogno di bus di campo standardizzati e orientati alla sicurezza e di non
essere disposti a sacrificare tali
opportunità per un proprio desiderio
di potere. I tempi sono orami maturi.
Il TÜV product Service IQSE supporta
utenti, produttori e costruttori in base
alle proprie forze.
(ved. Indicaz. Bibliografiche 7-9,
cap.8.5)
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
7
Indice
1
Norme e Prescrizioni
Pagina
1.1
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.3
1.3.1
1.3.2
Generalità
Sicurezza delle macchine
Direttiva macchine (98/37/CE)
Norme
Analisi dei rischi/Valutazione dei rischi
Funzioni inerenti la sicurezza
Interfaccia Uomo - Macchina
Tecnica di processo
Esigenze normative in Europa
Provvedimenti tecnici per l’adempimento
degli obiettivi di legge
1.4
Impianti di combustione
1.4.1 Direttive Europee
2
SIGUARD Safety Integrated
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
Apparecchi di comando e segnalazione
Apparecchi per comando d’emergenza
Interruttori per comando a fune SIGUARD
Pulpiti di comando a due mani e interruttori
a pedale SIGUARD
Interruttori di posizione SIGUARD
Interruttori a magnete SIGUARD
Barriere a pressione SIGUARD
Barriere ottiche di sicurezza SIGUARD
Barriere ottiche mono-raggio SIGUARD
Apparecchi di segnalazione SIGUARD
Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28
Partenze motore decentrate con
funzione di sicurezza
ET 200S SIGUARD
Apparecchi per il comando in piena
sicurezza
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.1.8
2.1.9
2.2
2.3
2.3.1
2.4
3
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Costruzione
Modo di funzionamento
Programmazione
Dati tecnici
Dati per l’ordinazione
Customer Support
4
SINUMERIK Safety Integrated/
SIMODRIVE
4.1
4.8
4.9
4.9.1
4.9.2
4.9.3
4.10
Azionamenti e comandi CNC con
sicurezze integrate
Equipaggiamenti per macchine a
controllo numerico
Controllo numerico SINUMERIK
Sistema di convertitori SIMODRIVE
Motori SIMODRIVE
Accessori
SINUMERIK Safety Integrated
Breve descrizione
Descrizione delle funzioni
Struttura del sistema
Principi guida per le applicazioni
Normative e raccomandazioni
Requisiti dalle direttive europee
Verifica e certificazione
Analisi dei pericoli e valutazione del rischio
Incremento delle disponibilità con la
tecnica di sicurezza integrata
Supporto ai clienti
Dati di ordinazione e documentazione
Software
Hardware
Documentazione
Certificazioni
5
Applicazioni
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
Sicurezza su linee di presse
SIMATIC S5-95F
Sistemi di trasporto nell’industria automobilistica
Protezione del personale sui robot
di saldatura a portale
Locomotive radiocomandate
Ottovolanti per lunapark
Comando bruciatori in una centrale
termica
Tecnica di controllo del processo:
produzione di polistirolo
Trasporto di persone nella miniera
di sale Berchtesgaden
Comando a distanza VICOS OC 15
per cabine di blocco a relè
4.2
1/21
1/21
2/2
2/4
2/6
2/8
2/11
2/24
2/26
2/27
2/33
2/37
2/39
2/48
2/49
2/54
SIMATIC Safety Integrated
3.1 Introduzione
3.1.1 Tecnologie/tendenze
3.1.2 Confronto fra tecnica di sicurezza
convenzionale e PLC
3.1.3 Approvazioni/Campi d’impiego
3.2 Descrizione del prodotto S5-95F
3.2.1 Costruzione
3.2.2 Modo di funzionamento
3.2.3 Programmazione
3.2.4 Servizio e Supervisione
3.2.5 Comunicazione
3.2.6 Messa in servizio e manutenzione
3.3 Passaggio da SIMATIC S5 a SIMATIC S7
3.4 Integrazione nel PCS 7
3.5 Ampliamenti del S5-95F, versione II
3.6 SIMATIC S5-95F/P
8
1/2
1/4
1/4
1/5
1/8
1/12
1/14
1/16
1/16
1/17
3.6.1
3.6.2
3.6.3
3.7
3.8
3.9
3/2
3/2
3/3
3/3
3/4
3/4
3/5
3/5
3/5
3/6
3/6
3/7
3/8
3/8
3/12
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.4
4.4.1
4.5
4.6
4.7
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.2.6
5.2.7
5.2.8
3/12
3/13
3/13
3/14
3/16
3/18
4/2
4/3
4/4
4/4
4/5
4/6
4/7
4/7
4/8
4/12
4/13
4/20
4/21
4/22
4/22
4/23
4/24
4/26
4/26
4/26
4/27
4/28
5/2
5/4
5/4
5/6
5/8
5/10
5/12
5/14
5/16
5/18
6
Esempi di collegamento
6.1
6.2
6.3
Comandi di sicurezza
6/2
Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28
6/5
Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28
6/16
con tecnica a relè
Dispositivi di comando di emergenza
6/17
Controllo dei ripari di protezione
6/21
Dispositivi per presse
6/28
Dispositivi di protezione operanti
6/32
senza contatto
Esempi di collegamento per le barriere
6/32
ottiche di sicurezza SIGUARD
Esempio di collegamento per le barriere
6/35
ottiche di sicurezza monoraggio SIGUARD
Barriere di sicurezza ottiche a
6/37
pressione SIGUARD
SIMATIC S5-95F – Disinserzione sicura con
6/38
blocchi funzionali “OFF di emergenza” certificati
SIGUARD ET 200S
6/40
Avviamento di una macchina
6/42
Esempi applicativi per la funzione arresto
6/42
di emergenza. Categoria di arresto 0
Esempi applicativi per la funzione arresto
6/44
di emergenza. Categoria di arresto 1
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.4
6.4.1
6.4.2
6.5
6.6
6.7
6.8
6.8.1
6.8.2
7
8
8.1
Comunicazione a sicurezza di errore
tramite bus standard
Appendice
Tabelle di supporto per la scelta
delle apparecchiature
8.2 Panoramica delle principali Norme in vigore
nella Comunità Europea
8.3 Significati e abbreviazioni
8.4 Letteratura tecnica
8.5 Certificati di omologazione
8.5.1 Certificati per SINUMERIK Safety Integrated
8.5.2 Certificati per SIMATIC Safety Integrated
8/2
8/3
8/7
8/8
8/9
8/9
8/11
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
9
Norme
e prescrizioni
1
1.1 Generalità
Obiettivo del manuale
L’obiettivo della tecnica della sicurezza dovrebbe essere quello di ridurre
al minimo possibile il pericolo per
l’uomo e l’ambiente circostante attraverso soluzioni tecniche appropriate,
senza con ciò limitare troppo, se non
lo strettamente necessario, la produzione industriale, l’impiego dei
macchinari e la produzione. Attraverso
il processo di armonizzazione a livello
internazionale delle norme e
prescrizioni la sicurezza delle persone
e l’integrità dell’ambiente dovrebbe
diventare materia condivisa in tutti i
Paesi e contemporaneamente
dovrebbe essere evitato negli scambi
internazionali il concorso di soluzioni
differenti frutto delle più svariate esigenze in termini di sicurezza.
Principi di fondo delle esigenze
legislative in Europa
Il legislatore esige, “che siano protette,
attraverso l’impiego di misure preventive, la qualità dell’ambiente e la salute
delle persone” (Direttiva 96/82/CE “Seveso II”). Si esige inoltre “la sicurezza e
la salvaguardia della salute delle persone durante l’attività lavorativa” (Direttiva
macchine, norme correlate alla sicurezza del lavoro, ...). Il raggiungimento di
questi e simili obiettivi viene prescritto
dal legislatore per differenti Paesi tramite le direttive Europee (“ambito costante”). Per il raggiungimento di questi
obiettivi il legislatore regola le esigenze
dei progettisti degli impianti e dei
produttori di apparecchi e di macchinari
ed ha allo stesso tempo attribuito la responsabilità per eventuali danni
provocati.
Direttive Europee
• stabiliscono le esigenze degli
impianti e dei progettisti in modo tale che siano salvaguardate la salute
delle persone e la qualità
dell’ambiente
• stabiliscono la qualità dei prodotti in
modo tale che siano garantite la
sicurezza e la salute dell’utilizzatore
• contengono le indicazioni riguardanti
la sicurezza sul posto di lavoro (esigenze minime).
1/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Le direttive Europee sono fautrici di un
nuovo e globale approccio (“new approach”, “global approach”) alla sicurezza:
• Le direttive Europee si limitano a
stabilire gli obiettivi generali e le esigenze fondamentali in termini di
sicurezza.
• Il rispetto sicuro delle norme non
rientra nei compiti del legislatore.
• I dettagli tecnici possono essere tramutati in norme da specifici Comitati quando questi abbiano ricevuto il
corrispondente mandato dalla Commissione Europea. Queste norme
vengono poi armonizzate secondo
una precisa direttiva e raccolte negli
uffici preposti dell’Unione Europea.
L’attenersi alle norme armonizzate
implica la supposizione che siano
adempiute tutte le esigenze inerenti
la sicurezza.
• Le direttive Europee richiedono da
parte dei Paesi membri il reciproco
riconoscimento delle norme a livello
nazionale.
Le direttive Europee rivestono uguale
importanza: quando sono applicabili
più direttive ad una precisa
situazione, sono valide le esigenze di
tutte le direttive rilevanti (per esempio
per un macchinario con
equipaggiamento elettrico valgono la
Direttiva Macchine, la Direttiva Bassa
Tensione e la Direttiva Compatibilità
Elettromagnetica).
Per quelle realizzazioni alle quali non
si adattano le direttive Europee
esistono delle prescrizioni.
Queste contengono le norme ed i criteri da utilizzarsi per le verifiche e le
certificazioni volontarie.
Norme relative alla sicurezza del lavoro
La sicurezza del lavoro è
regolamentata a livello nazionale, cioè
devono essere seguite in ogni caso le
esigenze nazionali e da qui possono
provenire in ampia misura esigenze in
termini di sicurezza.
Siemens S.p.A.
Avviso: Le direttive e le norme presentate in questo manuale sono una
selezione che media tra gli obiettivi ed
i principi essenziali. La lista non avanza alcuna pretesa di completezza.
Obiettivi della normativa
Dalla responsabilità che hanno il produttore ed il costruttore di forniture
tecniche e prodotti per la sicurezza,
deriva la pretesa che impianti,
macchinari ed altre realizzazioni tecniche siano costruite nel modo più sicuro possibile in accordo con lo stato
della tecnica. Inoltre le due parti
descrivono sotto forma di normative
lo stato della tecnica relativamente a
tutti gli aspetti che sono importanti
per la sicurezza. Attraverso il rispetto
delle norme di volta in volta rilevanti
si può essere al sicuro affinchè lo stato della tecnica sia stato raggiunto e
con questo che il costruttore di un
impianto o il produttore di un macchinario abbiano adempiuto al proprio
obbligo di accuratezza.
1
Sicurezza funzionale
La sicurezza è vista come indivisibile
dal bene da preservare. Potendo essere le cause dei pericoli come anche i
provvedimenti tecnici per evitarli molto differenti, si distingue nuovamente
tra diverse tipologie di sicurezza, per
esempio tramite l’indicazione delle rispettive cause dei possibili pericoli.
Così si parla di “sicurezza elettrica”,
quando deve essere adoperata per
esprimere la protezione dai pericoli
derivanti dall’elettricità, oppure di “sicurezza funzionale” quando la sicurezza dipende dal corretto funzionamento.
Questa distinzione ha ridotto le nuove
normative secondo la tipologia,
poiché esistono norme particolari che
si interessano di sicurezza funzionale.
Nell’ambito della sicurezza delle macchine la EN 954 tratta in particolare le
parti dei sistemi di comando e di controllo correlati alla sicurezza, concentrandosi in questo modo sulla sicurezza funzionale. La IEC tratta con la
norma pilota IEC 61508 la sicurezza
funzionale elettrica ed i sistemi
elettronici e programmabili in modo
indipendente da un particolare campo
di applicazione. La sicurezza funzionale è definita nella IEC 61508 come
“part of the overall safety relating to
the EUC* and the EUC control
system which depends on the
correct functioning of the E/E/PE* safety-related systems, other
technology safety-related systems
and external risk reduction facilities.”
Affinchè un macchinario o un impianto
raggiungano la sicurezza funzionale è
necessario che tutti i dispositivi rilevanti che proteggono la sicurezza e le
parti dei sistemi di comando e di controllo ad essa correlati funzionino correttamente, e che questi in caso di errore si comportino in modo tale che
l’impianto permanga in una condizione
sicura oppure possa esservi condotto.
A questo scopo è necessario soprattutto l’utilizzo di una tecnica qualificata, che espliciti le esigenze descritte
nelle relative norme. Le esigenze per il
raggiungimento della sicurezza funzionale si basano sui seguenti obiettivi
fondamentali:
• evitare gli errori sistematici
• autocontrollo degli errori sistematici
• autocontrollo degli errori accidentali
o dei guasti.
La misura della raggiunta sicurezza
funzionale è rappresentata dalla probabilità di accadimento dei guasti più
pericolosi, dalla tolleranza d’errore e
dalla qualità, tramite la quale viene garantita la libertà dagli errori sistematici. Essa è stata espressa nelle norme
attraverso differenti concetti. Nella IEC
61508: “Livello di sicurezza integrata”
(LSI), nella EN 60 954: “Categorie” e
nelle DIN V 19250 e DIN V VDE 0801:
“Classi d’impiego”.
* EUC: Equipment Under Control
** E/E/PE: Electrical, Electronical, Programmable Electronical
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/3
1.2 Sicurezza delle macchine
1.2.1 Direttiva macchine
(98/37/CE)*
Con l’introduzione del Mercato Unico
Europeo a partire dal 01.01.1993 è stato stabilito che tutte le norme e prescrizioni degli Stati membri fossero armonizzate. Questo ha avuto come
conseguenza che la Direttiva macchine dovesse essere recepita nel suo
contenuto dalle Leggi nazionali dei singoli Stati membri come una direttiva
da utilizzarsi negli scambi di mercato.
In Italia il contenuto della Direttiva
Macchine è stato recepito dal DPR
459/96 inerente le leggi che regolano
la sicurezza degli apparecchi.
Direttiva macchine (89/392/CEE)
Campo di applicazione e definizioni, frequenza di
applicazione, libera
circolazione delle
merci, clausole
Art. 1 – Art. 7
I
II
Art. 10 – Art. 12
Art. 13 – Art. 14
Articolo
Requisiti essenziali di sicurezza e di salute relativi alle
– macchine, come pure a
• equipaggiamenti di ricambio
• componenti di sicurezza
Contenuto di
1. Dichiarazione CE di conformità per
– macchine, come pure per
• equipaggiamenti di ricambio
• componenti di sicurezza
3
5
10
4
5
8
III
Marcatura CE di conformità
10
IV
Procedure di certificazione per
– macchine, come pure per
• equipaggiamenti di ricambio
• componenti di sicurezza
Il campo di applicazione della Direttiva
macchine si estende dunque dal singolo macchinario all’intero impianto
VI
La Direttiva macchine è costituita da
14 articoli e da 7 allegati.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Art. 8 – Art. 9
4
V
1/4
Entrata in vigore, norme transitorie, abrogazione di norme
2. Dichiarazioni dei costruttori circa
– i requisiti dei componenti della macchina
– i limiti della macchina
Come “macchina” è anche definito un
insieme di macchine e di apparecchi
che, per raggiungere un risultato determinato, sono disposti e comandati
in modo da avere un funzionamento
solidale.
* sostituisce 89/392/CEE, 91/368/CEE,
93/44/CEE, 93/68/CEE.
Marcatura CE,
Allegato in relazione con
Il campo di applicazione della Direttiva
macchine è racchiuso in modo molto
ampio dalla definizione “macchina è
un insieme di parti o dispositivi meccanici collegati l’uno con l’altro, di cui
almeno uno mobile”. Con ampliamenti
successivi il campo di applicazione è
stato esteso ai “componenti di sicurezza” ed alle “attrezzature di ricambio”.
L’adempimento dei requisiti essenziali
di sicurezza e di salute di cui all’allegato I, è necessario affinchè sia plausibile la sicurezza dei macchinari. Gli
obiettivi di protezione devono essere
conseguiti con responsabilità e le esigenze recepite secondo la Direttiva. Il
costruttore di macchine deve fornire
Procedure di certificazione
VII
Documentazioni relative alla dichiarazione CE di conformità per
– macchine, come pure per
• equipaggiamenti di ricambio
• componenti di sicurezza
Esami di conformità per la certificazione CE per
– macchine, come pure per
• equipaggiamenti di ricambio
• componenti di sicurezza
Criteri minimi da osservarsi per la notifica degli organismi
8
8
8
9
Tabella 1/1
Direttiva macchine (89/392/CEE)
tutta la documentazione necessaria in
accordo con le esigenze fondamentali.
Questa documentazione è resa più
semplice dall’applicazione delle Norme armonizzate.
Siemens S.p.A.
Per i macchinari che, secondo l’allegato IV della Direttiva macchine, presentano un elevato pericolo potenziale,
viene richiesta una procedura di certificazione.
1
Tipi di macchine e di componenti di sicurezza per i quali occorre applicare la procedura di cui all’articolo 8, comma 2, lettere b) e c).
1.2.2 Norme
A. Macchine
1.
Seghe circolari (monolama e multilame) per la lavorazione del legno e di materie
assimilate o per la lavorazione della carne e di materie assimilate
1.1. Seghe a utensile in posizione fissa nel corso della lavorazione, a tavola fissa con
avanzamento manuale del pezzo o con dispositivo di trascinamento amovibile
1.2. Seghe a utensile in posizione fissa nel corso della lavorazione, a tavola - cavalletto o
carrello a movimento alternato, a spostamento manuale
1.3. Seghe a utensile in posizione fissa nel corso della lavorazione, dotate di un dispositivo di trascinamento meccanico dei pezzi da segare a carico e/o scarico manuale
1.4. Seghe a utensile mobile nel corso della lavorazione, a spostamento meccanico, a
carico e/o scarico manuale
2. Spianatrici ad avanzamento manuale per la lavorazione del legno
3. Piallatrici su una faccia a carico e/o scarico manuale per la lavorazione del legno
4. Seghe a nastro, a tavola fissa o mobile, e seghe a nastro a carrello mobile, a carico
e/o scarico manuale, per la lavorazione del legno e di materie assimilate o per la lavorazione della carne e di materie assimilate
5. Macchine combinate dei tipi di cui ai punti da 1 a 4 e al punto 7 per la lavorazione
del legno e di materie assimilate
6. Tenonatrici a mandrini multipli ad avanzamento manuale per la lavorazione del legno
7.
Fresatrici ad asse verticale, ad avanzamento manuale per la lavorazione del legno e
di materie assimilate
8. Seghe a catena portatili da legno
9. Presse, comprese le piegatrici, per la lavorazione a freddo dei metalli, a carico e/o
scarico manuale, i cui elementi mobili di lavoro possono avere una corsa superiore
a 6 mm e una velocità superiore a 30 mm/s
10. Formatrici delle materie plastiche per iniezione e compressione, a carico o scarico
manuale
11. Formatrici della gomma a iniezione o compressione, a carico o scarico manuale
12. Macchine per lavori sotterranei dei seguenti tipi:
– macchine mobili su rotaia; locomotive e benne di frenatura
– armatura semovente idraulica
– con motore a combustione interna, destinati ad equipaggiare macchine per lavori sotterranei
Norme Europee armonizzate
13. Benne di raccolta di rifiuti domestici a carico manuale, dotate di un meccanismo di
compressione
14. Dispositivi di protezione e alberi cardanici di trasmissione amovibili descritti al punto
3.4.7..
15. Ponti elevatori per veicoli
16. Apparecchi per il sollevamento di persone con un rischio di caduta verticale superiore a 3 metri
17. Macchine per la fabbricazione di articoli pirotecnici
B. Componenti di sicurezza
1.
Dispositivi elettrosensibili progettati per il rilevamento delle persone (barriere immateriali, tappeti sensibili, rilevatori elettromagnetici).
2. Blocchi logici con funzioni di sicurezza per dispositivi di comando che richiedono l’uso delle due mani.
3. Schermi mobili automatici per la protezione delle macchine di cui al punto A 9, 10
e 11
4. Strutture di protezione contro il rischio di capovolgimento (ROPS).
5. Strutture di protezione contro il rischio di cadute di oggetti (FOPS).
Tabella 1/2
Allegato IV della Direttiva macchine
(Avvertenza: In questo paragrafo
vengono trattate le normative Europee.
Le direttive valide in Paesi extraeuropei possono però essere differenti. Queste non vengono trattate in questa pubblicazione).
Per poter mettere in circolazione dei
prodotti è necessario aderire alle
esigenze fondamentali in termini di sicurezza espresse dalle Direttive
Europee. Per l’adempimento a queste
esigenze di sicurezza possono essere
di aiuto immediato le Norme. Nello
stesso tempo deve essere menzionata
la differenza tra le Norme Europee
armonizzate e le ulteriori regole
tecniche, citate anche nella Direttiva
come “Norme Nazionali”.
Di massima tutte le Norme Europee
devono essere accettate immutate
nelle opere normative degli stati membri, indipendentemente dal fatto che
siano o meno armonizzate al significato della Direttiva Macchine. Le norme
nazionali esistenti riguardanti la stessa
tematica devono essere in seguito ritirate. Così in Europa si deve approntare
una stesura il più possibile veloce ed
unitaria (senza contraddizioni) dei lavori
normativi.
Gli organismi di normazione europei
CEN (Comitè Europèen de
Normalisation) e CENELEC (Comitè Europèen de Normalisation Electrotechnique) su incarico della Commissione Europea devono elaborare le Norme
Europee armonizzate per adempiere le
esigenze della Direttiva europea per
uno specifico prodotto, e devono essere rese pubbliche nella
documentazione ufficiale della
comunità europea. Queste norme (Norme EN) sono in seguito importate senza alterazioni nelle norme nazionali. Esse aiutano nell’adempimento delle
esigenze fondamentali di sicurezza e
salute e nel raggiungimento dei citati
obiettivi di protezione dell’allegato I della Direttiva Macchine.
I partner di riferimento per CEN e CENELEC sono UNI e CEI.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/5
Norme di sicurezza
generali
Norme di
tipo A
Nozioni fondamentali
e principi generali per
tutte le macchine
Norme di sicurezza
di gruppo
Norme di
tipo B
Norme di tipo B1
Aspetti di sicurezza
generali
Norme di sicurezza
di prodotto
Norme di tipo B2
Norme su specifici aspetti
o dispositivi di sicurezza
Norme di tipo C
Caratteristiche specifiche per
particolari tipi di macchine o
famiglie di macchine
Tabella 1/3
Norme Europee per la sicurezza dei macchinari
Dal seguire tali norme deriva una “automatica presunzione di conformità”,
cioè, si può essere dopo questo sicuri che il costruttore abbia adempiuto
gli obblighi relativi alla sicurezza della
Direttiva, nel modo in cui questi sono
trattati nelle rispettive norme.
Certamente ogni Norma Europea non
è ancora stata armonizzata seguendo
tale procedura. Ciò che fa fede è la lista presente presso gli uffici europei
incaricati. Sono costantemente disponibili gli aggiornamenti di tali liste per
la consultazione su Internet (Indirizzo:
http://www2.echo.lu/nasd/index.html).
Il lavoro normativo europeo del CEN
riguardante la sicurezza dei macchina1/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
ri è organizzato in modo gerarchico, e
si articola nel modo seguente:
E Norme di tipo A
chiamate anche Norme generali.
E Norme di tipo B
chiamate anche Norme di gruppo.
E Norme di tipo C
chiamate anche Norme di prodotto.
La raffigurazione di cui sopra ne
mostra l’articolazione.
Norme di tipo A / Norme generali
Le norme di tipo A contengono i concetti e le esigenze fondamentali per
tutti i tipi di macchine. A dimostrazione di ciò ne fa parte la EN292
Siemens S.p.A.
“Sicurezza delle macchine, concetti
fondamentali e principi generali di
progettazione”.
Le norme di tipo A orientano in modo
primario i normatori nelle procedure
da seguire per la preparazione delle
norme di tipo B e C. Esse possono
tuttavia rappresentare delle procedure utili al costruttore per minimizzare
il rischio anche in quelle situazioni dove non esistano norme di tipo C
applicabili.
Norme di tipo B / Norme di gruppo
Sono tutte norme che danno indirizzi
e prescrizioni tecniche relative alla sicurezza con particolare riguardo a
diverse tipologie di macchine.
1
Avviso per l’utilizzatore:
Per alcuni prodotti particolari esistono norme armonizzate di tipo C che portano in secondo piano le norme di tipo B ed
eventualmente anche di tipo A.
Sicurezza delle macchine
EN 292-1
Tipo A
Norme di
sicurezza generali
Sicurezza delle macchine; nozioni
fondamentali, e principi generali per la
progettazione: EN 292-2
Scarto
minimo
per prevenire lo
schiacciamento
del corpo umano
EN 349
Parte dei
sistemi
di comando
relative alla
sicurezza
EN 60 954-1
Distanza di sicurezza per prevenire il raggiungimento delle zone
pericolose da
parte degli arti
superiori
EN 294
Regole
generali per
l’equipaggiamento elettrico delle
macchine
Criteri di
progettazione
dei dispositivi
di interblocco
EN 60 204-1
pr EN 1088
Comando
a due mani
prEN 574
Arresto di emergenza, aspetti funzionali
– principi per la progettazione –
EN 418
Ascensori
prEN 81-1
Macchine per la
lavorazione del legno
prEN 691
Macch. per la lav.
di generi aliment.
prEN 1672-1
Macch. per la lav.
della carta e per la
stampa prEN 1010
Tipo B2 Norme
su specifici aspetti
o dispositivi
di sicurezza
Barriere ottiche
di sicurezza
prEN 61496
Presse meccaniche e
presse idrauliche
prEN 692 e prEN 693
Centri di
lavorazione
prEN 12412
Tipo B1
Norme di
sicurezza di gruppo,
aspetti di sicurezza
generali
Funivie
prEN 1709
Macchine ad iniezione
per lo stampaggio
EN 201
Sistemi automatizzati
di produzione
prEN 1921
Tipo C Norme
di prodotto,
caratteristiche
specifiche per
ecc.
particolari tipi
di macchine
A completamento consultare l’elenco nel glossario del capitolo 8
Anche le norme di tipo B orientano in
modo primario i normatori nelle
procedure da seguire per la
preparazione delle norme di tipo C.
Esse possono inoltre rappresentare
un aiuto per il produttore nella costruzione di una macchina anche in quelle
situazioni dove non esistano norme di
tipo C applicabili.
E’ stata fatta un’ulteriore suddivisione
delle norme di tipo B, e precisamente
in:
Tipo B1-Norme relative ad aspetti di
sicurezza generali, p.e. principi di
ergonomicità, distanze di sicurezza
per prevenire il raggiungimento delle
zone pericolose, scarto minimo per
prevenire lo schiacciamento del corpo
umano.
Tipo B2-Norme relative a specifici
aspetti o dispositivi di sicurezza,
destinati a differenti tipologie di macchine, p.e. arresto di emergenza,
comando a due mani, dispositivi a
chiave, dispositivi di protezione senza
contatto.
Norme di tipo C / Norme di prodotto
A questo punto si tratta di caratteristiche specifiche per particolari tipologie
di macchine, p.e. macchine utensili,
macchine per la lavorazione del legno,
ascensori, macchine per imballaggi,
macchine per la lavorazione della carta
e per la stampa e altre.
Le Norme Europee sono organizzate
in modo tale da evitare ripetizioni delle disposizioni a carattere generale,
che sono contenute nelle norme di tipo A e di tipo B, ma sono per quanto
possibile citate solo come riferimento
nelle norme di tipo C. Le norme di
prodotto possono trovare applicabilità
oltre che per macchine specifiche, anche dove si manifesti l’esigenza di dirimere controversie tra norme
generali e di gruppo. Le norme di tipo
C/norme di prodotto hanno
sicuramente la più elevata priorità per
i costruttori di macchine. Si può partire da queste per osservare
correttamente le esigenze fondamen-
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/7
tali espletate nell’allegato 1 della
Direttiva Macchine (presunzione di
conformità).
Quando non esiste ancora alcuna norma riguardante un macchinario specifico, le norme di tipo B possono
essere d’aiuto al costruttore nella progettazione di una macchina.
Norme nazionali
Nel caso di mancanza delle Norme
Europee armonizzate, oppure quando
queste non si possano applicare per
motivi comprovati, allora un costruttore potrà servirsi delle “Norme
nazionali”. Sotto questo concetto della
Direttiva Macchine ricadono tutte le
altre regole tecniche, per esempio anche quelle riguardanti le prescrizioni
da utilizzarsi nella prevenzione degli
incidenti che non siano contenute
nella lista (e quindi non armonizzate)
delle Norme Europee. Molte delle
norme UNI e CEI ancora valide sono
presentate anche come un “aiuto
all’adempimento della Direttiva
Macchine”. L’applicazione di tali norme
non richiede certamente solo la sopra
menzionata “presunzione di
conformità” ai requisiti essenziali di
sicurezza, poiché è altresì necessaria
in ogni situazione un’analisi del rischio
ed una sua eventuale riduzione.
Queste norme nazionali vengono p.e.
utilizzate da Enti autorizzati per stabilire se un determinato prodotto soddisfa le esigenze della Direttiva Macchine.
1/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
1.2.3 Analisi dei rischi /
Valutazione dei rischi
Le macchine e gli impianti sono, per
caratteristiche costruttive intrinseche
e funzionalità, fautrici di rischio. Di
conseguenza la Direttiva Macchine richiede su ogni macchina una
valutazione del rischio ed
eventualmente una sua riduzione,
fino a che il rischio residuo non sia inferiore al rischio tollerabile. Per procedere alla classificazione di questi
rischi si utilizzano le norme
• EN 292 “Concetti fondamentali e
principi generali di progettazione
per la sicurezza delle macchine”
• EN 1050 “Sicurezza delle macchine,
principi per la valutazione dei rischi”
La EN 292 descrive fondamentalmente i rischi in termini generali ed i principi basilari per la riduzione dei rischi, la
EN 1050 consta di un processo iterativo per il raggiungimento della sicurezza tramite l’analisi e la valutazione dei
rischi.
Valutazione dei rischi
La valutazione dei rischi deve essere
una conseguenza di altri passi quali
l’esame sistematico dei pericoli che
derivano dall’impiego di ogni singola
apparecchiatura di sicurezza. Dove
necessario, ad una valutazione del rischio seguirà una sua riduzione. Dalla
ripetizione di questa pratica deriva il
processo iterativo (si veda la tabella
1/5) con l’aiuto del quale possono essere eliminati nel modo più completo
possibile i pericoli e possono essere
stabilite le adeguate misure preventive.
Siemens S.p.A.
La valutazione dei rischi comprende
• Analisi dei rischi
a) Definizione dei limiti della
macchina (EN 292, EN 1050 par.5)
b) Identificazione dei potenziali
pericoli (EN 292, EN 1050 par.6)
c) Procedure per la valutazione del rischio (EN 292, EN 1050 par.7)
• Classificazione dei rischi (EN 1050 par.8)
Conformemente al citato processo
iterativo per il raggiungimento della
sicurezza, dopo la valutazione dei
rischi deve aver luogo la classificazione dei rischi. Nello stesso tempo si
deve decidere se è necessaria una riduzione dei rischi. Qualora il rischio
debba essere ulteriormente ridotto, si
rendono necessarie la scelta e
l’impiego di adatte misure di protezione. Di conseguenza deve essere ripetuta la procedura di valutazione del rischio.
Nel caso non si riesca ancora a
raggiungere la sicurezza appropriata, si
rendono necessari dei provvedimenti
per la riduzione del rischio. La riduzione del rischio e la scelta delle misure
di protezione più adatte non sono però
elementi della valutazione del rischio.
La riduzione del rischio avviene tramite
l’adozione di adeguate misure protettive. Tali misure protettive sono costituite da serrature e dispositivi con funzioni di sicurezza, perciò classificabili
secondo la EN954.
Questa sequenza dimostra come la
EN 1050 utilizzi un processo iterativo
per il raggiungimento della sicurezza.
Come aiuto per una corretta
classificazione del rischio si definiscono degli elementi di rischio, la cui
connessione chiarisce il Tabella 1 / 5.
1
Rischio
Gravità
è una
funzione
di
in relazione al
pericolo preso
in considerazione
e di
dei possibili danni
che possono
essere causati
dal pericolo preso
in considerazione
Possibilità di accadimento dei
danni
Frequenza e durata di esposizione
al pericolo
Probabilità di accadimento
dell’evento pericoloso
Possibilità di evitare o limitare i
danni
Tabella 1/4
Elementi costitutivi del rischio
INIZIO
Definizione dei limiti della macchina
Analisi del rischio
Identificazione dei potenziali pericoli
Valutaz. dei rischi
Valutazione dei rischi
Classificazione dei rischi
La macchina è sicura?
SI
FINE
NO
Riduzione del rischio
La riduzione del rischio e la scelta delle misure di protezione più appropriate non fanno parte della
valutazione dei rischi. Per ulteriori chiarimenti fare riferimento al paragrafo 5 della EN 292-1; (1991) e EN 292-2.
Tabella 1/5
Processo iterativo per il raggiungimento della sicurezza secondo la EN 1050
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/9
Rischio residuo (EN 1050)
La sicurezza può essere nel nostro
mondo tecnicizzato un concetto relativo. Risulta purtroppo impossibile realizzare un livello di sicurezza che possa eventualmente essere per così
dire “garanzia di rischio nullo”. Il
rischio residuo è definito come:
Rischio che permane dopo la
predisposizione delle misure di protezione.
B
Punto di partenza per la
valutazione del rischio e
delle esigenze che sono
chiamati a soddisfare i
dispositivi di sicurezza
P1
F1
P2
S2
P1
F2
P2
S Gravità della ferita
S1 ferita leggera (di solito reversibile)
S2 ferita grave (di solito irreversibile), inclusa morte
F Frequenza e/o durata di esposizione al rischio
F1 Da rara ad abbastanza frequente e/o di breve durata dell’esposizione
F2 Da frequente a permanente e/o di lunga durata dell’esposizione
Riduzione del rischio
La riduzione del rischio può avvenire
oltre che attraverso misure strutturali,
anche tramite dispositivi di comando
con funzioni rilevanti per la sicurezza.
Questi, classificati secondo la gravità
del rischio, devono sottostare a delle
esigenze particolari, in accordo a
quanto descritto nella EN 954-1.
Le esigenze delle parti dei sistemi di
comando e dei dispositivi relativi alla
sicurezza, classificate secondo la gravità del rischio, sono suddivise in
categorie. Nell’allegato B della
EN 954-1 esiste una procedura per la
scelta della categoria raccomandata
in riferimento alla struttura dei
corrispondenti circuiti di sicurezza.
Safety Integrated - Manuale applicativo
4
S1
A questo punto sono da intendersi
come misure di protezione tutte quelle misure atte alla riduzione del
rischio.
1/10
Categorie
1
2
3
P Possibilità di evitare il pericolo
P1 Possibile in certe circostanze
P2 Quasi impossibile
Scelta delle categorie
B, 1 fino a 4 Categorie secondo cui scegliere le parti dei sistemi di comando ed i dispositivi inerenti la sicurezza
Categorie da preferirsi per i punti di riferimento
Categorie possibili, che richiedono misure di protezione supplementari
Utilizzo di misure di protezione sovradimensionate rispetto al rischio effettivo
Tabella 1/6
Possibile scelta delle categorie in accordo alla EN 60 954-1
Siemens S.p.A.
1
La tabella accanto mostra una breve
stesura delle esigenze per ogni categoria. Il testo completo è contenuto
nel paragrafo 6 della EN 954-1.
Categorie1)
Requisiti delle categorie
Comportamento
del sistema2)
Le parti adibite alla sicurezza dei
sistemi di controllo e/o i loro
dispositivi di sicurezza come anche
i componenti, devono essere
progettate e realizzate in accordo
con lo stato dell’arte e comunque
in grado di sopportare le influenze
ambientali previste.
Se si verificasse un
guasto questo potrebbe
condurre alla perdita
delle funzioni di
sicurezza.
Alcuni guasti non
saranno rilevati.
1
Si devono osservare le prescrizioni
della categoria B.
Impiego di componenti e principi
di sicurezza affidabili.
Come per la descritta
categoria B, ma con
una più alta affidabilità
dei componenti e
delle funzioni di
sicurezza.
2
Si applicano le prescrizioni di cui
in B e principi di sicurezza affidabili.
Le funzioni di sicurezza dovranno
essere verificate ad intervalli regolari
dai circuiti di controllo.
– Un guasto può causare
la perdita delle funzioni
di sicurezza nei
succitati intervalli
– Il guasto sarà rilevato
nel momento in cui
si effettua l’operazione
di controllo periodico.
3
Si applicano le prescrizioni di cui
in B e principi di sicurezza affidabili.
– Un singolo guasto non deve
condurre alla perdita delle funzioni
di sicurezza.
– I più usuali tipi di guasto dovranno
essere rilevati.
– Se si verificasse un
guasto, le funzioni di
sicurezza dovranno
sempre essere
garantite.
– Alcuni tipi di guasto
non saranno rilevati.
– Accumuli di più guasti
non rilevati possono
portare alla perdita
delle funzioni di
sicurezza.
B
Le categorie stabiliscono le esigenze
fondamentali che i dispositivi di sicurezza sono chiamati a soddisfare;
risulta inoltre importante che questi
siano di costruzione robusta per
prevenire guasti Hardware. Per dispositivi complessi, specialmente sistemi
elettronici programmabili, bisogna
rispettare i seguenti aspetti, affinchè
• siano tenuti sotto controllo eventuali
danni Hardware,
• siano evitati guasti Hardware e
Software sistematici e
• possano essere governati i guasti
Hardware e Software sistematici,
in modo da essere adeguatamente sicuri nelle funzionalità per poter portare a termine compiti critici di sicurezza. Le esigenze da soddisfare a
questo scopo sono descritte nella
norma tedesca DIN V VDE 0801 e nella norma internazionale IEC 61508.
L’estensione delle misure di protezione è anche qui da vedersi in funzione
della corrispondente richiesta di riduzione del rischio.
Sicurezza integrata
I provvedimenti da prendersi, perché
vengano garantite funzioni di sicurezza adeguate anche nei casi di dispositivi utilizzati in impianti complessi, sono molto numerosi e riguardano
l’intero processo di progettazione e di
costruzione. Tali dispositivi sono
perciò sviluppati per essere apparecchi speciali “a sicurezza intrinseca”.
Esempi di tali dispositivi possono essere considerati il SIMATIC S5-95F ed
il SINUMERIK “Sicurezza integrata”.
4
Si applicano le prescrizioni di cui
in B e principi di sicurezza affidabili.
– Un singolo guasto non deve
condurre alla perdita delle funzioni
di sicurezza.
– Il verificarsi di un guasto dovrà
essere rilevato nel momento o
prima della effettuazione di una
nuova manovra o, se ciò non fosse
possibile, un accumulo di più
guasti non dovrà condurre alla
perdita delle funzioni di sicurezza.
Principi essenziali per
il raggiungimento
della categoria
Con la scelta dei
Componenti e dei
principi di
sicurezza
Con la costruzione
– Se si verificasse un
guasto, le funzioni di
sicurezza dovranno
sempre essere
garantite.
– Il guasto sarà riconosciuto in tempo per
evitare la perdita
delle funzioni di
sicurezza
1)
Le categorie non sono definite per poter essere impiegate in qualsiasi ordine eventuale oppure secondo una disposizione gerarchica in riferimento alle esigenze tecniche in termini di sicurezza.
2)
Dalla valutazione del rischio deriva l’accettabilità o meno di una perdita totale o parziale delle funzioni di
sicurezza in seguito ad un guasto.
Tabella 1/7
Descrizione dei requisiti delle categorie di sicurezza secondo EN 954-1
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/11
1.2.4 Funzioni inerenti la
sicurezza
Le funzioni inerenti la sicurezza ruotano intorno alle funzioni comuni:
Categoria 2
Interruzione di emergenza
Arresto controllato; l’energia per gli
attuatori della macchina è disponibile
anche ad arresto compiuto.
Rappresenta un’azione in caso di
emergenza che, una volta intrapresa,
causa l’interruzione dell’erogazione
dell’energia elettrica in un intero
impianto o in parte di esso, nel caso
in cui esista un rischio di scossa elettrica oppure dovuto ad altre sorgenti
elettriche (da EN 602041, allegato D).
Azioni in caso di emergenza
La nuova EN 60204-1/11.98 (IEC
60204-1; in accordo con le HD 384
(IEC 60364), ha stabilito e definito le
successive possibili azioni da
implementare in caso di emergenza
(EN602041 allegato D):
• Arresto
• Azioni in caso di emergenza
e a funzioni più complesse come
• Limitazione di velocità
• Limitazione di posizione
In caso di pericolo si azionino
individualmente o in combinazione:
• Cambio di velocità e altre.
Le funzioni classiche sono definite
nella EN 60204-1 e sono realizzate
generalmente grazie a semplici dispositivi elettromeccanici. Per la realizzazione delle funzioni più complesse
possono essere utilizzati anche sistemi elettronici programmabili, quando
questi siano in grado di soddisfare le
norme rilevanti (IEC 61508, EN954 o
DIN V VDE 0801).
Arresto
Categorie d’arresto per le macchine
secondo la EN 60204-1 (VDE 0113 1)
Per la funzione “arresto” esistono,
riconosciute in modo del tutto generale, tre categorie d’arresto definite nella
EN 60204-1 in modo indipendente da
una precisa situazione di pericolo:
– Interruzione di emergenza;
– Inserzione di emergenza;
– Arresto d’emergenza;
– Avviamento di emergenza.
Queste funzioni, in accordo alle EN
60204-1 e EN 418, possono essere
frutto solamente di un’azione umana
volontaria. Nel seguito saranno
approfonditi solo i temi “Arresto
d’emergenza in caso di pericolo” e
“Arresto in caso di pericolo”. Questi
corrispondono pienamente a concetti
aventi la stessa denominazione nella
Direttiva Macchine (in inglese
Emergency Stop). Per semplicità nel
seguito saranno mantenuti i concetti
alternativi di interruzione di emergenza e arresto di emergenza.
Categoria 0
Arresto incontrollato ottenuto togliendo immediatamente energia agli
attuatori della macchina.
Categoria 1
Arresto controllato; l’energia per gli
attuatori della macchina è disponibile
fino ad arresto compiuto ed è tolta
dopo.
1/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Anche in seguito, nel paragrafo
9.2.5.4.3 della EN 602041, si dice:
Gli aspetti funzionali della interruzione
d’emergenza in caso di pericolo sono
stabiliti nella IEC 60364-4-46 (identica
alla HD 384-4-46).
Una interruzione di emergenza
dovrebbe essere prevista dove:
– La protezione dai contatti diretti è
stata raggiunta (p.e. tramite
interruttori in ambienti elettrici) solo
mediante messa fuori portata o
interponendo ostacoli (vedi 6.2.6);
– Esista la possibilità che si verifichino
guasti o danni derivanti dall’energia
elettrica.
Un arresto d’emergenza toglie l’energia a disposizione della macchina causando un arresto di categoria 0.
Quando per una macchina non è permesso un arresto di categoria 0, può
essere necessario optare per un’altra
tipologia di protezione, p.e. contro i
contatti diretti, di modo che non sia
più indispensabile l’interruzione
d’emergenza.
Questo significa che l’interruzione d’emergenza viene utilizzato
dove l’analisi dei rischi evidenzia
un pericolo dovuto alla tensione
elettrica e perciò è richiesta una
immediata e completa
interruzione della fornitura
d’energia.
1
I dispositivi d’arresto d’emergenza cadono nel campo di applicazione delle
Norme Europee sotto la Direttiva Bassa Tensione 73/23/CEE quando non
siano impiegati in connessione con le
macchine. Quando invece siano
impiegati in connessione con le macchine essi cadono, come tutte le altre
attrezzature elettriche, esclusivamente nel campo di applicazione della Direttiva Macchine 98/37/CE.
Arresto d’emergenza
Rappresenta un’azione in caso di
emergenza che, una volta intrapresa,
causa l’interruzione di un processo o
di un movimento pericoloso (da EN
602041, allegato D).
Anche in seguito, nel paragrafo
9.2.5.4.2 della EN 602041, si dice:
Arresto
Per gli arresti in caso di pericolo
valgono, oltre alle esigenze per l’arresto (vedi 9.2.5.3), anche le seguenti
prescrizioni:
– Il comando del dispositivo d’arresto
d’emergenza deve avere la priorità
assoluta su qualsiasi altro comando
in caso di contemporaneità;
– Deve essere interrotta il più velocemente possibile la fornitura di energia a quegli elementi mobili di una
macchina che possono causare uno
stato di pericolo, o più precisamente delle condizioni di pericolo, senza
con questo causare altri pericoli
(p.e. tramite dispositivi di arresto
meccanico che non richiedano alcuna interruzione dell’alimentazione
esterna, tramite la frenatura in controcorrente in accordo con la
categoria 1 di arresto);
– Il ripristino del dispositivo d’arresto
non deve determinare la ripartenza.
Il dispositivo d’arresto deve produrre
un arresto in categoria 0 oppure in
categoria 1 (vedi 9.2.2). La categoria
precisa dell’arresto deve essere
prestabilita tramite una valutazione
dei rischi della macchina.
Per le realizzazioni tecniche della
funzione d’arresto di emergenza
possono essere applicate, conformemente alle raccomandazioni
contenute nella prefazione della
EN 60204-1, le prescrizioni contenute nella EN 60204-1 o nella EN
954 e nella IEC 61508. La EN
60204-1 pretende in modo prioritario una realizzazione che preveda l’utilizzo di componenti
elettromeccanici, siccome i “semplici” sistemi elettronici
(programmabili) non sono
sufficientemente sicuri. Tramite
una corretta applicazione della
EN 954 e della IEC 61508 i
componenti elettronici ed elettronici programmabili raggiungono
una funzione di sicurezza tale da
poter essere impiegati per la realizzazione della funzione di
arresto di emergenza per tutte le
categorie.
Apparecchi per le funzioni arresto
di emergenza e interruzione di
emergenza
Circa l’adempimento degli obiettivi di
protezione tanto della EN 60204-1
quanto della EN 418, valgono per entrambe le funzioni le seguenti prescrizioni (si veda 10.7 della EN 60204-1):
• Il dispositivo di comando deve essere azionato senza difficoltà tramite
l’apertura dei contatti che deve
poter avvenire anche con un azionamento di breve durata.
• Non deve essere possibile il ripristino del funzionamento della macchina da una posizione di comando
principale lontana, senza che prima
sia stato eliminato il pericolo. Il
dispositivo di emergenza deve
essere ripristinato con un’azione volontaria “sul posto”.
Altre funzioni inerenti la sicurezza
Per tutte le altre funzioni inerenti la sicurezza la EN 60204-1 raccomanda
l’utilizzo di componenti elettromeccanici, con la motivazione che risulta
“attualmente difficile” assicurare con
certezza più che sufficiente il completo azzeramento degli errori utilizzando
apparecchi elettronici programmabili
ad un canale. Questo si riferisce
esplicitamente al momento della stesura del testo della norma. Nelle raccomandazioni per l’applicazione di
queste funzioni contenute nella prefazione della EN 60204-1 si sostiene altresì l’evoluzione di tutti gli aspetti
tecnici rilevanti per la sicurezza e si
invita a tener conto dei “differenti”
requisiti che si evincono dalle altre
norme rilevanti, p.e. la IEC 61508.
Prendendo in considerazione le
esigenze che derivano da queste norme è possibile realizzare anche
funzioni complesse grazie all’utilizzo
di logiche elettroniche ed elettroniche
programmabili, come per esempio
con il PLC SIMATIC di sicurezza o il
SINUMERIK orientato alla sicurezza.
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1/13
1.2.5 Interfaccia Uomo Macchina
Per facilitare l’interazione tra uomo e
macchina esistono degli accenni sul
tema nelle norme EN 60073 e
EN 60204.
Dei componenti di una macchina
utilizzati nell’interazione tra uomo e
macchina hanno importanza soprattutto gli interruttori, i pulsanti e gli
indicatori luminosi. A questi elementi
di manovra si applica una codifica univoca, che li caratterizza in base al colore secondo un significato prestabilito. In tal modo sono garantiti
l’aumento della sicurezza per il personale in servizio e la facilità di impiego
e conservazione dei dispositivi e degli
impianti.
Il colore dei pulsanti, il significato di
tali colori, come anche chiarimenti ed
esempi applicativi sono forniti nella
tabella 1 / 8.
In conformità alla EN 60204-1 è
necessario che vengano rispettate le
seguenti istruzioni:
Colore
Significato
Spiegazione
Esempi di applicazione
ROSSO
Pericolo
Situazione pericolosa
o ordine
imperativo
Arresto d’emergenza,
introduzione delle funzioni arresto
d’emergenza, con riserva per
le funzioni STOP/OFF
GIALLO
Attenzione
Situazione di attenzione o di stato anormale
Intervento per far cessare uno stato anormale,
Intervento per impedire una ripartenza
automatica
VERDE
Sicurezza
Situazione di sicurezza
o di stato
normale
START/ON,
per questa funzione è però preferibile il
bianco
BLU
Obbligatorietà
Richiesta di un’azione
obbligatoria
Funzione di ripristino
BIANCO
Nessun
significato
specifico
attribuito
Informazione di carattere generale eccetto
l’arresto d’emergenza
(si veda anche
l’osservazione)
START/ON (preferibile)
STOP/OFF
GRIGIO
NERO
START/ON
STOP/OFF
START/ON
STOP/OFF (preferibile)
Osservazione: nel caso siano utilizzate misure supplementari (p.e. struttura, forma, posizione) per caratterizzare
i pulsanti e gli elementi di manovra, è possibile utilizzare i medesimi colori BIANCO, GRIGIO, o NERO per le differenti
funzioni, p.e. BIANCO per START/ON e STOP/OFF.
Tabella 1/8
Colori per i pulsanti e loro significato secondo la EN 60204-1
Colore
Significato
Spiegazione
Azione
dell’operatore
Esempi di
applicazione
ROSSO
Pericolo
Condizioni
pericolose
Risposta immediata
ad una situazione
pericolosa (p.e.
azionando il pulsante
dell’arresto
d’emergenza)
Pressione/temperatura
fuori dei limiti di
sicurezza, caduta di
tensione, oltrecorsa
oltre la posizione
di arresto
Il colore ROSSO deve essere utilizzato per gli arresti d’emergenza. I colori
utilizzabili per i dispositivi di arresto
devono essere NERO, GRIGIO o
BIANCO, preferibilmente il NERO. E’
parimenti permesso il ROSSO. Il VERDE non può essere utilizzato.
GIALLO
Attenzione
Condizioni anormali,
condizione critica
imminente
Sorveglianza e/o
intervento (p.e. per
ristabilire la
funzione prevista)
Pressione/temperatura
al di fuori del normale
livello
VERDE
Sicurezza
Condizioni normali
Azione facoltativa
Pressione/temperatura
entro i limiti normali,
autorizzazione a
procedere
BIANCO, GRIGIO e NERO sono i colori preferibili per i pulsanti, preferibilmente per le funzioni avviamento e
arresto. Non è possibile utilizzare i colori ROSSO, GIALLO o VERDE.
BLU
Obbligatorietà Condizione che
necessita un’azione
Azione obbligatoria
Istruzione all’operatore
per ottenere valori
pre-selezionati
BIANCO
Nessun
significato
specifico
attribuito
I colori utilizzabili per i dispositivi di
avviamento devono essere BIANCO,
GRIGIO o NERO, preferibilmente il
BIANCO.
E’ possibile utilizzare il VERDE ma
non il ROSSO.
BIANCO, GRIGIO e NERO sono i colori preferibili per i pulsanti che
premuti danno inizio al funzionamento, e rilasciati ne determinano la fine
(p.e. ad azione mantenuta).
1/14
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Tutte le altre condizioni: Sorveglianza
quando sussiste un
dubbio per l’uso di
ROSSO, GIALLO,
VERDE e BLU
Informazioni generali
Tabella 1/9
Colori per gli indicatori luminosi e loro significato secondo la EN 60204-1
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1
I colori ROSSO, GIALLO e VERDE
non sono utilizzabili.
Il colore VERDE è sinonimo di
sicurezza di funzionamento o di stato
normale.
Il colore GIALLO richiama l’attenzione
sulla presenza di un qualcosa di anormale.
Il colore BLU caratterizza un messaggio di obbligatorietà.
I pulsanti di ripristino devono essere
BLU, BIANCO, GRIGIO o NERO. Nel
caso questi operino anche con le funzioni di arresto sono utilizzabili anche
i colori BIANCO, GRIGIO o NERO con
preferenza per il NERO. Il VERDE non
può essere utilizzato.
Nella tabella 1/9 sono rappresentati i
colori per gli indicatori luminosi, il loro
significato in relazione allo stato della
macchina, come anche l’azione
necessaria da parte dell’operatore e
gli esempi di applicazione.
Per i pulsanti luminosi valgono in
ugual modo le tabelle 1/8 ed 1/9. Nel
caso sussistessero difficoltà nella
scelta del colore bisogna utilizzare il
colore BIANCO. Per i dispositivi di arresto di emergenza il colore ROSSO
deve essere indipendente da qualsiasi tipo di illuminazione.
Identificazione dei conduttori
Nel precedente paragrafo è stata trattata la codifica dei colori per i pulsanti, i selettori e gli indicatori luminosi.
La norma EN 954 permette molti
margini per l’identificazione dei
conduttori. Infatti essa prescrive che
“... il conduttore associato ad ogni
contatto debba essere identificabile
in concordanza con la documentazione tecnica ...”.
La numerazione dei morsetti deve
corrispondere allo schema elettrico,
se il conduttore è facilmente identificabile.
Per dispositivi di comando più ampi si
raccomanda di contrassegnare tanto
il conduttore interno che quello esterno in modo tale che in fase di smontaggio il filo sia riportabile sull’esatto
morsetto. Si raccomanda questo
accorgimento anche quando i conduttori devono essere separati. Con la
formulazione della IEC 60204-1 1997,
paragrafo 14.2.1 il comitato normatore ha fissato i seguenti punti:
1. Ogni singolo conduttore deve essere identificabile, sempre in modo
conforme alla documentazione.
Non è richiesto che ogni conduttore debba essere identificabile
singolarmente senza
documentazione.
2. Il modo di contrassegnare e così
anche il metodo di identificazione
dovrebbe essere concordato tra
produttore ed utilizzatore.
Non è intenzione della norma imporre
un modo di contrassegnare valevole a
livello mondiale. Per motivi di sicurezza, per esempio, le normative interne
possono avere una più elevata
priorità, in modo da prevenire
confusione in tutti i casi dove esista
impiego di personale. Queste normative non possono essere generalizzate dal momento che la loro applicabilità copre un vasto campo che va dai
singoli macchinari (per produzione di
massa) agli impianti grandi e
complessi.
Di primaria importanza deve essere la
sicurezza dagli errori di montaggio garantita tramite prove di collaudo.
Anziché diversi colori per gli
avvolgimenti interni è permesso l’utilizzo di un singolo colore. Questi
devono essere contrassegnati con i
seguenti colori:
• nero per
Circuiti principali in corrente alternata e continua
• rosso per
Circuiti di comando in corrente
alternata
• blu per
Circuiti di comando in corrente continua
• arancione per
Circuiti di asservimento alimentati
da corrente esterna.
Se si decide di utilizzare
semplicemente un’identificazione tramite i colori, allora si consiglia l’applicazione dei colori sopra citati. Ciò da
cui in ogni caso non si può prescindere è il colore per il conduttore di
protezione e per il neutro. Per tutti gli
altri conduttori si può scegliere tra le
indicazioni fornite nel paragrafo 14.2.4
(colore, numero, lettera; oppure una
combinazione di questi).
Identificazione del conduttore di
protezione
Deve essere possibile riconoscere il
conduttore di protezione dalla forma,
dalla posizione, dal contrassegno o
dal colore. Se l’identificazione avviene
solo tramite il colore, allora la combinazione bicolore deve essere
verde/giallo, estesa a tutta la lunghezza del conduttore. La combinazione
verde/giallo è utilizzabile solo per questa tipologia di conduttore.
Identificazione del conduttore di
neutro
Se il circuito contiene un conduttore
di neutro il suo colore deve essere
blu chiaro. Questo colore non deve
essere utilizzato per altri tipi di
conduttore per evitare confusione.
Dovesse mancare il conduttore di
neutro è possibile utilizzare il colore
blu chiaro per altri conduttori eccetto
quello di protezione.
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1/15
1.3 Tecnica di processo
1.3.1 Esigenze normative
in Europa
Nella tecnica di processo sono
utilizzate essenzialmente le seguenti
Direttive Europee:
• La direttiva 96/82/CE del consiglio
del 9 dicembre ’96 applicabile per i
rischi di incidenti gravi derivanti dall’impiego di materiali pericolosi (“Direttiva Seveso” II).
• Direttiva bassa tensione.
• Direttiva macchine (98/37/CE).
• Direttiva per i dispositivi a pressione
(97/23/CE). Essa è rilevante solo
quando gli apparecchi utilizzati
devono adempiere a questa normativa. “La direttiva non vale invece
per il montaggio dei dispositivi a
pressione, ad esempio in impianti
industriali, perché nella zona dove
questi sono applicati la responsabilità è dell’utilizzatore”.
Parallelamente devono sempre essere osservate le leggi sulla protezione
antinfortunistica e le norme
antinfortunistiche.
⇒ Programma per la prevenzione
degli incidenti gravi
Il responsabile è obbligato, “ a procurare una documentazione per prevenire gli incidenti gravi ed a provvedere
agli aggiornamenti. Per quanto riguarda il concetto di prevenzione degli incidenti gravi il responsabile deve assicurare tramite mezzi, organizzazione
ed un adeguato sistema manageriale
un elevato livello di protezione sia per
l’uomo che per l’ambiente (articolo 7
paragrafo 1).
La documentazione deve inoltre considerare i seguenti principi fondamentali:
• Il concetto di protezione dagli
incidenti gravi deve essere stilato in
forma scritta.
• Un sistema manageriale per la sicurezza è regolato dai seguenti punti:
– Ispezione e valutazione dei rischi
– messa a punto ed utilizzo di metodi per rilevare in modo sistematico i rischi.
„Direttiva -Seveso“
– Controllo del funzionamento –
messa a punto ed utilizzo di metodi per un funzionamento sicuro
comprensivo della manutenzione
degli impianti.
Questa Direttiva Europea menziona
adeguatamente già nell’introduzione i
principi per perseguire gli obiettivi di
sicurezza
– Assicurazione della qualità – messa a punto ed utilizzo di metodi
per una costante valutazione del
raggiungimento degli obiettivi.
⇒„... conservare attraverso
provvedimenti preventivi la qualità
dell’ambiente e proteggere la salute degli individui.”
Per il raggiungimento di questi obiettivi gli Stati membri devono adempiere
alle seguenti esigenze fondamentali.
⇒ Rapporto della sicurezza
Il responsabile è obbligato nello stilare il rapporto sulla sicurezza ad osservare i seguenti punti,
• Che un concetto … è stato variato,
• Che i pericoli sono stati comunicati
e sono state prese tutte le
precauzioni necessarie per la
prevenzione degli incidenti e per la
limitazione delle conseguenze per
l’uomo e l’ambiente e
• Che la collocazione, il montaggio ed
il funzionamento dei diversi impianti
siano sufficientemente sicuri ed affidabili.
1/16
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⇒ Ispezione
Le autorità hanno il dovere di elaborare una modalità di ispezione per un
controllo sistematico dei sistemi specifici organizzativi e manageriali
dell’impresa, con la quale essa si rassicura che il responsabile possa dimostrare,
• Che abbia adottato le misure necessarie per la prevenzione degli
incidenti gravi e
• Che abbia provveduto alla creazione
di mezzi per la limitazione delle possibili conseguenze.
L’adempimento di queste Direttive
Europee deve essere recepito a livello nazionale.
In seguito a precise richieste
debbono perciò essere osservate le
Norme nazionali che mettono in pratica le Direttive Europee.
1
1.3.2 Provvedimenti
tecnici per l’adempimento degli obiettivi di legge
Al primo posto è sempre l’obiettivo di
organizzare il processo in modo che
questo sia sicuro. Dove questo non
fosse sufficientemente possibile sono
necessari provvedimenti aggiuntivi
per ridurre il rischio rimanente ad una
misura accettabile. Questo può avvenire con i mezzi della Tecnica di
processo, quando questi risultano
adeguati per il compito specifico.
Questi provvedimenti sono di conseguenza adatti alla sicurezza degli
impianti quando sono previsti specificamente per le loro esigenze. Queste
richieste sono descritte nelle norme.
La IEC 61508 è una norma base per
lo sviluppo di norme specifiche di settore. Può essere applicata quando
non esista una norma specifica per il
relativo campo di applicazione.
Normativa nazionale USA è
– ISA S 84 “Application of Safety
Instrumented Systems for the
Proces Industries” con i rapporti
tecnici TR 84.
Per gli apparecchi utilizzati e per le infrastrutture sono valide altre norme
che si occupano delle rispettive
necessità di sicurezza. Vedi il capitolo
inerente la sicurezza delle macchine e
del lavoro (capitolo 1.2).
Norme rilevanti per le misure di sicurezza perseguite con i mezzi della tecnica di processo
Le norme internazionali per questo
campo di applicazione sono:
• IEC 61508 “Functional safety of
electrical (electronic) programmable
electronic safety sistems”
• Norma IEC 61511 “Functional
safety: safety instrumented
systems for the process industry
sector”.
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1/17
Riduzione del rischio con i mezzi offerti dalla Tecnica di Processo (TP)
Riduz. della probabilità di accadim.
Limitazione del danno
Dispositivi di
protezione offerti
dalla TP
Dispositivi per la
limitazione del danno
offerti dalla TP
Rilevante ai fini della sicurezza
Non rilevante ai fini della sicurezza
Dispositivi di controllo
offerti dalla TP
Dispositivi dell’impianto
offerti dalla TP
Tabella 1/10
Distinzione secondo la TP tra dispositivi rilevanti e non rilevanti per la sicurezza
Risulta necessario adottare delle
misure per la riduzione del rischio
quando errori o mal funzionamenti
della tecnica di processo e dei dispositivi di sorveglianza possono condurre ad uno stato pericoloso
dell’impianto e quando il rischio che
ne deriva risulta inaccettabilmente
elevato. In questo caso è necessario,
attraverso adeguate contromisure di
protezione, o diminuire
sufficientemente la probabilità di
accadimento di una situazione pericolosa, oppure ridurre la portata del
danno. Questo può avvenire grazie all’utilizzo delle misure di protezione offerte dalla tecnica di processo, quando queste adempiono alle particolari
richieste di questo compito.
Riduzione del rischio
Rischio tecnico residuo
Rischio
tollerabile
Rischio del
dispositivo
di comando
Riduzione del rischio necessaria
Riduzione del rischio effettiva
Riduzione del rischio derivante dall’utilizzo di differenti
sistemi tecnici di sicurezza e per esempio di contromisure
organizzative
Parte del rischio
Coperto da altre Tecnologie
(meccanica,
ottica, ecc.)
Parte del
rischio coperto
da sistemi di
sicurezza
elettronici ed
elettrici
Parte del
rischio
coperto da
dispositivi
esterni e
contromisure
Tabella 1/11
Principio per la riduzione del rischio (in accordo alla IEC 61508)
1/18
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Aumento del
rischio
Dal momento che risulta impossibile
una completa riduzione del rischio sia
dal punto di vista tecnico che economico, è allora necessario non solo
stabilire il rischio esistente ma anche
considerare il rischio tollerabile. Dalla
differenza tra i due si ricava quale
debba essere l’affidabilità riferita alla
sicurezza (“safety integrity”) delle
funzioni di riduzione del rischio.
• La IEC 61508 definisce “Safety
Integrity Level” (SIL) come la misura di riferimento della probabilità di
errore (“target failure measure”)
per l’esecuzione delle funzioni di riduzione del rischio.
• La bozza IEC 61511 utilizza il
“Safety Integrity Level” (SIL) definito nella IEC 61508 come la misura
di riferimento della probabilità di errore per l’esecuzione delle funzioni
di riduzione del rischio.
1
CA
Punto di partenza
per la valutazione
della riduzione
del rischio
Procedimento generale
(nelle realizzazioni
pratiche il procedimento
da seguire è legato alla
ripologia di applicazione
che deve essere coperta
dal grafico di rischio)
X1
X2
CB
FA
FB
CC
FA
FB
CD
FA
FB
PA
PB
X3
PA
PB
X4
PA
PB
X5
PA
PB
X6
W3
W2
W1
a
---
---
1
a
---
2
1
a
3
2
1
4
3
2
b
4
3
b = Non è sufficiente un unico
sistema di sicurezza
1, 2, 3, 4 = Safety integrity level (SIL)
≥ 10-5 ... < 10-4
3
≥ 10-8 ... < 10-7
≥ 10-4 ... < 10-3
2
≥ 10-7 ... < 10-6
≥ 10-3 ... < 10-2
1
≥ 10-6 ... < 10-5
≥ 10-2 ... < 10-1
Elaboratore
informaz.
Esecutore
azioni
Funzione di sicurezza
La riduzione del rischio per mezzo
della TP avviene quando per ogni possibile accadimento pericoloso o in
qualsiasi probabile situazione di
pericolo per un impianto, viene definita una funzione in grado di evitare il
verificarsi di una situazione
pericolosa. Questa così detta “funzione di sicurezza” serve per mantenere
una condizione sicura dell’impianto
oppure per ripristinarla quando esista
una minaccia di una situazione pericolosa derivante da errori oppure da un
disturbo nell’impianto. Questa funzione di sicurezza può anche servire a ridurre la proporzione del danno verificatosi a causa di una situazione
pericolosa.
Funzionamento in modalità non
continuativa
(Probabilità media di fallimento delle
funzioni previste durante l’impiego)
≥ 10-9 ... < 10-8
Ricettore
informaz.
Scelta degli apparecchi e
normative circa le caratteristiche
richieste
a = Nessuna esigenza di sicurezza
particolare
4
Attuatore
Tabella 1/14
Dispositivo di elaborazione, p.e. PLC di sicurezza
Tabella 1/12
Grafico del rischio e classi di impiego secondo norma DIN V 19250
Livello di Funzionamento in modalità
sicurezza continuativa
integrata (Possibilità del verificarsi di un
incidente pericoloso all’ora)
PLC
di
sicurezza
Funzione di sicurezza
--- = Nessuna esigenza di sicurezza
C = Conseguenze derivanti dal rischio
F = Frequenza e durata di esposizione al rischio
P = Possibilità di evitare il pericolo
W = Probabilità di accadimento dell’evento
indesiderato
Sensore
Tabella 1/13
Livelli di sicurezza integrata in accordo con la IEC 61508: misure obiettivo delle possibilità
di fallimento di una funzione di sicurezza associata ad un sistema di sicurezza
La definizione di una funzione di sicurezza racchiude sempre le specifiche
della funzione stessa (p.e. chiusura
dell’afflusso in un recipiente quando
è stato ormai già raggiunto il limite
massimo di riempimento) e il livello di
sicurezza integrata ricavato dall’analisi
del rischio.
Realizzazione della funzione di
sicurezza
Ogni funzione di sicurezza racchiude
sempre tutta la catena che va dalla ricezione dell’informazione, all’elaborazione della stessa fino alla esecuzione dell’azione.
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1/19
Gli apparecchi in questione come p.e.
il PLC di sicurezza, sensori, attuatori,
…devono adempiere nella loro
totalità, tramite la valutazione del
rischio, le Classi di Impiego (CI) ed il
Livello di Sicurezza Integrata (SIL).
Nel caso in cui un apparecchio venga
utilizzato contemporaneamente per
diverse funzioni di sicurezza, allora
dovrà adempiere le esigenze della CI
più elevata oppure il SIL delle singole
funzioni.
Caratteristiche degli apparecchi
Nel caso in cui vengano impiegati i
PLC per l’elaborazione delle informazioni, questi, in quanto PLC di
Sicurezza (PLCS), devono adempiere
le Norme rilevanti corrispondenti alle
CI oppure alle SIL ed essere certificati da un supervisore indipendente.
Questo è valido anche per altri
apparecchi complessi, che non hanno
la possibilità di segnalazione di tutti i
possibili errori, perché per esempio
contengono dei microprocessori. Le
caratteristiche basilari di un PLC di sicurezza, che devono corrispondere alla classificazione contenuta nelle Norme, sono:
• Durante lo sviluppo, la produzione,
la manutenzione sono da osservare
precise misure e procedimenti, di
modo che vengano evitati gli errori
sistematici.
• Il PLC deve essere in grado di controllare gli errori sistematici che accadono durante il servizio.
• Il PLC deve riconoscere e controllare errori casuali dell’hardware
durante il servizio.
• Controllo di un errore significa che il
sistema, una volta riconosciuto l’errore, reagisca in modo tale da
eseguire in modo affidabile la
funzione di sicurezza stabilita per
tale caso (p.e. spegnimento dell’impianto).
1/20
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Grado di copertura
dell’errore
Tolleranza d’errore dell’hardware
(vedi nota 2)
0
1
2
(<60%)
SIL 1
SIL 2
SIL 3
(60 % - <90%)
SIL 2
SIL 3
SIL 4
(90 % - <99%)
SIL 3
SIL 4
SIL 4
(≥99%)
SIL 3
SIL 4
SIL 4
Nota 1:
Vedi la IEC 61508-2 per i dettagli sulla interpretazione di questa tabella.
Nota 2:
Una tolleranza d’errore hardware N significa che N+1 errori potrebbero causare
una perdita della funzione di sicurezza.
Tabella 1/15
Massimo SIL accettabile per sottosistemi non complessi dipendenti dalle rispettive
tolleranze d’errore e dal grado di copertura dell’errore raggiunto (secondo Norma IEC
61508-7-CDV)
Utilizzo
Con l’utilizzo di un PLC di sicurezza
devono essere rispettate solo le condizioni corrispondenti al manuale della
sicurezza e contemporaneamente le
estensioni aggiuntive delle
certificazioni.
Per gli apparecchi periferici (p.e. sensori e attuatori) sono in aggiunta da
osservare le esigenze derivanti dalle
Norme IEC 61508 oppure IEC 61511)
per quanto concerne i seguenti aspetti:
• Evitare errori sistematici come p.e.
errori di progettazione, di
montaggio e di manovra.
• Coprire e controllare errori casuali.
• Ridondanza necessaria. Questa
dipende dalle possibilità di coprire
l’errore.
• Manutenzione necessaria.
Siemens S.p.A.
Le IEC 61508 fissano il massimo livello SIL ammissibile in dipendenza dalla
tolleranza di errore e dal grado
raggiunto di copertura dell’errore (Diagnostic coverage) – vedi tabella. La
copertura dell’errore e la necessaria
adeguata reazione deve avvenire
entro un tempo sufficientemente breve. Questo è definito nella IEC
61508-2.
Per coprire errori verificatisi negli
apparecchi periferici, possono essere
integrati nel PLCS funzioni di test e di
controllo.
Qualora si utilizzino apparecchi periferici più complessi (p.e. trasmettitori
con microprocessore) bisogna fare attenzione che gli stessi soddisfino le
Norme rilevanti (VDE 0801 oppure
IEC 61508).
L’insieme della tecnica di processo
per la sicurezza deve essere organizzata in modo tale da adempiere tutte
le Norme riguardanti le funzioni
rilevanti per la sicurezza. A questo
proposito per la sicurezza funzionale
sono importanti la VDE 0801 o la IEC
61508.
1.4 Impianti di combustione
1.4.1 Direttive Europee
Gli impianti di combustione ed i
bruciatori sottostanno in base al loro
impiego alle Norme rilevanti. Non esistono Norme Europee specifiche
riguardanti gli impianti di
combustione. Tali impianti
sottostanno eventualmente ad
applicazioni specifiche delle Norme.
Gli impianti industriali con processi
termici sono per esempio integrati
nella Direttiva Macchine.
Norme
Impianti industriali con processi
termici
Per questi impianti esiste una parte di
una Norma Europea, elaborata su
mandato della Direttiva Macchine, e
precisamente la pr EN 746 “Impianti
industriali con processi termici” con
Parte 1: Richieste generali relative alla
sicurezza per impianti
industriali con processi termici
Parte 2: Richieste relative alla sicurezza per sistemi di combustione e bruciatori.
1
Impianti di combustione
Per gli impianti di combustione che
non appartengono agli impianti
industriali con processi termici e che
non vengono utilizzati nei flussi di
processo per il riscaldamento nell’industria chimica, sono utilizzabili le
Norme generali per gli
equipaggiamenti elettrici derivanti dalla normativa europea
Dispositivi di emergenza per
impianti di combustione”
Per l’equipaggiamento degli impianti
di combustione in installazioni dove
sia richiesta una interruzione in caso
di emergenza, il pr EN 50156 richiede
che si prendano in considerazione le
EN 60204 - 1 e le EN 954 - 1, affinchè
si possa adempiere alle Direttive
Europee.
• pr EN 50156 “Electrical equipment
for furnaces Part 1: Requirements
for application design and
installation”
e la Norma tedesca
• DIN VDE 0116 “Equipaggiamento
elettrico per gli impianti di
combustione”
Come Norme specifiche per i
bruciatori esistono al momento
• pr EN 676 Bruciatori a gas;
• EN 230 Bruciatori di polveri in
esecuzione monoblocco;
• EN 267 Bruciatori a olio;
• EN 298 Combustione automatica
per bruciatori a gas e dispositivi a
gas con e senza ventilatore.
Il pr EN 746 è applicabile agli impianti
industriali con processi termici, tra gli
altri in
• Processi di produzione e di
lavorazione dei metalli,
• Processi di lavorazione del vetro,
• Processi di lavorazione della
ceramica,
• Processi di lavorazione del
cemento, della calce e del gesso,
• Processi chimici,
• Impianti per la bruciatura dei rifiuti,
eccetera.
Si rimanda alle EN 60204-1 e EN 9541 così come per i sistemi elettronici
rilevanti per la sicurezza alla IEC
61508.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
1/21
2
SIGUARD
Safety Integrated
2.1 Apparecchi di comando e segnalazione
Comandare
Rilevare
Apparecchi 3SB per comando
d’emergenza
• Bloccaggio secondo EN 418
• Con chiave di sicurezza CES, BKS,
OMR e RONIS
• Certificazione BIA
Serrature di sicurezza 3SB
• Tipo CES, BKS, OMR, IKON, RONIS
con differenti chiavi
• Commutazione con servizio continuato di presse
• Controllo delle chiavi con 3SB1
Interruttori per comando a fune
3SE7-SIGUARD
• Sorveglianza di zone pericolose di
particolare lunghezza
• Funzione di protezione raggiungibile
da ogni punto
• Bloccaggio secondo EN 418
Pulpito di comando a due mani
SIGUARD secondo DIN 24 980
(pr EN 574)
• Sicurezza per presse e punzonatrici
• Vincolo in loco di entrambe le mani
• Comando contemporaneo <0,5 s
Interruttori d’emergenza
in custodia 3SB
• Bloccaggio secondo EN 418
• Protezione contro il comando non
intenzionale
2/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Segnalare
Interruttori di posizione 3SE3-SIGUARD
• Sorveglianza meccanica degli schermi di
protezione e dei ripari
• Forma costruttiva secondo EN 50041ed
EN 50047
• Apertura forzata dei contatti secondo
EN 947-5-1
• Protezione contro facili elusioni attraverso azionatore separato
Colonne di segnalazione 8WD4
• Dispositivi di avviso acustico e
segnalazione ottica
• Esecuzione con diametro 50mm e
70mm
• Lampade ad incandescenza ed elementi LED
• Composizione modulare
Interruttori di posizione con meccanismo di
ritenuta 3SE38/3SE37-SIGUARD
• Apertura forzata dei contatti secondo EN
947-5-1
• Esecuzione con blocco meccanico oppure blocco magnetico
• Verifica del tempo di arresto del macchinario
• Sblocco ausiliario integrato
• Custodia in metallo e in materiale isolante
Profili di protezione a pressione 3RG785SIGUARD
• Comando sicuro attraverso il bordo a
pressione
• Adattabili alle esigenze del cliente
• Controllo ottico del profilo di gomma
• Unità d’interfaccia per impiego fino a categoria di sicurezza 4 (EN 954-1)
Luci di segnalazione 8WD53
• Particolarmente robusti e resistenti
agli urti
• Elevato grado di protezione
Barriere di sicurezza 3RG78 1-SIGUARD
• Protezione senza contatto degli spazi pericolosi
• Differenti risoluzioni e lunghezze
• Funzioni di Muting e Blanking integrate
• Certificazione fino a categoria di sicurezza
4 (EN 954-1)
• Collegamento all’apparecchio d’interfaccia
ed a PLC di sicurezza S5 95F
Indicatori luminosi 3SB
Barriere mono-raggio 3RG78 2-SIGUARD
• 2 sistemi per categoria di sicurezza 2 e
categoria 4 secondo EN 954-1
• Allacciamento di più apparecchi ad una
solo dispositivo d’interfaccia
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/3
2.1.1 Apparecchi per
comando d’emergenza
Norme di riferimento:
• EN 60947-5-1
(Apparecchi di bassa tensione apertura positiva)
• EN 999 (Velocità di avvicinamento delle parti del corpo)
• EN 292-1
(Sicurezza delle macchine Regole generali)
• EN 954-1
(Sicurezza delle macchine Parte dei sistemi di comando
relative alla sicurezza)
• EN 60204-1
(Sicurezza delle macchine Equipaggiamento elettrico delle
macchine)
Figura 2/1
Figura 2/2
Pulsante a fungo d’emergenza,
bloccaggio secondo EN 418
Pulsante a fungo d’emergenza,
sblocco a chiave secondo EN 418
• 3SB1 esecuzione con foro di fissaggio Ø 22mm oppure Ø30mm
• 3SB1 esecuzione con foro di fissaggio Ø 22mm oppure Ø 3 0mm
• 3SB2 con foro di fissaggio Ø 16mm
• SIGNUM 3SB3 con foro di fissaggio Ø 22mm oppure 26 x 26mm
• SIGNUM 3SB3 con foro di fissaggio Ø 22mm oppure 26 x 26mm
• Differenti varianti di chiavi: CES,
RONIS, BKS, OMR; con sblocco a
rotazione.
Programma di fornitura dei prodotti
• Sblocco a rotazione oppure a trazione.
Gli apparecchi di comando e segnalazione per applicazioni d’emergenza
SIGUARD-Safety Integrated vengono
offerti in un programma completo
attraverso tre differenti serie:
• 3SB1, consolidata e diffusa in tutto
il mondo
• 3SB2, elevate prestazioni in piccole
dimensioni
• SIGNUM® 3SB3, moderna con
montaggio più rapido.
Per informazioni più dettagliate e per
la scelta, consultare il capitolo 9 del
catalogo “Apparecchi di bassa tensione – Volume 1”.
Figura 2/3
Figura 2/4
Selettori con chiave CES, BKS,
IKON, OMR oppure RONIS
Pulsante a fungo d’emergenza in
custodia, bloccaggio secondo EN 418
• 3SB1 esecuzione con foro di fissaggio Ø 22mm oppure Ø 30mm
• 3SB1 esecuzione con foro di fissaggio Ø 22mm (custodia in materiale isolante ed in fusione)
Gli apparecchi di comando d’emergenza Siemens soddisfano tutte le
prescrizioni per l’impiego nei circuiti
di sicurezza:
• Conformità alle EN 418
• Certificazione BIA
• Esecuzione dei contatti uni- e bipolari
• Pulsante a fungo rosso con sfondo
di contrasto giallo
• Sicura apertura forzata dei contatti
• Elevata sicurezza attraverso lo
sblocco a chiave
• Grado di protezione elevato IP67 di
serie con 3SB3 in metallo
2/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
• 3SB2 con foro di fissaggio Ø 16mm
(solo CES)
• SIGNUM 3SB3 con foro di fissaggio Ø 22mm oppure 26 x 26mm
• Selettori a 2 e 3 posizioni, permanenti, ad impulso.
Siemens S.p.A.
• SIGNUM 3SB3 con foro di fissaggio Ø
22mm (custodia in materiale isolante)
• Parte superiore della custodia gialla
con o senza collare di protezione .
2
Impiego nelle differenti categorie
Apparecchi di comando d’emergenza in combinazione con i dispositivi
di sicurezza SIGUARD 3TK28 o con
PLC di sicurezza SIMATIC
In seguito al comando degli apparecchi d’emergenza deve essere fermato
l’azionamento ed interrotto in modo
certo il circuito di sicurezza. Questo
può avvenire impiegando esclusivamente contatti in apertura (R).
Gli apparecchi 3SB offrono la possibilità di comporre differenti soluzioni.
Come mostrano gli schemi a fianco,
con due contatti singoli (2 x 1R oppure 2 x 1L + 1R) si può raggiungere
anche nei circuiti d’emergenza la più
elevata categoria 4 di sicurezza. Per
motivi tecnici di sicurezza è da evitare
l’impiego di contatti doppi bipolari.
Nei circuiti a due canali devono essere impiegati due contatti unipolari
separati in modo che il difetto di uno
dei contatti si ripercuota su un solo
canale.
Naturalmente la sicurezza per una
determinata categoria può essere
raggiunta solo se i dispositivi d’interfaccia soddisfano contemporaneamente queste esigenze (vedere
esempi di collegamento).
Apertura forzata dei contatti
(EN 60947-5-1)
E’ presupposto che il comando di
apertura deve interrompere il circuito
di sicurezza attraverso il diseccitamento. A questo scopo sono da
impiegarsi esclusivamente contatti in
apertura.
Nelle situazioni d’emergenza, la
necessità dei contatti di riposo ad
apertura forzata è assolutamente
necessaria se l’impiego degli apparecchi è per comando d’emergenza
(vedere anche gli interruttori di posizione SIGUARD alla Parte 2.1.4).
Apparecchi di comando d’emergenza secondo EN 418
Nel caso di arresto di un impianto
attraverso un comando d’emergenza,
non è ammesso nessun riavviamento
automatico. Questo presuppone un
blocco obbligatorio del comando
d’emergenza. Tale esigenza è fissata
nella Norma-B EN 418 ed è necessaria per ogni dispositivo d’emergenza.
I pulsanti a fungo d’emergenza 3SB
soddisfano queste prescrizioni.
Costruttivamente questo viene ottenuto attraverso un comando ad accumulo d’energia dove l’apertura del
contatto è forzatamente collegata ad
un blocco.
Categoria B, 1, 2: secondo EN954-1
Impiego di un contatto
Utilizzo in combinazione con
PLC di sicurezza SIMATIC,
p.e. S5-95F
Utilizzo in combinazione con dispositivo
di sicurezza SIGUARD 3TK28
Pulsante di
emergenza
3SB
Pulsante
d’emergenza
3SB
CPU 1
Unità
d’interfaccia
3TK28 (Cat. 2)
CPU 2
Unità
d’interfaccia
S5-95F
Tabella 2/1
Tabella 2/2
Categoria 3, 4: secondo EN954-1
do a due canali in combinazione con
apparecchi di sicurezza d’interfaccia e
di diagnosi (3TK28, S5-95F).
Impiego di due contatti unipolari.
Per raggiungere queste categorie è
assolutamente necessario un coman-
Utilizzo in combinazione con
PLC di sicurezza SIMATIC,
p.e. S5-95F
Utilizzo in combinazione con dispositivo
di sicurezza SIGUARD 3TK28
Pulsante
d’emergenza
3SB
Pulsante
d’emergenza
3SB
CPU 1
Unità
d’interfaccia
3TK28 (Cat. 3, 4)
CPU 2
Unità
d’interfaccia
S5-95F
Tabella 2/3
Tabella 2/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/5
2.1.2 Interruttori per
comando a fune SIGUARD
Programma di fornitura dei prodotti
Lunghezza fune
≤6m
Norme di riferimento
custodia in materiale isolante
secondo EN 50 047
senza blocco
secondo EN 50 041
senza blocco
1L + 1R
1L + 1R
q 3SE7 230-2AA02
q 3SE7 210-2AA02
con blocco
e sblocco
(secondo EN 418)
1L + 1R
q 3SE7 210-1AA02
senza blocco
1L + 1R
q 3SE7 110-2AA02
con blocco
(secondo EN 418)
e sblocco a
trazione
1L + 1R
q 3SE7 110-1AA02
custodia in metallo
senza blocco
1L + 1R
(coperchio in plastica)
1L + 1R
con guaina in gomma con blocco e
e finestrella trasparente sblocco a pressione
q 3SE7 150-2DD
• EN 418
(Sicurezza delle macchine – Dispositivo d’emergenza)
custodia in metallo
secondo EN 50 041
• EN 292-1
(Sicurezza delle macchine - Regole generali)
• EN 954-1
(Sicurezza delle macchine - Parte
dei sistemi di comando relative
alla sicurezza)
≤ 25 m
• EN 60 204-1
(Sicurezza delle macchine - Equipaggiamento elettrico delle
macchine)
e sblocco
a chiave
• EN 60 947-5-1
(Apparecchi di bassa tensione apertura positiva)
≤ 50 m
custodia in metallo
(coperchio in plastica)
Interruttori per comando a fune
come dispositivo d’emergenza
secondo EN 418
Secondo le attuali normative, gli interruttori a fune SIGUARD possono
essere impiegati come dispositivi d’emergenza. Il loro sistema di funzionamento li fa di conseguenza ricadere
sotto le prescrizioni della normativa
EN 418. In queste prescrizioni gli
interruttori a fune con blocco possono
essere impiegati come variante ai
dispositivi d’emergenza. In questo
caso si ha il vantaggio di una sorveglianza di ampie distanze con la possibilità di fermare l’impianto da ogni
punto lungo tutta la fune di sbarramento. La fune stessa deve essere di
acciaio rivestito di guaina rossa
conformemente alle prescrizioni. Il
contatto di riposo dell’interruttore a
fune è ad apertura forzata e viene
comandato sia tirando la fune che in
caso di rottura della stessa.
2/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
≤ 2 x 50 m
con
azionamento
bilaterale
custodia in metallo
per ingresso cavi
q 3SE7 150-1BD
1L + 1R
q 3SE7 150-1CD
con blocco e
1L + 1R
sblocco a pressione
q 3SE7 140-1BD
e sblocco
a chiave
q 3SE7 140-1CD
con blocco
e sblocco
a pressione
2 x Pg16
1L + 1R
ogni
direzione
1L + 1R q 3SE7 160-1AE
Tabella 2/5
Per circuiti di sicurezza fino alla categoria 4, secondo le EN 954-1 devono
essere impiegati 2 contatti di riposo
ad apertura forzata.
• L’interruttore è impiegato come
dispositivo d’emergenza?
⇒ Secondo le EN 418 il blocco è
necessario
Scelta e installazione degli interruttori a fune 3SE7
• Quanto è lungo il campo da proteggere?
⇒ Lunghezza del cavo necessaria
Gli interruttori per comando a fune
SIGUARD devono essere scelti e
dimensionati in funzione del campo di
impiego. A tal proposito è necessario
rispondere alle seguenti domande:
Siemens S.p.A.
2
• Quali variazioni di temperatura sono
possibili?
⇒ Possibile riduzione della lunghezza
massima della fune
3SE7 150-...
ON
10
Posizione
intermedia
Trazione fune
Trazione fune
5
Bloccaggio
5
?
?
3
13-14
21-22
Rottura fune
13
14
13
14
13
14
21
22
21
22
21
22
3SE7 140-...
ON OFF
mm
0
Rottura fune (Fig. 3)
4
Posiz. intermedia (Fig. 2)
4
Trazione fune (Fig. 1)
13
14
13
14
13
14
21
22
21
22
21
22
20
13-14
E’ necessario verificare che gli apparecchi vengano utilizzati in ambienti
dove la temperatura non subisce particolari variazioni in modo da evitare
modifiche della lunghezza della fune;
con particolari sbalzi di temperatura,
gli apparecchi potrebbero intervenire.
In questo caso dovrebbero essere di
nuovo tarati. Il grafico a fianco mostra
il campo di utilizzo dei 3SE7 140 e
3SE7 150 in funzione della temperatura ambiente.
10
21-22
Negli interruttori senza blocco, dopo il
rilascio della fune, l’apparecchio si
riporta nella posizione originale.
Bloccaggio
10
Le tipologie fino 25m e fino 50m sono
complete di contatti 1L+1R. In caso di
azionamento dell’interruttore a fune, il
contatto in apertura soddisfa le funzioni di sicurezza sia in caso di trazione
che di rottura della fune, mentre il contatto in chiusura viene sfruttato per le
segnalazioni. Lo sblocco dell’apparecchio può avvenire solo in caso di ripristino della corretta tensione della fune.
Posiz;
intermedia
10
3SE7 150
3SE7 140
fino 6 m
(custodia secondo
EN 50041 e EN 50047)
fino 25 m
fino 50 m
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Tabella 2/6
Condizioni di commutazione degli interruttori a fune SIGUARD 3SE7
0
Lughezza fine
3SE7 110 e
3SE7 2
mm
Rottura fune
3
Siemens offre apparecchi con blocco
per 3 lunghezze di fune:
OFF
m
10
20
3SE7 150
30
3SE7 140
40
50
-10
0
10
20
30
40
50
60
70 °C 80
Temperatura
Tabella 2/7
Lunghezza cavo consigliata degli interruttori di sicurezza a fune in funzione dello scostamento della temperatura ambiente
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/7
Cavo ø 2,5 mm
3SE7910
Interruttore a
fune
SIGUARD
3SE7150
Morsetto
simplex,
ovale
3mm
Morsetto
simplex,
ovale
3mm
Occhiello fune D3
3SE7930-1AC
Tenditore a
vite M6 X 60
3SE7950-1AB
Occhiello fune D3
3SE7930-1AC
Morsetto Vite ad
simplex, occhiello M8
ovale
3SE7920-1AB
3mm
Occhiello fune D3
3SE7930-1AC
Morsetto
simplex,
ovale
3mm
Molla 13N
Vite ad
3SE7931-1AB occhiello
M8
3SE79201AB
Occhiello fune D3
3SE7930-1AC
Tabella 2/8
Esempio di installazione dei 3SE7150
Per una corretta installazione degli
apparecchi sono a disposizione differenti accessori quali morsetti per
2.1.3 Pulpiti di comando
a due mani e interruttori
a pedale SIGUARD
Norme di riferimento:
• DIN 24980 (EN 574)
(Sicurezza delle macchine –
Pulpiti di comando a due mani)
• EN 418
(Sicurezza delle macchine – Dispositivo d’emergenza)
• pr EN 999
(Velocità di approccio)
fune, tenditori a vite, molle eccetera.
Per lunghezze superiori a 10 m sono
necessari dei sostegni per la fune e
precisamente ogni 3 m per i 3SE7
150 e ogni 5 m per i 3SE7 140 (vedere esempio di montaggio).
Interruzioni a due mani conformemente alle EN 574
possono essere collegati ai circuiti di
sicurezza in combinazione con dispositivi di controllo a due mani 3TK28
SIGUARD oppure direttamente collegati a PLC di sicurezza SIMATIC S595F. A tal proposito il fungo d’emergenza è inserito nel circuito d’emergenza della macchina.
Un circuito di sicurezza per interruzioni a due mani secondo DIN 24 980
(EN 574) deve soddisfare le seguenti
condizioni:
• Il pulpito di comando deve essere
costruito in modo che per comandarlo sono necessarie entrambe le
mani contemporaneamente.
• Il circuito di comando collegato al
pulpito deve eseguire in modo sicuro il controllo e l’interpretazione di
entrambi i segnali d’ingresso.
Soluzioni complete
• EN 292-1
(Sicurezza delle macchine - Regole generali)
• EN 954-1
(Sicurezza delle macchine - Parte
dei sistemi di comando relative
alla sicurezza)
I pulpiti di comando a due mani
SIGUARD 3SB386 soddisfano le prescrizioni per la categoria 4 secondo
EN 954-1. Tutti i pulpiti di comando
sono costituiti da due tasti di servizio
ed un fungo d’emergenza. I nostri
pulpiti di comando a due mani
• EN 60204-1
(Sicurezza delle macchine - Equipaggiamento elettrico delle
macchine)
• EN 60947-5-1
(Apparecchi di bassa tensione ad
apertura forzata)
2/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Montaggio
I pulpiti a due mani possono essere
• montati direttamente sulla macchina
• oppure su piedistallo 3SB3901-0AQ.
I settori d’impiego, in combinazione
con i dispositivi di controllo a due
mani 3TK2834 ed agli apparecchi di
verifica extracorsa 3TK2835, sono
(vedi parte 2.2):
• Presse
• Punzonatrici
• Settore per la stampa o lavorazione
legno.
2
Programma di fornitura
Pulpito di comando a due mani – apparecchio di comando
Esecuzione in metallo
secondo DIN 24980
(EN 574)
Custodia in alluminio pressofuso
grado di protezione IP 65
2 tasti a fungo (1L/1R); 3SB38 63-3BB
1 emergenza (1R/1R)
Esecuz. in mater. isolante Custodia in Poliammide rinforzata 2 tasti a fungo (1L/1R); 3SB38 63-1BB
secondo DIN 24980
grado di protezione IP 65
1 emergenza (1R/1R)
(EN 574)
Disp. di contr. a due mani
e
app. di verifica extracorsa
3TK28 34-1BB40
3TK28 35-1BB40
Interruttori di sicurezza a pedale
Bloccaggio secondo
EN 418
Interruttore di sicurezza
con calotta di protezione
e pulsante di sblocco
Grado di protezione IP 65
Dotazione di contatti
2L + 2R
3SE39 24-3AA20
Tabella 2/9
Apparecchio di
controllo extracorsa
3TK2835
Pressa
3TK2834
3SB38 63- . . .
E
S5-95 F /
A
Tabella 2/10
Circuito di sicurezza di un comando a due mani per presse
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/9
Requisiti per i pulpiti di comando a due mani: Suddivisione in 3 tipologie
Prescrizioni
Tipo
I
Impiego di entrambe le mani per il comando
II
III
A
B
C
X
X
X
X
X
Relaz. tra segnale d’ingresso e segnale d’uscita X
X
X
X
X
Completamento del segnale d’uscita
X
X
X
X
X
Accidentale comando delle parti di servizio
X
X
X
X
X
Verificare le funzioni di protezione
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Ripetuta generazione del segnale di uscita
Comando sincronizzato
Tabella 2/11
Coordinamento alle singole categorie: (secondo EN 574)
Pulpito di comando
Categoria
a due mani
B
Tipo I
1
2
X
X
X
X
Tabella 2/12
2/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Applicazione
Processi di lavoro senza accedere
all’attrezzo. Scarsi motivi di soffermarsi in zone pericolose.
Tranciatrici, serraggio attrezzature
Lavorano nelle vicinanze di zone
pericolose, ma in genere non al
loro interno.
Impostazioni dei
macchinari
Ripetute introduzioni delle mani
(inserimento e/o prelevamento)
all’interno della zona pericolosa.
Presse
meccaniche
4
X
Tipo II
Tipo III A
Tipo III B
Tipo III C
3
Esempio lavorazione
2
2.1.4 Interruttori di posizione SIGUARD
Programma di fornitura
• Elevato grado di protezione IP65/67
Gli interruttori di posizione SIGUARD
possono essere impiegati per:
• Forma costruttiva normalizzata
secondo DIN EN 50047 e 50041
• Differenti varianti di azionatore
Norme di riferimento:
• Controllo dei dispositivi di protezione
con cerniere quali portelle, ripari,
coperchi ecc.
• EN 1088
(Dispositivi d’interblocco in collegamento con sistemi di protezione mobili)
• EN 60947-5-1
(Apparecchi di bassa tensione ad
apertura forzata)
• pr EN 999
(Velocità di approccio)
• EN 292-1
(Sicurezza delle macchine - regole generali)
• EN 954-1
(Sicurezza delle macchine - Parti
dei sistemi di comando relative
alla sicurezza)
• EN 60204-1
(Sicurezza delle macchine - Equipaggiamento elettrico delle
macchine)
• Controllo laterale dei dispositivi di
protezione scorrevoli come portelle,
griglie scorrevoli ecc.
• Rilevamento dei movimenti pericolosi di parti del macchinario.
Con l’impiego degli interruttori di posizione o finecorsa SIGUARD è possibile raggiungere qualsiasi categoria nei circuiti di
sicurezza. A tal proposito è importante la
giusta scelta ed il corretto utilizzo in combinazione con i dispositivi di sicurezza
3TK28 oppure SIMATIC S5-95F.
Gli interruttori di posizione SIGUARD
sono concepiti per gli impieghi con il
massimo grado di sicurezza ed offrono
i seguenti vantaggi:
• Apertura forzata dei contatti di riposo
• Esecuzioni con azionatore diretto
oppure separato
• Elevata sicurezza attraverso dispositivo di blocco aggiuntivo (meccanismo di ritenuta)
• Separazione galvanica dei contatti
con parte mobile a doppio ponte e
doppia interruzione.
Nelle esecuzioni con azionatore separato, l’elemento di comando deve
sempre essere ordinato separatamente. I possibili elementi di comando dei differenti tipi di apparecchi
sono raffigurati nella tabella 2/20.
Apertura positiva dei contatti
(EN 947-5-1)
L’apertura forzata (o apertura positiva)
dei contatti viene richiesta secondo le
normative DIN VDE 0660 Parte 200
così come dalle IEC 947-5-1-3 oppure
EN 60947-5-1.
Nei circuiti di sicurezza dell’equipaggiamento elettrico delle macchine viene esplicitamente prescritta l’apertura
certa dei contatti in apertura. Secondo le IEC 947-5-1-3 questa caratteristica è rappresentata dal simbolo q
(protezione delle persone).
Interruttori di posizione SIGUARD 3SE3
Custodia in metallo 3SE31
Cust. in materiale isol. 3SE32
Con elem. di comando separ. 3SE38/3SE37 opp. 3SE31/3SE32
Meccanismo con
ritenuta magnetico
e meccanico
Senza meccanismo
di ritenuta
DIN EN 50041
56 mm
DIN EN 50041
DIN EN 50047
Met. isolante
Metallo
Mat. isolante
Metallo
3SE3120
3SE3100
3SE3230
3SE3200
3SE37
3SE38
3SE3240
3SE3120-0XB
Tabella 2/13
Programma di fornitura
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/11
Sorveglianza e blocco dei dispositivi di protezione meccanica attraverso gli interruttori di posizione
3SE3
Interruttori di posizione
SIGUARD
La sorveglianza/blocco dei ripari contro
eventuali manomissioni in loco, può
essere realizzata senza speciali provvedimenti di sicurezza in diversi modi:
• Controllo della posizione attraverso
finecorsa ad apertura forzata con
organo di comando integrato
(categoria 1)
Categorie
Provvedimenti aggiuntivi
secondo
necessari
pr EN 954-1
1
allacciamento al circuito ad un
canale, apertura positiva del
contatto, comando forzato
del finecorsa
3, 4
due canali, esecuzione con
criterio della ridondanza,
controllo dei conduttori esterni
per categoria 4
1
allacciamento al circuito ad
un canale, contatti ad apertura
positiva
3, 4
allacciamento al circuito a due
canali, esecuzione ridondante
dei contatti (2 contatti) con
apertura positiva dei contatti
di riposo
1, (4)
bloccato meccanicamente,
contatti ad apertura positiva,
allacciamento al circuito ad un
canale (categoria 1).
Categoria 4 solo attraverso
un ulteriore finecorsa con
allacciamento a circuito a
due canali
+
• Controllo della posizione attraverso
finecorsa ad apertura forzata con
organo di comando separato
(categoria 1)
• Controllo della posizione attraverso
due finecorsa meccanici ad apertura
forzata (categoria 4)
• Controllo della posizione con meccanismo di ritenuta (categoria 1)
• Controllo della posizione con meccanismo di ritenuta ed ulteriore finecorsa (categoria 4).
+
La sicurezza può essere aumentata
attraverso:
• Ulteriori provvedimenti contro l’esclusione della sicurezza quali apposite posizioni di montaggio, azionatore nelle guide di scorrimento
eccetera.
• Schermatura e protezione meccanica dei conduttori.
• In particolare con i finecorsa
SIGUARD con azionatore separato è
possibile anche l’impiego di un azionatore radiale universale.
• Nei finecorsa SIGUARD con azionatore separato e meccanismo di ritenuta, è possibile uno sblocco ausiliario per un immediato intervento
anche in mancanza della tensione
• Sicuro cablaggio del magnete di
ritenuta con blocco.
La sorveglianza dei ripari deve consentire il riconoscimento dell’apertura
del riparo stesso e portare la macchina dalla situazione di pericolo alla
condizione di inattività come per
esempio nei casi di macchine rotanti,
linee di produzione, punzonatrici e
così via.
2/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
+
Tabella 2/14
Gli interruttori di posizione
SIGUARD sono disponibili in differenti esecuzioni
• Finecorsa ed azionatore formano
un’unica unità (categoria di apparecchi 1)
• Finecorsa ed organo di comando
sono separati (categoria di apparecchi 2)
• Gli organi di comando possono
essere: leva girevole a rotella,
pistoncino, pistoncino con rotella
ecc.
• Differenti grandezze costruttive
secondo DIN EN 50041 oppure DIN
EN 50047
Siemens S.p.A.
• Con apertura forzata secondo EN
60947-5-1 (IEC 947-5-1-3).
I finecorsa con azionatore separato
vengono preferibilmente impiegati
per la sorveglianza dei ripari secondo
EN 1088.
Questi apparecchi oltre alla facilità di
montaggio offrono il vantaggio di non
essere facilmente by-passati attraverso attrezzi comuni quali fili, cacciaviti
o altro. Inoltre tali apparecchi vengono
comandati già con una minima apertura della portella.
2
Blocco dei ripari di protezione
attraverso finecorsa con meccanismo di ritenuta
Esecuzioni dei contatti di sicurezza
per finecorsa con azionatore separato e meccanismo di ritenuta
dell’elettromagnete. Il circuito di
sicurezza viene quindi interrotto alla
richiusura del riparo.
Se devono essere sorvegliate portelle e
ripari con meccanismo di ritenuta integrati secondo categoria 4 (EN954-1), è
necessario soddisfare le prescrizioni
per il riconoscimento dei possibili errori. Per questo è necessario includere il
circuito di sicurezza fin dentro la parte
meccanica del finecorsa.
Gli interruttori di posizione SIGUARD
con ritenuta vengono offerti con 2
oppure con 4 contatti. Tutti i contatti
di riposo sono ad apertura forzata
secondo EN 947-5-1. Con il riparo
aperto non può essere presente la
condizione che un contatto di sicurezza venga chiuso (sicurezza da errori di
chiusura).
• I contatti che controllano la posizione del riparo, aprono con il comando del riparo.
Errori quali la rottura dell’azionatore o
di una parte meccanica sono da
escludere attraverso accorgimenti
aggiuntivi quali per esempio il montaggio di un secondo finecorsa (cat.3
o 4).
Negli interruttori di posizione con
meccanismo di ritenuta, vengono fissate i seguenti requisiti:
• I contatti devono essere ad apertura
forzata
• Il circuito del magnete e dell’apparecchio devono essere realizzati con
potenziali separati
I contatti sono in prima linea responsabili della sicurezza del sistema. I
contatti di riposo per la sorveglianza
del riparo possono venire in ogni caso
collegati al circuito di sicurezza.
I contatti lavorano secondo due possibili principi:
• I contatti che controllano il comando
del magnete, aprono con lo sblocco
Posizione dei singoli contatti dei finecorsa SIGUARD
con ritenuta 3SE37, 3SE385
Azionatore
Inserito
Inserito
Estratto
Posizione
Bloccato
Sbloccato
Aperto
• Nessuno dei contatti in apertura
deve essere chiuso con il riparo aperto (sicurezza da errori di chiusura)
• Impiego di 2 contatti in apertura nei
circuiti di sicurezza.
Le prescrizioni per il secondo finecorsa sono:
A1
A2
A1
A2
A1
A2
Riferimento di
ordinazione dei contatti
3SE3...-2...
M
M
21
13
22
14
21
13
22
14
21
13
22
14
3SE3...-8...
M
M
11
21
12
22
11
21
12
22
11
21
12
22
• Impiego di 2 contatti in apertura nei
circuiti di sicurezza.
3SE3...-7...
M
B
11
21
12
22
11
21
12
22
11
21
12
22
Il cablaggio con i dispositivi di sicurezza SIGUARD deve essere effettuato in accordo con quanto prescritto
dalle EN 954-1; devono essere riconosciuti dall’interfaccia eventuali problemi nel circuito esterno.
3SE3...-3...
M
M
B
M
11
21
31
43
12
22
32
44
11
21
31
43
12
22
32
44
11
21
31
43
12
22
32
44
3SE3...-6...
M
M
B
B
11
21
31
41
12
22
32
42
11
21
31
41
12
22
32
42
11
21
31
41
12
22
32
42
• Apertura positiva dei contatti come
sopra
• Un meccanismo di ritenuta elettromagnetico non è necessario
Tabella 2/15
M = Magnete comandato
B = Azionatore inserito
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/13
Dati di scelta e di ordinazione dei finecorsa SIGUARD con azionatore separato
Custodia in materiale isolante IP 67
3SE3 243-0XX
3SX3 218
Lunghezza degli azionatori
e larghezza custodia (mm)
Comando laterale e anteriore
Dotazione di contatti
Dotazione di contatti
2R + 1L
1R
• Forza di estrazione 5 N
52
q
3SE3 243-0XX40
q
3SE3 257-6XX40
• Forza di estrazione 30 N
52
q
3SE3 243-0XX
q
3SE3 257-6XX
• Con espulsione automatica
52
q
3SE3 243-0XX30
q
3SE3 257-6XX30
27
33
3SX3 218
3SE3 228
3SX3 217
Azionatore
• Standard
• Universale
• A sfere (max. fino 100 N)
3SX3 228
Custodia in metallo IP 67
3SE3 120-0XX
Comando laterale
• Fissaggio secondo EN 50 041
3SX3 197
Dotazione di contatti
1L + 1R
2R
3SE3 120-0XX
40
q
79
79
90
3SX3 197
3SX3 206
3SX3 203
q
3SE3 120-6XX
Azionatore
• Standard longitudinale
• Standard trasversale
• Universale
Custodia in materiale isolante IP 65
3SE3 200-0XX03
Dotazione di contatti
Dotazione di contatti
Comando laterale
• Fissaggio secondo EN 50 047
1L + 1R
Dotazione di contatti
2R
31
q
3SE3 200-0XX03
q
3SE3 200-6XX03
31
q
3SE3 200-0XX04
q
3SE3 200-6XX04
50
70
3SX3 196
3SX3 195
31
q
q
3SE3 200-6XX13
44
36
44
3SX3 220
3SX3 221
3SX3 222
Comando verticale
• Fissaggio secondo EN 50 047
3SX3 196
Azionatore
• Standard
3SE3 200-0XX13
5 vie d’inserimento
• Fissaggio secondo EN 50 047
3SX3 220
3SE3 200-0XX13
Azionatore
• Standard
• Ad angolo
• Snodabile orizzontalmente
Tabella 2/16
2/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Finecorsa SIGUARD 3SE3 7 con elettromagnete con azionatore separato con custodia in plastica
2 oppure 4 contatti, IP 66, 5 direzioni di azionamento, forza di estrazione 1200N
Tipologia
di blocco
Esecuzione
Finecorsa 3SE3 7
con 2 contatti ad azione
Finecorsa 3SE3 7
con 2 contatti ad azione
Finecorsa 3SE3 7
con 2 contatti ad azione lenta
lenta
(Controllo della posizione
del magnete)
lenta
(Controllo della posizione
del magnete)
Controllo
della posizione
dell’azionatore
13 21
6 mm Hub
14 22
3SE3 76.-2XX00
11 21
6 mm Hub
12 22
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
Blocco
magnetico
Standard con
q
sblocco ausiliario
piombabile
Blocco
magnetico
21
12
22
Nr. di ordinazione
q
3SE3 76.-8XX00
q
3SE3 76.-7XX00
Sblocco ausiliario
con chiave
q
3SE3 76.-2XX01
q
3SE3 76.-8XX01
q
3SE3 76.-7XX01
–
3SE3 75.-2XX00
q
3SE3 75.-8XX00
q
3SE3 75.-7XX00
q
Esecuzione
0
1
2
0
1
2
0
1
2
Finecorsa 3SE3 7
con 4 contatti ad azione lenta
Finecorsa 3SE3 7
con 4 contatti ad azione lenta
Controllo
della posizione
del magnete
Controllo
della posizione
del magnete
Controllo
della posizione
dell’azionatore
Standard con
q
sblocco ausiliario
piombabile
Controllo
della posizione
dell’azionatore
11 21 43
31
11 21
31 41
12 22 44
32
12 22
32 42
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
11
3SE3 76.-2XX00
Completamento del Nr. di ordinazione
Tensione nominali
dei magneti
DC 24 V
AC 230 V
AC 110 V
Tipologia
di blocco
Nr. di ordinazione
Controllo
della posizione
del magnete
Nr. di ordinazione
3SE3 76.-3XX00
q
3SE3 76.-6XX00
Sblocco ausiliario
q
con chiave
3SE3 76.-3XX01
q
3SE3 76.-6XX01
–
3SE3 75.-3XX00
q
3SE3 75.-6XX00
q
Completamento del Nr. di ordinazione
Tensione nominali
dei magneti
DC 24 V
AC 230 V
AC 110 V
0
1
2
0
1
2
Tabella 2/17
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/15
Finecorsa SIGUARD 3SE3 8 con elettromagnete con azionatore separato con custodia in metallo
Contatti, contatti mobili a doppio ponte e doppia interruzione IP 67 Per applicazioni pesanti Forza di estrazione 2000 N
Tipologia
di blocco
Esecuzione
3SE 384.-0XX00
Finecorsa 3SE3 8
con 4 contatti ad azione lenta
Controllo
della posizione
dell’azionatore
Controllo
della posizione
del magnete
13 21
31 41
14 22
32 42
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
Standard con sblocco
ausiliario piombabile
q
3SE3 84.-0XX00
Sblocco ausiliario con chiave
q
q
3SE3 84.-0XX01
Blocco
magnetico
Standard
Tipologia
Esecuzione
di blocco
3SE3 84.-6XX01
3SE3 83.-0XX00
11 21
31 41
12 22
32 42
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
Standard con sblocco
ausiliario piombabile
q
3SE3 84.-6XX00
Sblocco ausiliario con chiave
q
q
3SE3 84.-6XX01
Blocco
magnetico
Standard
Tipologia
Esecuzione
di blocco
3SE3 84.-1XX20
3SE3 83.-6XX00
13 21
33 41
14 22
34 42
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
Blocco
magnetico
Standard con sblocco
ausiliario piombabile
q
3SE3 84.-1XX00
Sblocco ausiliario con chiave
q
3SE3 84.-1XX01
Segnalazione ottica
q
3SE3 84.-1XX00
Segnalazione ottica e
sblocco ausiliario con chiave
q
3SE3 84.-1XX00
Standard
Segnalazione ottica
q
q
3SE3 83.-1XX00
3SE3 83.-1XX20
Completamento del Nr. di ordinazione
Tensione nominale di lavoro
dei magneti
DC 24 V
AC 230 V
AC 110 V
0
1
2
Tabella 2/18
2/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Finecorsa SIGUARD 3SE3 8 con elettromagnete con azionatore separato con custodia in metallo
2 oppure 4 contatti IP 66 5 direzioni di azionamento Forza di estrazione 1200 N
Tipologia
di blocco
Esecuzione
Finecorsa 3SE3 8
con 2 contatti ad azione
Finecorsa 3SE3 8
con 2 contatti ad azione
Finecorsa 3SE3 8
con 2 contatti ad azione lenta
lenta
lenta
(Controllo della posizione (Controllo della posizione
del magnete)
del magnete)
13 21
6 mm Hub
14 22
3SE3 86.-2XX01
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
Blocco
magnetico
Standard con
q
sblocco ausiliario
piombabile
Blocco
magnetico
Nr. di ordinazione
11
21
12
22
Nr. di ordinazione
q
3SE3 86.-8XX00
q
3SE3 86.-7XX00
Sblocco ausiliario
con chiave
q
3SE3 86.-2XX01
q
3SE3 86.-8XX01
q
3SE3 86.-7XX01
–
3SE3 85.-2XX00
q
3SE3 85.-8XX00
q
3SE3 85.-7XX00
q
Esecuzione
0
1
2
0
1
2
0
1
2
Finecorsa 3SE3 8
con 4 contatti ad azione lenta
Finecorsa 3SE3 8
con 4 contatti ad azione lenta
Controllo
della posizione
del magnete
Controllo
della posizione
del magnete
Controllo
della posizione
dell’azionatore
Standard con
q
sblocco ausiliario
piombabile
Controllo
della posizione
dell’azionatore
11 21 43
31
11 21
31 41
12 22 44
32
12 22
32 42
Nr. di ordinazione
Blocco
meccanico
11 21
6 mm Hub
12 22
3SE3 86.-2XX00
Completamento del Nr. di ordinazione
Tensione nominale
dei magneti
DC 24 V
AC 230 V
AC 110 V
Tipologia
di blocco
Controllo
Controllo
della posizione della posizione
dell’azionatore del magnete
Nr. di ordinazione
3SE3 86.-3XX00
q
3SE3 86.-6XX00
Sblocco ausiliario
q
con chiave
3SE3 86.-3XX01
q
3SE3 86.-6XX01
–
3SE3 85.-3XX00
q
3SE3 85.-6XX00
q
Completamento del Nr. di ordinazione
Tensione nominale
dei magneti
DC 24 V
AC 230 V
AC 110 V
0
1
2
0
1
2
Tabella 2/19
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/17
Elemento di comando per interruttori
di posizione SIGUARD:
ampliato dai differenti elementi di
comando disponibili.
I finecorsa SIGUARD vengono forniti
senza azionatore. Il campo d’impiego
di questi apparecchi è notevolmente
Anche il montaggio risulta di conseguenza facilitato. Grazie ad azionatori
universali radiali è possibile montare
questi apparecchi anche vicino alle
cerniere delle portelle dove il raggio
di inserimento è ridotto.
Finecorsa
Azionatore standard
Azionatore ad angolo
Azionatore snodabile
Azionatore per inserimento da sinistra
3SE3 200-.XX03
3SE3 200-.XX04
–
3SX3 196 (50 mm)
3SX3 195 (70 mm)
–
–
3SE3 200-.XX13
3SX3220
3SX3 221
3SX3 222
–
3SE3 24.-.XX..
3SE3 25.-.XX..
–
3SX3 218
3SX3 228
–
3SE3 120-.XX
3SX3197
3SX3 206
3SX3 203
_
3SE3 7..-.XX..
3SE3 85.-.XX..
3SE3 86.-.XX..
3SX3226
3SX3 227
3SE3 222
_
3SE3 83.-.XX
3SE3 84.-.XX
3SX3197
3SX3 206
3SX3 203
3SX3207
Tabella 2/20
2/18
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Impiego degli interruttori di posizione SIGUARD per il controllo dei ripari
Controllo con un finecorsa SIGUARD (1 canale)
chiuso
chiuso
Categoria: 1 (secondo EN 954-1)
aperto
aperto
Riparo
Riparo
finecorsa
non
azionato
finecorsa
azionato
3SE3
3SE3
Tabella 2/21
Esempio di applicazione
Comando a guida forzata:
Rilevamento del comando
Nel caso di apertura del riparo, i finecorsa devono essere azionati con guida forzata. Per questo motivo è indispensabile un montaggio corretto che
ne consenta il giusto funzionamento
(grafici 2/22 e 2/24).
Caratteristiche dei finecorsa:
• Contatti ad apertura forzata q
• Per la categoria 1 contatto di riposo
1R (secondo EN 954)
• Azionamento meccanico con guida
forzata all’apertura del riparo
• Con azionamento tramite eccentrico,
il montaggio deve garantire l’accoppiamento con il punto di rotazione
delle portelle o coperchi
Esempio con portella
• Azionamento tramite una guida nel
caso di porte scorrevoli.
Impiego:
Per categoria 1 (un canale) in combinazione con dispositivi di sicurezza
SIGUARD 3TK28 oppure PLC di sicurezza SIMATIC.
Sgancio diretto attraverso contattore
oppure interruttore automatico.
Esempio con protezione scorrevole
Installazione non adeguata
Collocazione
consigliata
Non si ha azionamento con
guida forzata
Tabella 2/22
Montaggio corretto dei finecorsa
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/19
Controllo con due finecorsa SIGUARD (2canali)
chiuso
chiuso
Categoria: 3, 4 (secondo EN 954-1) in combinazione con 3TK28 oppure SIMATIC S5-95F
aperto
aperto
Riparo
finecorsa 1
azionato
Riparo
finecorsa
2 non
azionato
3SE3
3SE3
finecorsa
1 non
azionato
finecorsa 2
azionato
3SE3
3SE3
Tabella 2/23
Necessario per le categorie più elevate:
• Sicurezza contro l’errato cablaggio
• Autocontrollo dei contatti
• Utilizzo di due finecorsa SIGUARD.
Rilevamento del comando
Caratteristiche dei finecorsa:
• Contatti ad apertura forzata q
• Contatti di lavoro 2L (finecorsa 1) e
di riposo 2R (finecorsa 2); circuito a
due canali
• Azionamento meccanico con guida
forzata
Riparo
chiuso
Finecorsa non
azionato
• Con azionamento tramite eccentrico,
il montaggio deve garantire l’accoppiamento con il punto di rotazione
delle portelle o coperchi
• Azionamento tramite una guida nel
caso di porte scorrevoli.
Impiego:
Per un impiego in categoria 3 e categoria 4 è assolutamente necessario realizzare un circuito di sicurezza ridondante.
Riparo
aperto
Riparo
chiuso
Finecorsa
azionato
Tabella 2/24
Corretta disposizione (azionamento a guida forzata) dei finecorsa
2/20
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
⇒ Utilizzo in combinazione con
dispositivi di sicurezza SIGUARD
3TK28 oppure allacciamento diretto con PLC di sicurezza S5-95F.
Sgancio diretto attraverso contattore
oppure interruttore automatico.
La più elevata categoria 4 è raggiungibile attraverso un adeguato cablaggio
del dispositivo di sicurezza (cablaggio
sicuro contro errori di collegamento
dei conduttori esterni, circuito a 2
canali).
Riparo
aperto
Finecorsa
azionato
Finecorsa non
azionato
2
Controllo con due finecorsa SIGUARD con azionatore separato (2 canali)
Categoria: 4 (secondo EN 954-1) in combinazione con 3TK28 oppure SIMATIC S5-95F
3SE3243
3SE3200
3SE3120
Riparo aperto
Finecorsa azionato
(contatto di riposo 1R
aperto)
3SE3243
3SE3200
3SE3120
Riparo aperto
Finecorsa non azionato
(contatto di riposo 1R
chiuso)
Tabella 2/25
Esecuzione degli interruttori di
posizione con azionatore separato:
• Finecorsa ed elemento di comando
sono costruttivamente separati fra
loro (Categoria 2)
• Nessun eccentrico o dispositivo di
guida aggiuntivo
• Raggio d’azionamento variabile; elemento di comando radiale che consente di aumentare il campo d’impiego
• Sicuro contro l’elusione e manipolazione con semplici attrezzi.
Con l’apertura del riparo, l’estrazione
dell’elemento di comando provoca l’apertura del contatto di sicurezza.
Necessario per categoria 4:
Impiego:
• Sicurezza contro l’errato cablaggio
Per un impiego in categoria 3 e categoria 4 è assolutamente necessario
realizzare un circuito di sicurezza
ridondante.
• Deve essere evitata la rottura dell’elemento di comando
• Impiego di 2 finecorsa SIGUARD
con azionatore separato a garanzia
della ridondanza anche per parti
meccaniche.
Rilevamento del comando:
⇒ Utilizzo in combinazione con
dispositivi di sicurezza SIGUARD
3TK28 oppure allacciamento diretto con PLC di sicurezza S5-95F.
Sgancio diretto attraverso contattore
oppure interruttore automatico.
Caratteristiche dei finecorsa:
• Contatti ad apertura forzata q
• Azionamento meccanico con guida
forzata
• Installazione sull’angolo di chiusura
di portelle, coperchi o ripari scorrevoli
• Montaggio del corpo del finecorsa
sulla parte fissa; l’elemento di
comando sul riparo mobile
• Contatto di riposo 1R (un canale) e
2R (due canali)
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/21
Esempio: coperchio o cappa di protezione
Posizione
di protezione
Posizione
di protezione non
attiva
Contatti di sicurezza chiusi
Contatti di sicurezza aperti
Tabella 2/26
Impiego di finecorsa con azionatore separato (Categoria 2)
Applicazione con “riparo scorrevole”:
Con l’apertura del riparo l’elemento di
comando viene estratto.
Devono essere individuati tutti i possibili provvedimenti contro la manipolazione, attraverso un montaggio del
finecorsa in un punto protetto contro
eventuali elusioni ed una installazione
dell’azionatore in posizione “sicura”.
Inoltre deve essere evitata la rottura
dell’azionatore dovuta, per es. ad un
movimento non preciso del riparo.
Particolari organi di azionamento
(radiale) consentono elevate tolleranze,
in modo da evitare danneggiamenti
dovuti ad una cattiva tolleranza del
movimento dei ripari. Una condizione
di pericolo si avrebbe nel caso in cui
l’elemento di comando dopo la rottura
si trovasse inserito nel finecorsa.
Applicazione con “coperchi o cappe di protezione”:
Montaggio sull’asse della cerniera
A causa della posizione di montaggio
del finecorsa non risulta possibile
escludere una eventuale manipolazione del dispositivo di sicurezza tramite
per esempio una rottura intenzionale
dell’elemento di comando.
⇒ Categoria 1
(con impiego di un finecorsa con
azionatore separato)
⇒ oppure categoria 4
(con impiego di due finecorsa con
azionatore separato).
Montaggio su ribaltabili a cerniera
Impiego su “ripari con cerniere”:
I finecorsa SIGUARD per cerniere,
controllano i ripari e le protezioni con
movimento incernierato grazie ad un
montaggio diretto proprio sull’articolazione a cerniera. Già dopo una rotazione di soli 8° si ha la commutazione
dei contatti in apertura e quindi il
comando di sgancio.
Tabella 2/27
2/22
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Controllo tramite un finecorsa SIGUARD con azionatore separato e meccanismo di ritenuta ed un finecorsa ad
apertura positiva senza ritenuta
chiuso
chiuso
Categoria: 4 (secondo EN 954-1) in combinazione con 3TK28 oppure SIMATIC S5-95F
aperto
3SE324
aperto
3SE324
Riparo
contatti del magnete
(vengono comandati
attraverso il magnete)
Riparo
Finecorsa
non
comandato
contatti del
riparo (vengono
comandati con
3SE38 l’apertura del
3SE37 riparo)
contatti del magnete
(vengono comandati
attraverso il magnete)
Fine
corsa
comandato
contatti del
riparo (vengono
comandati con
3SE38 l’apertura del
3SE37 riparo)
Tabella 2/28
In caso di macchinari con tempo di
arresto lungo, persiste un elevato
rischio di pericolo fino al completo
stop.
Tempo di arresto della macchina
> tempo di accesso
Esecuzioni dei finecorsa con elemento di comando separato e con
meccanismo di ritenuta:
• Finecorsa ed elemento di comando
sono costruttivamente separati fra
loro (Categoria 2 di apparecchi)
• In mancanza di tensione il blocco
avviene meccanicamente
• Necessario solo un apparecchio per
raggiungere la categoria 1
Il riparo viene bloccato attraverso il
meccanismo di blocco
• Nessun eccentrico o guida aggiuntiva
• Sicurezza contro errori di chiusura:
con la portella aperta non è possibile chiudere i contatti di sicurezza.
Apertura del riparo possibile solo in
condizione di sicurezza, cioè con azionamento inattivo
Gli interruttori di posizione con meccanismo di ritenuta SIGUARD sono
composti da un elettromagnete integrato, attraverso il quale viene bloccato il comando dell’azionatore.
Per la categoria 4 è necessario un
secondo finecorsa SIGUARD 3SE3
per controllare il dispositivo di protezione. La ritenuta per questo secondo
apparecchio non è necessaria.
Rilevamento del comando:
Caratteristiche dei finecorsa:
• Contatti ad apertura forzata q
• Circuito del magnete e circuito dei
contatti a potenziale separato
• Contatto 1 oppure 2R per controllo
del magnete
• Azionamento meccanico con guida
forzata
Impiego:
E’ necessario un utilizzo in sicurezza.
⇒ Utilizzo in combinazione con dispositivi di sicurezza SIGUARD
3TK28 oppure allacciamento diretto con PLC a sicurezza intrinseca
S5-95F
Sgancio diretto attraverso contattore
oppure interruttore automatico.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/23
Impiego per controllo dei ripari
2.1.5 Interruttori a
magnete SIGUARD
Norme di riferimento:
• EN 60 204-1
(Sicurezza delle macchine - Equipaggiamento elettrico delle macchine)
Gli interruttori a magnete SIGUARD
sono preferibilmente impiegati per il
controllo dei ripari; essi lavorano senza contatto diretto. I contatti reed dell’elemento di contatto vengono
comandati da un magnete di manovra
codificato e quindi risultano sicuri da
manipolazioni.
A differenza degli interruttori di posizione classici, quelli a magnete possono essere impiegati singolarmente
in modo sicuro e senza rischio di
manipolazioni fino alle categorie 3 e 4
secondo EN 954-1. E’ necessario il
cablaggio separato dei conduttori e
l’utilizzo di un apposito modulo di sorveglianza.
• EN 292-2
(Sicurezza delle macchine - Regole generali)
• EN 1088
(Dispositivi di interblocco in collegamento con sistemi di protezione mobili)
Programma di fornitura:
Elementi di contatto e magnete di manovra
Esecuzione rotonda
Magnete di
M 30
manovra (codificato)
Elem. di contatto M 30
3SE6 704-1BA
5 –15 mm 1L + 1R
3SE6 605-1BA
Esecuzione rettangolare
Magnete di
25 x 88 mm
manovra (codificato)
El. di contatto
25 x 88 mm
3SE6 704-2BA
5 –15 mm 1L + 1R
Magnete di
25 x 33 mm
manovra (codificato)
El. di contatto
3SE6 605-2BA
3SE6 704-3BA
25 x 33 mm
4 –14 mm 1L + 1R
3SE6 605-3BA
24
22,5 mm
2L
1
3SE6 801-1CC
24
120 mm
2 L, 1 x HL
ogni magnete
8
3SE6 808-6DB
Modulo di sorveglianza (cat.3 secondo EN 954-1)
Tabella 2/29
2/24
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Dati tecnici degli interruttori a magnete SIGUARD:
Magneti
Prescrizioni
DIN VDE 0660; EN 1088 (in combinazione con modulo di sorveglianza)
Custodia
Thermoplast rinforzato al laser con fibre di vetro
Principio d’attivazione
Magnetico
Tensione
100 V AC / DC (24 V DC per 3SE6...--3BA.)
Corrente
400 mA (100 mA per 3SE6...--3BA.)
Potenza
10 VA / W (1 W per 3SE6...--3BA.)
Temperatura di magaz., trasporto e
di esercizio
- 25 °C fino +70 °C
Resistenza agli urti
10 g/11 ms
Resist.alle vibrazioni
10 fino 55 Hz, ampiezza 1mm
Max.frequenza commutazione
5 Hz
Grado di protezione
IP 67 secondo IEC 60 529 / EN 60 529 / DIN VDE 0470-1
Allacciamento
Conduttori LIYY4 x 0,25 mm2
Lunghezza cavo
max. 1000m (con allacciamento al mod.di sorveglianza e
conduttori LIYY 4 x 0,25 mm2) (100 m per 3SE6...--3BA.)
Tabella 2/30
Dati tecnici del modulo di sorveglianza vedere capitolo 6
retto funzionamento sul modulo di
sorveglianza collegato. Quando il
magnete si trova nella zona di regolazione centrale, si ha il segnale sul
modulo. I riferimenti riportati sul
magnete e sul modulo di sorveglianza
si riferiscono sempre alla condizione
Installazione e cablaggio degli
interruttori a magnete SIGUARD
Per una corretta installazione del
magnete viene sempre consigliato di
fare riferimento al diagramma dato.
Deve sempre essere verificato il cor-
Zona d’inizio
(elemento attenuato,
sgancio)
Campo di inserimento
(massima distanza alla quale i
contatti reed non vengono attenuati)
15 mm
con mancanza di tensione e con il
riparo di protezione chiuso( magnete
comandato, modulo senza tensione).
BK
BU
S13
S14
WH
BN
S21
S22
Allacciare i conduttori secondo i colori
riportati
5
3
1
15 mm
Attenzione: I simboli riportati si riferiscono
alla posizione iniziale con portella chiusa.
4
2
15 mm
Tabella 2/31
Esempio per interruttore a magnete SIGUARD 3SE6 605-2BA
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/25
2.1.6 Barriere a pressione
SIGUARD
Programma di fornitura principio di
funzionamento
Le barriere a pressione SIGUARD
3RG78 5 vengono utilizzate dai
costruttori di macchine o in tutti gli
impieghi dove si vuole una protezione
prima dello schiacciamento dei profili
che possono essere pericolosi. Esse
sono costituite da un profilo di allumi-
nio che funge da supporto di fissaggio, un profilo di gomma che realizza
la funzione di comando/commutazione ed una combinazione emettitorericevitore che realizza il controllo
secondo un principio ottico. L’impiego
di queste barriere è estremamente
semplice e flessibile.
L’emettitore ed il ricevitore sono infilati nella cavità destra e sinistra del
profilo di gomma.
Sono previste tre differenti lunghezze
di emissioni (fino 2m, fino 6m e fino
Esecuzione
10m). Il profilo di gomma può essere
tagliato in fase di installazione in funzione delle esigenze; esso è resistente agli influssi esterni quali per esempio ozono, olii, solventi, acidi e carburanti.
Le barriere a pressione SIGUARD
3RG78 5 sono approvate dal BG per
categoria 4 secondo EN 954-1. La
sicurezza viene in questo caso raggiunta con l’impiego dell’apposito
modulo d’interfaccia.
Lungh. in m
Nr.di ordinaz.
Emettitore/ricevitore
<2
2 fino 6
6, max. 10
3RG78 55-1RA
3RG78 55-1RB
3RG78 55-1RC
Sensore a pressione
(profilo in gomma)
1
2,5
5
10
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
55-2BB
55-2BD
55-2BF
55-2BG
Supporto di montaggio
(profilo in alluminio)
1
2,5
5
10
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
55-3BB
55-3BD
55-3BF
55-3BG
Barriere ottiche a pressione
3RG78 55-1R .
3RG78 55-2BB
Esecuzione
Comando
Esecuzione cirCategoria rag- Nr.di ordinaz.
cuito di sgancio/ giunta secondo
di segnalazione EN 954-1
Segnale
dinamico
2L/1 (HL)
Modulo d’interfaccia 24 V DC
3RG78 57-1BD
Controllo della
barriera a
pressione
Tabella 2/32
2/26
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4
3RG78 57-1BD
2
2.1.7 Barriere ottiche di
sicurezza SIGUARD
Norme di riferimento:
• EN 50 100-EN 61 496 (IEC
61496)
Sicurezza delle macchine – Dispositivi di protezione senza contatto
• EN 999
(Velocità di approccio)
• EN 954-1 – Sicurezza delle
macchine - Parte dei sistemi di
comando relative alla sicurezza
I sistemi di protezione ottica SIGUARD sono previsti per la protezione
del personale di servizio presso o nelle vicinanze di macchinari pericolosi.
Questa funzione di protezione può
essere ottenuta solo se i dispositivi
vengono adeguatamente installati e
correttamente collegati al sistema di
arresto del macchinario.
Programma di fornitura
Le barriere ottiche SIGUARD sono
sempre composte dalle unità emettitore e ricevitore. In combinazione con il
relativo apparecchio di interfaccia
oppure se combinato con i piccoli PLC
di sicurezza SIMATIC S5-95F, possono
essere impiegati nei circuiti fino alla
categoria 4 (secondo EN 954-1).
Le barriere ottiche SIGUARD sono
disponibili con tre differenti risoluzioni, da14 mm, 30 mm e 70 mm per
campi di protezione con altezza da
200 mm fino 1800 mm.
Con il collegamento in cascata di più
barriere ottiche collegate ad un unico
apparecchio d’interfaccia, (funzionamento Master-Slave) è possibile
realizzare la protezione della zona
pericolosa sia sul piano verticale sia
su quello orizzontale con un unico
apparecchio d’interfaccia.
L’apparecchio con funzione di Muting
3RG78 17-3AF2 è puramente elettronico e comanda oltre al normale
sgancio in caso di interruzione del
campo protetto, anche il funzionamento Muting del sistema. A questo apparecchio vengono collegati
direttamente i componenti per la realizzazione della funzione di Muting
quali sensori, lampade e finecorsa.
Come contatti di sicurezza in uscita
sono disponibili due uscite elettroniche pnp ed una npn.
Nello schema di collegamento
devono assolutamente essere impiegati contattori ausiliari con diodi integrati in modo da assicurare la protezione contro i picchi di tensione.
Esempi di collegamento sono riportati
al capitolo 6.
Per il controllo di sicurezza secondo
categoria 4 (EN 954-1), oltre ai PLC di
sicurezza e SINUMERIK, sono disponibili due differenti apparecchi d’interfaccia.
Con l’apparecchio standard 3RG78
17-1DB2 nel momento in cui viene
interrotto il campo protetto si ha lo
sgancio di sicurezza. L’apparecchio
può essere impiegato con riavviamento automatico oppure con Start
controllato. Sono disponibili due contatti come uscite di sicurezza ed una
uscita di segnalazione (1R) con contatti a relè.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/27
Programma di fornitura
Altezza barriere ottica Barriere standard
con risoluzione 14 mm
Barriere standard
con risoluzione 30 mm
Barriere standard
con risoluzione 70 mm
mm
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
200
300
400
600
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
12-6BB
12-6BC
12-6BD
12-6BF
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
12-6DB
12-6DC
12-6DD
12-6DF
–
–
–
3RG78 12-6GF
800
900
1000
1200
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
12-6BH
12-6BJ
12-6BK
12-6BL
3RG78
3RG78
3RG78
3RG78
12-6DH
12-6DJ
12-6DK
12-6DL
3RG78 12-6GH
–
3RG78 12-6GK
3RG78 12-6GL
1400
1600
1800
3RG78 12-6BM
–
–
3RG78 12-6DM
3RG78 12-6DN
3RG78 12-6DP
3RG78 12-6GM
3RG78 12-6GN
3RG78 12-6GP
400
600
800
–
–
–
3RG78 12-7DD
3RG78 12-7DF
3RG78 12-7DH
3RG78 12-7GD
3RG78 12-7GF
3RG78 12-7GH
1000
1200
–
–
3RG78 12-7DK
3RG78 12-7DL
3RG78 12-7GK
3RG78 12-7GL
Barriera standard 1)
3RG78 12-...
Barriera combinata (Slave)
Apparecchi d’interfaccia
3RG78 17-1DB2
Apparecchi d’interfaccia
• Standard
DC 24 V
• Con funzione
Muting integrata
DC 24 V
2L
1R
3RG78 17-1DB2
2 L (HL)
1R (HL)
3RG78 17-3FA2
Tabella 2/33
1) Nel caso di combinazione con Slave, sostituire nel nr. di ordinazione il nr. 6 con il nr. 3.
Esempio: barriera h1000 con risoluzione 30 diventa 3RG7812-3DK-
2/28
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Accessori
Alla fornitura le barriere ottiche
SIGUARD devono essere cablate
attraverso i passacavo PG previsti alla
base degli elementi. Per una rapida
sostituzione degli apparecchi vengono
offerti come accessori spine standard
per l’emettitore ed il ricevitore. Tali
spine sono già collegate con la calotta terminale della barriera.
Accessori
Esecuzione
Nr.di ordinaz;
3RG78 18-0BA
Calotta terminale con spina
per emettitore e ricevitore
3RG78 18-0BA
Presa (senza cavo) per emettitore e ricevitore
Presa (con 2 m di cavo) per emettitore e ricevitore
Presa (con 6 m di cavo) per emettitore e ricevitore
3RG78 18-0BB
3RG78 18-0BC
3RG78 18-0BD
Apparecchio di programmazione
3RG78 18-3AA
3RG78 18-JAA
Se la barriere deve essere impiegata
con la funzione “Blanking”, allora il
collegamento a spina sul ricevitore è
indispensabile in quanto viene utilizzato anche per il collegamento dell’apparecchio di programmazione.
Tabella 2/34
Con le barriere ottiche SIGUARD
3RG78 1 viene sempre fornita la coppia emettitore/ricevitore con una sigla
di ordinazione. In combinazione con il
relativo dispositivo di controllo (interfaccia 3RG78 17 oppure PLC di sicurezza SIMATIC S5-95F) possono
essere impiegate nei circuiti di sicurezza fino alla categoria 4. Come detto l’allacciamento avviene attraverso
passacavo PG standard oppure attraverso il sistema rapido a spina e connettore.
Valori tecnici limite
Altezza campo protetto Risoluzione 14 mm
200 fino 1200 mm
Risoluzione 30 mm
200 fino 1800 mm
Risoluzione 70 mm
600 fino 1800 mm
Largh. campo protetto Risoluzione 14 mm
0,3 m fino 6 m
Risoluzione 30 opp. 70 mm 0,3 m fino 15 m
Risoluzione
14 mm, 30 mm oder 70 mm
Angolo d’apertura efficace
± 2°
Dispositivi di protezione senza
contatto
Tempo di reazione
18 ms
Tensione di alimentazione
DC 24 V ± 20 %, 5 % RW
Le barriere ottiche SIGUARD 3RG78 12
sono dispositivi di protezione fotoelettronici che agiscono senza contatto
diretto per la protezione delle persone
e dei macchinari. Sui macchinari esse
sostituiscono i sistemi di protezione
meccanici fissi e mobili quali portelle e
ripari e consentono un facile accesso
durante i differenti processi di lavorazione. Soprattutto su macchinari con
elevato ciclo di lavoro o postazioni
altamente automatizzate, con l’impiego di questi dispositivi viene notevolmente migliorata la produttività ed il
tempo di lavorazione.
Potenza assorbita
< 25 VA (dipendente dall’altezza del
campo protetto)
Grado di protezione
IP 65
Lunghezza onde
880 nm
Intensità d’irradiamento
Classe 1 LED Produkt (TEC 60825-1)
Uscita di sicurezza
Tipo
Solid-state PNP
Carico
0,5 A
Tensione
Tensione di alimentazione –2 V
Tipo (IEC 61496)
4 (autocontrollato)
Temperatura di funzionamento
0 fino 50 °C
Temperatura di magazzinamento
- 20 fino +70 °C
Umidità dell’aria
15 % fino 95 % non condensata
Peso pro/custodia
0,3 Kg più 0,2 Kg ogni 10mm di
altezza di campo protetto
Sezione della custodia
36 x 45 mm
Tabella 2/35
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/29
Il corretto montaggio del sistema di
barriere ottiche SIGUARD 3RG78 12,
consente di percepire l’ingresso di
una persona (dita, mano, parti del
corpo) nella zona di pericolo del macchinario e dà un immediato comando
di arresto al movimento fonte di tale
pericolo.
3RG78 12
Uscite di sicurezza
Il più basso (primo) raggio luminoso
di ogni sistema serve per la sincronizzazione del sistema ed assegna al primo intervento del ricevitore una codifica. Questa codifica viene controllata
durante tutto il funzionamento.
Possibili disturbi da altri sistemi di
protezione ottica montati vicini oppure da altre fonti ottiche non hanno
nessun influenza sul funzionamento
di sicurezza del sistema SIGUARD.
Nelle funzioni “Blanking” oppure
“Floating blanking”, l’interruzione di
questi raggi luminosi comporta sempre l’apertura dei contatti d’uscita
(sgancio) della barriera.
Le barriere ottiche SIGUARD 3RG78 12
sono completamente elettroniche e
comprendono due uscite a semiconduttori pnp autocontrollate.
Distanza di sicurezza
Dall’istante in cui viene interrotta la
barriere fino al fermo della macchina,
trascorre un certo tempo di ritardo.
Per questo motivo la barriera ottica di
protezione deve essere installata in
modo che penetrando nella zona pro-
Tabella 2/36
Comando dell’apparecchio d’interfaccia attraverso le due uscite di sicurezza autocontrollate della barriera ottica
tetta ad una determinata velocità, non
possa essere raggiunto il punto di
pericolo prima che il movimento pericoloso sia cessato. Secondo la EN
999 la distanza di sicurezza S tra il
dispositivo di protezione e la zona di
pericolo deve essere determinata con
la seguente formula:
Esercizio Muting
S = K xT + C
S Distanza minima di sicurezza tra
barriera ottica e zona di pericolo in
mm
K Velocità di approccio o di avvicinamento in mm/s (costante, valore
indicativo 1600mm/s)
T
Tempo di ritardo tra l’interruzione
del raggio luminoso e l’inattività
della macchina in s, composto da:
t1: tempo di reazione del dispositivo di protezione in s
t2: tempo di arresto della macchina in s
C Costante di sicurezza (distanza
aggiuntiva in mm)
2/30
Safety Integrated - Manuale applicativo
La costante di sicurezza C = 8 x (d-14)
è dipendente dalla rispettiva risoluzione d (standard = 14 mm, 30 mm,
70mm) della barriera scelta. Se alcuni
raggi luminosi sono oscurati dalla funzione di “blanking”, allora la risoluzione
d deve essere nuovamente ricalcolata.
Siemens S.p.A.
Il funzionamento con Muting della
barriera ottica può essere utilizzato
per consentire o meno il passaggio
del materiale dalla zona pericolosa
senza causare l’arresto.
Attraverso due oppure quattro sensori
di Muting ed il corretto coordinamento con le fasi di lavorazione, deve
essere assicurato che nessuna persona entri nella zona pericolosa quando
la barriera è esclusa.
Il processo di Muting è controllato e
comandato da un apposito dispositivo
d’interfaccia 3RG78 17-3FA2 oppure
da un Software del PLC di sicurezza
SIMATIC S5-95F.
2
Disposizione dei sensori di Muting
I sensori di Muting possono essere
finecorsa, finecorsa induttivi, barriere
mono-raggio eccetera che non devono necessariamente essere di sicurezza. Il controllo di sicurezza ridondante secondo i requisiti per la categoria 4 (EN 954-1) avviene attraverso
l’apparecchio d’interfaccia di Muting.
Sono da impiegarsi contatti in chiusura, i quali vengono collegati direttamente all’interfaccia di Muting.
Quando più di un sensore di Muting
viene comandato, si ha la commuta-
zione dell’interfaccia nella “condizione di Muting” ed esclude le uscite di
sicurezza della barriera ottica.
Le coppie di sensori di Muting formano di volta in volta un gruppo; vi
appartengono assieme MS1 e MS4
così come MS2 e MS3. L’intervallo di
tempo entro cui debbono essere azionati i sensori appartenenti, ad
entrambi i gruppi (MS1 e MS2, oppure MS3 e MS4) affinchè inizi un ciclo
di muting, è 35. Il Muting persiste finchè i sensori di un gruppo non ricommutano.
MS1
MS2
MS1
S
E
MS2
Tabella 2/37
Disposizione standard con
due coppie di sensori
Rappresentazione schematica di una sequenza di Muting con 4 sensori (MS1 – MS4)
MS1
Emettitore
MS4
Se i sensori di Muting MS1 e MS2 vengono attivati
entro 3 s dal prodotto, il sistema si porta nella
condizione di Muting. La lampada di segnalazione
bianca di Muting lo indica.
MS2
Ricevitore
MS3
MS1
Emettitore
MS4
Finchè entrambi i sensori MS1 e MS2 continuano
ad essere attivati dal prodotto, persiste la condizione
di Muting che ne consente il transito attraverso il
campo protetto senza arrestare la macchina.
MS2
Ricevitore
MS3
MS1
Emettitore
MS4
Il prodotto deve attivare i sensori MS3 e MS4
prima di disattivare MS1 e MS2 in modo da
mantenere la condizione di Muting.
MS2
Ricevitore
MS3
MS1
Emettitore
MS4
Dopo la disattivazione di uno dei
sensori MS3 e MS4, viene terminata
la funzione di Muting e la lampada
di segnalazione del Muting si
spegna.
MS2
Ricevitore
MS3
Tabella 2/38
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/31
Sucessione del ciclo di Muting
Se vengono attivati i sensori di Muting 1
e 2 oppure 3 e 4 entro 3 s, l’apparecchio
d’interfaccia introduce un ciclo di Muting.
La lampada di segnalazione di Muting lo
segnala e l’interruzione dei raggi luminosi
MS1
S
non causa l’intervento dell’apparecchio.
Se tre dei quattro sensori “cadono”, allora
entro un ritardo di 0,25 s il ciclo di Muting
termina.
E
a
MS2
MS1
i
a
MS2
i
Tabella 2/39
Comando del processo di Muting attraverso
una sola coppia di sensori (per.esempio barriere mono-raggio)
a
MS3
i
a
MS4
Raggi ottici come sensori di Muting
i
Nel caso di impiego di raggi ottici a
riflessione come sensori di Muting, il
loro posizionamento deve essere
generalmente incrociato.
a
ML
i
a
Muting
i
Importante:
Possono essere impiegati solo apparecchi con uscita ad impulso buio.
Poiché in questa combinazione vengono impiegati solo due sensori di
Muting, vengono commutate solo
MS1 e MS2; per il resto il principio di
funzionamento è come descritto in
precedenza.
I due raggi ottici sono disposti ad
altezze differenti in modo che, ad
eccezione del punto d’intersezione,
venga impedita l’interruzione contemporanea da parte di persone. Impiegando due raggi ottici che si incrociano, è necessario fare attenzione che il
punto d’intersezione dei raggi sia
all’interno della zona protetta.
Blanking e floating blanking
Queste funzioni vengono programmate direttamente sulle barriere ottiche
SIGUARD. Per far ciò è necessario
l’impiego dell’apparecchio di programmazione 3RG78 18-3AA.
Nell’esercizio con Blanking alcuni raggi del campo protetto sono interrotti
senza che la barriera commuti
2/32
Safety Integrated - Manuale applicativo
t
t< 3s
1
1
t< 3s
a: attivo
i: inattivo
1 : il segnale deve sovrapporsi, cioè entrambe
le coppie di sensori devono essere attivate contemporaneamente
Tabella 2/40
Condizioni durante il ciclo di Muting
(per.esempio con nastri trasportatori
per il passaggio dei materiali). Se viene lasciato libero uno dei raggi programmato con “blanking”, la barriera
lo rileva come errore.
Il Floating blanking esiste in due
varianti, “floating 1” e floating 2”. La
barriera in questo caso accetta in
ogni punto del campo protetto, con
eccezione del primo raggio inferiore,
uno oppure due interruzioni dei raggi
senza rilevarli come errore.
Le funzioni “blanking” e “floating”
possono essere impiegate anche in
combinazione, per esempio con presse piegatrici, dove il pezzo viene trasportato da un supporto (blanking) e
dove fra prima e dopo la piegatura si
viene a modificare l’altezza del campo protetto (floating).
Siemens S.p.A.
Il primo raggio inferiore di ogni sistema non può essere programmato con
funzione di “blanking” e “floating
blanking”.
Impiegando le barriere ottiche
SIGUARD con la funzione di
“blanking” e “floating blanking” si
viene a variare l’interdistanza dei raggi luminosi e quindi la risoluzione del
sistema. Qusta variazione deve essere tenuta presente nel calcolare la
distanza minima di montaggio dalla
zona pericolosa.
Impiego dell’apparecchio di programmazione
Con ogni sistema di barriere ottiche
SIGUARD può essere impiegato l’apparecchio per la programmazione delle funzioni “blanking” e “floating
blanking”.
2
2.1.8 Barriere ottiche
mono-raggio SIGUARD
Ricevitore con
spina 3RG78 18-0BA
all’interfaccia di
controllo
Apparecchio di
programmazione
Tabella 2/41
Allacciamento dell’apparecchio di
programmazione
L’apparecchio di programmazione viene collegato tra il ricevitore e l’interfaccia attraverso connettori.
I connettori necessari sono forniti
come accessori.
Ulteriori fattori che influenzano
l’impiego dei sistemi di protezione
ottici
• Il movimento pericoloso del macchinario deve essere controllabile.
• La velocità di reazione/commutazione della macchina deve essere sufficientemente costante.
• Il movimento pericoloso della macchina deve poter essere arrestato in
ogni istante.
• Rischi d’infortunio causati da calore,
lancio o espulsione di materiale dalla macchina.
• Un ambiente che possa pregiudicare l’efficacia del sistema di protezione ottico.
Le barriere ottiche mono-raggio
SIGUARD, sono dispositivi di protezione ad azione ottica per categoria 2
oppure 4 secondo EN 954-1. Vengono
impiegate per controllare le zone di
pericolo nei pressi dei macchinari con
rischio di infortunio. Il corretto impiego consente di riportare il macchinario in una condizione non pericolosa
prima che la persona subisca danni.
Il sistema completo è composto dall’apparecchio d’interfaccia e dai relativi sensori ottici. Possono essere collegati all’interfaccia fino a 2 (sistema
in categoria 2) e fino a 4 (sistemi in
categoria 4) mono-raggio del corrispondente tipo.
Figura 2/5
Composizione del sistema
relè sono chiusi. L’interruzione della
barriere o un errore interno comporta
l’apertura del relè di sicurezza.
Le interfaccie sono in collegamento
con i relativi sensori ottici di sicurezza
come componenti autocontrollati in
categoria 2 oppure 4 secondo EN
954-1. Esse rappresentano il collegamento tra le barriere ottiche ed il
comando della macchina.
La funzione di sicurezza del sistema
avviene dopo aver dato tensione di
esercizio (test di avviamento dopo
“power on”) e dopo la verifica della
funzione di test (comando di un tasto
di start). Successivamente , durante
l’esercizio viene condotta ciclicamente una verifica per testare l’hardware
interno .
Il sezionamento (contattori) dei
comandi della macchina/impianto
avviene attraverso una uscita di sicurezza (relè a contatti forzati). L’uscita
di sicurezza può essere collegata
direttamente al circuito d’emergenza
della macchina. Con l’interruzione dell’esercizio senza guasto, i contatti del
E’ inoltre disponibile una ulteriore
uscita di segnalazione che segue l’uscita di sicurezza.
Caratteristiche
• Allacciamento fino a 4 coppie
mono-raggio
• Forma costruttiva estremamente
contenuta (fra le più piccole barriere
di sicurezza al mondo)
• Verifica manuale e ciclo di test continuo
• Impostabili differenti tipi di funzionamento
• Esercizio con/senza riavviamento
automatico
• Esercizio con /senza controllo di
protezione
• Controllo integrato d’inquinamento
• Segnalazione di stato e di errore
• Segnalazione LED visibile da due
lati
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/33
Dati di scelta e di ordinazione
Esecuzione
Allacciamento
Nr. di ordinazione
50 x 31 x 16 mm
M8, Typ A
3RG78 21-7BG00
50 x 31 x 16 mm
M8, Typ A
3RG78 21-7CD00
50 x 50 x 17 mm
M12, Typ F
3RG78 22-7BG00
50 x 50 x 17 mm
M12, Typ F
3RG78 22-7CD00
Categoria secondo EN 954-1
Grandezza
Massimo
nr. di barriere
allacciabili
Nr.di ordinazione
Unità di controllo
per 3RG78 21
2
45 x 84 x 118 mm
2
3RG78 26-1CB1
Unità di controllo
per 3RG78 22
4
75 x 100 x 110 mm
4
3RG78 27-1DE2
Barriere ottiche di sicurezza
(Categ. 2 secondo EN 954-1)
Emettitore
Ricevitore
Barriere ottiche di sicurezza
(Categ. 4 secondo EN 954-1)
Raggio d’azio. Grandezza
0...4 m
Emettitore
Ricevitore
0...15 m
Schema 2/42
• Installazione più agevole grazie ai
tre foro passanti per il fissaggio
• Unità di controllo montabile a scatto
su guida profilata
• Sistema senza contatto diretto T
oppure S (categoria 2 oppure 4
secondo EN 954-1)
Esercizio con blocco di avviamento/riavviamento
• Verifica EG secondo le nuove Norme e Prescrizioni (EN/IEC 61 496).
Gli schemi di collegamento sono
riportati al capitolo 6.
Metodi di funzionamento
Il sistema può essere a scelta impostato sui funzionamenti
• Con /senza blocco di
avviamento/riavviamento e
• Con oppure senza controllo dei contattori
2/34
Safety Integrated - Manuale applicativo
Il tipo di funzionamento desiderato è
facilmente impostabile con i selettoriDIP posti sotto il coperchio della
custodia.
Con questo tipo di funzionamento
viene impedito l’automatica richiusura
delle uscite di sicurezza dopo l’inserzione della tensione di alimentazione
oppure, durante l’esercizio, dopo l’introduzione nel campo protetto. La
condizione di blocco viene mantenuta
finchè il blocco al riavviamento non è
stato resettato attraverso l’intervento
manuale su un pulsante. Appena
dopo aver comandato il pulsante
TEST e quindi dopo che è stato rilasciato, se i raggi non sono interrotti,
vengono commutate le uscite e
Siemens S.p.A.
scompare la segnalazione “attendere
l’OK dal blocco”.
Il comando per lo sblocco all’avviamento/riavviamento deve essere
montato come segue,
• deve essere ben visibile dalla zona
pericolosa e
• il comando non deve essere possibile dall’interno della zona pericolosa.
L’allacciamento del tasto START deve
essere realizzato come al capitolo
6.4.2.
2
Esercizio senza blocco di avviamento/riavviamento
Con questo modo di funzionamento,
le uscite dell’unità di controllo vengono richiuse automaticamente quando
i raggi luminosi sono di nuovo liberi.
Esercizio con controllo dei contattori
Questo controllo consente di verificare la corretta funzionalità dei contattori estesi e dei conduttori di collegamento tra il sistema di protezione ed
i comandi della macchina.
Per controllare lo stato dei contattori
allacciati, viene ricondotto e richiamato sul modulo di sicurezza un contatto in apertura (1R) del contattore
esterno. Nel caso di un incollamento
del contatto oppure una interruzione
dei conduttori, viene rilavato prima
che le uscite di sicurezza possano
ricommutare. Le uscite di sicurezza
sul modulo di sicurezza rimangono
aperte e il riavviamento della macchina non è permesso.
Esercizio senza controllo dei contattori
• Nell’impiegare i dispositivi di sicurezza è necessario fare sempre riferimento alla prescrizioni e normative
vigenti per la sicurezza delle macchine e degli impianti.
• Le barriere mono-raggio devono
essere installate in modo che con
l’interruzione di uno dei raggi il punto di pericolo sia raggiunto solo
dopo che la macchina/l’impianto si
siano portati nella condizione di
sicurezza. Per questo motivo è indispensabile ripettare le dostanze
previste dalle EN 999.
• Devono sempre essere osservate
tutte le indicazioni riportate nelle
documentazioni tecniche e nelle
istruzioni di servizio in particolare per
la sicurezza e la messa in servizio.
• Il montaggio, la messa in servizio e
la manutenzione devono sempre
essere effettuate da personale qualificato.
• Gli interventi sui dispositivi elettrici
devono sempre essere effettuati da
personale elettrotecnico specializzato.
Se questo genere di verifica è affidata
al comando della macchina (PLC di
sicurezza), questa funzione può essere esclusa agendo sui selettori-DIP
posti sotto il coperchio del modulo di
sicurezza.
• Impostazioni e modifiche dei dispositivi di sicurezza (per.esempio
disposizione dei raggi luminosi,
distanze di sicurezza ecc.) devono
essere autorizzate da autorità competenti.
• Riparazioni, in particolare con apertura delle custodie, deve essere
effettuato solo dal costruttore o persone da questi autorizzate.
• L’ingresso nella zona di pericolo può
avvenire solo attraversando le protezioni.
• Nel caso che questi dispositivi da
soli non garantiscano il giusto livello
di sicurezza, devono essere adottate ulteriori precauzioni meccaniche.
• Finchè persone si trovano nella zona
di pericolo non può essere riavviato
l’impianto.
• Il tasto di START non deve essere
raggiungibile dall’interno della zona
di pericolo.
Indicazioni di montaggio
L’unità di controllo viene fissata a
scatto su guida profilata all’interno
del quadro elettrico e correttamente
allacciata secondo gli schemi elettrici.
Condizioni d’impiego
La funzione di protezione attraverso
questi apparecchi è possibile se le
seguenti indicazioni sono rispettate:
• Il comando della macchina o dell’impianto deve essere controllabile
elettricamente.
• Un comando dall’unità di controllo
deve portare ad una diretta apertura
della macchina o dell’impianto.
• Le barriere ottiche allacciate devono
essere posizionate in modo che l’accesso alla zona pericolosa comporti
l’interruzione di almeno un raggio.
Numero e altezza dei raggi luminosi rispetto il piano di riferimento
secondo EN 999
Numero di raggi luminosi
Altezza dei raggi rispetto il
piano di riferimento in mm
Distanza S dei
raggi in mm
4
300, 600, 900, 1.200
300
3
300, 700, 1.100
400
2
400, 900
500
1
750
Schema 2/43
Altezza e distanza di sicurezza dei raggi (in ogni caso è necessario osservare le EN 999)
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/35
Le barriere ottiche mono-raggio possono essere installate in qualsiasi
posizione. Esse devono venire installate in modo che la zona protetta sia
raggiungibile solo interrompendo
almeno uno dei raggi (consultare EN
999).
Il numero di raggi e la loro distanza
vengono definite in funzione del tipo
di macchinario e delle indicazioni
riportate sulle apposite normative.
La sicurezza è raggiungibile con una o
quattro barriere mono-raggio
Nel montarle bisogna considerare che
il campo protetto non deve poter
essere aggirato attraverso il loro:
• Scavalcamento
• Superamento da sotto
• Aggiramento.
Altezza del campo protetto
L’altezza del campo protetto e il
numero di raggi vengono definiti in
funzione delle prescrizioni antinfortunistiche, delle En 999 e dell’analisi
dei rischi effettuata secondo
EN 954-1 riferite ai differenti macchinari presi in considerazione. Per la
protezione possono essere inpiegati
fino a 4 raggi. Le altezza protette
devono essere conformi alle tabelle
delle EN 999.
Distanza di sicurezza
Dall’istante in cui viene interrotta la
barriere fino al fermo della macchina,
trascorre un certo tempo di ritardo.
Per questo motivo la barriera ottica di
protezione deve essere installata in
modo che penetrando nella zona protetta ad una determinata velocità, non
possa essere raggiunto il punto di
pericolo prima che il movimento pericoloso sia cessato.
Secondo le EN 999 la distanza di sicurezza S tra il dispositivo di protezione
(barriera ottica) e la zona di pericolo
deve essere stabilita dalla formula:
S = K xT + C
Dati tecnici
Barriera mono-raggio
secondo EN 954-1
Unità di controllo
secondo EN 954-1
Categoria 2
Categoria 4
Tensione di esercizio
DC 24 V
DC 24 V
Raggio d’azione
0–4m
0 – 15 m
Tipo di luce
Infrarosso (880 nm)
Infrarosso (880 nm)
Angolo di apertura
≤ 4°
≤ 2°
Dimensione dell’ostacolo
≤ 9 mm Ø
≤ 13 mm Ø
Allacciamento
10 cm di conduttore con spina M8, tipo A
Spina M12, tipo F
Temperatura di esercizio
- 10 fino + 55 °C
- 20 fino + 60 °C
Grado di protezione
IP 67
IP 67
Tensione di esercizio
DC 24 V
DC 24 V
Tempo di reazione
≤ 25 ms
≤ 30 ms
Assorbimento
180 mA
≤ 300 mA
Uscite di sicurezza
2 Relè (apertura forzata)
2 Relè (apertura forzata)
Tensione di comando
max. AC 250 V
max. AC 250 V
Caricabilità
max. 5 A (carico ohmico)
max. 4 A (carico ohmico)
Potere di apertura
max. 2000 VA
max. 1000 VA
Uscite di segnalazione
1
4
Temperature di esercizio
0 fino + 50 °C
0 fino + 50 °C
Grado di protezione
IP 67
IP 67
Schema 2/44
2/36
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
S Distanza minima di sicurezza tra
barriera ottica e zona di pericolo in
mm
Attenzione:
Le norme a cui fare riferimento sono
EN 294 (Tabella1) e EN 999.
K Velocità di approccio o di avvicinamento in mm/s (costante, valore
indicativo 1600mm/s)
Distanza rispetto a superfici riflettenti
T
Tempo di ritardo tra l’interruzione
del raggio luminoso e l’inattività
della macchina in s, composto da:
t1: tempo di reazione del dispositivo di protezione in s
t2: tempo di arresto della macchina in s
C Costante di sicurezza (distanza
aggiuntiva in mm)
2.1.9 Apparecchi di
segnalazione SIGUARD
La segnalazione acustica e visiva delle condizioni di lavoro è assolutamente importante per la prevenzione dei
pericoli.
Le superfici riflettenti che si possono
trovare tra l’emettitore ed il ricevitore
della barriera potrebbero, riflettendo,
non consentire il rilevamento dell’ostacolo. Per questo motivo deve
essere rispettata una distanza minima
rispetto l’asse ottico. Questa distanza
dipende dall’angolo di apertura della
barriere e dalla distanza fra emettitore
e ricevitore.
Il programma di fornitura degli apparecchi di segnalazione SIGUARD è
estremamente completo:
• Colonne luminose di segnalazione
8WD4
• Luci di segnalazione 8WD5
• Pulsanti luminosi 3SB.
Progr. di fornitura delle colonne luminose 8WD43 con ø 70mm (custodia in Thermoplast, grado di protezione IP54)
Esecuzione
Colore
Colonna di segnalaz. 8WD43
Colonna di segnalaz. 8WD43
Colonna di segnalaz. 8WD43
con tensione di esercizio
UC 24 V
con tensione di esercizio
UC 115 V
con tensione di esercizio
UC 230 V
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
Lampada ad incandescenza: zoccolo BA 15d, 5 W, 24V/115V/230V (da ordinare a parte)
8WD43 00-1A
• Luce fissa
Tensione di esercizio 12V UC fino 230V
rosso
verde
giallo
traspar.
blu
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
00-1AB
00-1AC
00-1AD
00-1AE
00-1AF
• Luce lampeggiante
rosso
verde
giallo
traspar.
blu
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
20-1BB
20-1BC
20-1BD
20-1BE
20-1BF
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
40-1BB
40-1BC
40-1BD
40-1BE
40-1BF
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
50-1BB
50-1BC
50-1BD
50-1BE
50-1BF
• Luce flash con
flash elettronico
integrato (senza
lampada a filamento)
rosso
verde
giallo
traspar.
blu
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
20-0CB
20-0CC
20-0CD
20-0CE
20-0CF
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
40-0CB
40-0CC
40-0CD
40-0CE
40-0CF
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
50-0CB
50-0CC
50-0CD
50-0CE
50-0CF
• Luce fissa LED
rosso
verde
giallo
8WD43 20-5AB
8WD43 20-5AC
8WD43 20-5AD
• Luce lampeggiante
LED
rosso
verde
giallo
8WD43 20-5BB
8WD43 20-5BC
8WD43 20-5BD
• Luce rotante LED
rosso
verde
giallo
8WD43 20-5DB
8WD43 20-5DC
8WD43 20-5DD
Esecuzione LED
8WD43 20-5AB
–
–
Schema 2/45
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/37
Progr. di fornitura delle colonne luminose 8WD43 con ø 70mm (custodia in Thermoplast, grado di protezione IP54)
Esecuzione
Colore
Colonna di segnalaz. 8WD43
Colonna di segnalaz. 8WD43
Colonna di segnalaz. 8WD43
con tensione di esercizio
UC 24 V
con tensione di esercizio
UC 115 V
con tensione di esercizio
UC 230 V
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
Nr. di ordinazione
• Ronzatore
85 dB
Tonalità impostabile:
suono continuo
opp. pulsante
8WD43 20-0FA
8WD43 40-0FA
8WD43 50-0FA
• Sirena a più
tonalità (8 tonalità e
volumi impostabili)
8WD43 20-0EA2
8WD43 40-0EA2
8WD43 50-0EA2
8WD43 08-0AA
–
–
Elemento acustico
8WD43 20-0FA
8WD42 08-0EH
Elemento di allacciamento completo di coperchio
8WD43 08-0AA
• Per montag. su stelo
–
• Per montaggio
angolare o su base
8WD43 08-0AB
Accessori
8WD43 08-0DA
8WD43 08-0CA
8WD43 58-1XX
Base con stelo
8WD43 08-0DA
Base singola
Materiale isolante
Base in fusione per montaggio su stelo
> 500 mm
8WD43 08-0DB
8WD43 08-0DC
Spina allacciamento per base
Ingresso cavi laterale
Ingresso cavi laterale con
fissaggio magnetico
8WD43 08-0DD
Stelo singolo
100 mm
250 mm
400 mm
1000 mm
8WD43
8WD43
8WD43
8WD43
Base angolare per montaggio su parete
Per montaggio unilaterale
Per montaggio bilaterale
Lampade a filamento
zoccolo BA 15d, 5W
Tabella 2/46
Per la scelta delle colonne luminose
con diametro 50mm e delle luci di
segnalazione, fare riferimento al catalogo “Apparecchi di b.t.” Vol.1, cap.8”
e ad altra documentazione di scelta
disponibile.
2/38
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
24 V
115 V
230 V
8WD43 08-0DE
08-0EE
08-0EA
08-0EB
08-0ED
8WD43 08-0CA
8WD43 08-0CB
8WD43 28-1XX
8WD43 48-1XX
8WD43 58-1XX
2.2 Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28
Il programma di fornitura dei dispositivi di sicurezza SIGUARD è stato concepito per soddisfare le Vostre esigenze nella più moderna tecnica della
sicurezza. I dispositivi SIGUARD
3TK28 possono essere impiegati senza problemi per circuiti di sicurezza
poiché gli apparecchi sono conformi
alle prescrizioni EN 60204-1 (VDE
0113 parte1) e sono approvati dal BG
(Istituto del lavoro) e dal BIA (Istituto
per la sicurezza sul lavoro) oltre che
dal SUVA (Istituto svizzero per la prevenzione degli infortuni sul lavoro).
Campo d’applicazione
I dispositivi di sicurezza SIGUARD
coprono un ampio campo di possibili
impieghi. Tra questi soprattutto il controllo delle emergenze e dei dispositivi di protezione (ripari). E’ possibile
anche il controllo dei comandi delle
presse.
Poiché questi apparecchi impiegano
convenzionali contatti elettromeccanici, i dispositivi di sicurezza SIGUARD
vengono tendenzialmente impiegati
in circuiti di sicurezza poco complessi. Per impianti più articolati con molte funzioni (per es. con diagnosi in
caso di sgancio d’emergenza) possono essere previsti anche circuiti di
sicurezza con tecnica a PLC (SIMATIC
S5-95F, vedere anche parte 3). Il PLC
di sicurezza viene spesso impiegato
quando un normale PLC è già di fatto
utilizzato nell’impianto per funzioni di
normale gestione non legate alla sicurezza.
Contatti a guida forzata, un plus
nella sicurezza
Nei circuiti di sicurezza vengono
impiegati spesso relè. Nei dispositivi
di sicurezza SIGUARD di Siemens
vengono impiegati contattori e relè
con contatti che soddisfano i requisiti
di apertura a guida forzata. Siemens
offre due varianti di questi dispositivi
SIGUARD, con tecnica a contattori e
con tecnica a relè.
Tecnica a contattori
I contattori hanno una più elevata
durata elettrica rispetto ai relè. Con i
dispositivi SIGUARD sono possibili
correnti nominali di esercizio in AC-1
di 6A, ed in DC-13 fino 6A con corrente termica permanente fino 10A.
Inoltre non è necessario declassare
gli apparecchi fino a 55 °C nel quadro.
Con queste prestazioni si è nella condizione di poter risolvere efficacemente i problemi di progettazione,
avendo anche la possibilità di comandare, direttamente con il dispositivo
di sicurezza, piccoli comandi anche
dei carichi senza l’impiego dei contattori. Questo consente naturalmente
un risparmio di costi.
Criteri ed indicazioni circa la scelta tra
dispositivi di sicurezza SIGUARD
oppure SIMATIC di sicurezza, sono
riportati nella parte 3.
2
Una elevata corrente di commutazione significa più sicurezza. I contattori
ausiliari impiegati nei dispositivi
SIGUARD vantano una elevata affidabilità di contatto. Su 100 milioni di
manovre si è riscontrato statisticamente solo 1 errore di contatto; questo aumenta l’affidabilità complessiva
dell’impianto.
Tecnica a relè
La tendenza degli ultimi anni porta
verso una miniaturizzazione degli
apparecchi di bassa tensione. Grazie
allo sviluppo di nuovi apparecchi sempre più piccoli, è possibile collocare
un maggior numero di funzioni nel
quadro elettrico. Di conseguenza
anche nel campo dei dispositivi di
sicurezza si è avuta una logica tendenza ad apparecchi sempre più piccoli e compatti. Siemens ha quindi
ampliato le opportunità impiegando
nei dispositivi SIGUARD anche relè di
sicurezza con contatti a guida forzata
contenendone quindi le dimensioni.
In questi apparecchi sono necessari 2
contatti collegati in serie indipendenti
l’uno dall’altro, che in condizione normale sono relè monostabili. Qualora
si saldasse un contatto, l’altro collegato in serie si preoccuperà della
commutazione del circuito. L’eventuale guasto causato da un contatto di
lavoro (L) incollato, viene riconosciuto
dal contatto di riposo (R) a guida forzata che lavora in sincronia con il contatto difettoso. Se per esempio il contatto di lavoro è chiuso, il previsto
contatto di riposo di controllo deve
essere aperto e viceversa. Grazie a
questa coppia di contatti a guida forzata viene assicurato che il relè di
sicurezza disecciti, anche se dovessero essere saldati tutti i contatti del circuito di sicurezza.
Figura 2/6
Dispositivo di sicurezza 3TK28
con tecnica a contattori
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/39
Gli apparecchi sono certificati SUVA e
soddisfano le norme ZH1/457.
I dispositivi di sicurezza SIGUARD a
relè della serie 3TK28, possono essere impiegati in ambienti con temperatura di 70°C anche se montati affiancati uno all’altro.
Con le due serie dei dispositivi di
sicurezza SIGUARD (a contattori e a
relè), sono possibili diverse soluzioni.
Il programma di fornitura è di seguito
riportato:
Figura 2/7
Dispositivo di sicurezza 3TK28 con tecnica
a relè
Programma di fornitura dei dispositivi di sicurezza SIGUARD
Dispositivi a relè
Dispositivi a
contattori
Moduli d’ampliamento
3TK28 24
2 cont.di sicurezza,
uno/due canali, categoria 3 (4)
3TK28 01
1 cont.di sicurezza, +1L,
un canale, categoria 4
Comando a due mani
3TK28 11
2 cont.di sicurezza, +2R,
categoria 4
Ampliamento contatti
3TK29 07
7 cont.di sicurezza,
categoria 4
3TK28 21
2 cont.di sicurezza, +1R
uno/due canali, categoria 3 (4)
3TK28 02
1 cont.di sicurezza, +1R,
un canale, categoria 4
Apparecchio controllo extracorsa
3TK28 15
3 cont.di sicurezza,
impiegabile solo con 3TK28 11,
categoria 4
Apparecchio di ritardo
3TK29 .3
3 cont.di sicurezza ritardati,
ritardo fino 8 s,
categoria 4
3TK28 22
2 cont.di sicurezza,
due canali, categoria 4, autostart
3TK28 03
2 cont.di sicurezza,
un canale, categoria 4
Comando a due mani
3TK28 34
2 cont.di sicurezza, +2R,
categoria 4
Ampliamento contatti
3TK28 30
4 cont.di sicurezza,
categoria 4
3TK28 23
2 cont.di sicurezza,
due canali, categoria 4,
start controllato
3TK28 04
4 cont.di sicurezza, +1L + 1R,
un canale, categoria 4
Apparecchio controllo extracorsa
3TK28 35
3 cont.di sicurezza, +1R,
impiegabile solo con 3TK28 34,
categoria 4
3TK28 25
3 cont.di sicurezza, +2R
uno/due canali, categoria 4
autostart, start controllato
3TK28 06
5 cont.di sicurezza, +1R,
due canale, categoria 4
3TK28 27
2 cont.di sicurezza, +1R,
2 cont. di sicurezza ritardati,
uno/due canali, categoria 3
start controllato
3TK28 07
5 cont.di sicurezza, + 3 cont.
di sicurezza ritard., due canali,
categoria 4
Esecuzioni di tensione
Tabella 2/47
2/40
Apparecchi per
comando presse
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
DC 24 V
AC 24 V
AC 115 V
AC 230 V
2
I dispositivi di sicurezza SIGUARD si
compongono di:
• Apparecchi base
• moduli d’ampliamento e
• apparecchi per il comando di presse.
Apparecchi base
Vengono utilizzati per il controllo dei
dispositivi d’emergenza e dei ripari di
protezione. Gli apparecchi base
SIGUARD sono composti, oltre che
dai contatti di sgancio istantanei,
anche da contatti di sgancio ritardati.
In funzione dei differenti apparecchi
sono a disposizione esecuzioni con
ritardo da 0,05s fino 300s.
Per evitare indesiderate manomissioni del ritardo impostato, è possibile
applicare una copertura piombabile.
I dispositivi d’emergenza devono avere la priorità su tutte le altre funzioni.
L’alimentazione degli azionamenti della macchina che possano provocare
condizioni di pericolo, devono essere
interrotti il più velocemente possibile
senza ulteriori rischi. Il ripristino del
comando non deve comportare il riavvio automatico. L’emergenza deve
provocare un arresto in Categoria 0
oppure in Categoria 1.
Gli apparecchi base dei dispositivi di
sicurezza SIGUARD possono essere
impiegati per applicazioni di sicurezza
fino alla massima categoria 4 secondo EN 954-1. In funzione del collegamento esterno e della posa dei cavi
dei sensori, è possibile raggiungere la
categoria 3 oppure 4.
Il controllo dei ripari di protezione,
viene differenziato dalle EN 1088 tra
dispositivi di blocco e dispositivi di
blocco con meccanismo di ritenuta.
Anche in questo caso sono impiegabili dispositivi di sicurezza SIGUARD.
Sono possibili comandi fino alla categoria 4 secondo EN 954-1.
Moduli d’ampliamento
Essi non possono essere utilizzati singolarmente nei circuiti di sicurezza,
ma devono essere combinati con un
apparecchio base 3TK28. Per l’allacciamento di un modulo d’ampliamento viene utilizzato un contatto di sgancio dell’apparecchio base. La categoria di un comando con modulo d’ampliamento, rimane quella dell’apparecchio base.
Presse e tranciatrici
Il comando a due mani è un dispositivo appositamente studiato per proteggere l’operatore dai pericoli,
dovendo questi impiegare una o
entrambe le mani.
L’apparecchio di controllo extracorsa
viene impiegato su presse e tranciatrici a impulso lineare conformi a VBG
7n5.2.
Esso verifica rispettivamente la corsa
secondo:
• il corretto allacciamento dell’elemento di servizio
• l’interruzione di conduttori esterni
• eventuali interruzioni del ciclo di
controllo.
L’apparecchio di controllo extracorsa
può essere impiegato solo in combinazione con un apparecchio di
comando a due mani.
Gli apparecchi di comando presse e
di controllo extracorsa sono adatti ai
comandi di presse eccentriche, idrauliche e meccaniche. Il loro impiego è
possibile fino alla categoria 4 secondo EN 954-1. In particolare per le
presse è possibile raggiungere la
tipologia III C secondo EN574.
Esempi di schemi di collegamento
sono riportati al capitolo 6.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/41
Dati di scelta e di ordinazione per dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28/29
Apparecchi base
Tipo
3TK28
3TK28
3TK28
3TK28
3TK28
3TK28
010203040607-
Allacciamento
1 canale
Allacciamento Controllo
2 canali
circ. esterni
Categoria secondo EN 954-1
B1
2
3
4
Circ. di sgancio
Circ. di segn.
x
x
x
x
x
x
–
–
–
–
x
x
X
X
X
X
X
X
1S
1S
2S
4S
1S
5S
3S ritardato
1S
1Ö
–
1S + 1Ö
1Ö
–
x1)
x1)
x1)
x1)
x
–
3TK28 03,
3TK28 04,
3TK28 06
X
X
X
X
X
X
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2)
x2) 3)
Comando 24 V DC
Peso
Comando AC
Nr. di ordinazione
ca.Kg
Nr. di ordinazione
Emergenza e controllo dei ripari di protezione
*3TK28 01-0DB4
0,71
*3TK28 01-0A..
*3TK28 02-0DB4
0,71
*3TK28 02-0A..
*3TK28 03-0BB4
0,74
*3TK28 03-0A..
*3TK28 04-0BB4
0,96
*3TK28 04-0A..
*3TK28 06-0BB4
0,96
*3TK28 06-0A..
*3TK28 07-0BB4
1 ,75
*3TK28 07-0A..
3TK28 07
Peso
ca.Kg
0,71
0,71
0,74
0,96
0,96
1 ,75
Moduli d’ampliamento)
Typ
3TK29
3TK29
3TK29
3TK29
07234383-
3TK29 07
Cat. secondo EN 954-1 (come app. base)
B1
2
3
4
Circ. di sgancio Circ. di segn.
X
X
X
X
7S
3S ritardato
3S ritardato
3S ritardato
X
X
X
X
x
x
x
x
x
x
x
x
Comando 24 V DC
Nr. di ordinazione
ca.Kg
Comando AC
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
*3TK29
*3TK29
*3TK29
*3TK29
0,74
0,74
0,74
0,74
*3TK29
*3TK29
*3TK29
*3TK29
0,74
0,74
0,74
0,74
07-0BB4
23-0BB4
43-0BB4
83-0BB4
Peso
–
–
–
–
07-0A..
23-0A..
43-0A..
83-0A..
Apparecchi per comando presse)
Tipo
3TK28 113TK28 15-
Allacciamento
1 canale
Allacciamento Controllo
2 canali
circ. esterni
–
–
x
–
Categoria secondo EN 954-1
B1
2
3
4
x
–
3TK28 11
x
Comando 24 V
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
Circ. di sgancio
Circ. di segn.
2S
3S
2Ö
–
Comando AC
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
0,93
*3TK28 11-0A..
1,11
1,16
*3TK28 15-0A..
1,16
Impiego per presse e tranciatrici
App. di com.o a due mani
*3TK28 11-0BB4
App. di contr. extracorsa
*3TK28 15-0BB4
Tensione nominale di alimentazione
AC 50/60 Hz
Completamento del nr. di ordinazione
Tabella 2/48
2/42
1)
2)
24 V
••
B2
115 V
••
J2
I contatti dei sensori d’emergenza non vengono controllati.
Possibile con accorgimenti esterni aggiuntivi. Le indicazioni valgono solo se i conduttori ed i sensori sono posati in modo sicuro e vengono protetti meccanicamente. Consultare anche le istruzioni di servizio e manuali d’applicazione.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
230 V
••
L2
3)
4)
* = esecuzione preferita
Vale solo per circuiti di sgancio non ritardati.
La categoria di sicurezza corrisponde a quella del relativo
apparecchio base.
Per ulteriori informazioni consultare il catalogo “Apparecchi di
b.t.- Vol.1”.
2
Dati di scelta e di ordinazione per dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28 con tecnica a relè
Apparecchi base larghezza 22,5 mm
Tipo
3TK28
3TK28
3TK28
3TK28
21222324-
Allacciamento
1 canale
Allacciamento Controllo
2 canali
circ. esterni
Categoria secondo EN 954-1
B1
2
3
4
Circ. di sgancio
Circ. di segn.
x
–
–
x
x
x
x
x
X
X
X
X
3S
2S
2S
2S
1Ö
–
–
–
x2)
x
x
x2)
X
X
X
X
x
x
x
x
x2)
x
x
x2)
Comando 24 V DC
Peso
Comando AC 24 V
Nr. di ordinazione
ca.Kg
Nr. di ordinazione
Emergenza e controllo dei ripari di protezione
Peso
ca.Kg
*3TK28
*3TK28
*3TK28
*3TK28
*3TK28
0,24
21-1CB30
22-1CB30
23-1CB30
24-1CB30
24-1BB40
0,24
*3TK28
*3TK28
*3TK28
*3TK28
21-1CB30
22-1CB30
23-1CB30
24-1CB30
Apparecchi base larghezza 45 mm
Tipo
3TK28 253TK28 27-
Allacciamento
1 canale
Allacciamento Controllo
2 canali
circ. esterni
Categoria secondo EN 954-1
B1
2
3
4
x
x
x
x
X
X
x
x3)
x
x
X
X
Comando 24 V
Nr. di ordinazione
x
x
Peso
ca.Kg
Circ. di sgancio
Circ. di segn.
3S
2S/2S verz.1)
2Ö
1Ö
Comando AC
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
Emergenza e controllo dei ripari di protezione
*3TK28 25-1BB40
0,36
*3TK28 25-1AB20
*3TK28 25-1A . . 0
*3TK28 27-1BB40
0,43
*3TK28 27-1AB20
3TK28 27-1A . . 0
0,36
0,45
0,43
0,6
Moduli d’ampliamento) larghezza 22,5 mm
Typ
Cat. secondo EN 954-1 (come app. base)
3TK28 30-
Circ. di sgancio
Circ. di segn.
4S
–
Comando 24 V
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
Comando AC 24 V
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
*3TK28 30-1CB30
0,24
*3TK28 30-1CB30
0,24
Apparecchi per comando presse larghezza 45 mm
Tipo
3TK28 343TK28 35-
Allacciamento
1 canale
Allacciamento Controllo
2 canali
circ. esterni
–
–
x
–
Tensione nominale
di alimentazione
AC 50/60 Hz
24 VDC
115 V
Completamento del
nr. di ordinazione B2
Categoria secondo EN 954-1
B1
2
3
4
x
–
x
230 V
Comando 24 VDC
Nr. di ordinazione
L2
App. di com. a due mani
Peso
ca.Kg
1)
2)
Circ. di segn.
2S
3S
2Ö
1Ö
Comando AC
Nr. di ordinazione
Peso
ca.Kg
Impiego per presse e tranciatrici
J2
*3TK28 34-1BB40
0,35
*3TK28 34-1AB20
3TK28 34-1A . . 0
0,35
0,45
App. di contr.o extracorsa
*3TK28 35-1BB40
0,4
*3TK28 35-1AB20
3TK28 35-1A . . 0
0,4
0,5
* = esec. preferita
Tabella 2/49
Circ. di sgancio
Il tempo di ritardo ammonta a 0,5 – 30 secondi.
Possibile con accorgimenti esterni aggiuntivi. Le indicazioni valgono solo se i conduttori ed i sensori sono posati in modo sicuro e vengono protetti meccanicamente. Consultare anche le istruzioni di servizio e manuali d’applicazione.
3)
4)
Vale solo per circuiti di sgancio non ritardati.
La categoria di sicurezza corrisponde a quella del relativo
apparecchio base.
Per ulteriori informazioni consultare il catalogo “Apparecchi di
b.t.- Vol.1”
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/43
Definizioni:
Circuito a due canali
Diversità
Dispositivo d’emergenza
I due canali non sono espressamente
richiesti dalle EN 60 204. La normativa ricorda che le categorie devono
venir definite, secondo EN 954-1, sulla base di una valutazione del rischio.
Una apertura d’emergenza su due
canali, viene utilizzata in ambienti particolarmente sporchi.
Per ridurre al minimo la probabilità di
guasti e disservizi che possano produrre condizioni di pericolo, viene
richiesta diversità attraverso l’adozione di differenti principi di funzionamento o attraverso differenti apparecchi. Nei circuiti di sicurezza, questa
diversità viene ottenuta attraverso la
combinazione di contatti di lavoro e
contatti di riposo.
La EN 60 204 parte1 pretende che un
macchinario in caso di emergenza
venga interrotto nel più breve tempo
possibile con l’ausilio di un apertura
d’emergenza.
Per questo sono previste, in accordo
con EN 60 204-1, le categorie di arresto 0 e 1.
Per soddisfare tali esigenze esistono
due possibiltà:
• Direttamente con interruttori
d’emergenza
• Attraverso la realizzazione di circuiti
ausiliari che permettono un sezionamento sicuro dei rispettivi circuiti
principali con un solo comando.
Controllo dei ripari di protezione
I dispositivi di protezione servono alla
sicurezza del personale di servizio. Se
vengono rimossi i dispositivi di protezione, devono essere messi fuori servizio efficacemente e permanentemente tutti i movimenti pericolosi della macchina prima di consentire l’accesso.
Ridondanza
Si ha ridondanza quando sono presenti più sequenze di comandi e alimentazioni per soddisfare una funzione. Attraverso la ridondanza è possibile ridurre la probabilità che un singolo
errore nel circuito elettrico, produca
un pericolo. Nei cablaggi dei circuiti
dedicati alla sicurezza, vengono
impiegati per la ridondanza almeno 2
apparecchi (circuito di
ingresso/comando sensori e circuito
del carico/attuatori).
2/44
Safety Integrated - Manuale applicativo
Controllo dei circuiti esterni
Nel caso di un comando a due canali
l’apparecchio può riconoscere e quindi controllare il circuito esterno o il
collegamento fra entrambi gli elementi di comando (per es. emergenza o finecorsa).
Se si produce un danneggiamento del
cavo di collegamento, l’apparecchio
non parte.
Il controllo del circuito esterno si ha
attraverso differenti potenziali nel circuito del tasto.
Contatti ad azione positiva
Si ha azione positiva dei contatti
quando tutti i contatti di un apparecchio sono collegati rigidamente fra
loro in modo che il contatto in apertura (R) e in chiusura (L) non possano
essere chiusi contemporaneamente.
In questi casi deve essere garantito
che per tutta la durata elettrica/meccanica dell’apparecchio, anche in caso
di difetto, venga mantenuta una
distanza minima dei contatti di
0,5mm.
Riconoscimento di collegamento a
terra
Un collegamento tra i conduttori dei
sensori ed il potenziale di terra, viene
riconosciuto dall’apparecchio il quale
si porta in posizione di sicurezza. Una
volta rimosso il guasto, l’apparecchio
è di nuovo pronto per l’esercizio.
Siemens S.p.A.
Contatti di sgancio
I contatti di sgancio sono contatti di
sicurezza in chiusura (L). Ciò significa
che se la combinazione di sicurezza si
trova nella posizione di scattato, il
contatto di sgancio deve essere chiuso. I contatti di sgancio possono
essere utilizzati anche come contatti
di segnalazione.
Contatti di segnalazione
Possono essere sia contatti in chiusura (L) sia contatti in apertura (R). Non
possono comunque essere impiegati
nei circuiti di sgancio.
“Pronto alla chiusura”
Il tasto EIN “pronto alla chiusura”
serve per il ripristino del dispositivo di
sicurezza.
Dopo l’apertura dell’interruttore principale della macchina o lo sgancio del
dispositivo di sicurezza, deve essere
comandato il tasto EIN “pronto alla
chiusura” in modo che venga ripristinato il dispositivo di sicurezza.
Riavviamento automatico
I morsetti per il tasto EIN “pronto alla
chiusura” sul dispositivo con tale funzione sono ponticellati. Il dispositivo
commuta automaticamente non
appena viene ripristinata la condizione che l’ha fatto scattare (per es.
quando viene richiuso il riparo di protezione). Questo schema non è
ammesso per lo sgancio d’emergenza e nel controllo dei ripari quando
possono persistere condizioni di pericolo.
2
RL
F
3TK2822/23
A1
A2
I
RL
A
S
U
I K min
Ri
A1
RSp
RSp
Ri
A2
RL =
U
– Ri
IK min
Lunghezza cavo ammissibile
Resistenza del cavo
Sezione del cavo
Conduttanza del cavo
Tensione nominale di alimentazione
Corrente minima di cortocircuito
Resistenza di ingresso dell’apparecchio
Resistenza d’avvolgimento del relè
RL
Y11 Y12
IK min
I = RL . A . S
RSp
Y21 Y22
RSp
U . RSp
UAb
RSp
CL =
– R Sp – R i
Lunghezza cavo ammissibile
Resistenza del cavo
Sezione del cavo
Conduttanza del cavo
Tensione nominale di alimentazione
Corrente minima di cortocircuito
Resistenza di ingresso dell’apparecchio
Resistenza d’avvolgimento del relè
I
RL
U
UAb
Ri
RSp
CL
I
ω . RL
RL =
U . RSp
UAb
Tabella 2/51
Inserzione sicura
Tabella 2/52
Disinserzione sicura
Lunghezza del cavo
La lunghezza di cavo ammissibile
dipende da tre fattori:
3. Disinserzione sicura
1. Interruzione del circuito esterno
Il dispositivo di sicurezza deve
essere disinserito in modo sicuro
nel caso di cortocircuito tra i conduttori dei sensori o cortocircuito
nell’apparecchio; il dispositivo non
deve danneggiarsi.
2. Inserzione sicura
La tensione disponibile sulla bobina dei relè interni all’apparecchio,
deve essere di un valore tale che
venga almeno raggiunta in modo
sicuro la tensione d’inserzione. Se
questo non accade, il dispositivo di
sicurezza può non funzionare correttamente. Se la sicura condizione
non si è determinata, l’esercizio
dell’impianto non è tuttavia possibile.
RSp
– Ri
Lunghezza cavo ammissibile
Resistenza del cavo
Tensione nominale di alimentazione
Tensione di caduta
Resistenza di ingresso dell’apparecchio
Resistenza d’avvolgimento del relè
Capacità del cavo
Tabella 2/50
Interruzione del circuito esterno
In un macchinario o in un impianto
vengono in genere impiegati diversi
sensori, quali interruttori d’emergenza
o di posizione per il controllo dei ripari
di protezione. In funzione delle
dimensioni della macchina o dell’impianto, possono essere necessari per
il cablaggio dei sensori considerevoli
lunghezze di conduttori. Al fine di
garantire un corretto funzionamento
del dispositivo di sicurezza, deve
essere prestata attenzione che non
vengano superate determinate lunghezze di cavo.
Y22
Ri
A2
RL =
Y21
F
A1
RSp
CL
Y12
Y11
Ri
I = RL . A . S
I
RL
A
S
U
UA
Ri
RSp
CL
Y21 Y22
F
3TK2822/23
Y11 Y12
RL
3TK2822/23
RL
Per avere la sicura disinserzione, la
tensione sulla bobina dei relè dell’apparecchio deve essere di un
valore tanto basso da non ,antenere eccitata la bobina. Con comandi
in AC, malgrado la disinserzione
dei sensori, la capacità del cavo
provoca un passaggio di corrente
sufficiente a non lasciar cadere il
relè. Per questo motivo con i
dispositivi di sicurezza con tecnica
a relè, i conduttori dei sensori vengono alimentati esclusivamente in
DC.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/45
Come esempio dei dispositivi a relè 3TK28 23 vengono dati i seguenti calcoli:
Valori ipotizzati:
Conduttore 2 x 2,5 mm2,
caduta di tensione: 5%,
conduttanza specifica con Cu: 49,3 Sm/mm2 (a 55°C),
capacità del conduttore: 170 nF/km
1. Interruzione del circuito esterno
22,8 V
RL =
–22 Ω = 19,5 Ω
0,55 A
Sm
= 2403 m
I = 19,5 Ω . 2,5 mm2 . 49,3
mm2
2. Inserzione sicura
22,8 V . 400 Ω
– 400 Ω –22 Ω = 25 Ω
RL =
20,4 V
Sm
= 3081 m
I = 25 Ω . 2,5 mm2 . 49,3
mm2
3. Disinserzione sicura
CL =
1
ω . RL
Poiché a 24VDCla frequenza f = 0 Hz, viene dato per CL = ∞
Risultato
Per la facile verifica della lunghezza del conduttore, deve essere impiegato
il valore minore delle tre possibilità citate.
Si tratta di conduttore di andata e di ritorno.
2403 m
La massima lunghezza di cavo per l’esempio citato è l =
= 1200 m
2
Tabella 2/53
Esempio di calcolo della lunghezza del conduttore
Circuito esterno
U
Inserzione
0,75 mm2 1,5 mm2 2,5
0,75 mm2
2,5 mm2
1,5
27
[V]
24
Solo con
3TK2821/24 con
comando in AC
170 nF 150 nF 130 nF
Disinserzione
21
2
4
6
8
10
12
L [km]
Tabella 2/54
Possibile lunghezza del conduttore per sensori nel caso
di 3TK28 21/22/23/24/25/27/34/35
2/46
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
3TK28 01
3TK28 02
3TK28 03
3TK29 .3
3TK28 04
3TK29 07
3 TK28 05
3TK28 06
3TK28 07
1 canale
3 TK28 05
3TK28 06
3TK28 07
2 canali
Distanza
1. Limitazione attraverso lo sgancio sicuro del
fusibile in presenza di cortocircuito (VDE 0636)
Massima lunghezza del conduttore consentita, con tempo d’intervento entro 5s del
fusibile F1 di protezione da cortocircuito
m
m
m
m
158
158
747
1569
DC 24 V
AC 24 V
AC 110 V
AC 230 V
2. Limitazione per garantire un sicuro
inserimento dell’apparecchio
Massima lunghezza del conduttore
consentita a causa della caduta di tensione
ohmica (distanza)
DC 24 V
AC 24 V
AC 110 V
AC 230 V
444
444
9321
40750
296
296
6214
27166
296
296
6124
27166
592
592
12428
54333
m
m
m
m
DC 24 V
AC 24 V
AC 110 V
AC 230 V
infinita
26155
1433
275
infinita
32287
1470
262
infinita
32287
1470
262
infinita
22830
1039
185
m
m
m
m
DC 24 V
AC 24 V
AC 110 V
AC 230 V
158
158
747
275
158
158
747
262
158
158
747
262
158
158
747
185
m
m
m
m
3. Limitazione per garantire un sicuro
disinserimento dell’apparecchio
Massima lunghezza del conduttore consentita
a causa della capacità del cavo (distanza)
4. Riepilogo dei punti 1, 2 e 3
Lunghezza del conduttore consentita
(distanza)
Tabella 2/55
Lunghezza massima consentita del
conduttore con i dispositivi di sicurezza
Nel calcolare la lunghezza del cavo
sono stati presi come base i seguenti
valori:
• Caduta di tensione 5 %
• Conduttore di rame 2 x 2,5 mm2
m
con K = 49,3
(a 55° C)
(Ω · mm2)
• Capacità 170 nF/km
• Frequenza di rete 50Hz (rilevante
solo con apparecchi in AC)
• Fusibile 2A gL ( la corrente di cortocircuito necessaria a consentire la
fusione entro 5s è 9A)
• Preimpedenza 0,1Ohm (trasformatori di comando, linee di alimentazione ecc.).
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/47
2.3 Partenze motore decentrate
con funzione di sicurezza
Il sistema di periferie decentrate
ET200
Cos’è ET 200?
Nel costruire un impianto vengono
solitamente montati i gruppi di entrata/uscita nel sistema d’automazione
centrale.
La grande distanza degli ingressi/uscite dal PLC può rendere il cablaggio
considerevole e disordinato, e le
influenze elettromagnetiche possono
pregiudicare l’affidabilità.
Per determinati impianti consigliamo
l’impiego dei sistemi periferici decentrati ET 200:
• La CPU di comando si trova nel
punto centrale
• Le periferie (entrate/uscite) lavorano
decentrate il loco
• PROFIBUS-DP, con la sua rapidità di
trasmissione dei dati, si preoccupa
di far comunicare la CPU e le periferie senza difficoltà.
Figura 2/8
La famiglia di apparecchi SIMATIC ET 200S offre combinazioni periferiche modulari per
derivazioni utenze
Da cosa è costituito ET 200?
Il sistema di periferie decentrate ET
200 è composto da partecipanti attivi
(Masters) e passivi (Slaves) collegati
attraverso PROFIBUS-DP.
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP (DP sta per Periferia
Decentrata) è un sistema Bus aperto
secondo normative EN 50170, volume
2, PROFIBUS. Si compone di
Masters-DP e Slaves-DP.
Master-DP: L’elemento di collegamento tra comando e periferie decentrate è il Master-DP. Esso scambia i
dati con le periferie decentrate attraverso PROFIBUS-DP e sorveglia il
Bus.
2/48
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Slave-DP: Gli apparecchi periferici
sono allacciati come Slave-DP. Essi
elaborano i dati del trasmettitore e
provvedono in loco affinchè possano
essere trasportati attraverso PROFIBUS-DP.
2
DS
DS
RS
PM-X
PM-D
PM-DF
DS
IM 151
Gruppo carico 2 con tecnica di sicurezza
Modulo di collegamento
Gruppo carico 1
Contattore di
alimentazione
Modulo di alimentazione
Copertura del modulo
di collegamento
Tabella 2/56
Composizione di derivazioni utenza di sicurezza
2.3.1 ET 200S SIGUARD
Nella tecnica di comando di bassa
tensione si và delineando, oltre alla
tendenza alla miniaturizzazione degli
apparecchi, anche la diffusione delle
periferie decentrate.
Con questa nuova filosofia vengono
offerte agli utilizzatori soluzioni con
elevata modularità, ridotti tempi di
montaggio, facilità di servizio e di
manutenzione ad un prezzo accettabile.
Fino ad oggi sono stati offerti apparecchi modulari quali semplici soluzioni di E/A montati in campo dove la
progettazione risultava in ogni caso
complicata, oppure in alternativa soluzioni costose con ridotta funzionalità.
Questo aveva come conseguenza che
gli impianti risultavano per lo più
sovradimensionati e costosi.
Con lo sviluppo del sistema ET 200S
possono essere soddisfatte le esigenze pratiche di un moderno sistema di
periferie decentrate, in termini di tecnica, funzionalità e facilità di utilizzo.
Attraverso il ricorso ad una più spinta
razionalizzazione del potenziale, si ha
un miglioramento dei costi di realizzazione rispetto ai sistemi precedenti.
Una stazione ET200S può essere realizzata con precise combinazioni di
moduli E/A e moduli partenza motore.
Per informazioni dettagliate riguardo
questo sistema consultare anche il
manuale “SIMATIC ET 200S Moduli e
partenze motore - Tecnica di sicurezza
SGUARD”.
Quali vantaggi offre questo
sistema?
• Il “cablaggio preconfezionato”
garantisce una elevata flessibilità.
Questo consente il sezionameno
della parte puramente elettromeccanica (moduli terminali) e dei componenti elettronici (moduli elettronici)
Il modulo terminale porta il cablaggio di processo e garantisce il collegamento elettrico e meccanico tra i
moduli periferici e il modulo d’interfaccia IM 151.
I moduli terminali vengono montati
a scatto su guida profilata 35mm
secondo DIN EN 50 022 esattamente come gli altri apparecchi.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/49
Il modulo elettronico definisce la
funzione dei moduli periferici e viene innestato sul modulo terminale.
Nell’eventualità di guasto di un
modulo, l’intero sistema continua a
funzionare. Attraverso il “cablaggio
pronto” è possibile una rapida sostituzione senza ausilio di attrezzi
anche in esercizio senza che venga
aperto il circuito (di comando, ausiliario e principale).
• Risparmio di costi grazie al montaggio rapido
Il modulo terminale montato a scatto sulla guida profilata offre la possibilità del cablaggio senza il modulo
elettronico. Il montatore è nella condizione di costruire la sua stazione
periferica solo con i moduli terminali. Durante il montaggio non sono
ancora necessari i moduli elettronici. Il cablaggio del modulo è immediato consentendo così di risparmiare tempo.
• Allacciamento del Bus integrato
Il sistema si lascia collegare al Bus
di campo PROFIBUS-DP. Questo
avviene attraverso il modulo d’interfaccia IM 151 il quale viene allacciato al sistema PROFIBUS-DP con un
connettore o attraverso un conduttore a fibra ottica integrato.
• Ottimale adattamento grazie alla
piena modularità
I moduli E/A a 1 oppure 2 canali
consentono un esatto adattamento
al reale fabbisogno in loco, di canali
d’ingresso e di uscita evitando un
sovradimensionamento. Per la scelta sono disponibili oltre agli ingressi/uscite digitali e analogiche, contatori o moduli SSI.
2/50
Safety Integrated - Manuale applicativo
• Apparecchi di potenza integrati
Il sistema ET 200S integra nella periferia decentrata la parte di potenza di
quadro elettrico. I componenti montati fino ad ora in un tradizionale quadro elettrico quali gli ingressi/uscite
del PLC, i salvamotori, i contattori e
le morsettiere, vengono con l’ET
200S sostituiti dai moduli partenza
motore adatti alla comunicazione.
Grazie al bus di potenza per la parte
400V si possono inoltre ridurre considerevolmente i costi di cablaggio dei
cavi d’energia.
• ET 200S SIGUARD con funzionalità di sicurezza integrata
Con un dispositivo di sicurezza
SIGUARD integrato è possibile realizzare circuiti di sicurezza. Naturalmente le relative norme (p.es. EN
60204-1) vengono pienamente soddisfatte. I dispositivi di sicurezza
SIGUARD sono autorizzati dal BG
(Istituto del lavoro) e dal BIA (Istituto per la sicurezza sul lavoro) per la
più elevata categoria di sicurezza 4
secondo EN 954-1.
Una possibile composizione di
moduli di sicurezza decentrati per
avviamento utenze è rappresentata
nello schema 2/56.
Attraverso la composizione di un
sistema di questo genere si possono
ottenere ulteriori risparmi di costi per
i dispositivi di sicurezza esterni e per i
contattori impiegati nel circuito ridondante. La riduzione dei cablaggi diminuisce anche il rischi di errori aumentando di conseguenza la sicurezza
dell’impianto.
Lo schema 2/57 mostra la riduzione
dei cablaggi tra la tecnica convenzionale e l’ET 200S SIGUARD.
Siemens S.p.A.
Composizione e funzionalità dell’ET 200S SIGUARD
Sono necessari i seguenti moduli:
• Contattore di alimentazione, per
max.16 utenze
• Connessione terminale TC per il
contattore di alimentazione KO
• Avviatore diretto completo di kit di
aggancio (per il circuito di retroazione è necessario un comando d’emergenza)
• Modulo di potenza PM-D F1.
Questo modulo di potenza di sicurezza si distingue per le seguenti caratteristiche:
• Utilizzabile per applicazioni di sicurezza in categoria 4 secondo
EN 954-1
• Possono essere realizzati circuiti
d’emergenza con Start controllato
• Categoria d’arresto 0
• Comando a 2 canali attraverso sensori esterni
• Circuito ridondante con diversità e
con controllo proprio
• Tutti gli ingressi sono protetti
• Due differenti circuiti di sgancio galvanicamente separati come contatti
in chiusura
• Ad ogni cicli di OFF-ON dell’utenza,
viene verificata la corretta funzione
di apertura e chiusura
• In caso di cortocircuito nel circuito
d’emergenza interviene il fusibile
interno
• Viene riconosciuto l’incollamento
dei contatti dell’utenza e impedito
un nuovo riavviamento.
2
Cablaggio convenzionale
EI
3TK28
SPS
U1
U2
Emergenza
M
M
M
M
M
ET 200S SIGUARD
Modulo di
connessione
Master
SPS
PM-D
F1
PROFIBUS-DP
DS
DS
DS
DS
DS
DS
DS
DS
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
F-Kit
M
~
M
~
M
~
M
~
M
~
IM
151
L+
M
A1+
A2–
Modulo collegamento
ET 200S SIGUARD
DS
DS
Interruttore
Contattore
di
alimentazione
KO
Tasto
ON
Tasto di
emergenza
Tabella 2/57
Confronto fra i cablaggi, categoria 4 secondo EN 954-1, emergenza
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/51
Segnalazioni di stato e di errore
LEDs
SF
Relè di
sicurezza
Tasti
Emergenza
Stato/causa d’errore/rimedio
PWR
CON
Stato
off
verd
a
verde
a
verde
a
ein
non comandato com. occasionale
ON
Esercizio normale
rosso
a
verde
a
verde
a
verde
a
on
*
Errore di Bus
rosso
a
verde
a
verde
a
off
off
non comandato non comandato
Relé di sicurezza scattato
Per avviare premere
il tasto ON.
rosso
a
verde
a
verde
a
rosso
a
off
comandato
Inserzione non possibile.
• Corto coruito nel ciruito d’emergenza oppure
*
*
• errore nello schema dell’apparecchio.
Sbloccare l’emergenza; il LED di
stato segnala rosso, rimuovere l’errore
esterno, per es. cortocircuito nei
conduttori dei sensori
rosso
a
verde
a
verde
a
rosso
a
off
non comandato *
• Errore nello schema
dell’interfaccia
• Relè incollato,
sostituire l’apparecchio
rosso
a
verde
a
off
*
*
*
*
Tensione di alimentazione U2
del contattore non disponibile.
rosso
a
off
verde
a
off
off
*
*
Tensione di alimentazione U1
per l’elettronica non disponibile.
rosso
a
off
off
off
off
*
*
Tensione di alimentazione U1 e U2
non disponibile.
* non rilevante
SF
a
Errore di sistema
rosso
PWR
a
Alimentazione (alimentaz. dell’elettronica U1) verde
CON
a
Contattore (alimentaz. del contattore U2)
verde
STAT
aa
Segnalazione di stato per i relè di sicurezza
rosso/verde
Tabella 2/58
Segnalazione di stato e di errore attraverso LEDs sul modulo di alimentazione PM-D F1
2/52
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2
Codifica meccanica del modulo di
alimentazione
Nell’inserire il modulo di alimentazione, il modulo terminale viene codificato due volte in modo che in caso di
sostituzione solo questo modulo di
alimentazione possa venir inserito al
suo posto.
Diagnosi e controllo
Il modulo di alimentazione PM-DF1 è
attrezzato con 4 LEDs.
Il grafico alla pagina precedente
mostra le segnalazioni di stato e di
errore.
Il futuro è già integrato
Gli apparecchi della famiglia ET 200S
è già previsto per ulteriori sviluppi ed
altri componenti. Con le funzioni di
sicurezza SIGUARD la sorveglianza
dell’apertura dei ripari avviene con
Autostart integrato.
Sono in preparazione: Combinazioni
SIGUARD in categoria d’arresto1
(ritardati) e moduli d’ampliamento.
Si ha inoltre una continua evoluzione
dei moduli elettronici e dei moduli di
comando utenza.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/53
2.4 Apparecchi per il comando in piena sicurezza
Corrente nominale
fino 100A
Interruttori principali e
di emergenza 3LD, 3LC
Corrente nominale
fino 100A
Interruttori principali e
di emergenza 3LD, 3LC
Corrente nominale
fino 20A (3LF), fino
100A (3LB)
Commutatori 3LD, 3LC
Caratteristiche:
Protezione a prova di
dito secondo VDE 0106,
parte 100 senza calotte
aggiuntive.
Custodie isolanti,
comando rotativo, grado
di protezione IP54 oppure IP55, con morsetto di
neutro e di terra.
Accessori:
Il comando rotativo può
essere bloccato con
max.3 lucchetti.
Apertura forzata dei
contatti.
Custodie isolanti e in
fusione, comando rotativo, grado di protezione
IP54 oppure IP55, con
morsetto di neutro e di
terra.
Interruttori di comando
3LF attrezzabili con 12
elementi di contatto.
Comando bloccoporta in
posizione di ON e con
lucchettabilità in posizione
di OFF
Custodie isolanti,
comando a leva, IP54
Custodie isolanti, comando
rotativo, grado di protezione
IP54 oppure IP55 con morsetto N e PE per interruttore con/senza accessori aggiuntivi
Serratura a chiave con
differenti esecuzioni
Accessori:
N, PE, contatti aux. 1L,
1R, 1L+1R
Esecuzioni disponibili:
• Fissaggio frontale
• Fissaggio sul fondo
• Per quadri di distribuzione
• In custodia isolante
• 3 e 4 poli
• 5 differenti grandezze
costruttive
• ognuna con 4 differenti
esecuz. di contatti
• 3 e 4 poli
• 8 differenti grandezze
costruttive
• ognuna con 4 differenti
esecuz. di contatti
2/54
Manopola nera con
sfondo grigio oppure
rossa con sfondo giallo
Anche per impiego d’emergenza
Impiego come apparecchi
generali e d’emergenza
oppure per comando di
motori o altre utenze.
Tabella 2/59
Corrente nominale
fino 100A
Grandezze S00 fino 12 A
S0 fino 25 A
S2 fino 50 A
S3 fino 100 A
Interruttori salvamotori 3RV1
Apparecchi in custodia,
come emergenza
Per l’impiego d’emergenza è
necessario sostituire la
manopola rotativa nera con
quella rossa completa di
sfondo di contrasto giallo.
• da 1 fino a 6 poli
Bobine a lancio di corrente,
di minima tensione
Per altre informazioni sui prodotti citati fare riferimento ai cataloghi di scelta.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
(anche con contatti
anticipati) per aggancio
laterale.
2
Corrente nominale
fino 2500A
Interruttori automatici
3VF2 fino 3VF8 con
regolazioni
da 16 fino 2500A
Corrente nominale
fino 2500A
Interruttori sottovuoto
3WS1 con regolazioni
da 252 fino 2500A
Corrente nominale
fino 3200A
Interruttori aperti 3WN6
con regolazioni
da 126 fino 3200A
Corrente nominale
fino 6300A
nterruttori aperti 3WN1
con regolazioni
da 126 fino 6300A
Equipaggiamento
aggiuntivo:
tasto d’emergenza, blocco
a chiave al posto del tasto
di apertura, dispositivo
lucchettabile sul tasto di chi- co, blocco contro la moviusura, copertura piombabile mentazione dell’interruttore
sul tasto di chiusura elettri
con portella aperta.
Particolarità:
Caratteristiche:
Interruzione sottovuoto,
assenza di camere
spegniarco
Blocco contro la chiusura
con portella aperta se l’in
Periferie decentrate con
IP20 con composizione
modulare per utenze
fino 5,5kW, con tecnica
di sicurezza integrata
Modulo di alimentazione SIGUARD per allacciamento a circuito
d’emergenza a due
canali, controllo di
ripari. Fino a categoria
di sicurezza 4. Il circuito di potenza viene
ottenuto tramite il bus
di energia integrato
(max. 40A).
terruttore è in posizione di
esercizio.
Per altre informazioni sui prodotti citati fare riferimento ai cataloghi di scelta.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
2/55
3
SIMATIC
Safety Integrated
3.1 Introduzione
Il SIMATIC S5-95F in esecuzione rinnovata (versione II) è il più giovane
discendente della famiglia di controllori SIMATIC faile safe per applicazioni
rilevanti per la sicurezza. E' stato il primo piccolo controllore programmabile
ad elevata sicurezza a essere omologato, già nel 1994, dal TÜV, dallo "Istituto per l'assicurazione contro gli
infortuni sul lavoro" (BIA) e dalla "Associazione professionale". Accanto ai
classici campi applicativi di un controllore ad elevata sicurezza nei settori
della tecnica di processo e nella chimica, per la prima volta si aprono possibilità di applicazioni anche nel settore
della sicurezza delle macchine e nell'automazione di presse.
Anche nell'omologazione di serie per
impianti di segnalazione delle ferrovie
federali tedesche, il SIMATIC S5-95F è
stato pioniere della sua categoria per
prezzo e prestazioni nel 1996 presso lo
"Istituto Federale delle Ferrovie" (EBA).
L'S5-95F è un'apparecchiatura economica che può essere utilizzata in luogo di altre combinazioni di prodotti di
sicurezza (i criteri di scelta si trovano
nell'appendice).
3.1.1 Tecnologie/
tendenze
La crescente sensibilizzazione dell'opinione pubblica sul tema della salvaguardia dell'ambiente e della sicurezza del funzionamento hanno determinato normative efficaci da parte dei
responsabili a causa degli alti costi in
caso di danni alle persone, all'ambiente o agli impianti. Data la complessità dei compiti d'automazione, i
crescenti costi in gioco parlano sempre più a favore di un PLC ad elevata
sicurezza.
Tecnica manifatturiera
La realizzazione di concetti di sicurezza nel campo della protezione di
uomini e macchine mediante controllori programmabili ad elevata sicurez-
3/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
za è solo all'inizio. Questo anche perché la normativa, particolarmente in
questo campo, è molto conservatrice
e si adegua con qualche ritardo allo
stato della tecnica. Il controllore ad
elevata sicurezza SIMATIC S5-95F già
dal 1994 aveva dato sufficienti dimostrazioni della sua efficacia in numerose applicazioni d'arresto d'emergenza, fornendo un contributo decisivo al livello della tecnica di sicurezza
nel campo della protezione delle persone e delle macchine e nella automazione delle presse. La crescita
continua del prezzo delle macchine e
dei costi di produzione richiede misura adatte per proteggere queste macchine dalla distruzione e da lunghi
periodi di fuori servizio. Grazie all'implementazione di piccoli sottosistemi
sicuri quale il SIMATIC S5-95F è possibile seguire con successo questo
trend.
Tecnica di processo
La disponibilità dei sistemi di automazione ad elevata sicurezza è determinante per la produttività e la qualità.
Il SIMATIC S5-95F come sistema singolo non è ad elevata disponibilità. La
disponibilità di un intero impianto può
però aumentare se vengono impiegati numerosi piccoli sottosistemi
decentrati F con S5-95F. In caso di
guasto vanno in Stop "solo" le sezioni
di processo interessate.
Poiché per la maggior parte i casi di
fuori servizio non si verificano nell'apparecchiatura centrale, ma nelle unità
di ingressi e uscite, esiste anche la
possibilità di disinserire dal processo
(passivizzare) le unità guaste a gruppi,
senza arrestare il sistema e di reinserirle durante il funzionamento a riparazione avvenuta.
Processi che devono però assolutamente continuare a funzionare, possono essere comunque automatizzati
combinando due sistemi SIMATIC
S5-95F ottenendo così un "sistema ad
elevata sicurezza e ad elevata disponibilità".
Siemens S.p.A.
Per grandi impianti, ad esempio nella
tecnica di processo o nell'industria
petrolifera sono previsti sistemi a elevata sicurezza e a elevata disponibilità". Tramite il PROFIBUS standard e
il PROFIBUS-PA per ambienti soggetti
a pericolo d'esplosione si possono
collegare, secondo norme di sicurezza, sia periferia decentrata sia apparecchiature di campo.
Sistemi a bus di campo
I piccoli sistemi programmabili a elevata sicurezza, come l'S5-95F, possono essere perfettamente impiegati in
modo decentrato. La periferia rilevante per la sicurezza è quindi sempre
disponibile localmente, là dove è
necessaria. Negli impianti distribuiti si
determinano però problemi di costi a
causa del cablaggio parallelo per sensori/attuatori decentrati. Questo porta
al fatto che ora, nel settore della tecnica di sicurezza, si iniziano a utilizzare sistemi a bus con la trasmissione
di segnali rilevanti per la sicurezza.
I primi sistemi a bus sono già disponibili sul mercato, ma si tratta in questi
casi di soluzioni speciali.
I singoli componenti del sistema
"Safety Integrated" della Siemens,
manterranno in futuro le caratteristiche di sicurezza senza l'apporto di
modifiche ai bus di campo standard.
La trasmissione parallela di segnali di
sicurezza e di segnali standard attraverso bus standard esistenti presenta
nei confronti dei bus speciali notevoli
vantaggi:
Con questa concezione, accanto ai
componenti standard di un impianto,
tutti i componenti di sicurezza, dal
sensore, alle unità di analisi, fino a
all'attuatore e in futuro perfino all'interno dell'attuatore (ad esempio apparecchiature di campo di sicurezza
intelligenti o azionamenti), lavorano
insieme in un sistema unitario con i
medesimi tool di ingegnerizzazione e
di diagnostica.
3
3.1.2 Confronto fra tecnica di sicurezza convenzionale e PLC
Se confrontato con la tecnica di sicurezza convenzionale, il piccolo PLC a
elevata sicurezza S5-95F risulta in
grado di essere impiegato economicamente già in sostituzione di 10 -14
contattori ausiliari di sicurezza.
Il SIMATIC S5-95F è quindi adatto
anche per "piccole" applicazioni. E
questo grazie anche alla semplicità
della sua progettazione, programmazione e messa in servizio.
Nel confronto tra tecnica di sicurezza
convenzionale a cablaggio fisso e il
SIMATIC S5-95F non bisogna considerare solo il puro prezzo d'acquisto.
Numerosi sono gli elementi di risparmio decisivo e riguardano anche le
seguenti caratteristiche:
• riduzione dello spazio occupato
negli armadi di comando,
• riduzione dei costi d'ingegnerizzazione,
• abolizione dei costi di cablaggio,
• contenimento dei tempi di fuori servizio grazie alle elevate prestazioni
diagnostiche,
• generazione automatica della documentazione attuale,
• riproducibilità in impianti di serie,
• programmazione di compiti standard nello stesso S5-95F.
Già nelle piccole applicazioni tecniche
di sicurezza, quali ad esempio circuiti
d'emergenza, l'impiego del SIMATIC
S5-95F appare economicamente conveniente. Anche nel campo della bassa potenzialità è quindi possibile
avvalersi dei vantaggi che la tecnica
dei controllori programmabili (PLC)
presenta rispetto ai comandi a cablaggio fisso:
• facilità di modifica e di ampliamento,
• messa in servizio confortevole, possibilità di ricerca guasti e di diagnostica,
• costruzione robusta,
• elevata disponibilità in quanto i relè
sono soggetti a guasti molto più
facilmente dei PLC,
• conveniente rapporto prezzo/prestazioni,
• programma applicativo progettato e
collaudato un’unica volta,
• costi di progettazione e programmazione ridotti poiché le sezioni a elevata sicurezza vengono realizzate
dal sistema operativo,
• la programmazione ha luogo, come
per i controllori SIMATIC S5 a un
canale, tramite il pacchetto di programmazione STEP 5; per i conoscitori del SIMATIC questo significa
che non è necessario ricorrere a
dispendiosi corsi specifici di formazione,
• librerie di blocchi software già certificati abbreviano la messa in servizio,
• la progettazione e la certificazione
dello stesso programma applicativo
devono essere effettuati una sola
volta; questo comporta in caso di
produzioni di serie un vantaggio
economico notevole.
Grazie alla generazione automatica
della documentazione, si ha sempre a
disposizione la situazione attuale:
• tramite tutti i tool standard dello
STEP 5 (p.e. Comdok con liste
incrociate, simbolico...),
• tramite la documentazione compatta di tutte le caratteristiche di ridondanza e sicurezza disponibile con il
COM 95F.
3.1.3 Approvazioni/
Campi d'impiego
L'S5-95F è stato sottoposto a prova
di omologazione tra l'altro dal TÜV, dal
Berufsgennossenschaft - BG - (Associazione professionale), dal Berufgenossenschaftlichen Institut fuer
Arbeitsichereit - BIA - (Istituto per
l'assicurazione contro gli infortuni sul
lavoro e dall'Eisenbahnbundesamt EBA - (Ufficio federale delle ferrovie
tedesche):
• Dal TÜV l'S5-95F ha ricevuto una
certificazione per requisiti di classe
di sicurezza 6 secondo DIN V 19250
e SIL 3 secondo IEC 65 A SEC 123
e IEC 61508.
• Dal BG EM III & HZ ha ricevuto l'omologazione per l'impiego in presse
con le speciali librerie di blocchi
software (vedere 3.6).
• Dal BIA l'S5-95F ha ricevuto un certificato secondo la normativa europea EN 60 954-1 "Sicurezza macchine - sicurezza relativa a parti di controllori - Parte 1: Disposizioni tecniche generali". La categoria 4 risponde ai più elevati requisiti di sicurezza in questo campo.
• Dal BIA l'S5-95F ha ricevuto un'omologazione per l'impiego con
sistemi di emergenza con Categoria
di Stop 0 secondo EN 60 204-1.
• SUVA (Ente assicurativo svizzero
contro gli infortuni).
• NFPA 85C (National Fire Protection
Association).
• (EBA) Ufficio federale delle ferrovie
tedesche secondo Mü 8004 e prEN
50129.
• UL 1998,991,508.
• Molte altre norme per applicazioni
specifiche.
Un supporto decisivo per la scelta si
trova in appendice.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/3
3.2 Descrizione del prodotto S5-95F
L'S5-95F risulta così utilizzabile in
numerosi campi applicativi quali, ad
esempio:
• Dispositivi di protezione di macchina quali grate di protezione, interruttori d'emergenza, barriere luminose
e scanner,
• Presse idrauliche e meccaniche,
• Impianti di combustione,
• Impianti per il trasporto di persone
quali funivie, scale mobili, impianti
ferroviari,
• Impianti chimici come forni, centrifughe, sistemi di sicurezza contro la
fuoriuscita di sostanze nocive,
• Giostre, sistemi di trasporto.
Nel sistema S5-95F sono integrati:
3.2.1 Costruzione
• processore,
• 16 ingressi digitali di sicurezza (DI),
L'S5-95F consiste in due apparecchiature parziali identiche, corrispondenti a
due PLC compatti S5-95U modificati.
Le due apparecchiature parziali comunicano tra di loro attraverso un cavo
in fibra ottica (LWL).
• 4 interrupt hardware di sicurezza,
• 8 uscite digitali di sicurezza (DO),
• 8 DO non di sicurezza, 4 per ogni
apparecchiatura parziale,
• 2 contatori hardware di sicurezza.
Con gli ingressi digitali rilevanti per la
sicurezza, i sensori alimentano le due
apparecchiature parziali contemporaneamente
Con le uscite digitali di sicurezza, gli
attuatori vengono comandati da
entrambe le apparecchiature parziali.
Sensori
Cavo in fibra ottica
App. parziale A
Scambio dati:
In caso di errore:
commutazione in
uno stato di
sicurezza
App. parziale B
Attuatori
Tabella 3/1
Scambio dati tra le apparecchiature parziali e collegamento di sensori
e attuatori nell’S5-95F
Il comando a due canali degli attuatori
offre la sicurezza che anche una sola
apparecchiatura parziale è in condizione di effettuare un intervento di sicurezza. L'S5-95F viene programmato
come un S5-95U a un canale. All'avviamento l'S5-95F riconosce automaticamente le unità di periferia rilevanti
per la sicurezza e quindi la parametrizzazione è largamente automatica.
Con il supporto del software di parametrizzazione COM 95F questa autoparametrizzazione può anche essere
modificata e tutte le funzioni ridondanti
del sistema possono essere introdotte
via menù in modo molto confortevole.
3/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Possibilità d'ampliamento:
Se gli ingressi/uscite integrati
(onboard) non sono sufficienti, il
SIMATIC S5-95F può essere ampliato
con:
• unità di ingressi digitali di sicurezza
con 8 DI ciascuna e
• unità di uscite digitali con 4 DO ciascuna e con
• unità non di sicurezza senza effetto
di retroazione del controllore
SIMATIC S5-100U.
3
3.2.2 Modo
di funzionamento
Tramite il cavo in fibra ottica, le due
apparecchiature parziali durante il funzionamento si scambiano dati in modo
veloce e affidabile e ne effettuano il
confronto. Esse lavorano sincronizzate
con lo stesso programma applicativo e
confrontano ciclicamente
• segnali di ingresso e di uscita e
• altri dati rilevanti, p.e. risultati combinatori, merker e contatori.
In caso di differenze e/o di errori
interni il controllore va immediatamente in una condizione di stop di
sicurezza. Ulteriori reazioni all'errore,
p.e. disattivazione (passivazione) di
uscite difettose, possono essere
effettuate con la programmazione.
3.2.3 Programmazione
3.2.4 Servizio e
Supervisione
L'S5-95F viene programmato come
un normale controllore SIMATIC S5 a
un canale con il noto software di programmazione STEP 5 che può essere
installato su uno dei potenti dispositivi di programmazione SIMATIC. Possono essere utilizzati i tre tipi di rappresentazione: lista istruzioni (AWL),
schema a contatti (KOP), schema logico (FUP). Le funzioni ridondanti non
richiedono alcun intervento, ma vengono acquisite automaticamente dal
controllore.
Per molti campi d'impiego sono
disponibili librerie software con blocchi di programma, testati e collaudati
dalle diverse organizzazioni competenti, che possono essere semplicemente caricati, richiamati e parametrizzati nell'S5-95F. Ciò riduce sensibilmente i costi d'ingegnerizzazione. Le
confortevoli funzioni di parametrizzazione, progettazione e diagnostica del
pacchetto di programmazione standard STEP 5 facilitano poi la messa in
servizio.
Naturalmente nell'S5-95F possono
essere caricati anche programmi standard non di sicurezza. Grazie alla struttura a blocchi modulare si può decidere tra percorso di sicurezza e standard.
Per la verifica tramite liste incrociate e
per controllare le gerarchie di richiamo
possono essere utilizzate le funzioni di
documentazione dello sperimentato
software di programmazione STEP 5.
Figura 3/1
Visualizzatore di testi TD 390
Per il confortevole controllo del processo, alle interfacce dell'S5-95F possono essere direttamente collegati:
• stampante per il protocollo
• text display per la visualizzazione di
segnalazioni di anomalie o di funzionamento
• dispositivi di programmazione e PC
per l'impiego di confortevoli funzioni
di test anche in funzionamento di
sicurezza
Mediante i processori di comunicazione CP 521 e CP 541 è possibile
scambiare dati con PLC sovraordinati
e sistemi di gestione.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/5
• qualsiasi collegamento di sicurezza
ai sistemi a bus SINEC L1 e
PROFIBUS; lo standard PROFIBUS
può, senza cambiamenti, scambiare
oltre ai telegrammi dati standard
anche dati rilevanti per la sicurezza,
e infine
3.2.5 Comunicazione
Potenti possibilità di comunicazione
consentono di integrare l'S5-95F in
impianti d'automazione già esistenti.
In particolare per
• il collegamento punto a punto p.e. a
PLC SIMATIC, ad apparecchiature
Siemens, ad apparecchiature di
costruttori terzi, a stampanti, a lettori di codici a barre,
• per il collegamento ai sistemi a bus
MODBUS e AS-Interface. Per quanto riguarda AS-i una comunicazione
rilevante per la sicurezza è al
momento in preparazione.
• la connessione al sistema a bus
PROFIBUS-DP,
PROFIBUS
PG/PC
CP 521 SI
Stampante
Computer
App. di periferia
(OP)
CP 541
App. parziale B CP 521 SI
SINEC L1
MODBUS
AS-Interface
Tabella 3/2
SIMATIC S5-95F con unità d'ampliamento
3/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
La prima fase di una messa in servizio per un controllore ad elevata sicurezza riguarda normalmente i componenti hardware. Nell'S5-95F, oltre alla
corretta assegnazione degli indirizzi
per i vari posti connettore, per mezzo
del COM 95F vengono anche definiti
determinate caratteristiche di segnale
e d'impianto. Ad esempio è possibile
qui introdurre le tolleranze di discrepanza e la reazione d'errore degli
ingressi di sicurezza a due canali,
garantiti non dal programma applicativo ma automaticamente dal sistema
operativo.
Anche la vera e propria messa in servizio del SIMATIC S5-95F viene supportata dalle normali funzioni dello
STEP 5:
TD 390
App. parziale A
3.2.6 Messa in servizio e
manutenzione
Siemens S.p.A.
CP 2433
Nel modo di test - come per le apparecchiature standard SIMATIC S5 - i
blocchi di programma vengono controllati e, all'occorrenza, modificati
online in modo confortevole, senza
che il sistema debba essere commutato nella posizione di Stop.
Questo vale sia per le sezioni di sicurezza del programma sia per le sezioni standard che, nel PLC a elevata
sicurezza, svolgono "compiti standard" comandando moduli di periferia
standard: non esiste inoltre alcuna
differenza di programmazione tra
sezioni di sicurezza e sezioni standard. Il PLC riconosce semplicemente componenti hardware di sicurezza
e non di sicurezza. Tutte le informazione relative a entrambe le sezioni del
programma sono quindi accessibili e
possono essere trasmesse agli altri
partner della comunicazione senza
complicati trasferimenti di dati.
3.3 Passaggio da SIMATIC S5 a
SIMATIC S7
Solo dopo che il programma applicativo è stato testato per tutte le funzioni
di sicurezza previste, è possibile passare al funzionamento in sicurezza
dopo avere registrato su modulo di
memoria EPROM il programma
stesso.
Al momento il SIMATIC S5 rappresenta, per i controllori SIMATIC ad
elevata sicurezza, la piattaforma di
sistema più attuale. Questo anche
grazie al rinnovamento dell'S5-95F,
versione II, che ha introdotto notevoli
miglioramenti.
L'utilizzazione della EPROM comporta
in particolare i vantaggi di facilitare la
sostituzione dell'apparecchiatura centrale senza l'impiego del dispositivo
di programmazione, di leggere senza
problemi il programma completo con
la parametrizzazione delle caratteristiche di sicurezza e, nel caso di impianti con obbligo di certificazione, permette la facile e semplice prova dell'integrità del programma con il confronto di EPROM all'avviamento del
sistema.
A causa delle prove di funzionamento
dei sistemi standard richieste dagli
istituti di certificazione come base
per lo sviluppo dei sistemi di sicurezza e dei lunghi tempi di approvazione,
lo sviluppo dei controllori ad elevata
sicurezza SIMATIC è sempre successiva ai sistemi standard. Però, durante la fase di passaggio nella quale il
SIMATIC S7 sempre più si sostituisce
al SIMATIC S5 come sistema standard, è possibile collegare facilmente
via PROFIBUS gli attuali sistemi ad
elevata sicurezza SIMATIC S5 F alla
famiglia SIMATIC S7.
3
Tramite il collegamento di un CP 541
come gateway tra interfaccia SINEC
L1 e PROFIBUS, risp. PROFIBUS-DP,
i dati diagnostici del sistema di sicurezza SIMATIC possono essere
scambiati con l'S7 come i normali
dati utente.
Dati
utente
liberi
SIMATIC S7
PROFIBUS
Slave DP
Slave DP
Anche S5-95F ad elevata
sicurezza con CP 541
Tabella 3/3
Passaggio da SIMATIC S5 a SIMATIC S7
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/7
3.4 Integrazione
nel PCS 7
3.5 Ampliamenti del S5-95F, versione II
Negli impianti di controllo di processo
esiste la necessità di integrare con
semplici interfacce il controllore ad elevata sicurezza nel sistema di controllo
di processo PCS 7. I sistemi a questo
scopo appositamente sviluppati su
base S7 con la piena integrazione nel
PCS 7 e con la comunicazione di sicurezza via normale standard PROFIBUS
verranno presentati nell'autunno del
1999. Nella fase di passaggio, nella
quale il SIMATIC S5 come sistema
standard viene sempre più sostituito
dal SIMATIC S7, è disponibile un pacchetto software che consente una facile integrazione del SIMATIC S5-95F ad
elevata sicurezza nel sistema di controllo di processo PCS 7.
L'ulteriore sviluppo basato sulle
migliaia di sperimentati sistemi S595F versione I, presenta rispetto al
passato interessanti innovazioni sia
hardware sia software.
Utilizzando come base il collegamento PROFIBUS-DP, è stato sviluppato
un meccanismo di comunicazione tra
il SIMATIC S5-95F ad elevata sicurezza e il SIMATIC S7 che permette una
semplice e rapida integrazione nel
PCS 7. Insieme ai dati definiti dall'utente, il meccanismo prevede che
anche tutte le segnalazioni di sistema
vengano automaticamente inviati dall'S5-95F alla stazione di servizio
PCS 7 per la diagnostica.
Ampliamenti del sistema operativo
Rispetto alla versione I dell'S5-95F
sono stati apportati i seguenti potenziamenti del sistema operativo:
• raddoppio della velocità d'elaborazione;
• introduzione, per la prima volta in
questa fascia di controllori, di un
sistema di sicurezza ad elevata
disponibilità (doppio sistema);
• introduzione, anche questo per la prima volta in questa categoria, di un
controllo rilevante per la sicurezza
della velocità e dell'assetto;
• scrittura di funzioni in funzionamento di sicurezza tramite pannello operatore (OP) (via CP 521 SI);
• elaborazione di valori analogici di
sicurezza con scelta da m a n;
• riconoscimento di cortocircuito specifico per apparecchiatura parziale;
• comando di attuatori a 1 polo 2
canali;
• circuito di spegnimento integrato
per DO F esterni;
• controllo antivalenza/tempo di funzionamento;
• blocco funzionale standard "Poligonale";
• ridondanza datori tramite scelta 2
su 3.
Ampliamenti hardware
• Approvazioni di ulteriori moduli economici della gamma standard del
SIMATIC S5-100U per l'impiego
senza retroazione nell'S5-95F;
• caricabilità dei DO F onboard con
max. 2 A.
• riduzione del tempo "di buio" del
test DO F a < 1 ms;
Engineering Station
S7-400
DP-Master
Segnalazioni diagnostiche
Dati di processo
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP
S5-95F ad
elevata sicurezza
ET-200
S5-95F ad
elevata sicurezza
S7-300
Anche dati rilevanti per la sicurezza
(send/receive)
Tabella 3/4
Semplice integrazione nel sistema di controllo di processo PCS 7
3/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
S5-95F ad
elevata sicurezza
3
Ampliamenti del COM 95F
Sistema di sicurezza ad elevata disponibilità SIMATIC S5-95F
Il salvataggio del programma è possibile direttamente sul PG, ciò significa
che l'EPROM contenente il programma applicativo è programmabile anche
senza accesso diretto al sistema.
Riserva
Master
- Impostazione
master/riserva
- Agg. riserva dopo
la riparazione
I principali ampliamenti del sistema operativo
Raddoppio della velocità
Grazie a un nuovo controller a comando compatibile i tempi di elaborazione
del programma applicativo e del sistema operativo si sono praticamente
dimezzati rispetto al sistema precedente. I tempi di reazione all'interrupt
rimangono invariati. Il carico base del
sistema operativo è ora di soli 25 - 30
ms ca.
Il tempo di reazione di catene di arresti d'emergenza può essere notevolmente ridotto e il numero di tali catene negli interrupt a tempo (OB 13) è
pressoché raddoppiato.
Elevate disponibilità e sicurezza
Al contrario dei sistemi ad elevata
disponibilità (H), i sistemi F veri e propri non aumentano la disponibilità di
una macchina o di un impianto. Tuttavia, suddividendo un complesso compito d'automazione su numerosi piccoli ed economici controllori a elevata
sicurezza SIMATIC S5-95F, la disponibilità viene sensibilmente incrementata. Queste piccole unità offrono due
ulteriori rilevanti vantaggi:
1. L'impianto può essere facilmente
e rapidamente certificato dagli istituti di prova competenti.
2. La suddivisione in compiti parziali
indipendenti determina facilità di
messa in servizio e di trattamento
con conseguente riduzione dei
costi d'ingegnerizzazione.
Per parti d'impianto che oltre alle
caratteristiche di elevata sicurezza
devono anche essere assolutamente
disponibili, p. e. dispositivi di protezione sovraordinati MSR nell'industria
chimica, il SIMATIC S5-95F può
Processo
Sensore
Tabella 3/5
Sistema di sicurezza ad elevata disponibilità SIMATIC S5-95F
essere impiegato, con un repertorio
funzioni limitato, anche come sistema
H/F.
Per questa configurazione, due identici sistemi F vengono combinati in un
sistema a elevata sicurezza e a elevata disponibilità con sincronizzazione di
ciclo, con ridotto repertorio di funzioni
(p.e. senza allarmi, senza temporizzatori standard). In questo caso la periferia onboard è riservata alla comunicazione fra i due sistemi.
Controllo di sicurezza della velocità
e dell'arresto
Con i due contatori hardware onboard
possono essere realizzati, tramite
conteggio d'impulsi, due controlli di
velocità/di arresto ad elevata sicurezza. Al superamento della frequenza
d'impulsi per unità di tempo stabilita
nella progettazione, viene richiamato
un OB di interrupt nel quale può
essere programmata la disinserzione.
Durante il funzionamento la frequenza d'intervento può essere all'occorrenza modificata. Il SIMATIC S5-95F
può quindi essere impiegato per la
prima volta su piccole macchine utensili.
Funzioni OP di scrittura in funzionamento di sicurezza
Ciò diventa possibile con il collegamento di un OP tramite il CP 521 SI.
In tal modo, essendo il traffico dati
controllato attraverso un blocco certificato (controllo di plausibilità), è stata
ammessa per la prima volta dagli istituti di collaudo anche la scrittura di
dati in un campo dati definito in funzionamento di sicurezza!
Occorre però fare attenzione che questa integrazione determina reazioni
più lente, in quanto i telegrammi di
comunicazione vengono suddivisi su
più cicli dati del bus di periferia
esterno. Il collegamento è possibile
con tutti gli OP con protocollo ASCII
libero (OP5, OP7, OP15, OP17, OP25,
OP37).
Per la prima volta è ora possibile
scrivere parametri di comando
durante il funzionamento di sicurezza, senza mettere il PLC in Stop!
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/9
Riduzione del tempo "di buio"
Effettuando il test di un'uscita con
segnale logico 1, il sistema operativo
commuta tale uscita per un breve
periodo di tempo sul segnale logico 0
e ne legge lo stato.
Svantaggio: attuatori con ritardi alla
commutazione molto brevi (p.e. elettronici), possono anche essere disinseriti. Il tempo che intercorre fino
all'avvenuta lettura dello stato dell'uscita viene definito tempo "di buio".
Questo tempo "di buio" è stato ridotto
nella versione 2 a un valore < 1 ms
rispetto ai 5-6 ms della versione I.
questo valore vale sia per le unità DO
F di nuovo sviluppo con N. di ordinazione 6ES5 450-8FA12 sia per le nuove DO F integrate nell'apparecchiatura base. Grazie a questa caratteristica
si possono ora comandare anche
attuatori veloci.
Elaborazione di valori analogici di
sicurezza
In relazione al tipo di circuito, alla
parametrizzazione e alla dinamica dei
segnali analogici, possono essere raggiunte classi di sicurezza fino a AK6 e
diversi gradi di disponibilità.
Riconoscimento di cortocircuito
specifico per apparecchiatura parziale
E' possibile controllare il cablaggio
dei conduttori dei datori di segnale se
questi vengono alimentati tramite
uscite DO di una delle due apparecchiature parziali. Per datori ad un
canale non si presenta alcun problema. Poiché nel DB1 di parametrizzazione nella versione I può essere
assegnato solo un DO di test per cortocircuito ad un ingresso DI rilevante
per la sicurezza, in questa versione
non viene riconosciuto il cortocircuito
tra i due conduttori del datore.
3/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Collegamento LWL
Collegamento LWL
DO
DI
DI
DO
DI
DO
DI
Cortocircuito
non rilevato
Datore a
2 canali
Test convenzionale di
cortocircuito (datore a 2 canali)
Datore a
2 canali
Cortocircuito
rilevato
Test di cortocircuito specifico per
apparecchiatura parziale (datore a 2 canali)
Tabella 3/6
Test convenzionale di cortocircuito
Tabella 3/7
Test di cortocircuito specifico per apparecchiatura parziale
Per il riconoscimento di cortocircuito
dei conduttori di un datore ridondante
nella versione I dell'S5-95F si devono
o utilizzare due DI ridondanti oppure i
due conduttori del datore devono
essere messi in guaine diverse.
Comando di attuatori a 2 canali,
1 polo
Inoltre nella suddivisione di un datore
ridondante su due ingressi non è più
utilizzabile l'analisi automatica sulla
discrepanza eseguita dal sistema
operativo.
Nella versione II all'occorrenza si possono controllare sul cortocircuito specifico per apparecchiatura parziale, i
conduttori di max. 32 datori ridondanti posti nella stessa guaina .
Si dimezza così in questa nuova
variante di progettazione il numero
dei DO di test. Tuttavia è necessario
ancora un ingresso rilevante per la
sicurezza in caso in cui i conduttori di
un datore a due canali vengano messi
insieme in una guaina.
Siemens S.p.A.
Con il nuovo modulo esterno F-DO
con N. di ordinazione 6ES5 4508FA12 è possibile scegliere anche il
collegamento di attuatori a due canali
ed a 1 polo. Vengono così attivate 2
canali DO ridondati in sequenza. L'attuatore è collegato direttamente a
massa dall'altro capo.
Il circuito di uscita a due canali e ad un
polo consente un risparmio nel cablaggio e si può utilizzare se può essere
escluso o per disposizione o sollecitazione dei conduttori un cortocircuito
tra il conduttore P ed il conduttore
positivo. Questo tipo di circuito consente un semplice collegamento di
attuatori elettronici.
3
FB standard Poligonale
Collegamento LWL
DO-F P
DO-F M
L+
P
M
M
Il blocco funzionale standard "Poligonale" dell'S5-95U è stato ora adattato
al SIMATIC S5-95F e già integrato nel
sistema operativo della versione II.
Ridondanza datore
Un aumento della disponibilità per i
datori è possibile utilizzando 3 sensori
e realizzando una struttura 2 su 3 con
4 unità DI F esterne.
P
M
Comando a 2 poli
(commutazione su P/M)
Ampliamenti hardware
Caricabilità con 2 A delle uscite DO F
Tabella 3/8
Comando convenzionale di attuatori a 2 poli
Con l'aumento del potere d'interruzione da 0,75 A della versione I a 2 A
della versione II, le uscite digitali di
sicurezza onboard possono commutare la stessa corrente delle DO F
esterne.
Collegamento LWL
DO-F P
DO-F P
L+
P
L+
P
Ampliamenti del COM 95F
P
Programmazione di EPROM con PG
M
Con la versione II, grazie al supporto
del software di parametrizzazione COM
95F, è ora possibile programmare direttamente sul PG, vale a dire senza
accesso diretto a un sistema 95F, una
EPROM utilizzabile dall'utente.
Comando a 2 canali, 1polo
(commutazione doppia su P)
Tabella 3/9
Nuovo comando di attuatori a 2 canali, 1 polo
Circuito di spegnimento integrato
nei DO F esterni
Controllo antivalenza/tempo di elaborazione
Nei nuovi DO F con numero d'ordinazione 6ES5 450-8FA12, il circuito di
spegnimento è già integrato. Un circuito esterno non è più necessario.
Per l'impiego nella protezione di macchine sono già integrate nel sistema
operativo sia le funzioni controllo
tempo discrepanza DI/DO sia le funzioni superamento tempo di comando
attuatori, nonché la segnalazione tramite contatto di rilettura.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/11
3.6 SIMATIC S5-95F/P
La sicurezza nelle presse deve
essere assoluta!
3.6.1 Costruzione
Nelle presse, la sicurezza occupa il
primo posto perché gli infortuni accadono più rapidamente di quanto si
possa pensare. Sicurezza delle presse ma non costosa, come dimostra il
SIMATIC S5-95F/P; naturalmente utilizzando tutti i vantaggi di un PLC liberamente programmabile!
Datore
App. parziale A
App. parziale B
Confronto degli ingressi
Autotest
Sincronizzazione
Elaborazione di interrupt
Scambio dati
Confronto di merker, contatori ....
Confronto delle uscite
In caso di errore passaggio in stato di sicurezza
SIMATIC S5-95 F/P
La sicurezza comprende tra l'altro
l'hardware, le routine firmware interne, i test di cortocircuito nonché i
moduli di sicurezza collaudati dall'Associazione Professionale, e cioè:
• dispositivo di introduzione a due
mani,
Attuatore
• selezione del modo di funzionamento,
Schema 3/10
Modo di funzionamento comando a due mani (flusso del segnale)
• controllo cancelli di protezione,
• stop d'emergenza,
• fotocellula,
Caratteristiche principali
• comando a più addetti.
• Il SIMATIC S5-95F/P è impiegabile
su tutte le presse in cui sono
necessari comandi di sicurezza di
categoria 4 secondo EN 60954-1.
Il repertorio di fornitura del SIMATIC
S5-95F/P comprende due normali
CPU SIMATIC S5-95F (vedere 3.2.1),
un cavo in fibra ottica per il collegamento e blocchi software per l'automazione delle presse già collaudati
dall'Associazione Professionale. Il piccolo controllore ad elevata sicurezza
SIMATIC S5-95F/P sostituisce i normali comandi a contattori con contatti
forzati finora utilizzati e offre inoltre i
vantaggi di un moderno PLC liberamente programmabile nel settore dei
dispositivi di sicurezza per le presse.
3/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
• Sono fornibili test effettuati dall'Associazione Professionale Eisen &
Metall III dei blocchi funzionali per
prese, sotto forma di pacchetti
software.
Siemens S.p.A.
• Grazie al controllo del cortocircuito
nella periferia e del controllo di sicurezza dell'elaborazione del programma, le condizioni potenzialmente
pericolose possono essere velocemente riconosciute.
• E' sufficiente un unico comando per
l'intera pressa, in quanto esso può
gestire anche le funzioni addizionali
non rilevanti per la sicurezza.
• In caso di guasto sono disponibili
ampie possibilità di diagnostica.
• Sono integrabili anche funzioni di
sicurezza per specifiche esigenze
applicative del cliente.
3
Versione modulare per presse meccaniche e idrauliche
3.6.2 Modo
di funzionamento
La sicurezza prima di tutto
Tutte le funzioni, una volta eseguito in
modo tecnicamente corretto il programma, vengono memorizzate nel
controllore. Le funzioni specificamente dedicate alle presse, quali ad
esempio il comando a due mani, la
scelta del tipo di funzionamento, l'interrogazione di camme e finecorsa,
ecc., sono disponibili già pronte come
modulo software e facilitano la
gestione all'utente. Nel collaudo dell'impianto viene solo verificato se il
programma applicativo e il collegamento esterno rispondono alle prescrizioni di sicurezza.
Esecuzione compatta per presse
meccaniche
Le restrittive prescrizioni di cablaggio
e delle attribuzioni dei segnali presenti nell'esecuzione compatta non si
hanno invece nell'esecuzione modulare. In questo caso gli ingressi sono
liberamente attribuibili. I moduli
software possono essere combinati a
seconda delle esigenze della pressa.
La versione modulare ha le seguenti
caratteristiche:
• Esecuzione base con le stesse funzioni e modi di funzionamento dell'esecuzione compatta. E' possibile
inoltre il comando e il controllo di
valvole idrauliche.
• L'esecuzione completa è inoltre
adatta all'impiego per servizio con
più addetti o per il controllo e il test
di una fotocellula in servizio di protezione o cadenzato.
3.6.3 Programmazione
Interrupt
Per l'elaborazione su interrupt oltre ai
16 ingressi digitali con tempo di reazione di 8 ms, sono disponibili 4
ingressi di interrupt con tempi di reazione di 3 ms. Questo garantisce una
riproducibilità del tempo d'intervento
indipendente dal tempo di elaborazione del programma ciclico.
Mai lasciati soli
La programmazione è facilmente
comprensibile: dopo il caricamento
del pacchetto software COM 95F caricato nel dispositivo di programmazione, il lavoro si svolge in dialogo guidato via menù. COM 95F supporta la
parametrizzazione, la messa in servizio e la diagnostica d'errore.
L'esecuzione compatta è particolarmente indicata per l'impiego di presse
con cadenze veloci. Nel programma
vengono stabilite tramite prescrizioni
di cablaggio le attribuzioni degli ingressi/uscite e il loro corretto collegamento rispetto al controllo di cortocircuito.
Modi di funzionamento principali
Attrezzaggio
Ciclo singolo due mani
Ciclo continuo automatico
Ciclo singola pedale
Corsa continua pedale
Manuale indietro
Comando BWS
Selettore
dei modi
di funzionamento
Scelta del
modo di funzionamento
FB 1
(OB1)
Nessuna emergenza
controllo
comando
a due mani
Pulpito di comando a due mani
FB 3
(OB13)
Valvola di
sicurezza
comando
presse
FB 4
(OB13)
Nessun errore cumulativo
Abilitazione dal dispositivo
di protezione
Abilitazione addetto
unico
FB 21
(OB13)
OB1 = elaborazione ciclica del programma
OB13 = elaborazione del programma su interrupt a tempo
Tabella 3/11
Modo di funzionamento del controllore di
sicurezza per presse SIMATIC S5-95F/P
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/13
3.7 Dati tecnici
Controllore
S5-95F
Costruzione
doppia ridondanza nel modo di funzionamento sincronizzato su evento
con accoppiamento dati parallelo via cavo LWL
Linguaggio di programmazione
STEP 5 con KOP, FUP e AWL
Elaborazione programma
ciclico, su interrupt, a tempo, strutturato a blocchi
Supporto software
COM 95F per la progettazione di tutte le caratteristiche di sistema e di sicurezza,
per la messa in servizio e per l'analisi e la diagnostica d'errore
Unità centrale
Memoria di programma e memoria dati
16 kByte programma applicativo e dati
(2 Byte per istruzione)
Tempo di elaborazione per 1024 istruzioni binarie
1,2 ms
Tempo di rilevamento interrupt
max. 0,5 ms
Tempo di reazione interrupt
max. 3 ms
Carico costante del ciclo del PLC, ca.
25 ms, dipendente da test interni
Ingressi e uscite digitali
di sicurezza, on-board: 20/8
di sicurezza, esterni: max. 128/64; oppure non di sicurezza, esterni: max. 320/320
Merker
2048 di cui 512 ritentivi
Temporizzatori, campo dei tempi 0,01 ... 9990 s
128
Contatori, campo di conteggio 0 ... 999
128
Ingressi/uscite seriali
1 interfaccia seriale V.24 /TTY
Ampliamento
centrale fino a 10 m
Comunicazione
• sistema a bus SINEC L1 anche per trasmissione dati di sicurezza;
con doppio bus anche ad elevata disponibilità
• sistema a bus PROFIBUS (con unità d'interfaccia CP 541);
anche per trasmissione dati di sicurezza; con doppio bus anche ad elevata disponibilità
• collegamento punto a punto via CP 521;
di sicurezza, senza effetto di retroazione nell'S5-95F; tipo di collegamento: 3964 R driver ASCII aperto
• AS-Interface via master CP 2433
(di sicurezza in preparazione)
• slave MODBUS
Periferia on-board
Ingressi
DC 24 V, 10 mA, con separazione di potenziale
• ingressi digitali
16 di sicurezza
• ingressi di interrupt
4 di sicurezza, tempo di reazione max. 3 ms
• contatori hardware
2 di sicurezza
Uscite
DC 24 V, con separazione di potenziale
• uscite digitali
8 di sicurezza , 2A
• uscite digitali
8 Standard, 500 mA
Periferia esterna (ampliamento)
• Unità di periferia, max.
32 ingressi/uscite digitali rilevanti o non per la sicurezza
• Ingressi digitali
128 con funzioni di sicurezza o 320 con funzioni standard
• Uscite digitali
64 con funzioni di sicurezza o 320 con funzioni standard
• Ingressi/uscite analogiche
di sicurezza, esterni: max. 16/0; non di sicurezza, esterni: max 32/16
3/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3
Controllore
S5-95F
Supporto software tramite COM 95 F
(tedesco, inglese, francese)
• progettazione di tutte le caratteristiche di sistema e di sicurezza
Software standard, approvato TÜV o BG/BIA
funzioni ampliate
• messa in servizio/analisi e diagnostica d'errore
tecnica di combustione
protezione macchine
presse
OFF d’emergenza
Dispositivi di programmazione
PG SIMATIC , p.e. PG 720, PG 740, PG 760
o Personal Computer
Unità
• Tensione d'alimentazione
DC 24 V (20 V ... 30 V)
• Grado di protezione
IP 20 secondo IEC 529
• Dimensioni di ogni apparecchiatura parziale
145 mm x 135 mm x 146 mm
• Peso di ogni apparecchiatura parziale ca.
1,5 kg
Tabella 3/12
Dati tecnici del SIMATIC S5-95F
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/15
3.8 Dati per l'ordinazione
Unità / componente software
N. di ordinazione
Controllore programmabile S5-95F, apparecchiatura parziale
(CPU, periferia on-board, alimentatore 24 V)
6ES5 095-8FB01
Cavo LWL
6ES5 722-1BB00
Batteria tampone
6ES5 980-0MA11
Connettore frontale per periferia on-board (morsetti a vite)
6ES5 490-8FB11
Connettore frontale per periferia on-board (contatti crimp)
6ES5 490-8MA13
6ES5 490-8MA03
EPROM 8 kByte (CMOS)
6ES5 375-1LA15
EPROM 16 kByte (CMOS)
6ES5 375-1LA21
EPROM 32 kByte (CMOS)
6ES5 375-1LA41
Periferia esterna DI di sicurezza
6ES5 431-8FA11
Periferia esterna DO di sicurezza
6ES5 450-8FA12
AI 4 x 4 fino a 20 mA
6ES5 464-8MG11
Modulo di bus
6ES5 700-8FA11
Modulo di bus
6ES5 700-8MA22
Unità d'interfaccia IM 316 F
6ES5 316-8FA12
Pacchetto blocco funzionale standard per OFF d'emergenza
6ES5 840-8NQ11
Pacchetto blocco funzionale standard per tecnica di combustione
6ES5 840-8NR11
Pacchetto blocco funzionale standard per funzioni ampliate
6ES5 845-8DH12
Soluzione completa per dispositivi per presse costituita da:
SIMATIC S5-95F (-8FB01), software, cavo LWL, documentazione:
N. di ordinazione
Versione base per presse meccaniche
(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)
6AT1 150-0AA03-0XA0
Versione base per presse meccaniche e idrauliche
(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)
6AT1 150-0AA13-0XA0
Versione completa per presse meccaniche e idrauliche
(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)
6AT1 150-0AA23-0XA0
Comunicazione di sicurezza/standard via PROFIBUS:
N. di ordinazione
Processore di comunicazione CP 541
Comunicazione
6ES5 541-8AA11
• Collegamento SEND/RECEIVE (PLC-PLC)
di sicurezza o standard
• FDL per Multicast
di sicurezza o standard
• Connettore PROFIBUS-DP
Standard 1 m
Standard 2,5 m
6ES5 735-8BB00
6ES5 735-8BC50
CD-ROM per l'integrazione nel PCS 7 costituito da:
Blocchi funzionali S7, Face Plate per PCS 7, file di tipo per CP 541,
esempio applicativo, help online e manuale elettronico:
N. di ordinazione
Licenza singola
6ES7 851-0CC00-0YA0
Licenza di copiatura
6ES7 851-0CC00-0YA1
3/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Tabella 3/13
Unità di sicurezza e componenti software
Tabella 3/14
Soluzione completa per dispositivi per
presse
Tabella 3/15
Comunicazione di sicurezza/standard via
PROFIBUS
Tabella 3/16
Pacchetto software per integrazione in
PCS 7
3
Unità senza effetto di reazione, non di sicurezza
(Unità standard del SIMATIC 100U):
N. di ordinazione
Ingressi digitali 8 x DC 24 V
6ES5 421-8MA12
Ingressi digitali 4 x DC 24 ... 60 V
6ES5 430-8MB11
Ingressi digitali 4 x AC 115 V
6ES5 430-8MC11
Ingressi digitali 8 x DC 24 V
6ES5 431-8MA11
Ingressi digitali 8 x AC 115 V
6ES5 431-8MC11
Ingressi digitali 8 x AC 230 V
6ES5 431-8MD11
Ingressi digitali 8 x DC 5 ... 24 V
6ES5 433-8MA11
Uscite digitali 8 x DC 24 V/0,5 A
6ES5 441-8MA11
Uscite digitali 4 x DC 24 ... 60 V/0,5 A
6ES5 450-8MB11
Uscite digitali 4 x AC 115 ... 230 V/1 A
6ES5 450-8MD11
Uscite digitali 8 x DC 24 V/1 A
6ES5 451-8MA11
Uscite digitali 8 x AC 115 ... 230 V/0,5 A
6ES5 451-8MD11
Uscite a relè 8 x DC 30 V/AC 230 V
6ES5 451-8MR12
Uscite a relè 4 x DC 30 V/AC 230 V
6ES5 452-8MR11
Uscite digitali 8 x DC 5 ... 24 V/0,1 A
6ES5 453-8MA11
Ingressi/uscite digitali con LED di segnalazione
6ES5 482-8MA13
Ingressi analogici 4 x ± 50 mV
6ES5 464-8MA21
Ingressi analogici 4 x ± 1 V
6ES5 464-8MB11
Ingressi analogici 4 x ± 10 V
6ES5 464-8MC11
Ingressi analogici 4 x ± 20 mA
6ES5 464-8MD11
Ingressi analogici 4 x ± 4 ... 20 mA
6ES5 464-8ME11
Uscite analogiche 2 x ± 10 V
6ES5 470-8MA12
Uscite analogiche 2 x ± 20 mA
6ES5 470-8MB12
Uscite analogiche 2 x ± 4 ... 20 mA
6ES5 470-8MC12
Uscite analogiche 2 x 1 ... 5 V
6ES5 470-8MD12
Unità di regolazione IP 262
6ES5 262-8MA12
6ES5 262-8MB12
Unità di posizionamento IP 263
6ES5 263-8MA13
Unità di posizionamento IP 264
6ES5 264-8MA12
Unità a camme elettroniche IP 266
6ES5 266-8MA11
Unità comando motori passo-passo IP 267
6ES5 267-8MA11
Unità temporizzatori 2 x 0,3 ... 300 s
6ES5 380-8MA11
Unità contatori 25/500 kHz
6ES5 385-8MB11
Unità di valore limite 2 x 0,5 ... 20 mA/0,5 bis 10 V
6ES5 461-8MA11
Processore di comunicazione CP 521 SI
6ES5 521-8MA21
Processore di comunicazione CP 521 BASIC
6ES5 521-8MB12
Unità master per AS-interface CP 2433
6GK1 243-3SA00
Modulo di bus (SIGUT)
6ES5 700-8MA11
Modulo di bus (crimp)
6ES5 700-8MA21
Interfaccia IM 316
6ES5 316-8MA12
Tabella 3/17
Unità senza effetto di reazione, non di
sicurezza
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/17
3.9 Customer Support
Prestazioni del Competence Center
per sistemi SIMATIC a elevata disponibilità (H) e a elevata sicurezza (F)
La vostra situazione
Le nostre prestazioni
Impiego di sistemi SIMATIC H/F
per la realizzazione di soluzioni
personalizzate
Supporto alla progettazione
Offriamo tutte le prestazioni necessarie per la gestione di questo
compito
• Analisi di fattibilità
• Progettazione
• Realizzazione
• Messa in servizio
Per applicazioni rilevanti per la sicurezza vi supportiamo nell'esecuzione
dell'analisi di pericolo e nella valutazione dei rischi potenziali.
Eliminazione di anomalie in
sistemi SIMATIC H/F
Service in loco
I nostri tecnici analizzano l'anomalia e ne rimuovono la causa.
Vengono messi a disposizione strumenti di misura e all'occorrenza ne viene
supportato l'impiego.
Una consulenza all'utente per l'ottimizzazione dell'impiego dei sistemi
SIMATIC H/F completa l'insieme di queste prestazioni.
Informazioni su ampliamenti di sistemi
SIMATIC H/F
Workshops
Workshop per sistemi SIMATIC H/F vengono adattati alle vostre necessità e
effettuati in luoghi a vostra scelta.
La tecnica di comando impiegata
non è aggiornata
Modernizzazione
Modernizziamo il vostro impianto sostituendo la vecchia tecnica di comando
con prodotti/sistemi dell'attuale generazione.
La nostra offerta per il vostro impianto comprende i seguenti interventi:
• Analisi
• Consulenza/fattibilità
• Realizzazione
Le nostre misure di modernizzazione offrono sicure garanzie funzionali.
La verifica della funzionalità ha luogo sulla base di una check list stabilita prima
della modifica.
I vostri vantaggi
Il nostro know-how
• Supporto sviluppo
• Test di sistema
• Progetti sviluppati
• Lavoro integrato con il product marketing
Tabella 3/18
3/18
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
3/19
4
SINUMERIK
Safety Integrated/
SIMODRIVE
4.1 Azionamenti e comandi CNC con sicurezze integrate
(estratto da una memoria tecnica (6)
del BIA (Istituto per l’assicurazione
contro gli infortuni sul lavoro)
Per proteggere il personale da movimenti che possono diventare pericolosi si devono prevedere sulle macchine
apposite sicurezze. Queste devono
servire soprattutto per evitare situazioni di macchina pericolose e quando i
dispositivi di protezione sono aperti.
Tra queste funzioni si possono citare
la sorveglianza di posizioni, p.e. posizioni finali, la sorveglianza di velocità e
l’arresto o il mettere in arresto in situazioni pericolose.
Tecnica di
sicurezza
esterna
CNC
Azionamento
Per mettere in pratica tecnicamente i
provvedimenti di sicurezza fino ad ora
si è fatto uso di dispositivi esterni.
Questi sono contattori, interruttori
programmatori di camme e dispositivi
di sorveglianza.
Tecnica di
sicurezza
esterna
M
Nel riconoscere una situazione pericolosa questi dispositivi in generale attivano una manovra di commutazione
tramite dispositivi elettromeccanici nel
circuito di potenza che porta all’arresto
dei movimenti (vedere figura 4.1).
Nell’integrazione delle funzioni tecnologiche i sistemi d’azionamento ed i
comandi CNC svolgono oltre le loro
normali funzioni anche quelle di sicurezza.
Tabellla 4/1
Tecnica di sicurezza esterna, tecnica di sicurezza integrata
(Presa da [6])
Sulla base del breve tratto che i dati
devono percorrere dal rilevamento delle informazioni rilevanti per la sicurezza, p.e. velocità o posizione, fino alla
loro analisi, si possono raggiungere
tempi di reazione molto brevi. I sistemi
con tecnica di sicurezza integrata reagiscono in generale molto rapidamente
al superamento dei valori limiti ammessi, p.e. valori limite per la posizione o la velocità. Questo può avere
un’importanza decisiva per il risultato
desiderato del controllo. La tecnica di
sicurezza integrata può accedere direttamente alla parte di potenza dell’azionamento senza utilizzare dispositivi
elettromeccanici di commutazione nel
circuito di potenza. Ciò contribuisce a
ridurre la possibilità di guasti. Infine
con l’integrazione si riduce il tempo di
cablaggio del comando complessivo.
4/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Azionamento
con tecnica di
sicurezza
integrata
Siemens S.p.A.
M
4.2 Equipaggiamenti per macchine a controllo numerico
4
Nel settore dei sistemi di automazione per macchine utensili, robot e
macchine speciali, Siemens sviluppa,
produce e commercializza controlli numerici e sistemi di azionamento con i
nomi di SINUMERIK, SIROTEC e SIMODRIVE. Essi vengono utilizzati soprattutto nelle movimentazioni complesse e dinamiche e per
posizionamenti con particolari esigenze di precisione.
Figura 4/2
I sistemi SINUMERIK e SIMODRIVE
Sistema: SINUMERIK 840D / SIMODRIVE 611D
Sistema: SINUMERIK 840C / SIMODRIVE 611D
MMC
Pannello di
servizio OP
Pannello di
servizio
Pulsant. com.
macchina
Pulsant. comando
macchina
Tastiera per
CNC
Tastiera
MF2
Periferia
NCK
(Mix-I/O
CSB)
Periferia PLC
SIMATIC S7-300
MC PLC MMC
SINUMERIK 840C
Periferia
CN
Periferia
CN
SIMODRIVE 611D
con
SINUMERIK 840 D
Motori per
azionamenti
digitali
E/R
NCU HSA VSA VSA
E/R
NCU HSA VSA VSA
SIMODRIVE 611D
1PH2/4/6/7
1FT6/1FK6
1FN
Motori per
azionamenti
digitali
1PH2/4/6/7
1FT6/1FK6
1FN
Tabellla 4/3
Strutture di sistemi SINUMERIK 840D e 840C con SIMODRIVE611D e motori
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/3
4.2.1 Controllo numerico
SINUMERIK
SINUMERIK 840D:
high-tech compatta
Il controllo numerico 840D è un controllo CNC che può gestire fino a 31 assi.
Grazie alla sua forma costruttiva esso è
una parte integrale del sistema di azionamento modulare SIMODRIVE 611. La
comunicazione con i moduli d’azionamento inseriti nel sistema avviene su
una distanza che è minima.
Partendo quindi dalla forma costruttiva
modulare del sistema SIMODRIVE
611, con il SINUMERIK 840D si è voluto realizzare un modulo che potesse
offrire notevoli vantaggi tecnici se confrontato a pari soluzioni stand-alone.
Caratteristiche principali:
• posizionamento di max. 31 assi
• precisione sotto 1 µm
• CPU S7-300 con interfaccia PROFIBUS-DP integrata nel sistema
• Larghezza costruttiva contenuta in
50 mm, minima per moduli SIMODRIVE 611
• Possibilità di scegliere tra diversi
processori, in base alle prestazioni
richieste
• Funzioni di sicurezza certificate ed
integrate.
4.2.2 Sistema di convertitori SIMODRIVE
SIMODRIVE 611 è un sistema di convertitori flessibile e configurabile che
può essere utilizzato sulle moderne
macchine utensili con vantaggi non
solo economici ma anche ecologici.
Con il SIMODRIVE 611 la Siemens offre un sistema di convertitori con regolazione digitale che soddisfano le
esigenze più severe per quanto riguarda la dinamica, l’impostazione del
numero di giri e le caratteristiche di
regolarità di rotazione.
Grazie alla forma costruttiva modulare
del sistema di convertitori è possibile
realizzare configurazioni d’azionamento con un numero aggiuntivo a piacere di assi e mandrini. I moduli assi
sono stati dimensionati sia per i servomotori 1FT, 1FK ed 1FN sia per i
motori mandrini 1PH.
Il sistema di convertitori SIMODRIVE
611 offre diversi vantaggi quali p.e.:
• conformità in generale alle norme
europee EMC, in particolare per l’alimentazione di rete
• contenuto sovraccarico sulla rete
tramite funzionamento sinusoidale
e recupero dell’energia in rete
• forma costruttiva compatta grazie all’impiego di semiconduttori di potenza a bassa dissipazione di potenza
• elevata funzionalità in spazi contenuti tramite elettronica di regolazione altamente integrata.
I moduli di regolazione digitale del
SIMODRIVE 611 si utilizzano con i
servomotori 1FT6/1FK6 e con i motori lineari 1FN per assi generici e con
motori 1PH per mandrini. I moduli ricevono direttamente i segnali dei trasduttori ottici seno-coseno integrati
nei motori. E’ così possibile come risoluzione del circuito di misura raggiungere il valore di 4,2 mio incre-
Figura 4/4
SINUMERIK 840D- NCU e contenitore per NCU
4/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Figura 4/5
Sistema di convertitori digitali SIMODRIVE 611
Figura 4/6
Modulo di regolazione digitale
menti/giri-motore. Nel caso dei motori 1FN è necessario un sistema di misura lineare incrementale o assoluto
codificato con interfaccia En-Dat per
il rilevamento di posizioni, di valori
istantanei del numero di giri ecc.
Per i moduli di regolazione con l’opzione “rilevamento diretto della posizione” si può collegare direttamente
sul modulo anche un sistema di misura diretto.
4
4.2.3 Motori SIMODRIVE
Con il sistema di convertitori modulari
SIMODRIVE 611 si possono realizzare
diverse soluzioni d’azionamento risolvendo così la maggior parte dei casi
applicativi.
Servomotori 1FK6 ed 1FT6
Sono la giusta soluzione quando viene richiesta una elevata dinamica ed
una estrema precisione. Regolazione
semplice e precisa combinata con caratteristiche quali l’assenza di manutenzione e l’elevata sovraccaricabilità
soddisfano pienamente le richiesta
che provengono dagli utilizzatori.
I servomotori in corrente alternata
1FK6 ed 1FT6 sono motori sincroni
ad eccitazione permanente con dimensioni particolarmente compatte
che sono stati sviluppati appositamente per il funzionamento con il sistema di convertitori digitali SIMODRIVE 611.
La regolazione digitale completamente nuova e la nuova tecnica del trasduttore integrata (sistema di misura
nel motore) soddisfano le esigenze
più elevate nella dinamica, nella regolazione del numero dei giri, nella precisione del posizionamento e nella regolarità di rotazione.
Motori asincroni speciali in corrente alternata 1PH
Grazie alla regolazione transvettoriale
sviluppata e brevettata dalla Siemens
è possibile regolare un motore asincrono altrettanto bene come un motore in corrente continua. Nel confronto con un motore in continua, un
motore asincrono regolato tramite SIMODRIVE 611 offre vantaggi quale
l’assenza di manutenzione e la disponibilità della coppia nominale già a
bassi numeri di giri. Per la regolazione
della velocità e per il posizionamento
i motori 1PH sono equipaggiati con
un preciso sistema di misura.
Figura 4/7
Motori 1FT6
Motori lineari 1FN
I motori lineari in corrente alternata
IFN offrono insieme al SIMODRIVE
611U un sistema di azionamento idoneo alle esigenze delle moderne macchine utensili. I motori sono costituiti
da una parte primaria e da una parte
secondaria con magneti in metalli di
terre rare. Utilizzando trasduttori di
misura idonei i motori possono posizionare nel campo dei nanometri. Si
possono citare l’elevatissima velocità
di movimento e l’estrema dinamicità
che questi motori offrono.
Figura 4/8
Motori 1PH2
Figura 4/9
Motore lineare 1FN
Figura 4/10
Motore 1PH7
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/5
Figura 4/11
Accessori e tecnica di collegamento
4.2.4 Accessori
I sistemi di automazione Siemens SINUMERIK e SIMODRIVE sono stati
sviluppati appositamente per le macchine utensili. In aggiunta a questi sistemi Siemens offre anche tutti gli accessori per realizzare i vari
collegamenti e quindi tutti i relativi par-
4/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
ticolari studiati appositamente per
questo particolare settore. Utilizzando
questi prodotti si ha la possibilità di
realizzare, per la costruzione di una
macchina, un sistema con tutti i particolari perfettamente idonei.
Siemens garantisce la perfetta funzionalità di un sistema complessivo se
sono stati usati cavi prodotti dalle
proprie fabbriche.
Siemens S.p.A.
4.3 SINUMERIK Safety Integrated
4
4.3.1 Breve descrizione
Efficacia
“SINUMERIK safety integrated” offre
funzioni di sicurezza omologate con le
quali si può realizzare una protezione
efficace di persone e macchine. Tutte
le funzioni di sicurezza soddisfano i requisiti della categoria di sicurezza 3 secondo la normativa europea EN 954-1
e sono parte integrante del sistema a
controllo numerico. Non è necessario
utilizzare alcun altro sensore o apparecchiatura aggiuntiva.
Questo significa:
Nessuna installazione aggiuntiva a
bordo macchina e risparmio di spazio
nel quadro elettrico.
Dipendente da
Funzione
Disponibilità
elevata
Tramite realizzazioni
rilevanti per la sicurezza
in categoria 3 secondo
EN 954-1
Reazione
Accettazione
Tempo di reazione
brevissimo < 20ms
Realmente secondo
la prassi
con logica diretta
senza contatti
così non c’è alcun
motivo di
manipolazione
Funzioni di sicurezza:
Tra le funzioni che la safety integrated
offre ricordiamo:
• funzioni per la sorveglianza sicura di
velocità e arresti
• funzioni per la limitazione sicura del
campo di funzionamento e per il riconoscimento degli stessi.
Grazie ad ulteriori funzioni integrate
nel pacchetto “safety integrated” è
possibile per la prima volta collegare
direttamente segnali di periferia a due
canali p.e. il pulsante di emergenza o
le fotocellule. La combinazione logica
e le reazioni avvengono internamente
in tecnica sicura.
Normalmente tutti gli errori rilevanti
per la sicurezza che si verificano nel
sistema determinano un arresto sicuro del movimento che potrebbe essere pericoloso o una rapida interruzione dell’alimentazione del motore,
senza far uso di contatti. L’arresto dell’azionamento avviene sempre in
modo ottimale, adatto allo stato di
funzionamento della macchina in quel
preciso momento. E così p.e. nel funzionamento attrezzaggio con cancelli
di protezione aperti, è possibile arrestare istantaneamente la macchina
(ottimale per la protezione delle persone) e, in funzionamento automatico
con i cancelli di sicurezza chiusi, è
possibile arrestare la macchina con
una traiettoria controllata (ottimale
per la protezione della macchina).
Tabella 4.12
Tecnica di sicurezza integrata di elevata efficacia
Questo significa:
Massima protezione per l’operatore
nelle operazioni di attrezzaggio ed ulteriore protezione della macchina ,
degli utensili e del pezzo da lavorare
durante il funzionamento automatico.
Le funzioni di sicurezza offrono un intelligente accesso trasversale al sistema fino all’azionamento ed al sistema
di misura fino ad ora sconosciuto.
Grazie alle funzioni affidabili, ai tempi
di reazione contenuti e ad una positiva accettazione, questo concetto di
sicurezza certificato rappresenta una
soluzione molto vantaggiosa.
La struttura a multiprocessore di cui il
sistema è dotato permette di realizzare una struttura di sistema diversitaria
a due canali. Le funzioni di sicurezza
sono integrate in modo ridondante
nel controllo numerico, nell’azionamento e nella CPU del PLC integrato.
Le grandezze di processo ed i dati di
sistema rilevanti per la sicurezza vengono confrontati in modo incrociato (il
cosiddetto cross monitoring) come riportato nella fig. 4.13 “Schema a
blocchi: rilevare, valutare, reagire.”
per la sicurezza vengono verificate con
un test dinamico forzato ad intervalli
precisi di tempo. Vedere in proposito il
paragrafo 4.3.4 Dinamica forzata”.
Una caratteristica di questo concetto
di sicurezza consiste nel fatto che già
con un solo sistema di misura, il sistema di misura standard integrato
nel motore, si soddisfa alla classe di
sicurezza 3 prevista dalla normativa
EN 954-1 (SIL2 secondo IEC 61508).
Non è necessario un secondo trasduttore che tuttavia può essere collegato come sistema di misura diretto
aggiuntivo (p.e. riga di misura).
Ne risulta che con questa tecnica di
sicurezza innovativa si possono realizzare macchine adeguate agli standard
più evoluti in fatto di sicurezza aumentandone anche la disponibilità
complessiva.
Il nuovo concetto di sicurezza è il risultato di una stretta collaborazione
con la commissione tecnica “Eisen
und Metal II” dell’associazione professionale EM sita in Mainz e con
l’Istituto per l’assicurazione contro gli
infortuni sul lavoro BIA di St. Augustin
e con la Siemens AG di Erlangen.
Funzioni hardware e software rilevanti
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/7
Arresti sicuri (SI-1)
Rilevamento
Valutazione
CPU
Contr.
numerico
Tipo 1
Datore di
segnale
Segnale
di retroazione
controllo
incrociato
dei dati e dei
risultati
incrementale
o assoluto
CPU
Azionam.
Segnale
di retroazione
Tipo 2
Reazione
Canale di
disinserzione
Parte di
potenza
Canale di
disinserzione
Tabella 4/13
Schema a blocchi: Rilevare, Valutare, Reagire
4.3.2 Descrizione delle
funzioni
Le funzioni di sicurezza sono attive in
tutti i modi di funzionamento e possono comunicare con il processo tramite segnali d’ingresso e d’uscita rilevanti per la sicurezza. Le funzioni di
sicurezza soddisfano ai requisiti della
classe di sicurezza 3 della norma EN
954-1 e /o della classe SIL 2 della
norma IEC 61508. La prova è stata
effettuata su un campione in accordo
con le direttive CE. La certificazione è
stata rilasciata dal BIA in St.Augustin
(vedere nel capitolo 4.11 Certificazioni
rilasciate).
Figura 4/14
Etichetta collocata sul SINUMERIC 840C
Fondamentalmente tutti gli errori rilevanti per la sicurezza che si verificano
nel sistema portano ad un arresto sicuro e coordinato del movimento pericoloso o ad una rapida disattivazione
dell’alimentazione del motore. Questa
disattivazione dell’alimentazione del
motore, necessaria in speciali casi di
errore (gli azionamenti sono senza
coppia), avviene tra convertitore e motore senza contatti in movimento e
può essere realizzata in un tempo
molto breve, specifico per quell’asse.
Non è più necessario quindi scaricare
il circuito intermedio del convertitore.
L’arresto dell’azionamento avviene
sempre in modo ottimale, adeguato al
tipi di funzionamento della macchina.
Meccanismi esterni di frenatura possono essere p.e. :
• freno meccanico esterno, freno di
stazionamento o freno di servizio
• freno elettrico esterno, freno a cortocircuito sull’indotto o freno a corrente parassita.
Figura 4/15
Etichetta collocata sul SINUMERIK 840D
Safety Integrated - Manuale applicativo
L’arresto in sicurezza porta l’azionamento in corrispondenza di un controllo o di un sensore (p.e. fotocellula)
in modo sicuro dal movimento all’arresto.
L’attivazione di meccanismi esterni di
frenatura amplia le funzioni integrate
e porta, in caso di arresto sicuro, ad
un percorso di frenatura il più breve
possibile.
Le funzioni si suddividono in funzioni
base di sicurezza integrate SI 1 e in
funzioni ampliate SI 2.
4/8
L’arresto in sicurezza non è una funzione indipendente ma descrive solamente una procedura che può essere
realizzata con il supporto delle funzioni “SINUMERIK safetty Integrated”..
Siemens S.p.A.
4
Una protezione della rete non è più
necessaria se sulla macchina è disponibile un interruttore principale con
separazione di potenziale. I sensori
assegnati ai settori di sicurezza come
p.e. pulsanti di emergenza, fotocellule, pedane a pulsante ecc. sono accessibili solo se il relativo ingresso
(p.e. cancello di protezione) è aperto
ed agiscono, in prima istanza, in
modo locale a livello di cella.
Stop
A
Stop
B
Stop
C
Arresto
Assegn. val.
di consegna „0“
Arresto
Assegn. val.
di consegna „0“
Il processo parallelo che si sta svolgendo in altre aree di sicurezza può
proseguire. Eccetto i sensori centrali
che agiscono sulla macchina nella sua
complessità.
L’arresto sicuro e coordinato elimina
e/o riduce ulteriori danni (p.e. crash)
alla disinserzione e permette un rapido e semplice riavviamento.
Reazioni allo STOP (SI-1)
Tramite la struttura di controllo a due
canali con il continuo confronto dati incrociato si raggiunge una elevata sicurezza da errori. Al verificarsi di differenze sui due canali di controllo vengono
generati allarmi e reazioni di arresto. Le
reazioni di stop devono arrestare in sicurezza gli azionamenti eseguendo l’operazione secondo le esigenze specifiche di macchina.
Si distingue tra diverse varianti di
STOP quali: STOP A, B, C, D, E, F e lo
STOP di test
Stop
E
Arresto
Arresto
Mant. traiett.
Agganciato
Contraccolpo
Stop
F
SBH
(Arresto con regolatore di posizione attivo)
Solo in caso di errore
SH
(Blocco impulsi)
Esempio di EMERGENZA
La combinazione logica e le necessarie reazioni avvengono internamente
in tecnica affidabile. Gli azionamenti
elettrici vengono arrestati in modo sicuro ed infine, tramite l’elettronica,
separati dall’alimentazione. Un riavviamento indesiderato viene, in modo
altrettanto sicuro, escluso. L’energia
esterna p.e. idraulica o laser ecc, può
essere disattivata tramite uscite di
periferia ridondate dalla logica integrata di EMERGENZA e da attuatori collegati a valle (contattori di potenza,
elettrovalvole ecc).
Stop
D
Tabella 4.16
Varianti di stop
Il tipo di reazione allo stop al verificarsi di un errore può essere stabilito nel
sistema o configurato dal costruttore
della macchina. Al superamento dei
valori limite fissati tramite i dati macchina delle funzioni SHB, SG, SE ed
SN possono essere scelte dal costruttore della macchina le reazioni di
stop tramite i dati macchina. Gli stop
di tipo A, C e D possono essere scelti
riferiti (solo per SI-2)a eventi esterni
tramite ingressi rilevanti per la sicurezza (SGE). Gli effetti delle varie varianti di stop sono:
• STOP di tipo A
L’azionamento prosegue la rotazione
se non viene attivato alcun meccanismo di frenatura esterno quale
cortocircuito sull’indotto o/e freno di
stazionamento. L’allarme dell’asse
comporta uno stop BAG, cioè con
l’errore su un asse vengono arrestati tutti gli assi e mandrini disponibili
in un BAG. Al termine dello stop di
tipo A è efficace l’ ”arresto sicuro”
(SH).
• Stop di tipo B
L’azionamento viene frenato in limite di corrente mantenendo il controllo del numero dei giri e portato
in “arresto sicuro” (SH).
• Stop di tipo C
L’azionamento viene frenato in limite di corrente mantenendo il controllo del numero dei giri e portato
in “arresto di funzionamento sicuro”
(SBH).
• Stop di tipo D
L’azionamento viene frenato mantenendo la traiettoria, restando agganciato compresi gli assi simultanei e
portato in “arresto operativo sicuro”
(SBH).
• Stop di tipo E
L’azionamento viene frenato mantenendo la traiettoria, restando agganciato compreso il movimento di contraccolpo e portato in “arresto
operativo sicuro” (SBH).
• Stop di tipo F
La reazione allo stop di tipo F è associata in modo rigido ai risultati incrociati ed al confronto dei dati.
Vengono evidenziati così gli errori
sull’azionamento e sul comando. Si
attiva, a seconda della progettazione, una reazione di Stop di tipo A o
B. Al termine è efficace “l’arresto
sicuro” (SH).
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/9
Nella progettazione delle reazioni di
stop è prioritario tenere presente la
sicurezza delle persone . Nel funzionamento automatico può essere progettata l’ottimale reazione di stop per
la protezione della macchina a cancelli di protezione chiusi. Deve essere
perseguito sempre il miglior tipo di
arresto riferito alla situazione del momento.
Esempio 1: Rettifica con cancelli di
protezioni aperti (funzionamento di attrezzaggio):
• azionamenti assi con stop di tipo C.
Gli azionamenti vengono frenati il
più rapidamente possibile in limite di
corrente ed infine portati in “arresto
di funzionamento sicuro”. Essi restano così con il regolatore di posizione
attivo.
• azionamento mola con stop esterno
di tipo A: l’azionamento viene arrestato in questo tipo di funzionamento generalmente tramite stop esterno di tipo A con arresto di
sicurezza” per inerzia.
Esempio 2: Rettifica in funzionamento automatico:
• azionamento assi con stop di tipo E:
gli azionamenti eseguono restando
agganciati un movimento di ritorno
(esecuzione della spoglia/spostamento libero in aria) e vengono frenati sul contorno tramite una rampa
ed infine portati in “arresto di funzionamento sicuro”. Resta attiva la
regolazione di posizione.
• azionamento mola con stop di tipo
D: l’azionamento viene frenato tramite una rampa e quindi per quanto
riguarda la sollecitazione della coppia frenante rimane al di sotto del limite di rottura. Esso viene quindi
portato in “arresto di funzionamento sicuro” restando attiva la regolazione di posizione.
Stop di test (SI-1)
Con lo stop di test si prova per ogni
canale di controllo il complessivo percorso di disattivazione con i relativi
circuiti esterni.
4/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Nelle esecuzioni del test si attivano
uno dopo l’altro i comparatori preposti per le funzioni di stop e i moduli di
stop di entrambi i canali di controllo.
Sull’argomento dinamica forzata vedere anche il paragrafo 4.3.4.
Arresto sicuro – SH (SI-1)
L’ ”arresto sicuro” serve in caso di errore o in collegamento con una funzione di macchina, per una sicura disinserzione dell’alimentazione del
motore. Questo avviene a seconda
del tipo di asse e senza contatti in
movimento. La base per la funzione
“arresto sicuro” è quella integrata nei
moduli azionamento del SIMODRIVE
611D.
Il costruttore della macchina deve
mettere in atto provvedimenti specifici contro eventuali movimenti indesiderati alla disinserzione dell’alimentazione del motore (p.e. cedimenti di
assi verticali).
Caratteristiche funzionali
• non è possibile alcun avviamento indesiderato del motore.
• l’alimentazione del motore è interrotta in modo sicuro.
• non vi è alcuna separazione galvanica tra motore e modulo azionamento.
Arresto operativo sicuro – SBH (SI-1)
La funzione serve per un controllo sicuro della posizione di arresto di un
asse/di un mandrino. Gli azionamenti
si trovano, nella loro piena funzionalità, in regolazione di posizione o di
velocità.
Con controllo attivo si può, p.e. in
funzionamento attrezzaggio, entrare
in aree di sicurezza (p.e. magazzino)
senza spegnere la macchina.
Per questa funzione è sufficiente un
sistema di misura incrementale. Il
controllo avviene sulle variazioni dei
valori istantanei di posizione.
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Caratteristiche funzionali
• l’asse resta in regolazione
• finestre di tolleranza arresto parametrizzabili
• reazioni allo stop progettabili al richiamo del controllo (stop di tipo A
o B).
Velocità ridotta sicura - SG(SI-1)
La funzione SG serve per un controllo
sicuro della velocità di un azionamento lato carico.
Viene eseguito qui ciclicamente con il
clock di controllo il confronto della velocità istantanea dell’azionamento
con il valore limite di velocità scelto
tramite SGE. I valori limite per la velocità vengono definiti nei dati macchina.
Con i valori limite di velocità per SG1,
SG2, SG3 o SG4 si possono controllare sulla macchina diverse applicazioni
o stati di funzionamento. Inoltre i valori limite SG2 ed SG4 possono essere suddivisi ognuno in 16 intervalli (4
bit) tramite “ingressi rilevanti per la
sicurezza” (SGE). L’impostazione avviene in percentuale (1….100%) e si
memorizza in una tabella dei dati
macchina. Sono disponibili così complessivamente per ogni azionamento
34 valori limite di velocità liberamente
impostabili. Si può pertanto realizzare
in funzionamento di attrezzaggio o anche automatico la protezione di macchina e di persone.
Attenzione! In caso di cambi meccanici occorre fare attenzione alla scelta
dei corretti rapporti di trasmissione!
Caratteristiche funzionali
• controllo sicuro, lato carico, dei valori limite di velocità
• controllo valori limite adattabile ai
diversi modi di funzionamento (funzionamento di test, di attrezzaggio,
automatico)
4
• reazioni di stop progettabili a seconda del tipo di SG
• reazioni di stop progettabili a seconda del tipo di asse.
• definizione di aree sicure
• commutazione sicura, SN dipendente, di funzioni sicure (p.e. commutazione sicura in corrispondenza a posizioni dei livelli SG).
Finecorsa software sicuri – SE (SI-1)
Tramite i “finecorsa software sicuri”
(SE) si può definire una zona di lavoro
o una zona protetta o un percorso di
lavoro a seconda del tipo di asse.
Non servono più i finecorsa meccanici da installare sulla macchina. Per
ogni asse sono disponibili due coppie
di finecorsa software. Ogni coppia di
finecorsa è costituita da un interruttore positivo (SE1+ ed SE2+) e da un
interruttore negativo (SE1- ed SE2-).
Tramite SGE è possibile la commutazione tra SE1 ed SE2.
Caratteristiche funzionali
• definizione e valutazione sicura via
software delle posizioni finali
• reazioni di stop progettabili in caso
di superamento delle posizioni finali
• la reazione di stop al superamento
delle posizioni finali avviene internamente via software.
Camme software sicure- SN (SI-1)
Tramite la funzione “camme software
sicure” si può realizzare un riconoscimento sicuro di zona a seconda del
tipo di asse, sostituendo quindi l’attuale “soluzione hardware”.
Sono disponibili per asse 4 coppie di
camme (SN1…SN4). Ogni coppia di
camme è costituita da una camma
positiva (SN1+, SN2+, SN3+, SN4+)
e da una camma negativa (SN1-,SN2,SN3-,SN4-). Ogni segnale di camma
può essere progettato singolarmente
tramite dato macchina. I segnali di
camma vengono emessi tramite SGA.
Caratteristiche funzionali
• definizione e valutazione sicura via
software di posizioni-camma
Rampa di frenatura sicura – SBR
(SI-2)
Con questa funzione viene assicurato
che, dopo una richiesta di stop, la velocità istantanea diminuisca (controllo
dell’andamento della velocità).
All’attivazione di una richiesta di stop
viene abilitata come limite di velocità
la velocità attuale più una tolleranza di
velocità definita tramite dato macchina. Questo limite viene confrontato
con la velocità attuale (deve diventare
più piccolo o deve restare uguale) e
viene controllato ciclicamente. Si riconosce pertanto il più presto possibile
la nuova accelerazione dell’asse durante la fase di frenatura e si attiva altresì la conseguente reazione.
Caratteristiche funzionali
• riconoscimento il più rapido possibile di una nuova accelerazione dell’asse durante la fase di frenatura
• il controllo SBR viene inserito automaticamente nel caso in cui sia stato attivato uno stop di tipo B o C
• all’attivazione di SBR viene attivato
direttamente lo stop di tipo A.
Logica programmabile sicura – SPL
(SI-2)
La “logica programmabile sicura”
consente per la prima volta un collegamento diretto di sensori ed attuatori rilevanti per la sicurezza e la loro
combinazione logica interna. La logica
di combinazione è ridondante nel CN
e relazionata con il PLC interno. Si
possono così progettare p.e. concetti
di OFF di emergenza o di interblocco
per cancelli di protezione tramite il
software del SINUMERIK safety integrated. In collegamento con l’ ”arresto sicuro” si può realizzare ora un
OFF di emergenza senza contatti in
movimento ed in modo sicuro a parti-
re dalla logica di valutazione fino alla
disattivazione dell’alimentazione. Molti componenti hardware non servono
più e di conseguenza il quadro elettrico si semplifica.
Solo gli attuatori di potenza (p.e.i contattori) sono necessari per il comando
diretto degli organi attuatori esterni
Caratteristiche funzionali
• logica programmabile universale in
tecnica di sicurezza
• attivazione immediata della logica
dopo l’avviamento
• elaborazione ciclica indipendente
dal programma applicativo
• temporizzatore integrato per il test
dinamico forzato
• attiva in tutti i modi di funzionamento.
Segnali di ingresso e di uscita rilevanti per la sicurezza- SGE/SGA
(SI-1)
I segnali di ingresso e di uscita rilevanti per la sicurezza sono l’interfaccia verso il processo. Sono segnali digitali a due canali che provengono dal
sistema o devono essere consegnati
al sistema tramite diverse periferie
(PLC e CN). Gli SGE/SGA non devono
essere necessariamente cablati su
morsetti hardware. In collegamento
con l’SBL è possibile anche, a seconda dell’esigenza, una elaborazione
completamente interna come segnali
software.
Caratteristiche funzionali
• funzioni di sicurezza impostabili e
disinseribili
• scelta e commutazione dei valori limite
• conferma di segnalazioni di stato
• emissione di segnali di camma
• collegamento diretto di sensori
• collegamento diretto di attuatori.
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Siemens S.p.A.
4/11
4.3.3 Struttura
del sistema
Vedere anche il capitolo 4.9 “Dati di
ordinazione e documentazione“
SIMODRIVE 611D
• safety integrated è disponibile solo
con azionamenti digitali
• si impiega con la performance e la
regolazione standard 2 del 611D
• le unità di regolazione devono essere ordinate sempre con il circuito di
misura DMS
• safety integrated si può usare su
azionamenti mandrino, su azionamenti per motori lineari e su azionamenti assi
• deve essere sempre disponibile minimo un sistema di misura.
SINUMERIK
• la safety integrated è disponibile
solo con i SINUMERIK 840C e
840D con il SIMODRIVE 611D. Con
questi sistemi si possono utilizzare
tutte le CPU previste.
4/12
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• Per gli ingressi e le uscite dei segnali rilevanti per la sicurezza
(SGE/SGA) la periferia NCK e la periferia del PLC costituiscono la struttura a due canali per i predetti segnali.
• La SINUMERIK safety integrated è
un’opzione software ed è costituita
da una opzione base e da una opzione assi. Nell’opzione base è già
compresa l’opzione assi per 4 azionamenti.
• Per le funzioni SI sono necessarie
risorse di sistema a livello di CPUNC che dipendono dal numero di
funzioni utilizzate e dal numero degli azionamenti. In casi limite può
essere necessario l’impiego di una
CPU più performante.
Trasduttori e circuiti di misura
• fondamentalmente si possono usare tutti i sistemi di misura previsti
per il SIMODRIVE 611D.
• concetto di 1 trasduttore: è necessario almeno un sistema di misura
che di regola viene accoppiato
come trasduttore incrementale o
assoluto con il sistema di misura
del motore indiretto (MS). Il sistema
di misura deve soddisfare le specifiche del circuito di misura del SIMODRIVE 611D.
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• concetto di 2 trasduttori: un secondo sistema di misura non è necessario ma può essere utilizzato in
modo standard come sistema di misura diretto (DMS). Deve soddisfare
le specifiche del circuito di misura
del SIMODRIVE 611D.
• i cavi dei circuiti di misura devono
rispettare le specifiche del SIMODRIVE 611D, p.e. schermatura a
coppia.
SIMATIC
• si possono utilizzare tutti i componenti standard della famiglia SIMATIC.
• la periferia CN e la periferia PLC
rappresentano la struttura a due canali per gli ingressi e le uscite rilevanti per la sicurezza (SGE/SGA).
HMI
• pannelli di servizio e visualizzatori
(TD/OP) non fanno parte del concetto di sicurezza. Essi servono esclusivamente per visualizzare dati rilevanti per la sicurezza per la
diagnostica e la messa in servizio.
4
4.3.4 Principi guida per
le applicazioni
Struttura base per il collegamento
di sensori ed attuatori
I segnali di processo rilevanti per la
sicurezza vengono rilevati da sensori
ed analizzati da una piattaforma logica
(piattaforma safety integrated) che
provvede ad inviare i relativi comandi
agli organi attuatori secondo le varie
categorie di comando (vedere la normativa EN 954-1).
Si distinguono due tipi di collegamento:
collegamento tramite periferia E/A
di PLC e CN
Sensori
Logica
Trasduttori
Motori
CN
Fotocellule
Freni
SI
Pulsanti di
emergenza
PLC
• attuatori quali p.e. contattori, elettrovalvole, dispositivi di interblocco, freni, lampade di segnalazione.
Questi segnali vengono collegati direttamente (senza apparecchiature intermedie di analisi) alle unità di periferia standard del PLC e del CN.
I segnali vengono quindi trasferiti, tramite bus separati (PROFIBUS e bus
azionamento), alla piattaforma “SINUMERIK safety integrated”.
Collegamento tramite specifiche interfacce o tramite bus
Contattori
Azionamento
Interruttori
Elettrovalvole
Scanner
Dispositivi di
interblocco
*SI = Safety Integrated
questo vale per
• sensori quali p.e. interruttori, contatti di cancelli di protezione, pulsanti di emergenza, fotocellule, barriere luminose ecc.
Attuatori
Tabella 4/17
Schema a blocchi “sensori-logica –attuatori”
sensori ed
attuatori tramite
periferia E/A
Sensori ed attuatori
E/A PLC
PLC integrato
sensori ed
attuatori tramite
interfacce
specifiche
E/A CN
CN
Freno
M
Trasduttore
Azionamento
Questo vale per:
• sensori quali p.e. sistemi di misura
motore, sistemi di misura diretti
• attuatori quali p.e. servomotori, motori mandrino, motori lineari.
Il collegamento avviene tramite cavi
standard su interfacce specifiche. Nel
caso p.e. di datori di misura e di motori il collegamento avviene direttamente sull’azionamento (convertitore). Non essendo necessario alcun
sensore esterno aggiuntivo, p.e. un
secondo sistema di misura, o apparecchiature di analisi esterne, le infrastrutture di macchina possono essere
facilmente realizzate.
piattaforma “safety integrated”
Tabella 4.18
Struttura base del collegamento di sensori ed attuatori
L’attribuzione diretta sensore ⇒ logica
di valutazione integrata ⇒ attuatori
aumenta la trasparenza e consente di
evitare errori nella progettazione e nel
cablaggio. La semplificazione delle infrastrutture di macchina che si può
così raggiungere aumenta la disponibilità della macchina stessa.
Nota: è previsto in futuro il collegamento degli “ingressi rilevanti per la
sicurezza” e delle “uscite rilevanti per
la sicurezza” esclusivamente a unità
di periferia PLC a due canali e la trasmissione dei segnali rilevanti per la
sicurezza tramite PROFIBUS alla piattaforma “SINUMERIK safety integrated”.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/13
Sensori/attuatori:
concetto dei 3 morsetti
uscita di test
Per i sensori e gli attuatori che si collegano alla periferia E/A del PLC e del
CN si può partire come schema base
dal concetto dei tre morsetti. Se i segnali di un sensore vengono letti su
due canali basta un uscita di test a un
canale per realizzare un comando in
classe 3. Sono così necessari per collegare il sensore in modo rilevante
per la sicurezza 3 morsetti sulla periferia E/A.
24
Pulsante di
emergenza
Uscite
A
PROFIBUS
PCL
E
Ingressi (SGE)
E
Ingressi (SGE)
• Collegamento dei sensori
2 ingressi + 1 uscita =
3 morsetti
Se un attuatore viene comandato su
due canali, basta un canale di rilettura
del segnale di processo perché il comando possa soddisfare la categoria
3. Sono così necessari anche per collegare un attuatore in modo rilevante
per la sicurezza 3 morsetti sulla periferia E/A.
• Collegamento degli attuatori
2 uscite + 1 ingresso =
3 morsetti
Bus azionamento
CN
A
Tabella 4.19
Ingressi “rilevanti per la sicurezza” : cablaggio di un pulsante di emergenza
Segnali d’ingresso rilevanti per la
sicurezza
Di norma tutti i segnali di processo rilevanti per la sicurezza ( sensori come
p.e. pulsanti di emergenza, cancelli di
protezione, fotocellule ecc.) devono
essere collegati in modo ridondante e
separato, proprio come ingressi “rilevanti per la sicurezza” (SGE), agli ingressi sulla periferia a due canali del
PLC e del CN. Il conduttore comune
deve essere collegato all’alimentazione a 24V. Perché sia efficace il controllo di questi sensori l’alimentazione a
24V deve essere fornita da una uscita
normale (uscita di test) del PLC.
Per questi ingressi occorre stabilire
un tempo di tolleranza che di solito
deve essere abbastanza breve, scaduto il quale si attiva una routine di
controllo e viene eseguito automaticamente un arresto sicuro della macchina.
4/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Uscite (SGE)
Siemens S.p.A.
Nota: in caso di sensori elettronici,
cioè senza organi meccanici in movimento come p.e. molti tipi di fotocellule, il segnale presente sull’ingresso
del PLC e del CN resta uguale. L’uscita di test del PLC viene collegata comunque direttamente al sensore. Il
concetto dei 3 morsetti è pienamente
rispettato.
4
Segnale d’uscita rilevante per la sicurezza, commutazione P/P
In un circuito con commutazione verso P i due attuatori attivano sempre in
serie il carico. Entrambi i canali (CN e
PLC) comandano gli attuatori con la
tensione positiva (+24V) (commutazione positivo-positivo). Come attuatori si possono utilizzare p.e. i più comuni contattori per il comando di
motori. Nel caso di carico idraulico, si
possono pilotare direttamente elettrovalvole con un circuito a due canali.
La rilettura del circuito di carico deve
essere la più diretta possibile. Così
p.e. la rilettura della pressione idraulica deve avvenire tramite un sensore
installato sulla valvola idraulica.
Caratteristiche
• il circuito di carico viene sempre comandato o interrotto su due canali
Ingresso di test
24
Uscite (SGA)
A
PROFIBUS
PCL
M
Ingressi
E
Segnale di rilettura
Ingressi (SGE)
• con il test dinamico forzato si possono evidenziare errori su entrambi
gli attuatori
• in caso di guasto di un attuatore il
carico può essere attivato comunque dal secondo canale
Circuito
di carico
E
Bus azionamento
CN
24
A
Uscite (SGA)
• come attuatori si possono utilizzare
tutti i più usuali (standard) componenti come p.e. contattori, elettrovalvole ecc.
• i contatti di rilettura (in apertura) degli attuatori sono a 24V, vengono attivati in serie e riletti dal PLC su un
solo canale
Relè
Relè
24
Tabella 4.20
Segnale di uscita “rilevante per la sicurezza” commutazione P/P
• le SGA possono essere utilizzate
anche direttamente per l’inserzione
sicura del blocco partenza motori
tramite ET200S. Il comando degli
attuatori avviene di norma dal SIMATIC tramite PROFIBUS (vedere
cap. 2.3).
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/15
Segnale d’uscita rilevante per la sicurezza, commutazione P/M
Uscita a relè
Nel circuito con commutazione PM il
circuito di carico viene attivato solo
da un attuatore. Il canale CN fornisce
all’attuatore la tensione positiva
(+24V) mentre il canale PLC fornisce
all’attuatore la tensione di riferimento
(0V) (commutazione positivo-massa).
Questa variante di comando è sempre necessaria se per comandare l’attuatore è disponibile una sola bobina,
Questo è p.e. il caso in cui si ha:
Ingresso di test
0
Uscite (SGA)
M
A
PCL
PROFIBUS
Ingressi
E
Relè
• il freno di stazionamento integrato
nel motore
Segnale di rilettura
• magneti di blocco sui cancelli di sicurezza
Ingressi (SGE)
Bus azionamento
CN
• freno di funzionamento comandato
idraulicamente tramite elettrovalvola
(p.e. motori lineari).
La rilettura dal circuito di carico dovrebbe essere la più diretta possibile.
Così p.e. la rilettura della pressione
idraulica va eseguita tramite un sensore montato sulla valvola idraulica.
Caratteristiche
• il circuito di carico viene in questo
caso attivato o disattivato con un
solo canale
• come attuatori si possono utilizzare
solo componenti idonei secondo EN
954-2 come p.e. contattori, elettrovalvole ecc
• il segnale di rilettura (in apertura)
dell’attuatore è fisso a +24V e viene
riletto dal PLC come a un canale. Se
non è disponibile alcun contatto di
rilettura, occorre comportarsi come
descritto nel par. 4.3.4 “Comando
freno rilevante per la sicurezza,
commutazione P/M”.
4/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Circ.di
carico
E
Uscite (SGA)
24
A
24
Tabella 4.22
Segnale di uscita “rilevante per la sicurezza” commutazione P/M
• Con il test dinamico forzato si possono evidenziare errori sull’attuatore
• Se l’attuatore si guasta, il carico potrebbe non essere più disattivabile
in modo sicuro tramite lo specifico
percorso. In questo caso si devono
mettere in atto ulteriori provvedimenti a seconda dell’attuatore e
dell’equipaggiamento come p.e.:
disattivazione centrale; ulteriori test.
Esempio applicativo
Nel circuito di carico si possono inserire attuatori in sicurezza come p.e.
motori idraulici, trasportatori di trucioli, pompe per il sistema di raffreddamento, l’idraulica direttamente tramite
elettrovalvole, la pneumatica direttamente tramite elettrovalvole, comandi
di saldatura, laser, apparecchiature di
taglio s getto d’acqua ecc.
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4
Test dinamico forzato: generalità
Uscita a relè
Ingresso di test
(estratto da una memoria tecnica (6)
del BIA (Istituto per l’assicurazione
contro gli infortuni sul lavoro)
0
Uscite (SGA)
M
A
PCL
PROFIBUS
Ingressi
E
Motore
Segnale di rilettura
Ingressi (SGE)
M
Un test dinamico forzato deve essere
previsto p.e. per i componenti necessari per la funzione di arresto (p.e.
contattori e semiconduttori di potenza, per i cosiddetti percorsi di disinserzione e per la procedura di disattivazione.
Freno
E
Bus azionamento
CN
Uscite (SGA)
A
24
Tabella 4.23
Comando freno rilevante per la sicurezza - Commutazione P/M
Comando freno rilevante per la sicurezza - commutazione P/M
• con il test dinmico forzato si possono riconoscere errori nell’attuatore
Il principio di base è riportato nel par.
4.3.4 “Segnale d’uscita rilevante per
la sicurezza- commutazione P/M”.
• come ulteriore test è previsto un
test del freno il quale verifica la
coppia frenante realmente disponibile. Questo viene integrato nel test
dinamico forzato per lo stop di test
(per il percorso di disinserzione)
Caratteristiche
• il circuito di carico viene attivato o
disattivato a un solo canale
• come attuatori si possono utilizzare
solo componenti idonei secondo EN
954-2 come p.e. contattori, elettrovalvole ecc.
• contatti di rilettura sui freni non sono
sempre direttamente disponibili. Pertanto si utilizza quale segnale di rilettura il collegamento verso massa
della bobina dell’attuatore. Si possono così riconoscere cortocircuiti sia
verso M sia verso P in modo sicuro.
Il concetto dei 3 morsetti è pertanto
anche qui utilizzabile.
Per tutti i segnali ed i dati statici si
deve eseguire un test dinamico forzato. Nell’intervallo di tempo richiesto
(8 ore) lo stato del segnale deve variare dal livello logico 1 al livello logico
0 o viceversa. Se lo stato del segnale
è diventato statico a causa di un errore, questo viene riconosciuto al più
tardi nell’esecuzione di questo test
dinamico tramite il relativo confronto.
• in caso di mancanza di tensione o di
rottura dei conduttori lo stato sicuro
del freno si attiva in modo meccanico tramite le molle di recupero.
Esempio applicativo
Nel circuito di carico si possono comandare in sicurezza attuatori come
p.e. freno di stazionamento elettrico,
freno di funzionamento elettrico, elettrovalvola per freno di funzionamento
idraulico ecc.
In generale la procedura di disattivazione, p.e. la violazione di un criterio
di valore limite, non può essere testata tramite altre procedure come il
confronto incrociato, se la macchina
si trova in uno stato normale. Questo
vale anche per gli errori nel percorso
complessivo di disinserzione compreso il relativo hardware e software e
gli elementi di commutazione del carico. Prevedendo uno stop di test ad
una cadenza di otto ore con confronto
ed una corrispettiva posizione d’attesa si possono riconoscere errori anche in uno stato normale (stato normale significa che la macchina non
presenta per l’operatore alcuna anomalia).
Test dinamico forzato con
SINUMERIK safety integrated
Il test dinamico forzato serve per riconoscere errori nel software e nell’hardware di entrambi i canali di controllo. Per questo le parti rilevanti per
la sicurezza in entrambi i canali devono essere verificate almeno una volta
in un definito intervallo di tempo in
tutte le possibili situazioni rilevanti per
la sicurezza. Un errore in un canale di
controllo porta ad una discrepanza e
viene riconosciuto tramite il confronto
incrociato dei dati e dei risultati logici.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/17
Il test dinamico forzato del percorso
di disinserzione (stop di test) deve essere attivato dall’utente oppure deve
essere automatizzato nel processo e
cioè p.e.:
• per assi che si trovano fermi, dopo
aver attivato l’impianto
• all’apertura dei cancelli di protezione
• ad una cadenza prevista (p.e. ogni 8
ore)
• in funzionamento automatico in dipendenza dal tempo e dagli eventi.
Il test dinamico forzato comprende
anche il test dei sensori ed attuatori
rilevanti per la sicurezza. In questo
caso viene controllata tutta la catena
dei segnali compresa la “logica programmabile sicura” (SPL) sulla loro
funzionalità.
Nota: durante il funzionamento automatico (con cancelli di protezione
chiusi) non è richiesta in modo vincolante la cadenza delle otto ore. In
questo caso il test dinamico forzato
può essere combinato, trascorse le
otto ore, con la prossima apertura del
cancello di protezione.
Con il confronto incrociato vengono
riconosciuti in entrambi i canali di
controllo i cosiddetti “errori latenti”
nei dati rilevanti per la sicurezza. Nel
caso di dati “modificabili” esistono
valori di tolleranza da definire nei dati
macchina. I risultati di entrambi i canali possono discostarsi senza che sia
attivata una reazione. Un esempio
può essere la tolleranza per un confronto incrociato della posizione reale.
Errori che vengono riconosciuti tramite test dinamico forzato o confronti
incrociati portano ad una reazione di
stop di tipo F ed attivano ulteriori reazioni di stop (vedere par. 4.3.2 “Reazioni allo stop”.
Esempio applicativo
Tramite la combinazione di “SINUMERIK safety integrated” e di funzioni di
sicurezza, si possono realizzare ora
concetti completamente nuovi per
quanto riguarda il controllo ed il servizio di macchine con le più svariate
esigenze.
• funzionamento in attrezzaggio
con cancelli di protezione aperti
Con cancelli di protezione aperti gli
azionamenti asse o mandrini possono muoversi con velocità ridotte sicure o essere controllati in sicurezza sulla loro posizione di fermo. Gli
azionamenti possono restare in ogni
momento sotto il controllo dell’elettronica e la loro alimentazione non
deve essere disinserita. Con le funzioni per il riconoscimento di aree e
di limitazioni nell’area di lavoro si
possono realizzare zone di lavoro e
zone protette con tecnica di sicurezza. L’utilizzo di un tasto di conferma
relazionato con la SINUMERIK safety integrated non è obbligatoriamente prescritto se è disponibile un
pulsante di emergenza e se l’azionamento può essere mosso tramite
pulsante di jog in “funzionamento a
uomo morto”.
* Funzionamento uomo morto
Il concetto proviene dalla tecnica ferroviaria.
Significato: la funzione viene svolta solo
fino a quando il pulsante viene premuto.
Al rilascio del pulsante la funzione viene
interrotta ed il movimento in atto in quel
momento, che poteva arrecare pericolo,
viene arrestato.
4/18
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
• funzionamento di test con cancelli di protezione aperti
Per la prima volta è anche possibile
un funzionamento test del programma nel quale si possono far ciclare
programmi completi o parti di programma con velocità ridotta sicura
in una “prova in bianco”. L’operatore
attiva, premendo un tasto, di solito
il pulsante di start, l’esecuzione
continua del programma. Se durante il test l’operatore riconosce un
errore di programma, può sospenderne l’esecuzione rilasciando il
pulsante di start o premendo il pulsante di emergenza. Le funzioni di
sicurezza sono attive anche durante
questa fase di test. Esse si attivano
al superamento dei valori limite ed
arrestano automaticamente l’azionamento. L’impiego di un pulsante di
conferma con la SINUMERIK safety
integrated non è obbligatoriamente
prescritto se è disponibile un pulsante di emergenza e se l’azionamento, tramite comando manuale
ad impulsi (jog), può essere mosso
in funzionamento uomo morto.
• emergenza integrata, senza contatti in movimento
Il pulsante di emergenza può essere
collegato direttamente agli ingressi
ridondanti del PLC e del CN senza
ulteriore logica di analisi. La combinazione logica e le necessarie reazioni avvengono internamente in
tecnica di sicurezza. Gli azionamenti
elettrici vengono arrestati con sicurezza ed infine separati dall’alimentazione, senza contatti in movimento, tramite l’elettronica.
Un riavviamento è escluso con sicurezza. Altri organi attuatori come p.e.
idraulica o laser possono essere disattivati in tecnica di sicurezza tramite le uscite ridondate della logica di
emergenza integrata e gli attuatori
attivati (contattori di potenza, elettrovalvole ecc.).
4
• interblocchi cancelli di protezione, fotocellule ecc.
Secondo lo stesso principio base
dell’emergenza è possibile il collegamento diretto di interblocchi per
cancelli di protezione, fotocellule o
altri sensori o attuatori rilevanti per
la sicurezza.
• aree di sicurezza o modi di funzionamento (BAG) disaccoppiati
Con la tecnica di sicurezza integrata
è possibile automatizzare in modo
indipendente diverse aree di sicurezza o modi di funzionamento
(BAG) come p.e. zone di lavori, stazioni di riattrezzaggio o magazzini.
Pulsanti di emergenza, interblocchi
per cancelli di protezione ecc. sono
quindi progettabili secondo le esigenze della cella specifica ed agiscono anche in caso di disattivazione con priorità immediata sugli
azionamenti e sulle apparecchiature
di quella cella o di quell’area di lavoro. Ciò significa che mentre la macchina produce in funzionamento automatico nell’attuale zona di lavoro,
parallelamente possono essere eseguitie le necessarie operazioni di
approntamento e di service. In questo caso è possibile muovere gli
azionamenti a cancelli di protezione
aperti p.e. con “velocità ridotta sicura”. In parallelo a questo nella stazione di riattrezzaggio è possibile inoltre installare un nuovo utensile
anche a cancelli di protezione aperti. I pulsanti di emergenza relativi
alle zone di sicurezza sono attivi
solo quando il corrispondente cancello di protezione è aperto e si
comportano quindi come pulsanti di
emergenza di cella. I pulsanti di
emergenza di cella hanno efficacia
solo sugli azionamenti che si trova-
no in area di sicurezza (modi di funzionamento BAG. Il pulsante di
emergenza centrale ha effetto su
tutta la macchina. La tecnica di sicurezza integrata consente una riorganizzazione dei modi di funzionamenti usuali la cui efficacia oggi è
demandata ancora in modo massiccio a soluzioni hardware specifiche.
Una riorganizzazione dei modi di
funzionamento potrebbe essere la
seguente:
• Test: cicli manuali, attrezzaggio e
test di parti di programma (prove in
bianco) tramite funzionamento manuale ad impulsi in funzionamento
uomo morto sono obbligatori con
parametri di processo ridotti
• test automatico: elaborazione ciclica
del programma tramite funzionamento manuale ad impulsi (in funzionamento uomo morto) è obbligatoria con parametri di processo non
completamente ridotti (p.e. velocità
di accostamento ridotta).
• Automatico: elaborazione ciclica del
programma con tutti i parametri di
processo.
Le macchine innovative necessitano
di nuovi concetti di modi di funzionamento per i quali la tecnica di sicurezza rappresenta una valida piattaforma.
Questo significa poi più flessibilità
con elevata sicurezza.
Safety Integrated - Manuale applicativo
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4/19
4.4 Normative e raccomandazioni
(estratto da una memoria tecnica (6)
del BIA (Istituto per l’assicurazione
contro gli infortuni sul lavoro)
Di base vale per tutte le macchine la
direttiva macchine europea (1). Nell’appendice 1 delle direttive sono fissate le esigenze minime. Queste vengono precisate da norme europee
armonizzate. Non vengono comunque
elaborate norme per tutti i tipi di macchine. Per le macchine utensili destinate alla lavorazione dei metalli, per i
robot e per i sistemi automatizzati di
produzione esistono alcune bozze di
norme e norme definite ( fig. 4.24
Panoramica sui comandi in relazione
alla sicurezza nelle norme europee).
In molti casi per i comandi con attinenza alla sicurezza è richiesta la categoria 3 secondo EN 954-1. Un confronto per la realizzazione di diverse
categorie di comando secondo EN
954-1 per impieghi con tecnologie diverse è riportato in [4]. Il requisito
fondamentale di questa categoria è :
sicurezza da errori con loro riconoscimento parziale.
Con riferimento all’elettronica in generale ed agli azionamenti elettrici in
particolare, nella norma EN 954-1 non
è contenuto alcun speciale requisito.
Un gruppo di lavoro della commissione elettrotecnica tedesca ha steso un
documento che descrive le più importanti funzioni di sicurezza dei sistemi
di azionamento elettrici sulle macchine ed i requisiti per la trasposizione
delle categorie secondo EN 954-1.
Questo documento dovrebbe essere
integrato in un progetto di norma.
4/20
Safety Integrated - Manuale applicativo
pr EN 12417
pr EN 12415
EN 775
pr EN 1921
centri
di lavoro
macchine
utensili
robot
industriali*
sistemi di
produzione
automatizzati
approvazione
equipaggiam.
di commutaz.
Categoria 3
Categoria 3
Categoria 3*
Categoria 3*
riduzione della
velocità
compresa la
protezione da
comportamenti
inattesi (n=0)
Categoria 3
Categoria 3
Categoria 3*
Categoria 3*
categoria B
e circuiti
approvati
interblocchi di
Categoria 3
equipaggiamenti
a contattori
categoria B*
e circuiti
approvati
Categoria 3
Categoria 3*
Categoria 3*
Categoria 1*
(cancelli di manut.)
limitazione di
posizioni finali
–
–
emergenza
seconda EN 60204 Categoria 3
Categoria 3*
Categoria 3*
Categoria 3*
secondo EN 60204-1
* EN 775 e pr EN 1921 sono derivate dalle norme internazionali ISO 10218 ed ISO 11161.
Non esiste alcun diretto collegamento di queste norme con la EN 954. I requisiti tecnici sono tuttavia confrontabili.
Tabella 4/24
Panoramica sui comandi in relazione alla sicurezza nelle norme CE
La descrizione delle più importanti
funzioni di sicurezza di un sistema di
azionamento elettrico su una macchina è descritto nel cap. 4.3.2 “Descrizione delle funzioni”. Il sistema di
azionamento elettrico comprende i
componenti hardware e software che
possono avere influenza sulla sequenza dei movimenti della macchina.
Componenti possibili sono p.e.: comandi elettronici, componenti di regolazione, azionamenti motore, conduttori di potenza e ausiliari. Essi
possono essere anche parte integrante del controllo CNC.
Siemens S.p.A.
4
4.4.1 Requisiti dalle direttive europee
La “direttiva macchine europea” e le
“singole direttive europee- utilizzo dei
mezzi di lavoro” definiscono gli obiettivi di protezione fondamentali. Esse
obbligano, con i loro requisiti che
sono riconosciuti da una legge nazionale, non solo il costruttore ma anche
l’utilizzatore della macchina ad osservare questi obiettivi di sicurezza. Con
il marchio CE e con la dichiarazione di
conformità il costruttore della macchina deve indicare che ha osservato tutte le direttive europee valide in quel
momento.
la tecnica. Concetti tecnici innovativi
nuovi rispecchiano lo stand della
scienza e della tecnica. Lo stand della
scienza e della tecnica viene tenuto
in considerazione di nuovo nelle normative aggiornate. Nella conversione
delle direttive europee ci si può discostare dalle norme se si raggiunge una
uguale sicurezza in altro modo. E’
molto importante che sia eseguita
una verifica sulla qualità raggiunta.
Questa verifica può p.e. essere eseguita su un prototipo Se essa viene
certificata da un ente (p.e. BIA) accreditato dalla Comunità Europea è valida per tutti i Paesi facenti parte della
Comunità Europea.
Le norme forniscono un supporto di
lavoro e sono una guida nella conversione ma non sono, al contrario delle
direttive europee, vincolanti. Questa
asserzione apre uno spazio per concetti di sicurezza innovativi. Le norme
rispecchiano in generale lo stand del-
Articolo 100 / 100a
trattato CE
(Mercato interno)
Protezione di
macchine
Articolo 118 / 118a
trattato CE
(Sicurezza sociale)
Direttive quadro
Sicurezza e protezione della salute
dei lavoratori (89/391/CE)
eventualmente
altre direttive
valide
direttiva
macchina
(89/392/CE)
Norme europee
armonizzate
singole
direttive uso di
mezzi di lavoro
(89/655/CE)
eventualmente
altre singole
direttive
Legislazione
Nazionale
Costruttore
Utilizzatore
Tabella 4/25
“Requisiti dalle norme europee”
Fonte: “Maschinen in Europa” di A.
J
e
Safety Integrated - Manuale applicativo
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4/21
4.5 Verifica e certi- 4.6 Analisi dei perificazione
coli e valutazione
del rischio
(estratto da una memoria tecnica (6)
del BIA ( Istituto per l’assicurazione
contro gli infortuni sul lavoro)
Un obbligo di verifica per sistemi di
azionamento con sicurezza integrata
non è di norma previsto. Questo vale
per impieghi in settori come macchine utensili, robot industriali, sistemi
di produzione automatizzati, macchine
per l’industria alimentare ecc. Per alcune macchine che ricadono nell’appendice IV della direttiva macchine
(p.e. presse, macchine per la lavorazione del legno) vi può essere l’obbligo di una verifica che può a sua volta
richiederne una verifica del sistema di
azionamento.
Secondo la direttiva macchine
89/392/CE il costruttore o chi esegue
la messa in servizio di una macchina o
di un componente di sicurezza è obbligato ad eseguire una analisi dei rischi
per determinare tutti i pericoli connessi con la sua macchina o con il suo
componente di sicurezza. Egli deve
progettare e costruire la macchina o il
componente di sicurezza rispettando
l’analisi eseguita. Una stima del rischio deve indicare i rischi restanti
che devono essere documentati.
Indipendentemente da questo si possono eseguire verifiche su qualsiasi
base. In generale anche quando nonne esiste l’obbligo, può essere richiesta dall’utilizzatore o dal costruttore
della macchina una verifica di questi
componenti da eseguirsi presso un
ente indipendente. Il motivo sta innanzitutto nella complessità del sistema di azionamento con la sicurezza
integrata. Gli utilizzatori non possono
stabilire da soli se i sistemi soddisfano gli obiettivi di sicurezza della direttiva macchina e le relative norme. Verifiche di questo tipo su sistemi
complessi dovrebbero già essere previste ed eseguite in fase di sviluppo,
cioè dovrebbero già iniziare nella fase
di progettazione. Si possono così evitare sviluppi errati ed il tempo di verifica si può pertanto ridurre.
Come documentazione, in caso di
test eseguito da un ente riconosciuto
secondo i sistemi di prova e certificazione BG su campione, viene rilasciato un certificato di omologazione secondo le corrispondenti direttive
europee ZH1/419 (5) con i relativi cartellini.
4/22
Safety Integrated - Manuale applicativo
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4.7 Incremento della disponibilità
con la tecnica di sicurezza integrata
Tramite la combinazione delle funzioni
di sicurezza descritte nel par. 4.3.2
“Descrizione delle funzioni” si possono realizzare concetti operativi completamente nuovi su macchine con
esigenze le più diverse. Accessi dell’operatore p.e. nel magazzino o nel
posto di riattrezzaggio possono avvenire in modo parallelo alla normale
produzione.
In primo piano sta comunque sempre
la protezione ottimale dell’operatore.
L’utilizzazione della macchina secondo
le norme per essa previste va salvaguardata.
Da queste nuove possibilità può anche avvantaggiarsi notevolmente la
protezione di macchina (macchina,
pezzi prodotti, utensili ecc.).
Tramite la tecnica di sicurezza integrata il trend si discosta da soluzioni
completamente hardware ed elettromeccaniche per andare verso software ed elettronica sostituendo quindi
con successo una tecnica soggetta
ad usura.
4
La tecnica di sicurezza integrata
consente:
• di ottimizzare il processo
• di svolgere in parallelo parti di processo
• di realizzare semplici infrastrutture
di macchina
• di rendere la macchina più facilmente asservibile.
Effetti sulla disponibilità:
• errori potenziali ridotti
• tempi di produzione più lunghi
• tempi di fermo macchina più brevi.
La tecnica di sicurezza integrata contribuisce ad aumentare la disponibilità.
La tecnica di sicurezza integrata consente inoltre un accesso intelligente
al sistema finora non noto fino ai sensori ed agli attuatori. Vi sono poi nuove possibilità di diagnosi che consentono in particolare un preventivo
riconoscimento di errori. Anche in
caso di errori che si verificano all’improvviso durante la produzione si
può ridurre notevolmente il rischio di
danni alle persone ed alla macchina
grazie ad un rapido riconoscimento
degli errori e ad un coordinato arresto
della macchina stessa.
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4/23
4.8 Supporto ai clienti
Elenco delle prestazioni (per costruttori di macchine e per clienti
finali)
Offerta
Descrizione delle prestazioni
Studio del progetto
Partendo dall’analisi dei pericoli e dalla filosofia di servizio desiderata dal cliente viene elaborato un adattamento delle funzioni di sicurezza per quella determinata macchina. A questo appartengono p.e.:
• modi di funzionamento previsti
• funzioni di sicurezza con cancelli di protezione chiusi
• funzioni di sicurezza con cancelli di protezione aperti
• concetto di emergenza
• analisi dei segnali esterni rilevanti per la sicurezza
Progettazione
Partendo dallo studio del progetto vengono implementate negli schemi elettrici della macchina le funzioni
standard
• arresto in sicurezza (SH), arresto operativo in
sicurezza (SBH)
• velocità ridotta in sicurezza (SG)
• finecorsa software sicuro (SE),
camme sicure (SN)
Vengono previsti in questa fase elementi di sicurezza
esterni (p.e. interblocchi per accessi, pulsanti di emergenza ecc.) o di tipo tradizionali oppure ne viene prevista la combinazione tramite la “logica programmabile
sicura” (SPL)..
Progettazione SPL
Partendo dalla progettazione standard vengono realizzati i seguenti oggetti per la SPL:
• schema funzionale
• programma logico per l’area PLC
• programma logico per l’area CN
• blocchi funzionali necessari (p.e. DB18)
Integrazione di questi oggetti nel sistema complessivo.
Messa in servizio
4/24
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Partendo dalla progettazione sviluppata vengono messe in servizio le funzioni di sicurezza. Il cliente mette
per questo a disposizione la macchina con gli azionamenti in grado di essere attivati e con il quadro
elettrico cablato secondo quanto previsto nella fase di
progettazione.
4
Offerta
Descrizione delle prestazioni
Protocollo di
accettazione
Partendo dalla documentazione della progettazione e
dell’avvenuta messa in servizio viene steso un protocollo di accettazione per le funzioni di sicurezza. Tra
queste operazioni citiamo:
• descrizione della macchina (nome, tipo ecc)
• descrizione dei concetti di servizio e di sicurezza
• descrizione delle sicurezze specifiche per asse
• test di tutte le funzioni di sicurezza compresa la logica SPL
• protocollo dei risultati del test
Al cliente viene consegnato il protocollo di accettazione in forma cartacea e su supporto elettronico .
Procedimento per
l’autorizzazione
Supporto in tutte le fasi per ottenere l’autorizzazione
presso un ente accreditato (p.e. BG/BIA) o presso
grosso clienti finali.
Workshop
Workshop sull’argomento sicurezza di macchina
vengono organizzati anche su specifiche richieste
del cliente e, se desiderato, vengono tenuti anche
presso il cliente.
Possibili contenuti:
• direttiva macchine, normative generali
• norme europee (specifiche per quel tipo di
macchina)
• analisi dei pericoli, valutazione dei rischi
• categorie di comando (secondo EN 954-1)
• SINUMERIK safety integrated: funzioni e
descrizione del sistema
• Progettazione dei dati macchina
• Messa in servizio
• Protocollo di accettazione
Hotline
In caso di gravi anomalie o in caso di problemi alla
messa in servizio è sempre disponibile un esperto
sull’argomento “SINUMERIK safety integrated” al
numero di telefono dell’hotline SINUMERIK.
Service sul posto
Personale esperto può analizzare sul luogo problemi
ed anomalie. Le cause vengono individuate e rimosse
oppure viene elaborato un concetto-soluzione che in
caso di necessità può essere implementato.
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Siemens S.p.A.
4/25
4.9 Dati di ordinazione e documentazione
Nell’840C le funzioni base SI-1 sono
disponibili. SI-2 con SPL è possibile
solo con 840D.
4.9.1 Software
Vedere par. 4.3.2 “Descrizione delle
funzioni”.
Software 840D
Nr. di ordinazione
Nota
Opzione base
6FC5250-0AC10-0AA0
compreso 4 azionamenti
Opzione asse
6FC5250-0AC11-0AA0
dal 5 azionamento
Software 840C
Nr. di ordinazione
Nota
Opzione base
6FC5150-0AC10-0AA0
compreso 4 azionamenti
Opzione asse
6FC5150-0AC11-0AA0
dal 5 azionamento
Le unità di regolazione devono essere
ordinate sempre con il circuito di misura DMS.
4.9.2 Hardware
SIMODRIVE Regolazione performance
Nr. di ordinazione
Nota
Esecuzione 1 asse
6SN1118-0DG22-0AA0
Circuito di mis. per segnali in corrente
Esecuzione 1 asse
6SN1118-0DG23-0AA0
Circuito di mis. per segnali in tensione
Esecuzione 2 assi
6SN1118-0DH22-0AA0
Circuito di mis. per segnali in corrente
Esecuzione 2 assi
6SN1118-0DH23-0AA0
Circuito di mis. per segnali in tensione
Nota: Raccomandiamo l’ingresso per segnali in tensione.
Le unità di regolazione devono essere ordinate sempre con il circuito di misura DMS.
SIMODRIVE Regolazione standard
Nr. di ordinazione
Nota
Esecuzione 2 assi
6SN1118-0DM23-0AA0
Circuito di mis. per segnali in tensione
Nota: Le unità di regolazione devono essere ordinate sempre con il circuito di misura DMS.
4/26
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4
SINUMERIK 840C Periferia NCK
Nr. di ordinazione
Nota
Unità di periferia mista I/O
6FC5111-0CB02-0AA0
16 ingressi, 16 uscite 0,4A
Connettore a 37 poli
6FC9302-2BD01
con LED verdi
Cavo di connessione
6FC9344-3XB-0AA1
unità-convertitore, 5m
SINUMERIK 840D Periferia NCK
Nr. di ordinazione
Nota
Blocco terminale NCU
6FC5211-0AA00-0AA0
per 8 moduli compatti DMP
Ingressi digitali
6FC5111-0CA01-0AA0
DMP compatto, 16 ingressi
Uscite digitali DC 24V, 0,5A
6FC5111-0CA02-0AA1
DMP compatto, 16 uscite
Uscite digitali DC 24V, 2A
6FC5211-0CA03-0AA1
DMP compatto, 8 uscite
Cavo di connessione
6FX2002-1CA01-1AB0
Bus azionam.-blocco terminale, 1m
SINUMERIK 840C Safety Integrated
Descrizione delle funzioni
Nr. di ordinazione
Nota
Tedesco
6FC5 197-0AC50-0AP0
Documentazione per il costruttore
Inglese
6FC5 197-0AC50-0BP0
Documentazione per il costruttore
SINUMERIK 840D Safety Integrated
Descrizione delle funzioni
Nr. di ordinazione
Nota
Tedesco
6FC5297-5AB80-0AP0
Documentazione per il costruttore
Inglese
6FC5297-0AB80-0BP0
Documentazione per il costruttore
Francese
6FC5297-0AB80-0DP0
Documentazione per il costruttore
Safety Integrated: breve descrizione
Nr. di ordinazione
Nota
Tedesco
6ZB5411-0AG01-0BA0
Inglese
6ZB5411-0AG02-0BA0
Francese
6ZB5411-0AG03-0BA0
Italiano
6ZB5411-0AG05-0BA0
Svedese
6ZB5411-0AG06-0BA0
4.9.3 Documentazione
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/27
4.10 Certificazioni
4/28
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
4/29
Applicazioni
5
5.1 Sicurezza su linee di presse
Controllori programmabili quale
alternativa economica a soluzioni
elettromeccaniche in applicazioni
complesse
Mentre le parti meccaniche delle
presse idrauliche e meccaniche e delle linee di presse hanno un tempo di
vita medio di alcuni decenni, il controllo e la tecnica di azionamento hanno invece un ciclo di vita assai più
breve. E nel settore della tecnica di
sicurezza gli intervalli di tempo per
sostituzioni dovute a usura sono
abbastanza ridotti.
Vengono così sostituiti preventivamente, ogni due anni, gli usuali
comandi di sicurezza.
Sono perciò qui richieste soluzioni
elettroniche non soggette a usura. In
questo capitolo viene descritta, come
soluzione esemplificativa, una linea di
presse funzionante in uno stabilimento della casa automobilistica BMW.
Descrizione della linea
La linea è costituita da sei presse di
grosse dimensioni equipaggiate con
comando elettronico. Per il controllo
due sono stati i punti più critici: da un
lato la realizzazione dell’automazione
della linea e dall’altro l’utilizzo della
tecnica di sicurezza integrata al posto
della tradizionale elettromeccanica.
Per l’automazione della linea ogni
pressa è stata equipaggiata con un
PLC SIMATIC S5-115U con periferia
decentrata (vedere Tabella 5.1). I
compiti principali svolti dal PLC sono
in breve:
• gestione di camme elettroniche,
• controllo di sicurezza,
• comunicazione con l’azionamento
principale,
• posizionamento della mazza, del
premilamiera e del cuscino per
imbutitura,
• regolazione della pressione della
mazza, confronto pesi e cuscino per
imbutitura,
• interfaccia per la visualizzazione,
5/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
• interfaccia verso il controllo di sicurezza (abilitazione alla meccanica e
raccolta di stati di funzionamento e
segnalazioni d’allarme).
• Lo spazio necessario nel quadro
elettrico si riduce notevolmente fino
anche di un 25% circa avendo così
a disposizione ulteriore spazio per
eventuali aggiunte.
PLC al posto dei relè
E adesso iniziamo a parlare dei compiti speciali che un comando “sicuro”
deve assicurare. “Sicuro” significa in
questo contesto che risponda alle
caratteristiche della categoria 4 della
norma europea EN 954-1. Il piccolo
controllore programmabile SIMATIC
S5-95F/P soddisfa pienamente questa
direttiva macchine grazie alla struttura
ridondata con un riconoscimento errori estremamente efficace e con un
completo autotest. Esso sostituisce
quindi gli usuali relè a contatti guidati
ed offre i vantaggi di un moderno PLC
liberamente programmabile anche nel
settore della sicurezza delle presse.
• I relè utilizzati devono essere sostituiti, in dipendenza dal funzionamento della pressa a colpo singolo
con alcuni milioni di cicli all’anno, in
media dopo due anni; e questo
significa circa 30 relè per pressa!
Elementi soggetti ad usura come
contattori e relè non si usano più
riducendo così sensibilmente i tempi di manutenzione.
• Cortocircuiti, collegamenti incrociati
degli elementi di servizio ed il
cablaggio vengono sorvegliati con
sicurezza dal SIMATIC S5-95F/P. Gli
errori vengono riconosciuti prima
che questi possano portare al fermo
della produzione. Tramite routine
interne è possibile avere una diagnosi chiara e precisa fino al riconoscimento dell’ingresso o dell’uscita
affetta da errore.
• La messa in servizio è molto più
breve. Nel cablaggio del SIMATIC
S5-95F/P non è possibile effettuare
errori grazie al numero contenuto di
collegamenti e ad una disposizione
standard dei morsetti di cablaggio
sui moduli d’ingresso e uscita. Nei
comandi tradizionali errori di cablaggio sono all’ordine del giorno
costando quindi tempo e denaro.
Siemens S.p.A.
Uomini e presse
Il funzionamento con alimentazione
manuale può oggi avvenire solo nella
fase di avviamento per la produzione
o di nuovi particolari o di piccoli lotti o
per produzioni speciali. Il nodo sta
proprio qui: le presse non devono
essere pericolose per il personale
addetto! Ogni pressa deve disporre di
tutti i dispositvi di sicurezza.
A seconda della dimensione dei pezzi, su una pressa possono essere
necessari fino a quattro addetti per il
caricamento e lo scarico dei pezzi.
Per questo si è scelto di collegare al
SIMATIC S5-95F/P fino a quattro pulpiti di comando a due mani oltre al
funzionamento di attrezzaggio. La
mazza della pressa viene messa in
marcia con sicurezza a seconda del
tipo di funzionamento scelto. Normalmente la mazza viene frenata dolcemente mentre in caso di pericolo
essa viene arrestata rapidamente.
Funzionamento automatico
Nel funzionamento automatico i problemi principali per il comando di
sicurezza sono altri. Nell’intorno di
una pressa infatti si devono realizzare
ulteriori funzioni di sicurezza . Le
zone di lavoro dei dispositivi di caricamento e di prelievo come pe. robot o
feeder, devono essere particolarmente controllate e tenute in sicurezza
tramite cancelli di protezione, barriere
luminose o prodotti analoghi. Tutti i
pulsanti di emergenza della linea di
presse si devono raggruppare, con
criterio, in aree di emergenza. A
seconda dell’estensione dell’impianto
complessivo sono sensati criteri che
ripartiscono su diversi comandi i molteplici compiti di sicurezza per realizzare unità funzionali autarchiche le più
piccole possibili.
5
Schutztür
Zweihandbedienpult
NOT-AUSTaster
Schutztür
Schutztür
Schiebetür
Schiebetür
Lichtvorhang
und Barrieren
Lichtvorhang
und Barrieren
M
M
Bremse
Kupplung
Nocken
Laufwächter
Bremse
Kupplung
Nocken
Laufwächter
Lichtvorhang
und Barrieren
Schiebetür
Schiebetür
Schutztür
Schutztür
Schutztür
Belader
Presse 1
Roboter (oder Feeder)
Presse 2
Tabella 5/1
Schema a blocchi della linea di presse. Ognuna delle sei presse della linea è stata equipaggiata con un SIMATIC S5.-115U
Sicurezza
Conclusione
I compiti del funzionamento con alimentazione manuale e della produzione a ciclo continuo vengono risolti
insieme dall’hardware e dal software:
tramite apparecchiatura in configurazione ridondante, tramite routine
firmware interne come p.e. test sul
corto circuito, tramite i moduli di sicurezza approvati dall’ispettorato tedesco Acciai e Metalli III come i comandi a due mani , i dispositivi di controllo dei cancelli di protezione, i controlli
dei programmatori di camme e dei
finecorsa, i pulsanti di emergenza o
le barriere luminose. Sono così soddisfatte tutte le esigenze delle linea di
presse. Tutto questo è stato certificato sull’impianto qui descritto da un
ente pubblico tedesco.
L’impianto qui brevemente descritto è
in funzionamento dalla metà del 1995
ed è il primo impianto realizzato con
questa nuova tecnica. Qui il controllo
di sicurezza della pressa rivela tutti i
suoi vantaggi: tra cui l’assenza di parti soggette ad usura, il confortevole
controllo errori, la semplificata messa
in servizio ed il minor spazio nell’armadio elettrico.
Grazie alle loro funzioni interne ed ai
moduli software certificati, i controllori programmabili ad elevata sicurezza
si possono usare in modo flessibile
su moltissime presse. Essi rappresentano così la base per ulteriori
equipaggiamenti nel settore delle
presse non solo per le singole presse
meccaniche ed idrauliche ma anche
per impianti complessivi come abbiamo qui descritto.
Figura 5/2
Il piccolo controllore SIMATIC S5-95F/P
risponde alle normative di sicurezza grazie
alla struttura ridondata con riconoscimento
errori ed autotest
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/3
5.2 SIMATIC S5-95F
5.2.1 Sistemi di trasporto
nell’industria automobilistica
S5-95F sulle linee di produzione
della Mercedes classe A
Nello stabilimento di Rastatt (RFT)
della Daimler-Benz viene prodotta di
serie la nuova Mercedes della classe
A. Ogni area di montaggio è equipaggiata con apparecchiature di controllo
che rispondono ai più moderni stand
della tecnica. Questo vale anche p.e.
per la protezione delle persone e delle
macchine sulle linee di lastratura (carrozzeria), di finitura e sui servizi ausiliari di stabilimento. Al posto della tecnica di sicurezza tradizionale la Daimler-Benz ha deciso di utilizzare qui il
controllore fail-safe SIMATIC S5-95F.
La realizzazione di concetti di sicurezza
nel settore protezione di macchine e di
persone con l’aiuto di controllori programmabili sicuri da errori è stata possibile solo dal 1994 con l’introduzione
sul mercato del SIMATIC S5-95F.
Questo ritardo è dipeso tra l’altro dal
fatto che le norme speciali per questi
settori sono molto restrittive e lo
stand della tecnica ha avuto bisogno
di tempo per poterle soddisfare.
tezione per entrare e uscire da determinate zone, funzioni di muting ( cortocircuitare la barriera luminosa per la
durata del percorso tra l’entrata e l’uscita) e pedane a interruttore.
Il controllore sicuro da errori SIMATIC
S5-95F è stato utilizzato dal 1994 in
numerosissime applicazioni ove il failsafe è irrinunciabile, fornendo ottimi
risultati e definendo così lo stand della tecnica di sicurezza nel settore della protezione delle persone e delle
macchine.
Negli impianti precedenti tutte queste
aree di sicurezza sono sempre state
equipaggiate con componenti elettromeccanici di sicurezza convenzionali
(relè, contattori, dispositivi di emergenza). Con l’impiego del SIMATIC
S5-95F tutti questi componenti non
servono più.
Risparmi con l’impiego di controllori fail-safe
Nella fabbrica automobilistica di
Rastatt i dispositivi di sicurezza delle
isole di lavoro lungo le linee di lastratura hanno rappresentato l’impiego
principale dell’ S5-95F. Oltre sessanta
sistemi controllano qui molte funzioni
di sicurezza delle varie isole. Tra queste pulsanti di emergenza, interruttori di manutenzione, cancelli di manutenzione, barriere luminose quali pro-
Se si fa un confronto tra la tecnica di
sicurezza convenzionale cablata ed il
SIMATIC S5-95F non si deve fare una
valutazione solo sul prezzo di acquisto che può essere svantaggioso per
il SIMATIC su impianti estesi. Tra le
valutazioni da fare occorre tener presente per le potenzialità di risparmio
anche le seguenti caratteristiche:
• spazi ridotti nei quadri elettrici,
• costi di ingegnerizzazione contenuti,
• eliminazione di errori di cablaggio,
• tempi di arresto contenuti grazie
alla efficace diagnosi,
• documentazione prodotta automaticamente,
• per impianti uguali la possibilità di
dupplicarli senza errori.
Inoltre la disponibilità degli impianti
progettati come sicuri viene aumentata perché la componentistica elettromeccanica viene sostituita dall’elettronica eliminando così le parti usurabili.
Tutto il potenziale della famiglia
SIMATIC
Il SIMATIC S5-95F fa parte a tutti gli
effetti della famiglia di controllori programmabili SIMATIC con tutti i vantaggi che ne derivano. Tra questi si
può citare la programmazione, la
documentazione, le funzioni di test e,
con il pacchetto di programmazione
Tabella 5/3
Per impianti ad alto rischio per macchie e
persone come p.e. le linee di lastratura di
autovetture, il controllore fail-safe SIMATIC
S5-95F gestisce in modo ottimale la sicurezza
5/4
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Siemens S.p.A.
5
standard, anche moltissime possibilità di comunicazione per esempio il
collegamento con il controllore standard SIMATIC S5-115U tramite semplice accoppiamento punto a punto o
tramite PROFIBUS.
I noti potenti concetti di diagnostica
del SIMATIC ed un aggiuntivo pacchetto di configurazione e diagnosi
con segnalazioni con testo in chiaro
riducono considerevolmente i tempi
di fermo macchina per la ricerca dei
guasti.
Per poter meglio coordinare tutti i fornitori delle varie sezioni degli impianti
dello stabilimento di Rastatt in modo
che tutte le forniture fossero omogenee e compatibili, è stata stesa, nel
quadro della partnership tra Siemens
e Daimler-Benz per questo progetto
riguardante i comandi e la tecnica di
visualizzazione, la specifica “ S5-95F:
direttive per la progettazione”. Questa
direttiva è servita come linea guida
per i progettisti ed i fornitori dei vari
impianti e tratta temi quali:
• configurazione hardware dell’S5-95F
ed indirizzamento della periferia.
• progettazione con il tool software
COM95F.
• struttura del programma con biblioteca programmi.
• utilizzo delle emergenze.
• barriere luminose con funzioni di
muting.
• interfaccia di comunicazione con il
SIMATIC S5-115U.
• lista di attribuzione campione ed
esempio di programma.
Su alcuni modelli che simulavano tutte
le apparecchiature e dispositivi di sicurezza dello stabilimento di Rastatt compreso il controllore fail-safe S5-95F
sono stati scritti e testati i programmi
applicativi.
verificato da ultimo anche il concetto
complessivo elaborato ed i tempi di
reazione. In particolare l’oggetto della
prova è stata la riproducibilità dei tempi
di disattivazione tramite S5-95F che
devono essere indipendenti dal programma applicativo.
Integrazione nel sistema di supervisione dell’impianto
Poiché il SIMATIC S5-95F fa parte
integrante della famiglia di controllori
SIMATIC anche l’integrazione di questo con il sistema di supervisione dell’impianto non ha rappresentato alcun
problema. Tramite una economico collegamento punto a punto ogni controllore fail-safe è stato collegato al proprio controllore S5-115U (CPU 945) di
impianto. A sua volta il controllore
d’impianto è collegato ad un pannello
operatore di supervisione (Human
Machine Interface) per tenere sotto
controllo l’impianto. con il supporto
del bus di comunicazione si possono
così trasferire, emettere ed archiviare
in modo automatico con testo in chiaro dai vari S5-95F segnalazioni di diagnosi quali lo stato degli elementi di
sicurezza pe. dei pulsanti di emergenza che viene visualizzato nella relativa
pagina video.
Nello stabilimento automobilistico di
Rastatt i controllori programmabili failsafe SIMATIC non sono stati utilizzati
solo sulle linee di lastratura. Anche in
altre aree dello stabilimento questi
gestiscono funzioni di controllo orientate alla sicurezza:
• nell’area di allestimento (o montaggio finale) della nuova vettura della
classe A sono utilizzati ben otto S595F per i dispositivi di sicurezza delle isole meccanizzate (p.e. incollatura automatica del parabrezza o
montaggio dei sedili).
• nell’area trattamenti superficiali
sono installati dodici sistemi S5-95F
per i dispositivi di sicurezza dei
sistemi di verniciatura.
Per impieghi rilevanti per la sicurezza
quali emergenze e muting per barriere
luminose sono disponibili speciali blocchi funzionali standard certificati
dall’Istituto per l’assicurazione contro
gli infortuni sul lavoro (BIA).
• nell’area degli impianti tecnici di
stabilimento sette S5-95F governano e controllano i bruciatori della
centrale termica di stabilimento.
Su questi modelli per test il BIA ha
Tutti i sistemi stanno funzionando
Figura 5/4
Tramite un collegamento standard tra l’S595F ed il controllore S5-115U sovraordinato tutti gli stati di funzionamento e le segnalazioni possono essere visualizzate su
un sistema di supervisione
Figura 5/5
Il raggruppamento di più funzioni di sicurezza di una area di lavoro in un unico controllore fail-safe S5-95F porta a risparmiare
spazio nel quadro elettrico
senza errori e con la più completa
soddisfazione dei responsabili di stabilimento. Al termine del funzionamento di test il pacchetto di sicurezza
del impianto complessivo è stato infine verificato dal BIA. Come risultato
è stato confermato il rispetto di tutti
gli obiettivi di sicurezza come pure il
rispetto dei tempi di disattivazione
riproducibili. La produzione di serie
delle vetture della classe A è così
potuta iniziare “in modo sicuro” da
metà ottobre 1997 anche con un particolare riguardo alla sicurezza delle
persone e dei macchinari.
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Siemens S.p.A.
5/5
5.2.2 Protezione del personale sui robot di saldatura a portale
Funzioni
Il PLC fail-safe SIMATIC S5-95F è stato configurato, programmato e messo in servizio in un tempo estremamente breve da un centro di competenza Siemens H/F (sistemi disponibili e sicuri).
La lettura delle posizioni istantanee
del robot avviene con il supporto di
due programmatori di camme fissate
al robot e collegati in modo ridondante con moduli di periferia esterni al
SIMATIC S5-95F. A seconda del tipo
di funzionamento scelto e della posizione, vengono controllate le fotocellule di percorso longitudinale e trasversale. Se una di queste fotocellule
viene interrotta dal personale di servizio, avviene una disinserzione sicura
e garantita del movimento in corso
nel giro di max. 10ms, indipendentemente dal tempo di ciclo del PLC.
Viene inoltre controllata pure la posizione del braccio operativo del robot
e l’esatta posizione del robot stesso
all’interno di una zona delimitata da
fotocellule. Nel caso in cui il braccio
mobile superi la zona delimitata dalle
fotocellule, si attiva parimenti un arresto immediato. Le coordinate istantanee del robot vengono trasmesse,
tramite uscite del SIMATIC S5-95F, ad
un controllore sovraordinato per essere visualizzate. Per la determinazione
della posizione del robot è stato sviluppato un blocco di programma standard parametrizzabile che consente
l’ampliamento dell’impianto a più
zone delimitate da fotocellule in
modo semplice.
SIMATIC
S5-95F
Fotocellule
Programmatore
di camme
Tabella 5.6
Schema a blocchi del sistema di sicurezza
5/6
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• spazi contenuti nel quadro elettrico
• flessibilità
• prezzo interessante
• tempi di reazione ridotti
• efficaci possibilità di diagnostica
• semplice adattamento della progettazione in caso di ampliamenti futuri
• possibilità di sviluppare blocchi funzionali standard certificabili
• sicurezza elevata
Struttura del sistema:
1 PLC SIMATIC S5-95F con
64 DI/DO di periferia rilevanti per la
sicurezza
24 DI/DO di periferia non rilevanti per
la sicurezza
Costruttore del robot:
Bisiach & Carru, Torino, I
Robot
PLC
sovraordinato
Vantaggi per il cliente
5
Tabella 5/7
Robot a portale per saldatura tipo TJKP7
Tabella 5/8
Quadro elettrico contenente il SIMATIC
S5-95F
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/7
5.2.3 Locomotive radiocomandate
Comando a distanza di locomotive
p.e. di locomotive diesel per centri
di smistamento vagoni ferroviari
La Soc. NEGA GmbH di Oberhausen
(Repubblica Federale Tedesca) costruisce vetture per rotaie (non solo locomotive destinate al solo uso su rotaia
ma anche vetture combinabili
rotaia/strada) e revisiona o trasforma
vecchie vetture che possono funzionare senza guida alcuna.
Una delle vecchie vetture revisionate
è una locomotiva per centri di smistamento del tipo Henschel DAG 240 per
la ditta MIGROS Betriebe GmbH di
Birsfelden (Confederazione Elvetica).
Questa locomotiva ha una potenza di
circa 250 PS e può raggiungere una
velocità massima di 20 Km/ora. Può
inoltre funzionare senza macchinista.
Compiti
Realizzazione
Per la realizzazione delle funzioni di
sicurezza è stato utilizzato un controllore compatto modulare ed autarchico, il SIMATIC S5-95F. Compiti principali di questo controllore fail-safe
sono le conversioni senza errore dei
segnali di comando provenienti dal
ricevitore, il controllo di entrambi i
pulpiti di comando manuale nel funzionamento senza conducente, il controllo della locomotiva, il controllo con
sicurezza del motore e del cambio
come pure l’arresto di emergenza al
superamento di determinati valori
limite. I parametri rilevanti per la sicurezza controllati sono tra gli altri temperatura del cambio e del motore,
aria compressa, pressione dell’olio
nel motore e nel cambio e velocità
della vettura.
Il controllore fail-safe SIMATIC S5-95F
in questa applicazione è stato collegato con il comando radio tramite
periferia E/A esterna rilevante per la
sicurezza. Il controllore S5-95F controlla l’elaborazione dei segnali di
comando che possono arrivare dal
comando a distanza o da entrambi i
pulpiti di comando locali. Questi
segnali vengono convertiti quindi in
segnali di comando per il motore ed il
cambio. Inoltre l’S5-95F gestisce il
controllo errori e la corretta inserzione del motore e del cambio come
pure la disattivazione in caso di emergenza al superamento dei parametri
critici di sicurezza. Gli stati di funzionamento relativi della locomotiva per
centri di smistamento (marcia avanti
o marcia indietro) vengono segnalati
sul pulpito locale di servizio.
Motore
Pulpito di
servizio
sinistro
Comando
a distanza
SIMATIC
S5-95F
Pulpito di
servizio
destro
Cambio
Fig 5/9
Schema a blocchi del comando
5/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5
Figura 5/10
Controllore SIMATIC S5-95F con 64 E/A di periferia rilevanti per la sicurezza e 16 E/A di
periferia non rilevanti per la sicurezza
Figura 5/11
Quadro elettrico con l’S5-95F ed il radiocomando installato sulla locomotiva
Vantaggi per il cliente
• spazi contenuti nel quadro elettrico
• flessibilità
• prezzo contenuto
• omologazione dell’S5-95F da parte
dell’ente federale tedesco delle ferrovie
• confortevoli possibilità di diagnosi
per una rapida ricerca degli errori
• riutilizzo con eventuale riadattamento della progettazione per altri
impianti
• stand elevato di sicurezza
Costruttore:
NEWAG GmbH, Oberhausen
Cliente finale:
MIGROS Betriebe, Birsfelden (CH)
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5/9
5.2.4 Ottovolanti per
lunapark
Introduzione
La società francese Reverchon è dal
1927 uno dei più importanti costruttori di attrezzature per lunapark e realizza oltre alle nostalgiche giostre anche
autoscooter, giochi con l’acqua ed
ottovolanti. Nonostante l’elevata velocità ed i percorsi avventurosi, i passeggeri devono essere riportati di
nuovo a terra in modo sicuro, sani e
salvi.
Funzioni
Per la sicurezza dei passeggeri, le prestabilite distanze di sicurezza tra le
navicelle o barchette devono essere
garantite indipendentemente dal tipo
di funzionamento. Nel caso peggiore
le navicelle o le barchette devono
essere arrestate senza collisione in
modo sicuro.
Per questo vengono montati sensori
ridondanti nei punti più importanti
delle guide su cui si muovono i mezzi. Il SIMATIC S5-95F elabora queste
informazioni e sblocca, in caso di
necessità, tramite uscite rilevanti per
la sicurezza, i freni a suo tempo azionati. Si possono inoltre riconoscere
durante il loro funzionamento componenti difettosi in modo tale che i lavori di manutenzione possono essere
eseguiti senza interrompere il normale funzionamento.
5/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Figura 5/12
Tipico impianto da parco divertimenti
Realizzazione
Sulla base delle esperienze fatte con
la programmazione dei controllori
standard della famiglia SIMATIC, la
società Reverchon, dopo un corso
dedicato all’S5-95F, è stata in grado di
stabilire, tramite una analisi dei rischi
delle singole fonti di pericolo, la classe di rischio e di scegliere di conseguenza i sensori e gli attuatori.
Infine il SIMATIC S5-95F è stato programmato come un controllore standard ad un canale non ridondante.
Siemens S.p.A.
5
Caratteristiche tecniche
Vantaggi per i clienti
• ottovolante con gondole girevoli
• flessibilità
• superficie complessiva: 42m x 19m x 15 m
• possibile il funzionamento limitato
con uno e persino più errori d’impianto
• lunghezza del circuito: 420m
• durata di un giro: due minuti e mezzo
• 9 gondole con 4 posti cad.
• capacità d trasporto/ora: 900-1000 persone
• velocità minima: 4-5 m/s
• velocità massima: 10 m/s
• 150 punti di arresto
Tabella 5/13
Caratteristiche tecniche
• diagnostica ricca ed efficace per
una veloce localizzazione dell’errore
anche via modem. eventuali fermi di
impianto si riducono al minimo
• progettazione adattabile e trasferibile su altri impianti
• semplificazione nella certificazione
dell’impianto essendo il SIMATIC
S5-95F certificato dal TUV
Costruttore:
Società REVERCHON, Samois, Francia
Cliente finale:
Spinning Coaster, Fiume, Slovenia
Struttura dell’S5-95F: Ingressi/uscite
rilevanti per la sicurezza : 60
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5/11
5.2.5 Comando bruciatori
in una centrale termica
La società ESP-GEKO GmbH con sede
a Monaco di Baviera (RFT) costruisce
e mette in servizio centrali termiche
per produrre energia elettrica.
Una di queste centrali si trova a Feldberg (RFT) ed è stata attivata con
successo nel 1998.
La centrale possiede due linee di bruciatori con ciascuna una propria caldaia per la produzione di 12,5 tonnellate di vapore per caldaia. La turbina a
vapore è stata dimensionata per una
potenza di 5MW.
Funzioni
Per la realizzazione delle funzioni di
sicurezza richieste da questo tipo di
impianto sono stati utilizzati tre controllori programmabili fail-safe SIMATIC S5-95F. Compiti principali di questi tre sistemi di automazione sicuri
sono il controllo dell’impianto di combustione e del sistema di alimentazione dell’acqua e dell’aria compressa.
Realizzazione
Vantaggi per il cliente:
I tre SIMATIC S5-95F fail-safe sono in
questo impianto collegati tramite
MODBUS con un controllo di processo sovraordinato.
• spazi ridotti nel quadro elettrico
Tutti i valori di processo controllati dai
SIMATIC S5-95F possono essere
visualizzati dal sistema di controllo
del processo e protocollati. Per agevolare la diagnosi e la rimozione di
possibili errori , le segnalazioni di
sistema del SIMATIC S5-95F vengono
parimenti inviate tramite MODBUS al
sistema di controllore del processo e
lì visualizzate. Le esigenze della
società che gestisce l’impianto riguardo la manutenzione economica a
distanza dei singoli S5-95F si sono
potute realizzare in modo molto semplice tramite modem.
• in caso di guasto di un controllore
fail-safe il resto dell’impianto resta
ancora disponibile
I parametri rilevanti per la sicurezza
controllati sono, tra gli altri, il controllo della pressione del vapore, la temperatura della caldaia, il tempo di preventilazione, la depressione nella
camera di combustione, la pressione
dell’acqua di alimentazione, il contenuto di ossigeno, il sistema di alimentazione dell’acqua e di rimozione delle ceneri della combustione ed infine
il sistema di alimentazione dell’aria
compressa.
5/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
• flessibilità
• prezzo contenuto
• possibilità di manutenzione a distanza
• possibilità di comunicazione tramite
MODBUS o PROFIBUS
• possibilità di colloquiare con un controllo di processo
• possibilità di diagnosi completa per
la localizzazione degli errori
• semplicità nel trasferimento e nell’adattamento della progettazione
su altri impianti.
5
Costruttore:
Società ESP-GEKO GmbH, Monaco
(RFT)
Sistema di controllo del processo
Cliente finale:
Soc. Infratec, Feldberg (RFT)
Controllo fail-safe:
tre SIMATIC S5-95F
collegamento via MODBUS,
60 I/O rilevanti per la sicurezza per
controllo.
SIMATIC
S5-95F
Centrale
SIMATIC
S5-95F
Linea bruciatore 1
SIMATIC
S5-95F
Linea bruciatore 2
manut. a
distanza
Tabella 5/13
Schema a blocchi dell’impianto
Figura 5/14
Quadro elettrico con il SIMATIC S5-95F ed
il modem per la manutenzione a distanza
Figura 5/15
Visualizzazione dell’S5-95F sul sistema di
controllo del processo
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/13
5.2.6 Tecnica di controllo
del processo: produzione
di polistirolo
La società BPM di Breda (Olanda)
appartiene al gruppo Schell ed è leader nella produzione di polistirolo. Nel
gennaio 1998 è stata messa in servizio con successo accanto all’impianto
esistente una ulteriore linea di produzione con una capacità annua di
40.000 tonnellate. L’impianto funziona
con pressione e temperature elevate
e con materiali altamente esplosivi.
Funzioni
Per coprire i rischi di sicurezza legati
alla produzione sono stati utilizzati
due controllori compatti fail-safe
SIMATIC S5-95F. Compito principale
delegato a questi controllori è il controllo sicuro del processo di polimerizzazione. Tra i parametri critici per la
sicurezza controllati citiamo innanzitutto la temperatura e la pressione.
Nel caso che questi parametri superino i loro valori limite ammessi, in
caso di fallimento delle normali reazioni previste, viene comandata, tramite l’S5-95F, la riduzione del flusso
della materia prima e, come ultima
possibilità, l’interruzione del processo
di polimerizzazione. In questo caso la
linea di produzione viene portata
completamente in uno stato sicuro.
Solo quando tutti i componenti non
rilevanti per la sicurezza sottordinati
“falliscono”, e ne può derivare uno
stato pericoloso, intervengono i PLC
S5-95F.
Vantaggi per il cliente
Realizzazione
• possibilità di comunicazione ad alta
disponibilità e contemporaneamente rilevante per la sicurezza su bus
PROFIBUS standard
A causa della disponibilità entrambi i
controllori S5-95F sono collegati tramite PROFIBUS DP ridondato con il
sistema di controllo del processo
sovraordinato e con il controllore ad
elevata disponibilità S5-155H. I due
PLC S5-95F comunicano tra di loro in
modo ridondante e sicuro tramite
PROFIBUS standard. Tutti i dati di processo controllati possono così essere
visualizzati sul sistema di controllo
del processo e lì protocollati. E’ inoltre possibile in ogni momento impostare nuovi valori limite per i parametri controllati direttamente dal controllo di processo via PROFIBUS.
Entrambi gli S5-95F in questa struttura d’impianto sono utilizzati come i
cosiddetti dispositivi di protezione
MSR. Per l’ammortamento di un
impianto di produzione la disponibilità
è un postulato irrinunciabile. Per questo il processo vero e proprio è controllato da un PLC ad elevata disponibilità quale il SIMATIC S5-155H.
5/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
• spazi ridotti nel quadro elettrico
• flessibilità
• prezzo contenuto
• comunicazione con il controllo di
processo
• possibilità di diagnosi efficace per la
localizzazione degli errori
• semplice programmazione.
5
Figura 5/16
Ethernet
S5-155H
PROFIBUS
SIMATIC
S5-95F
SIMATIC
S5-95F
Tabella 5/17
Schema a blocchi dell’impianto
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/15
5.2.7 Trasporto di persone
nella miniera di sale di
Berchtesgaden
Introduzione
La ferrovia elettrica costruita dalla Soc.
Scharf GmbH di Hamm (RFT) per i visitatori della miniera di sale di Berchtesgaden è in funzione con pieno successo dal 1996. Con una capacità massima di trasporto di 6.600 persone al
giorno, riesce a fare fronte anche ai
giorni di maggiore affluenza trasportando i visitatori nella miniera in modo
sicuro e senza lunghi tempi di attesa.
La Soc. Scharf è leader mondiale nel
settore dei sistemi di trasporto guidati per le miniere sotterranee. Gli
impianti principali prodotti sono vagoni appesi ad una monorotaia, ascensori speciali e sistemi di seggiovie. La
Soc. Scharf consegna i suoi impianti
anche altri settori industriali con problematiche analoghe a quello dell’industria mineraria quali le costruzioni
di tunnel e di pozzi.
Figura 5/18
SIMATIC S5-95F sotto i sedili della vettura trainante
La precedente ferrovia azionata a
fune ha trasportato dal 1911 circa
19,5 milioni di visitatori ed è stata
sovente sfruttata alla sua capacità
massima. Alla ricerca di un sistema di
trasporto con un proprio sistema di
azionamento che aumentasse il
numero delle persone trasportate con
una contemporanea riduzione del
numero di addetti, la società che
gestisce il trasporto ha scelto un
impianto automatizzato a sezioni con
capotreno.
Quattro treni ciascuno con otto carrozze trasportano per corsa e per treno 55
persone. La velocità massima all’avviamento è di 2,5 m/s e all’arrivo è di 3,5
m/s; ogni 300 secondi parte un nuovo
treno . il percorso complessivo di 1.400
metri è suddiviso in sei sezioni in ognuna delle qual è installato subito dopo
un segmento normale di binario un
segmento di frenatura. In un segmento
di frenatura la carrozza (vettura ) viene
frenata se nel segmento successivo si
trova ancora una vettura.
5/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Figura 5/19
SIMATIC S5-95F installato in quadro elettrico per il controllo dei vari segmenti
Realizzazione
Le più severe esigenze in merito alla
sicurezza dell’intero sistema di
comando della ferrovia della miniera
sono state pienamente soddisfatte
utilizzando più sistemi fail-safe SIMATIC S5-95F. Per il comando della locomotiva il controllo è stato installato
direttamente sulla locomotiva stessa
Siemens S.p.A.
mentre per il controllo delle varie
sezioni è stato installato in quadri
elettrici a terra. In conformità all’analisi di rischio secondo le norme DIN V
19250 i controllo delle locomotive
sono sottoposti alla classe di sicurezza 3 ,4, e 5 mentre il controllo delle
vetture nei vari segmenti è sottoposto alla classe 5.
5
Comando delle vetture
Per il comando delle vetture il SIMATIC S5-95F è stato collocato sotto il
sedile laterale della vettura trainante
che, con le sette vetture agganciate,
costituisce uno dei quattro treni della
miniera. Ogni vettura dispone di un
proprio azionamento ed ogni motore
è dotato di un freno che si attiva
automaticamente in caso di mancanza di tensione. Ulteriori componenti
elettromeccanici sono le doppie spazzole, i convertitori di frequenza ed i
datori di segnale.
L’S5-95F controlla la correttezza dei
parametri introdotti per la velocità delle vetture ed i ritardi alla frenatura nel
funzionamento semiautomatico ed
automatico. Il conducente può inoltre,
tramite manovella di guida, influire
direttamente sulle funzioni di ritardo
o di frenatura di emergenza e, in caso
estremo, arrestare tutto il treno tramite i dispositivi di emergenza. Anche
questa funzione viene controllata dal
SIMATIC S5-95F.
con ognuno dei SIMATIC S5-95F del
segmento successivo. In parallelo a
questo vengono scambiati dati, tramite una comunicazione standard, con il
livello centrale di gestione e supervisione.
Comunicazione
Il binario di alimentazione viene controllato centralmente tramite un
SIMATIC S5-115U con CPU 943 e tramite un pannello operatore OP 25
che rappresenta il sistema di servizio
e supervisione d’impianto. La comunicazione standard tra questa stazione di testa ed i comandi dei vari segmenti per il servizio e la supervisione
avviene tramite il sistema di bus
SINEC L1 funzionante secondo il principio master-slave. I SIMATIC S5-95F
collegati comunicano parimenti tra di
loro sullo stesso sistema di bus ma in
questo caso la trasmissione dei dati
avviene in modo sicuro.
Per questo sistema di bus sono
disponibili gateways per PROFIBUS.
In caso di nuovi impianti è possibile
già oggi far comunicare tra loro i
SIMATIC S5-95F in modo sicuro sul
bus standard PROFIBUS mentre
avviene un contemporaneo scambio
dati con componenti standard.
La comunicazione tra i controllori failsafe SIMATIC S5-95F installati sulle
quattro vetture trainanti ed i controllo
dei vari segmenti del percorso avviene tramite contatti installati sui binari.
Costruttore:
Maschinenfabrik Scharf GmbH,
Hamm, (RFT)
Cliente finale:
Salzbergwerk, Berchtesgaden (RFT)
Controllori installati:
4 SIMATIC S5-95F sulle vetture trainanti,
6 SIMATIC S5-95F sui vari segmenti
di ferrovia,
1 SIMATIC S5-115U (CPU 943) con
OP 25.
Controllo dei vari segmenti
Per ognuno dei sei segmenti di frenatura e corsa è stato utilizzato un S595F. Compito principale di questi
SIMATIC S5-95F installati in quadri
elettrici a terra è di attivare il segnale
di via libera sulle linee di contatto tra
vettura e binario come pure la comunicazione rilevante per la sicurezza
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/17
5.2.8 Comando a distanza VICOS OC 15 per cabine di blocco a relè
Nel posto centrale di comando e di
gestione del traffico ferroviario urbano
( metropolitane e linee tranviarie) ed
industriale in tutto il mondo si devono
poter comandare e controllare tutte le
cabine di blocco collegate sia esse
elettroniche o tradizionali a relè.
Con l’introduzione della cabine di
blocco SICAS (Siemens Computer
Aided Signalling) è stato sviluppato
un sistema di controllo VICOS OC
100 con postazioni di servizio che
soddisfa pienamente le esigenze di
multifunzionalità.
il comando a distanza VICOS OC 15
utilizza come centrale la postazione di
servizio di VICOS OC 100 . Per il trasferimento dei dati si utilizzano sistemi che si trovano normalmente sul
mercato quali il SIMATIC S5-95F, collegamenti a bus o punto a punto. La
nuova stazione di comando a distanza
sviluppata è modulare ed impiega
componenti hardware dell’ultima
generazione, i controllori S7 ed S5
della famiglia SIMATIC. Questo
hardware standard è disponibile in
tutto il mondo. Una stazione di
comando a distanza consente, in
dipendenza dal carico del telegramma
Figura 5/20
Carrozza tranviaria della Soc. Ustra Hannoversche Verkersbetriebe AG nel quartiere
fieristico di Hannover
e dal mezzo di comunicazione, la
comunicazione con max 16 partner
(postazioni di servizio, sistemi di
gestione). Il controllo a distanza
VICOS OC 15 è stato testato in
accordo alle norme tecniche di sicurezza ferroviarie (norma Mu 8004)
emanate dall’ufficio federale ferroviario della Repubblica Federale Tedesca.
In merito alla sicurezza il comando a
distanza non deve essere visto come
un isola ma come membro della cassetta di comunicazione “posto di servizio cabina di blocco”.
Il comando a distanza si utilizza per
l’interfacciamento di una zona di
disinserzione in una stazione di blocco a relè. Esso realizza l’interfaccia
dati di processo per la cabina di blocco a relè che può così essere direttamente controllato dal sistema di controllo VICOS OC 100.
Dispositivi di servizio e visualizzazione
Per il sistema di comando a distanza
VICOS OC 15 non è disponibile alcun
dispositivo di servizio e visualizzazione. Il sistema viene controllato dai
dispositivi del sistema di servizio
VICOS OC 100.
Referenze
Il comando a distanza VICOS OC 15 è
utilizzato attualmente presso le
seguenti società:
• Lausitzer Braunkohle AG, Senftenberg, RFT
• Rheinbraunkohlenwerk AG, Koln, RFT
• Verkehrs- Aktiengesellschaft Nurnberg (VAG), Nurnberg, RFT
• Ustra Hanmnoversche Verkehrsbetriebe AG, Hannover, RFT (Tabella
5.16).
Configurazione hardware
L’hardware della stazione di comando
a distanza (Tabella 5.21) è basata sul
controllore programmabile fail-safe
SIMATIC S5-95F (confronto sicuro
con certificazione dell’ispettorato
federale delle ferrovie tedesche) e dal
SIMATIC S7-400 (come canale originale e di riferimento).
Per il collegamento alla centrale di
comando a distanza secondo lo schema a blocchi riportato il Tabella 5.22 è
5/18
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Figura 5/21
Hardware della stazione di comando a
distanza VICOS OC15 nel quadro elettrico
possibile utilizzare una rete locale, il
PROFIBUS o un accoppiamento via
modem. Se si devono collegare più
stazioni di comando a distanza oppure cabine di blocco SICAS alla rete
locale o al PROFIBUS , queste, per
motivi di disponibilità, possono essere raddoppiate. Il numero dei partner
possibili che possono comunicare con
una stazione di comando a distanza
può essere al massimo di 16.
Sicurezza nella tecnica di segnale
La sicurezza del comando a distanza
VICOS OC15 è basata sul controllore
programmabile fail-safe SIMATIC S595F per eseguire i confronti necessari
nelle stazioni di comando a distanza.
La centrale di comando a distanza
viene realizzata utilizzando il VICOS
OC 100. Le visualizzazioni ed i
comandi vengono salvati tramite adeguate procedure. L’accesso alle
segnalazioni da parte delle cabine di
blocco avviene tramite hardware ad
un canale. Segnalazioni invece rilevanti per la sicurezza vengono attivate
in modo antivalente tramite un canale
di riferimento.
I processori (canale originale e canale
di riferimento) si scambiano reciprocamente le segnalazioni scannerizzate e memorizzano stati di particolari
elementi. Entrambi i processori ese-
5
guono la valutazione delle novità e
generano in modo indipendente tra di
loro i telegrammi di segnalazione di
stato. Questi vengono trasferiti da
entrambi i processori al “comparatore
di sicurezza” che li confronta.
In caso di irregolarità il SIMATIC S5-95F,
come comparatore sicuro, attiva un
blocco per il trattamento dei comandi
che necessitano di abilitazione e genera
una segnalazione d’errore alla centrale.
Questo blocco viene rimosso se una
determinata subroutine viene eseguita
senza errore. Solo il processore del
canale originale invia il telegramma di
segnalazione di stato alla centrale.
Se le segnalazioni devono essere attivate da segnali di rilevatori luminosi
del banco di manovra, gli stati degli
indicatori luminosi degli elementi
(p.e. di uno scambio) vengono combinati logicamente tra di loro.
Per ogni comando in uscita viene
controllata la via dei dati rileggendo
un ingresso digitale nel canale di riferimento. Per comandi che richiedono
Centrale
S7-400
segnalazioni
valenti
S7-400
segnalazioni
e comandi
valenti
S7-400
segnalazioni
e comandi
valenti
l’abilitazione avviene anche un controllo dei dati riletti nell’S5-95F definito come comparatore sicuro.
Inoltre vengono testati sulla loro impostazione base, prima e dopo ogni
emissione di comandi, i relè di ingresso comandi. I relè di ingresso di
comando per i gruppi di tasti soggetti
ad abilitazione di comando vengono
abilitati dall’S5-95F. Per le operazioni
sottoposte ad abilitazione di comando
viene eseguito nel SIMATIC S5-95F il
conteggio dell’abilitazione di comando
ed attivato il protocollo di stampa.
L’S5-95F controlla anche le routine
che devono essere eseguite sui componenti monocanale nel intervallo di
tempo di probabilità di guasto dell’ordine di dieci ore. Tra queste routine
citiamo:
• test funzionalità processori e memorie;
• elementi di test;
• funzionalità delle unità di rilettura;
• funzionalità delle unità di ingresso.
Nei canali di elaborazione (canale originale e canale di riferimento) vengo-
no memorizzate i dati delle segnalazioni dei testi. Questi dati contengono tutti gli stati di segnalazione verificatisi in questo canale di comando a
distanza. All’interno del tempo di probabilità di guasto vengono eseguite,
con questi stati di segnalazione, le
funzioni sopracitate e vengono trasferite in forma di telegramma di stato di
segnalazione all’S5-95F.
Analisi sicura della memoria degli
stati di segnalazione
Entrambi i processori indipendenti
(canale originale e canale di riferimento) possiedono una memoria di
segnalazione di stati ed eseguono, in
modo indipendente tra di loro, una
analisi ogni due cicli, una segnalazione di novità e se necessario un’analisi
della tensione pulsante. Entrambi i
processori generano il telegramma di
segnalazione di stato ed eseguono il
conteggio di alcune segnalazioni. I
telegrammi di segnalazione di stato
vengono controllasti nell’S5-95F
come comparatore sicuro.
tecnica gestionale decentralizzata
S7-400
CPU
+ comando
unità
+ segnalazioni
valenti
S5-95F
S7-400
CPU
+ comando
unità
+ segnalazioni
antivalenti
S5-95F
Comparatore
sicuro
S7-400
segnalazioni
antivalenti
Abilitazione
dei comandi
sottoposti ad
abilitazione
Canale di riferimento
Ripartitore intermedio
Circuiti di collegamento
Cabina di blocco a relè
Tabella 5/22
Schema a blocchi di una stazione di comando a distanza del sistema VICOS OC 15
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
5/19
22
Esempi di collegamento
6
6.1 Comandi di sicurezza
I seguenti schemi di collegamento
hanno ricevuto le approvazioni BG
dall’ente normatore tedesco.
• Circuiti di protezione
• Dispositivi di sicurezza SIGUARD
con tecnica
di protezione a
relè di sicurezza
adatti per:
• Arresti di emergenza
• Controllo dei ripari
• Dispositivi di comando per presse
Un interruttore di emergenza può:
• essere comandato manualmente;
• essere comandato a distanza tramite una bobina di minima tensione
(schema 6/1);
• essere dotato di sganciatori di
sovraccarico e/o di corto circuito
(esecuzione come interruttore automatico);
Dispositivo
di ripristino
a chiave o
pulsante a
fungo
„Interruttore di emergenza“
Ad utenze che non possono/
debbono essere scollegate
in caso di emergenza
Interruttori d’emergenza
Solamente nel caso di macchine molto semplici, in dipendenza dall’esito
della stima del rischio, è possibile
realizzare l’arresto di emergenza con
un interruttore di emergenza. In tal
caso è possibile solamente realizzare
un arresto in categoria 0. Un tale
dispositivo, infatti, non possiede
alcun contatto ad apertura forzata al
contrario degli usuali dispositivi di
emergenza (schema 6/1).
Un esempio di interruttore di sicurezza utilizzabile con macchine molto
semplici è illustrato nello schema 6/2.
Ad utenze che debbono
essere scollegate in
caso di emergenza
Dispositivo
Manuale
Dispositivi di comando di emergenza per macchine molto semplici
• essere contemporaneamente in
grado di esercitare la funzione di
interruttore principale, nel caso
risponda alle caratteristiche richieste
per la funzione di interruttore principale (un interruttore principale deve
in ogni caso disinserire tutti i circuiti di corrente).
U<
Interruttore principale
Dispositivo
di comando
di emergenza
Alimentazione
Schema 6/1
Interruttore di emergenza con comando manuale o azionabile a distanza
Un interruttore di emergenza deve
essere progettato in modo che
• il dispositivo di comando dell’interruttore sia unico;
• l’interruttore d’emergenza sia collegato in modo tale da interrompere il
circuito di alimentazione dei dispositivi della macchina che generano i
movimenti pericolosi. Non risulta
necessario interrompere l’alimentazione di tutti i circuiti relativi alla
macchina;
„Interruttore di emergenza“
Ad utenze che
non possono/
debbono
essere
scollegate in
caso di
emergenza
Interruttore
principale
• l’interruttore sia sicuramente in grado di interrompere la corrente a
rotore bloccato del più grosso
motore presente sulla macchina;
• l’interruttore sia sicuramente in grado di interrompere la somma delle
correnti nominali di tutte le utenze
da esso alimentate.
6/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Dispositivo di
comando
Off
On
K1
Off
K1
On
K2
K2
p. e. Impianti
Alimentazione
Ad utenze che debbono essere
scollegate in caso di emergenza
Schema 6/2
Esempio di dispositivo di comando di una macchina con interruttore di emergenza
(permesso solo con limitazioni)
Siemens S.p.A.
6
Contattore d’emergenza
Un cosiddetto contattore d’emergenza non è di norma permesso. Solo in
un ambito ristretto di circostanze è
ammesso l’utilizzo di un contattore di
emergenza quando venga applicato a
due rami in collegamento esistenti.
L’utilizzo di ulteriori contattori in serie
è vietato. Da qui deriva anche la limitazione per un impiego con macchine
molto semplici (vedi schema 6/3).
Dispositivi di comando di sicurezza
basati su contattori singoli
Impiego con due contattori ausiliari
Dispositivi di comando di sicurezza di
qualsiasi complessità permettono l’utilizzo congiunto di contattori ausiliari.
Per alcuni anni è stato considerato
come stato dell’arte il collegamento
con due contattori ausiliari e ad essi
collegati degli elementi di commutazione ausiliari (schema 6/4).
Il collegamento menzionato offre due
gradi di ridondanza. A causa della
mancata apertura forzata entrambi i
contattori ausiliari non hanno un controllo reciproco sulla regolare funzionalità.
Questo ha come conseguenza che in
caso di contatto non funzionante il
guasto non viene riconosciuto e ciò
nonostante il collegamento continua
a funzionare.
Un guasto successivo nel secondo
contattore poteva mettere completamente fuori uso il dispositivo. La sicurezza non era di conseguenza garantita. Per questo motivo questo tipo di
collegamento (schema. 6/4) oggi non
è più utilizzato.
Ad utenze che non
possono/debbono
essere scollegate
in caso di
emergenza
Interruttore
principale
Dispositivo di
comando di
emergenza del
circuito
elettrico di
comando
Ad utenze che non debbono essere
scollegate in caso di emergenza
Alimentazione
Schema 6/3
Esempio di un circuito di comando di una macchina con due contattori di emergenza,
permesso solo con limitazioni
L1
Uscite di sicurezza
F1
Circuito con più
emergenze in serie
Pulsante di
marcia oppure
di marcia in
seguito
all’emergenza
K2
K1
K1
K2
K2
K1
N
K1
K2
- senza apertura forzata
- nessun autocontrollo
Questo collegamento non è
oggi più utilizzato
Schema 6/4
Questa combinazione di protezione consta di due contattori ausiliari e di elementi di
commutazione ad essi sovraordinat
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/3
Impiego con tre contattori ausiliari
I collegamenti con tre contattori ausiliari rappresentano ad oggi lo stato
dell’arte. Nello schema 6/5 viene illustrato l’utilizzo di tre contattori ausiliari con contatti ad apertura forzata. I
tre contattori ausiliari garantiscono
ridondanza e controllo funzionale.
Grazie ai contatti ad apertura forzata
viene garantita la sorveglianza reciproca dei contattori ausiliari. Un guasto può di conseguenza essere riconosciuto, ed il collegamento, interrotto secondo una determinata procedura, non può nuovamente ripristinarsi.
per applicazioni di sicurezza 3TK28 è
possibile legare più contattori ausiliari
ad un collegamento di sicurezza.
Questi collegamenti interni possono
L+/L1
trovarsi a partire da pagina 6/5. Questi collegamenti possono naturalmente essere realizzati anche solo con
contattori.
F1
Uscite di sicurezza
Circuito con più
emergenze in serie
K1
K1
K2
Pulsante
di marcia
K3
K2
Con questa tipologia di collegamento
può essere di conseguenza perseguito l’attuale stato dell’arte, per il quale
un funzionamento errato dei contattori ausiliari non può portare ad uno stato pericoloso un impianto.
K1
K3
L–/N
K1
K2
K1
K2
K3
K3
K3
Schema 6/5
Combinazione di protezione costituita da tre contattori ausiliari con autocontrollo
Collegamento con più dispositivi di
comando di emergenza
Esempi di collegamento per il controllo dei dispositivi di protezione
Negli schemi da 6/5 a 6/19 è stato
sempre rappresentato un unico dispositivo di emergenza. Normalmente
però in una macchina vengono utilizzati molteplici dispositivi di emergenza. I
contatti di questi dispositivi di emergenza sono collegati in serie tra loro.
Nei dispositivi completi.
I collegamenti per il controllo dei
dispositivi di protezione possono
essere realizzati con dei finecorsa
meccanici. Negli esempi inerenti l’emergenza sono rappresentate le possibilità di collegamento per diversi
apparecchi. Questi schemi di inserzione sono validi anche per i circuiti di
Singolo canale
Pulsanti di
emergenza
controllo dei ripari di sicurezza che utilizzano uno o due finecorsa meccanici
al posto del pulsante di emergenza.
Quanti finecorsa meccanici siano
necessari per ogni riparo, è evidenziato nel capitolo 2.
Doppio canale
Pulsanti di
emergenza
Porta
Aperta
Chiusa
Chiuso
Aperto
Schema 6/6
Inserzione di molteplici dispositivi di
emergenza
6/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Schema 6/7
Impiego di finecorsa meccanici per il controllo di ripari mobili
Siemens S.p.A.
6.2 Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28
Gli schemi elettrici interni riportati
sono quelli della versione con comando in corrente continua. Gli schemi
elettrici dei dispositivi di sicurezza
SIGUARD 3TK28 nella versione con
comando in corrente alternata sono
in ampia misura equivalenti a quelli in
corrente continua. Si differenziano
per la presenza del diodo di protezione V1 contro l’inversione di polarità
nella versione in c.c., e per i raddrizzatori connessi ai contattori in quella
in c.a. I dispositivi di sicurezza
SIGUARD 3TK28 per comando in corrente continua, previsti per ampio
campo di lavoro della bobina, possono essere impiegati anche in corrente
alternata.
3
X2 X3
L+ X1
X4
4
X5
6
2
1
X6
13
23
1 Uscite di sicurezza
25
2 Uscite di segnalazione
U
3 Datore di segnali
(dispositivo di comando)
K3
R3
K1
K1 K2
K1
4 Pulsante di ripartenza (start)
Per 3TK28 01 fino a
3TK28 04 e 3TK29
K1
R2
K2
K2
K3
K3
K2
5 LED „presenza tensione“
K2
K3
6 LED „apparecchio inserito“
H2
K1
K1
V1
K3
V3
R1
K2
K3
V2
H1
5
6
L-
14
24
(26)
Schema 6/8
Schema elettrico interno per dispositivi di sicurezza 3TK2801 e 3TK2802 con comando in
c.c. L’uscita di segnalazione normalmente chiusa si riferisce al dispositivo 3TK2802
L1/L+
1 Uscite
di sicurezza
N/L-
2 Uscite di
segnalazione
F1
3
L1/L+
X1
4
(X2)
(X3)
(X4)
X5
1
(X6)
2
13
3 Datore di segnali
(emergenza)
4 Pulsante di
ripartenza (start)
K1
K2
K3
N/L-
X2
X4
X6
14
Schema 6/9
Dispositivo di sicurezza 3TK2801 fino al 3TK2804 per circuiti di emergenza
(per i 3TK2801 e 3TK2802 i morsetti X2, X4, X6 si trovano sopra; il 3TK2803 non ha il
morsetto X3).
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/5
Al ritorno della tensione l’apparecchio
è immediatamente disponibile (non è
necessario alcun contatto in apertura
e in chiusura del dispositivo di controllo)
L1/L+
1 Uscite di sicurezza
N/L-
F1
Aperta
Il pulsante di start d può in caso di
bisogno essere omesso (ponticello X5
– X6), se la ripartenza automatica che
ne deriva non causa alcun pericolo.
L1/L+
2 Uscite di
segnalazione
Porta
Chiusa
X1
3 Datore di segnali
3
1
4
(X2)
(X3)
(X4)
X5
(X6)
2
4 Pulsante di
ripartenza (start)
13
K1
( ) per i 3TK28 01 / 02 i morsetti X2,
X4, X6 si trovano sopra; il 3TK28 03
non ha il morsetto X3.
K2
K3
N/L-
X4
X2
14
X6
Schema 6/10
Dispositivo di sicurezza da 3TK28 01 fino a 3TK28 04 per il controllo di ripari mobili
L1/L+
1 Uscite di sicurezza
N/L-
2 Uscite di
segnalazione
F1
3
1
4
L1/L+
X1
(X2)
(X3)
(X4)
X5
(X6)
13
2
3 Datore di segnali
(emergenza)
4 Pulsante di
ripartenza (start)
K1
K2
K3
N/L-
X2
X4
X6
14
Schema 6/11
Dispositivo di sicurezza 3TK2801 fino al 3TK2804 per circuiti di emergenza con controllo
dei conduttori esterni di alimentazione (per i 3TK2801 e 3TK2802 i morsetti X2, X4, X6 si
trovano sopra; il 3TK2803 non ha il morsetto X3)
6/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6
3
4
L+ X1 X2
X3
X4
1
X5
13
X6
23 33 43
2
1 Uscite di sicurezza
57 65
2 Uscite di segnalazione
V1
U
3 Datore di segnali
K3
K1
R3 K1
K1
R2
K2
K3
4 Pulsante di ripartenza (start)
K3
H2
5 LED „presenza tensione“
K1
K2
K1
6 LED „apparecchio inserito“
K2
K3
R1
K1
K2
H1
K3
5
6
L–
14
24 34 44
58
66
Schema 6/12
Schema di collegamento interno del dispositivo di sicurezza 3TK28 04 (azionamento in c.c.)
4
X1
L+
3
1
X5
X3
2
13 23 33 43 53 65
V1
1 Uscite di sicurezza
2 Uscite di segnalazione
3 Datore di segnali
4 Pulsante di ripartenza (start)
K3
H1
R3
5 LED „presenza tensione“
K3 D3
K1
K2
K2
6 LED „apparecchio inserito“
K2
per 3TK28 05
5 LED „tensione di rete“
H3
R1 R5
U
D1 K1
H2 K1
K3
K1
K1
K3
6 H2 = LED „Canale 2“
H3 = LED „Canale 1“
H2 + H3 = apparecchio inserito
D2 K2 R2
8 Il morsetto X2 non è cablato
5
L-
8
6
(X2) X4
X6
per 3TK28 06
8 E’ possibile un particolare collegamento
tramite il morsetto X2
6
14 24 34 44 54
66
Schema 6/13
Schema di collegamento interno dei dispositivi di sicurezza 3TK28 05 e 3TK28 06 (azionamento in c.c.);
il collegamento tramite il morsetto X2 è possibile solo con il 3TK28 06
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/7
L1/L+
L1
N/L-
L2
L3
F1
Pulsante
marcia
L1/L+
EMERGENZA
X1
X5
X3
13 23 33 43 53 65
V1
KM1
KM1
K3
H1
R3
KM2
K3 D3
K1
K2
K2
K2
H3
R1 R5
D1 K1
N/L-
H2 K1
K3
U
X2
K1
K1
X4
K3
D2 K2 R2
M
3~
X6
14 24 34
44 54 66
KM1
N/L-
Schema 6/14
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento ad un canale.
Questo schema è valido anche per il 3TK28 05 (Cat.2).
L1/L+
L1
N/L-
L2
L3
F1
EMERGENZA
Pulsante
marcia
L1/L+
X1
X5
X3
13 23 33 43 53 65
V1
KM1
KM1
K3
H1
R3
KM2
K3 D3
K1
K2
K2
KM2
K2
H3
R1 R5
D1
N/L-
H2 K1
K3
U
K1
K1
X4
K3
D2 K2 R2
X6
M
3~
14 24 34
44 54 66
KM2
KM1
N/L-
Schema 6/15
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento a due canali.
Questo schema è valido anche per il 3TK28 05 (Cat.3).
6/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6
L1/L+
L1
N/L-
L2
L3
F1
EMERGENZA
Pulsante
marcia
L1/L+
X1
X5
X3
13 23 33 43 53
65
V4
KM1
K3
H1
KM1
R3
KM2
K3 D3
K1
K2
K2
KM2
K2
H3
R1 R5
D1
H2 K1
K3
U
K1
N/L-
K1
X4
K3
D2 K2 R2
X6
M
3~
44 54
14 24 34
66
KM2
KM1
N/L-
Schema 6/16
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento a due canali con controllo dei conduttori esterni di alimentazione. Questo schema è valido anche per il 3TK28 05 (Cat.4).
L+
4
X1
1
13 23 33 43 53
3
X3
X5
2
65
5
7 87 97
V1
K3
L1/L+
K3
R2 R1
K2
L-
K3
K1
K1
K2
K1
K1
U
H1
Elem. ritardat.
2° Canale
tv = 0,5...30s
K2
K1
K3 R4
V2
V4
X2
8
L1/L+
Elem. ritardat. K4
1° Canale
tv = 0,5...30s
K5
Uscite di sicurezza
Uscite di segnalazione
Datore di segnali
Pulsante di ripartenza
Uscite di sicurezza ritardate
7 Ponticelli Y1-Z1 E Y2-Z2 per
decuplicare i tempi di ritardo
8 Il collegamento al morsetto X2
è possibile
1
2
3
4
5
IN2 N/L- Y2 Z2
K2 R3
IN1 N/L- Y1 Z1
H3
X4
V3
H2
14 24 34 44 54
66
Y2
Z2
t v x 10
Y1
7
Z1
78 88 98
t v x 10
Schema 6/17
Schema di collegamento interno del dispositivo di sicurezza 3TK28 07 (azionamento in c.c.)
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/9
L1/L+
L1
N/L-
L2
1 Uscite di sicurezza
L3
2 Disinserzione motore
F1
3 Datore di segnale (emergenza)
4
F2
3
1
L1/L+
X1
X3
13 23 33 43 53 65
X5
F2
4 Pulsante di ripartenza (start)
2
5 Azionamento a tiristori controllati
6 Segnale di inizio frenatura
7 87 97
7 Circuito di rotazione
8 Freno meccanico
K3
K4
K2
K5
KM1
K1
5
M
3~
8
6
X2
N/L-
X4
14 24 34 44 54 66
78 88
98
KM1
KM1
7
N/L-
Schema 6/18
Dispositivo di sicurezza 3TK28 07 per arresti di emergenza di categoria 1 (frenature controllate)
L1/L+
1 Uscita
di sicurezza
4 Pulsante
di ripartenza
N/LF1
Porta
Aperta
Chiusa
L+
1
X5
X3
X1
13 23 33 43 53
65
14 24 34 44 54
66
K3
4
K2
K1
L-
X2
X4
X6
Schema 6/19
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 per il controllo dei ripari mobili
6/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6
L1/L+
L1
N/L-
L2
La ripartenza automatica con i
dispositivi di controllo è permessa
soltanto in casi eccezionali. Quando
una ripartenza automatica non può
causare alcun pericolo, è possibile
rinunciare al pulsante di ripartenza
(start).
F1
Porta
Aperta
Chiusa
L+
X1
X3
L3
X5 13 23 33 43 53 65
KM1
K3
KM2
KM1
K2
K1
M
3~
KM2
L-
X4
14 24 34 44 54 66
X6
KM2
KM1
N/L-
Schema 6/20
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento a due canali e controllo dei conduttori esterni di alimentazione e possibilità di ripartenza automatica
Classificazione in categorie di sicurezza secondo EN 954-1
Dai precedenti esempi vengono
anche classificate in modo chiaro le
categorie di sicurezza di un circuito.
Secondo EN 954-1.
La sottostante classificazione è valida
per una applicazione corretta degli
schemi forniti anche in condizioni
ambientali gravose, come in caso di
inquinamento industriale (grado di
inquinamento 3).
Con particolari accorgimenti nel cablaggio è possibile raggiungere una
categoria di sicurezza superiore, per
Categorie di sicurezza
esempio attraverso cablaggi separati
o utilizzando protezioni meccaniche
sui contatti di emergenza così come
sugli interruttori di posizione. In questo caso si può raggiungere la categoria 4 di sicurezza anche senza un
controllo dei conduttori esterni di alimentazione, a condizione che vengano utilizzate le adeguate unità periferiche.
Esecuzione
Dispositivi utilizzabili
B, 1, 2
Un canale
Tutti i dispositivi base e di ampliamento
3
Due canali
3TK28 05, 3TK28 06, 3TK28 07 anche in collegamento con
uno o più moduli di ampliamento
4
Due canali e controllo dei 3TK28 05 e 3TK28 06 anche in collegamento con uno o più
conduttori di alimentazione moduli di ampliamento
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/11
Inserzione dei moduli di ampliamento
tra il dispositivo 3TK28 06 e due
moduli di ampliamento 3TK29 07.
I moduli di ampliamento 3TK29 devono essere utilizzati sempre in combinazione con un modulo di sicurezza
base 3TK28. Ad ogni uscita di sicurezza del modulo base può essere
collegato un modulo di ampliamento.
I contatti di segnalazione del modulo
di ampliamento devono sempre essere collegati in serie al pulsante di
start del modulo base. La categoria di
sicurezza secondo EN 954-1 che il
modulo di ampliamento può raggiungere si allinea a quella raggiunta dal
modulo base al quale è collegato, se i
due componenti sono montati affiancati l’uno all’altro all’interno del quadro elettrico. Infatti in questo caso i
conduttori che collegano i due apparecchi tra loro sono così corti che un
guasto causato da un contatto accidentale tra di essi può essere sicuramente escluso. La schema 6/21
mostra uno schema di collegamento
Se si necessita di uscite di sicurezza
ritardate (alla diseccitazione) per tempi di ritardo fino a 8 secondi, è disponibile il modulo di ritardo 3TK29.3
(schema 6/22). I tempi di ritardo sono
impostabili tramite dei ponticelli di
collegamento tra i morsetti Y2, Z1, Z2
e Z3.
Il dispositivo 3TK28 06 (oppure 3TK28 05)
a due canali e con controllo dei conduttori
esterni di alimentazione, raggiunge la
categoria 4 di sicurezza anche quando ad
esso vengano collegati uno (o più) moduli
accessori.
L1/L+
N/LF1
Nel caso si desideri, è possibile collegare al
dispositivo di sicurezza base più di un
modulo accessorio, come viene mostrato
nello schema. Nell’esempio proposto
potrebbero essere collegati fino a 5 moduli
accessori.
START
L1/L+
V1
EMERGENZAX3
X5
X1
13 23 33 43 53 65
K3
R3 K3 D3
H1
X7
R1
K3
R2
K4
103 123
73 83 93 113 133
X7
R1
K3
R2
K4
103 123
73 83 93 113 133
K2
K1
R1 R5
K2 K2
H3
D1 K1
R3
R3
K3
U
K1
U
H2 K1
K3
K3 K4
D2 K2 R2
U
K3 K4
H1
H1
K1
N/L-
X2
X4 X6
14 24 34 44 54 66 A1/ A2/
L+ L-
X8
74 84 94 114 134 A1/ A2/
104 124
L+ L-
Schema 6/21
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento a due canali e controllo dei conduttori esterni di alimentazione, collegato a due moduli di ampliamento 3TK29 07.
Questo schema è realizzabile anche con il dispositivo 3TK28 05.
6/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
X8
74 84 94 114 134
104 124
6
L1/L+
N/LF1
Il dispositivo 3TK28 06 (oppure il 3TK28 05) con allacciamento a due canali
e controllo dei conduttori esterni di alimentazione, raggiunge la categoria
di sicurezza 4 anche quando è utilizzato in combinazione a uno (o più)
moduli accessori.
START
L1/L
+ V1
EMERGENZA
X3
X1
13 23 33 43 53 65
X5
X7
7 87 97
V1
R3
K2
K1
R1 R5
R4
V2
R5
K3
R3 K3 D3
H1
R7
R1
K1
R2
K2
U
K2 K2
K3
U
H3
H2 K1
+
D1 K1
K3
K1
D2 K2 R2
+
C1
C2
+
C3
R6
+
K1 K2
H1
C4
K1
N/L-
14 24 34 44 54 66
X4 X6
X2
A1/L+ A2/L-
Y2
Z1
Z2
X8
Z3
78 88 98
Schema 6/22
Dispositivo di sicurezza 3TK28 06 con allacciamento a due canali e controllo dei conduttori esterni di alimentazione in combinazione con un modulo di ritardo 3TK29.3.
Questo schema è valido anche per il dispositivo 3TK28 05.
Moduli di ampliamento
1
1
X7
7 87 97
X7
73 83 93 103 113 123 133
V1
V2
R4
R1
R7
K1
R3 R5
U
R3
R2
+
C1
+
C2
+
C3
+
R6
K1
K2
U
K3
K2
R1
K3
R2
K4
K4
H1
H1
C4
6
A1/L+ A2/L-
Y2
Z1
Z2
Z3
1 Ucite di sicurezza
Schema 6/23
Modulo di ritardo 3TK29.3 con comando in c.c.
X8
78 88 98
A1/L+ A2/L-
X8
1 Uscite di sicurezza
74 84 94 104 114 124 134
6 LED „apparecchio inserito“
Schema 6/24
Modulo di ampliamento 3TK29 07 con comando in c.c.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/13
Dispositivi per presse
Schemi di collegamento per presse
I dispositivi di sicurezza per comando
a due mani 3TK28 11 e per il controllo
della frenatura delle presse lineari
3TK28 15, sono utilizzati per il comando ed il controllo delle presse.
6/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Dispositivo per il comando a due
mani 3TK28 11
Dispositivo per il controllo della frenatura delle presse lineari 3TK28 15
Il dispositivo per il comando a due
mani 3TK28 11 viene utilizzato principalmente per il comando delle presse. La sicurezza di questo dispositivo
consiste nell’obbligare l’operatore ad
impegnare entrambe le mani sulla
pulsantiera che comanda il dispositivo, tenendole con ciò lontane dalla
zona pericolosa. Tale dispositivo soddisfa i requisiti della categoria 4 di
sicurezza secondo la EN 954-1, della
categoria 3 secondo la EN 60 204-1
(VDE 0113 parte 1) così come la categoria IIIc secondo la EN 574 (norma
sul dispositivo per il comando a due
mani). Questo significa che i pulsanti
di comando del dispositivo devono
essere azionati contemporaneamente
(entro massimo 0,5 secondi l’uno
rispetto all’altro), e devono rimanere
permanentemente azionati durante il
funzionamento della macchina. Se
uno dei due pulsanti viene rilasciato
si provoca l’immediato arresto della
macchina. Se viene superato il tempo
di 0,5 secondi oppure se durante il
funzionamento viene rilasciato uno
dei due pulsanti di comando provocando così un arresto, per poter ripristinare il funzionamento della macchina è necessario portare nella posizione di riposo entrambi i pulsanti e poi
ripigiarli contemporaneamente. Si
deve poi fare attenzione a che il
segnale di comando del dispositivo
sia perlomeno pari a 50 mA e 24 V
c.c. . In caso contrario Siemens è in
grado di fornire delle esecuzioni speciali a contatti dorati dei pulsanti
SIGNUM 3SB3 oppure della pulsantiera per il comando bimanuale
3SB3863.
Questo dispositivo viene utilizzato per
controllare la corretta corsa di frenatura delle presse lineari, quali quelle
meccaniche, idrauliche e pneumatiche.
Siemens S.p.A.
Ad ogni inserzione della pressa attraverso il dispositivo di comando a due
mani 3TK28 11, il dispositivo 3TK28
15 effettua il controllo della frenatura.
Il dispositivo 3TK28 15 deve essere
sempre utilizzato in combinazione al
dispositivo per il comando a due mani
3TK28 11. Per i dispositivi per il controllo delle presse con tecnica a relè
si vedano le pagine da 6/28 a 6/31.
6
L1/L+
N/L-
1
2
F1
F2
S1
T11
T12
T13
T22
T23
KM2
X1
X2
F3
13
23
31
41
24
32
42
1 Pulsantiera per comando a due mani
KM1
KM2
2 Circuito di retroazione
3TK2811
A1
KM1
A2
T21
14
S2
1
Schema 6/25
Dispositivo per il comando a due mani 3TK28 11
L1/L+
F1
Inserzione di una pressa
N/LX1 13
31
X2 14
32
• Inserzione pompa idraulica attraverso S4. K1 si chiude
• Attraverso S5 il battente si sposta al punto morto
superiore (p.m.s.). K2 si chiude
• Comando del dispositivo 3TK28 11. K3 e K4
si chiudono. Il battente scende fino al momento dell’apertura del contatto del finecorsa S3
• Rilascio del dispositivo 3TK28 11
• Secondo comando del dispositivo 3TK28 11
• Se la prova ha dato esito positivo, si accende il LED
H1. Rilasciando il dispositivo 3TK28 11, il battente ritorna
automaticamente al p.m.s. Le uscite 8-13, 1-14 e 1015 rimangono chiuse fino a che c’è presenza tensione.
• Se la prova ha dato esito negativo, si può riportare il
battente al p.m.s. soltanto azionando il pulsante di
“risalita manuale”. La pressa va in sicurezza, cioè è
inibito il suo azionamento. Occorrerà provvedere alla
riparazione dell’impianto di frenatura della macchina.
23
K3
S1 3
K4
24
3TK2811
4
K4
K1
PE
K4
S3
3
7
9
K2
12
5
16
8
1
10
3TK2815
A1+
7
S5
H1
1 Pulsantiera per comando a due mani
2 Circuito di retroazione
K3
3 Pulsante di stop
4 PE: finecorsa meccanico per il rilevamento della
corretta corsa di frenatura
5
OT
A2S2
4
6
11
13
14
15
5 OT: punto morto superiore (p.m.s.)
6 Pulsante di marcia
7 Pulsante di risalita manuale
S4 6
K1
K2
K3
K4
Contattore per il comando della pompa idraulica
Salita battente
Discesa battente, 1°canale
Discesa battente, 2°canale
Schema 6/26
Dispositivo per il controllo della frenatura delle presse lineari 3TK28 15 e dispositivo per il comando a due mani 3TK28 11
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/15
6.3 Dispositivi di sicurezza SIGUARD 3TK28 con
tecnica a relè
Y33 Y34
A1
Y22 Y21
K1
ϑ
4
13 23
K2
K1
3
1
2
A1/A2
Alimentazione
Y33/34
Pulsante di marcia
Circuito di retroazione
Y11/12
Sensore
(p.e. emergenza)
Y21/22
Sensore
(p.e. emergenza
due canali)
13/14
Circuito uscita di sicurezza
23/24
Circuito uscita di sicurezza
K1
K1
C1
K1
K2
K2
V1
K2
K2
A2
Y11
Y12
14 24
1
LED „Power“
2
LED „Canale 1“
3
LED „Canale 2“
4
Fusibile PTC
Schema 6/27
Schema interno di collegamento 3TK2823
Descrizione delle funzioni
Y33 Y34
A1
ϑ
4
K1
Y22 Y21
13 23
K2
K1
3
1
2
H1
H2
C1
K1
H3
K1
K1
K2
K2
V1
K2
K2
Controllo durante la marcia
Il pulsante di marcia è premuto
Errore!
L’emergenza chiude, V1 aziona subito K2, C1 non viene
caricato,
K1 non viene azionato.
Si illumina solamente il LED „Canale 1“.
Controllo dei conduttori esterni di alimentazione
Le emergenze vengono cortocircuitate di modo che
una corrente di corto circuito scorra sul fusibile PTC.
Non si accende alcun LED.
A2
Y11 Y12
All’inserzione dell’alimentazione si illumina il LED
“Power”, l’emergenza chiude, C1 viene caricato, il
pulsante start azionato. La carica di C1 aziona K1, V1
viene comandato, parte K2 e K1 + K2 vanno in
autocontrollo. I LED “Canale 1” e “Canale 2” si
illuminano.
14 24
Schema 6/28
Descrizione delle funzioni del 3TK2823
Y2
A1
Y1
13 23
(33) (41)
ϑ
A1/A2
Alimentazione del pulsante di emergenza
Y1/Y2
Pulsante di marcia
Circuito di retroazione
13/14
Circuito uscita di sicurezza
23/24
Circuito uscita di sicurezza
33/34
Circuito uscita di sicurezza
41/42
Circuito uscita di segnalazione
4
K1
K1
1
K1
K2
K2
2
3
K1
K2
K2
A2
14 24
Schema 6/29
Schema interno di collegamento 3TK2821/24
6/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
(34) (42)
1
LED „Power“
2
LED „Canale 1“
3
LED „Canale 2“
4
Fusibile PTC
6
6.3.1 Dispositivi di
comando di emergenza
24 V AC/DC
L/+
K1
MARCIA
K2
EMERGENZA
K1
K3
A1
Y1
M
13 23 (33) (41)
Y2
3TK2821/24
I seguenti schemi di collegamento
hanno ricevuto l’approvazione BG
dall’ente normatore tedesco.
Schema dei collegamenti
K2
M
A2
Schema 6/30
3TK2821/24 per emergenza, categoria di
sicurezza 2, un canale con circuito di
retroazione
14 24 (34) (42)
K1 K2 K3 H1
K3
M
N/–
N/–
24 V AC/DC
MARCIA
K1
Y1 Y2
A1
13 23
(33)
(41)
3TK2821/24
EMERGENZA
L/+
K1
K2
K2
M
A2
Schema 6/31
3TK2821/24 per emergenza, categoria di
sicurezza 3 (4),due canali con circuito di
retroazione
14 24
K1 K2
N/–
(34)
(42)
H1
N/–
24 V AC/DC
L/+
K1
MARCIA
K2
EMERGENZA
Y33 Y34
13 23
3TK2823
A1 Y11 Y12
K1
K2
Y21 Y22 A2
Schema 6/32
3TK2821/24 per emergenza, categoria di
sicurezza 4,due canali con circuito di
retroazione
14 24
M
K1 K2
N/–
N/–
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/17
L/+
A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22
EMERGENZA
13 23 33 41
51
3TK2825
MARCIA
L/+
K1
K1
K2
K2
M
K3
Y33 Y34 Y43 Y44
PE
A2
14 24 34 42
52
K1 K2 K3 H1
H2
K3
M
M
PE
N/–
N/–
Schema 6/33 3TK2825 per emergenza, categoria di sicurezza 2 secondo EN 954-1, un canale, controllo dello Start
L/+
L/+
13 23 33 41
51
3TK2825
MARCIA
A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22
EMERGENZA
K2
K1
K1
K2
M
Y33 Y34 Y43 Y44
PE
A2
14 24 34 42
52
H1
H2
K1 K2
PE
N/–
N/–
Schema 6/34 3TK2825 per emergenza, categoria di sicurezza 4 secondo EN 954-1,due canali, controllo dello Start
L/+
L/+
13 23 31
47 57
3TK2827
MARCIA
A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22
EMERGENZA
K2
K1
K1
M
K2
Y33 Y34
PE
A2
14 24 32
H1
48 58
K1 K2
N/–
PE
N/–
Schema 6/35 3TK2827 per emergenza, categoria di sicurezza 2 secondo EN 954-1,un canale, controllo dello Start
6/18
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
M
6
L/+
L/+
Y10 Y11 Y12 Y21 Y22 13 23 31
47 57
3TK2827
MARCIA
EMERGENZA
A1
K1
K2
K1
K2
M
Y33 Y34
PE
A2
14 24 32
48 58
H1
K1 K2
PE
Schema 6/36
3TK2827 per emergenza, categoria di sicurezza 3 secondo EN 954-1,due canali, controllo dello Start
N/–
N/–
L/+
L/+
13 23 31
47 57
3TK2827
A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22
K1
K2
EMERGENZA
M
Y33 Y34
Schema 6/37
3TK2827con disinserzione per categoria di
arresto 1, categoria di sicurezza 3 secondo
EN 954-1,due canali, con circuito di retroazione e controllo dello Start
K1
PE
A2
14 24 32
H1
48 58
K1 K2
MARCIA
K2
N/–
PE
N/–
24 V AC/DC
K1
MARCIA
L/+
K5
A1 Y11 Y12 Y33 Y34
A1 13 23 33 43 51
3TK2830
3TK2823
13 23
EMERGENZA
Y21 Y22 A2
Schema 6/38
3TK2823 collegato con 3TK2830 per emergenza, categoria di sicurezza 4 secondo EN
954-1,due canali, con circuito di retroazione
14 24
K1
A2 14 24 34 44 52
K2 K3 K4 K5
N/–
N/–
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/19
L/+
24 V AC/DC
13 23 33 41
51
14 24 34 42
52
A1 13 23 33 43 51
3TK2830
K1
Y22
3TK2825
MARCIA
A1 Y10 Y11 Y12 Y21
EMERGENZA
K5
K6
Y33 Y34
PE
A2
A2 14 24 34 44 52
H1 H2
K1 K2
K3 K4 K5 K6
PE
N/–
N/–
N/–
N/–
Schema 6/39
3TK2825 collegato con 3TK2830 per emergenza, categoria di sicurezza 4 secondo EN 954-1,due canali, con controllo dello start
L/+
K1
Y22
13 23 31
47 57
14 24 32
48 58
A1 13 23 33 43 51
3TK2830
A1 Y10 Y11 Y12 Y21
EMERGENZA
3TK2827
MARCIA
24 V AC/DC
K7
Y33 Y34
PE
A2
K1 K2
H1
A2 14 24 34 44 52
K3
K4 K5 K6 K7
PE
N/–
N/–
N/–
N/–
Schema 6/40
3TK2827 collegato con 3TK2830 per emergenza, categoria di sicurezza 4 secondo EN 954-1, due canali, con controllo dello start
6/20
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6
6.3.2 Controllo dei ripari
di protezione
24 V AC/DC
L/+
K1
K2
K3
aperto chiuso
Y1
Y2
13 23 (33) (41)
3TK2821/24
A1
aperto chiuso
K1
K2
M
A2
Schema 6/41
3TK2821/24 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 2 secondo
EN 954-1, un canale, con circuito di retroazione, Start automatico
K3
M
M
14 24 (34) (42)
K1 K2 K3 H1
N/–
N/–
aperto 24 V AC/DC
chiuso
L/+
K1
K1
K2
K3
Y1
M
Y2
13 23 (33) (41)
3TK2821/24
A1
aperto
chiuso
K2
M
A2
Schema 6/42
3TK2821/24 per il controllo dei ripari di protezione, con blocco, categoria di sicurezza 2
secondo EN 954-1, un canale, con circuito
di retroazione, Start automatico
14 24 (34) (42)
K1 K2 K3 H1
K3
M
N/–
N/–
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/21
L/+
24 V AC/DC
∞
K1
K2
13 23 (33) (41)
Y1 Y2
3TK2821/24
∞A1
aperto chiuso
K1
K2
M
∞
A2
∞
aperto chiuso
14 24 (34) (42)
K1 K2
H1
Schema 6/43
3TK2821/24 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 3 (4) secondo
EN 954-1, due canali, con circuito di retroazione, Start automatico (per la categoria 4 è
necessaria una protezione supplementare)
N/–
N/–
24 V AC/DC
L/+
K1
K2
Y11 Y12 Y33 Y34
13 23
3TK2822
A1
aperto chiuso
K1
K2
M
Y21 Y22 A2
N/–
6/22
Safety Integrated - Manuale applicativo
14 24
K1 K2
N/–
Siemens S.p.A.
Schema 6/44
3TK2822 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 4 secondo EN
954-1, due canali, con circuito di retroazione, Start automatico
6
L/+
L/+
K1
Y10 Y11 Y12 Y21 Y22
13 23 33 41
51
3TK2825
A1
ap. chiu.
K2
aperto chiuso
K1
K2
K3
K3
M
Y33 Y34 Y43 Y44 PE A2
14 24 34 42
M
M
52
K1 K2 K3 H1 H2
PE
N/–
N/–
Schema 6/45
3TK2825 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 2 secondo EN 954-1, due canali, con
circuito di retroazione, Start automatico
L/+
aperto chiuso
L/+
K1
Y10
Y11 Y12 Y21 Y22
13 23 33 41
51
3TK2825
A1
K1
K2
K2
Y33 Y34 Y43 Y44 PE A2
14 24 34 42
52
K1 K2
H2
H1
M
PE
N/–
N/–
Schema 6/46
3TK2825 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 4 secondo EN 954-1, due canali, con
circuito di retroazione, Start automatico
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/23
L/+
L/+
A1
Y10
Y11 Y12
Y21
Y22
13 23 31
47 57
3TK2827
EIN
aperto chiuso
K1
K2
K1
aperto chiuso
K2
M
PE
Y33 Y34
A2
14 24 32
H1
48 58
K1 K2
N/–
PE
N/–
Schema 6/47
3TK2827 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 2 secondo EN 954-1, due canali, con
circuito di retroazione, controllo dello start
L/+
L/+
A1
Y10
Y11 Y12
Y21
Y22
13 23 31
47 57
3TK2827
EIN
K1
K1
K2
aperto chiuso
K2
PE
Y33 Y34
A2
14 24 32
H1
M
48 58
K1 K2
N/–
PE
N/–
Schema 6/48
3TK2827 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di arresto 1, categoria di sicurezza 3 secondo
EN 954-1, due canali, con circuito di retroazione, controllo dello start
6/24
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
M
6
24 V AC/DC
L/+
Y11
Y12
Y21
Y22
13 23 33 41
51
Y33 Y34 Y43
Y44
PE
A2
14 24 34 42
52
H1
H2
A1 13 23 33 43 51
K1
3TK2830
Y10
3TK2825
A1
K6
aperto chiuso
K1 K2
PE
N/
N/–
A2 14 24 34 44 52
N/–
K3 K4 K5 K6
N/–
Schema 6/49
3TK2825 collegato con 3TK2830 per il controllo dei ripari di protezione, categoria di sicurezza 4 secondo
EN 954-1, due canali, con circuito di retroazione, Start automatico
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/25
Controllo dei ripari di protezione
tramite i finecorsa di sicurezza a
magnete SIGUARD senza contatto
In collegamento con il modulo di sorveglianza è permesso il controllo di
un riparo di protezione fino alla categoria di sicurezza 3 in accordo con la
EN 954-1 (schema 6/50).
L1
5
0V
START
+24 V DC
A1
Il modulo di sorveglianza può funzionare tanto con ripristino automatico
come anche con controllo della ripartenza. Il pulsante di START viene
eventualmente omesso.
A2
I max.
Y1
X1
13
100 mA
µP1
Controllo di più ripari di protezione
con un modulo di sorveglianza fino
alla cat. 3 in accordo alla EN 954-1
S13
S14
S21
S22
sw/bk 13
bl/bl 14
br/br 21
ws/wh 22
K2
14
24
K3
K4
0V
Uscita di sicurezza
Qualora non venga utilizzato un
ingresso, i morsetti corrispondenti
debbono essere ponticellati.
M
3~
SK3
Nel caso le esigenze di sicurezza siano limitate è possibile utilizzare il
modulo di sorveglianza anche senza
pulsante di START. Per queste applicazioni i contatti X1 e Y1 devono
essere stabilmente ponticellati.
Safety Integrated - Manuale applicativo
K1
µP2
E’ possibile collegare fino ad un massimo di otto finecorsa a magnete
SIGUARD ad un unico modulo di sorveglianza. Quando uno degli otto finecorsa a magnete viene azionato (il
riparo di protezione viene aperto), il
modulo viene disinserito. Per ogni
ingresso esiste un uscita di segnalazione del PLC. Il funzionamento sicuro è garantito da due uscite di sicurezza a relè.
6/26
23
Schema 6/50
Finecorsa a magnete SIGUARD con modulo di sorveglianza 3SE6801-1cc in categoria di
sicurezza 3 secondo EN 954-1
Siemens S.p.A.
6
Esempio di collegamento per il modulo di sorveglianza 3SE6 808-6DB
Finecorsa a magnete 6
Finecorsa a magnete 5
Finecorsa a magnete 7
Finecorsa a magnete 8
+24 V
4AT
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
Uscite di segnalazione
al PLC
Y5
Y6
Y7
Y8
Y+
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
S13
S14
S21
S22
Y1
Y2
Y3
Y4
X4
Uscite di segnalazione
al PLC
+SPS
L+
13
23
L–
14
24
START
0V
Finecorsa a magnete 1
Finecorsa a magnete 2
Finecorsa a magnete 3
(C)1998
Finecorsa a magnete 4
Schema 6/51
Controllo di un massimo di 8 ripari di protezione con il finecorsa a magnete ed il modulo
di sorveglianza 3SE6808-6DB in categoria 3 secondo EN 954-1
Dati tecnici del modulo di sorveglianza 3SE6 808-6DB per finecorsa a magnete
Sezione di allacciamento:
Fissaggio:
max. 2 x 2,5 mm2 con puntalino,
min. 1,5 mm2
A scatto su guida da 35 mm
secondo la DIN EN 50022
Grado di protezione
DIN VDE 0470 parte 1:
Morsetti: IP 20
Custodia: IP 40
Peso:
circa 300 g
Posizione di montaggio:
qualsiasi, lato frontale visibile
ad armadio aperto
Protezione contro cortocircuito:
4 AT
Temperatura ambiente:
Lavoro:
-10 °C /+55 °C
Magazzinaggio: -55 °C /+80 °C
Categoria sovratensione:
Grado di inquinamento:
Tensione nominale di isolamento:
2 (2,5 kV)
2
250 V secondo DIN VDE 0110
parte 1 (1997-04)
Tensione di alim. secondo IEC 38:
24 V DC +10 %/-10 %
Consumo proprio:
24 V DC nom. 6,5 W, max. 9,1 W
Uscite di sicurezza:
13 -14, 23-24
Absicherung Ausgangskreise:
4 AT
Corrente continua limite alla
massima temperatura ambiente:
4A
Corrente ai contatti max.:
8A
Tensione ai contatti max.:
400 V~ 50/60 Hz, 250 V
Capacità dei contatti:
Tensione in alternata:
Tensione in continua:
AC 15-C 250
max. 1500 VA
si veda la curva di carico
limite con relè SR4 di sicurezza
Categoria di sicurezza:
3 (secondo EN 954-1)
Soddisfa le esigenze della IEC 947-5-1 e della DIN VDE 0660 Parte 10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/27
6.3.3 Dispositivi per
presse
Si vedano anche le pagine 6/14 e 6/15
13
Y11 Y12 Y21 Y22 Y23
23
31
41
Tensione di
A1
Funzionamento A2
Uscite
13, 14
23, 24
31, 32
41, 42
Ingressi
Y11, Y12
Y21, Y22,
Y23
3TK2834
A1
1
2
3
4
ϑ
6
L/+
N/–
Uscita di sicurezza 1 (Chiusura)
Uscita di sicurezza 2 (Chiusura)
Apertura
Apertura
Circuito di retroazione
Pulsante S1
Pulsante S2
1 Rete
2 Fusibile PTC
3 Comando logico
4 Canale 1
5 Canale 2
6 Uscite di sicurezza
5
Y31 Y32 Y33
A2
14
24
32
42
Schema 6/52
Schema di collegamento interno per il dispositivo di comando a due mani 3TK2834
L/+
L/+
S1
K1
K2
A1
13
Y11 Y12 Y21 Y22 Y23
23
31
41
3TK2834
S1, S2 Pulsanti sul pulpito a due mani
H1 Indicatore luminoso
K1, K2 devono essere ad apertura forzata
K1
K2
M
A2
Y31 Y32 Y33
14
24
K1
N/–
S2
N/–
Schema 6/53
Dispositivo per il comando a due mani.
Categoria di sicurezza 4, secondo EN 954-1
6/28
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
K2
32
42
H1
6
13
Y11 Y12 Y13 Y14 Y21 Y22
23
33
41
Tensione di
A1
funzionamento A2
Uscite
13, 14
23, 24
33, 34
41, 42
Ingressi
Y11, Y12, Y13, Y14
Y21, Y22
Y31, Y32, Y33,
3TK2835
A1
1
2
3
4
ϑ
L/+
N/–
Uscita di sicurezza (Discesa battente)
Chiusura (Saluto battente)
Chiusura (Corsa di frenatura o.k.)
Apertura (pompa idraulica inserita)
Circuito di retroazione (K4)
Finecorsa (S4) per controllo corsa di frenatura
Punto morto superiore (S3)
1 Rete
2 Fusibile PTC
3 Comando logico
4 Uscite di sicurezza
A2
Y31 Y32 Y33 Y34
14
24
34
42
Schema 6/54
Schema di collegamento interno per il dispositivo di comando a due mani 3TK2834
S0
L/+
S0
Interruttore principale
S1, S2 Pulsanti del pulpito di
comando a due mani
S3
Finecorsa per punto
morto superiore
S4
Finecorsa per controllo
corsa di frenatura
S5
Pompa idraulica inserita
S6
Salita battente
(funzionamento manuale)
K1
Protezione pompa
idraulica
K2
Salita battente
K3, K4 Discesa battente
H1
Indicatore luminoso
L/+
S1
K3
S4
K4
K4
23
31
41
A1
Y11 Y12 Y13 Y14 Y21 Y22 13
23
33
41
3TK2835
Y11 Y12 Y21 Y22 Y23 13
3TK2834
A1
A2
Y31 Y32 Y33 14
24
32
K1
A2
42
Y31 Y32 Y33 Y34
14
24
34
42
S5
S3
S6
S2
K4
K3
K2
H1
K1
N/–
N/–
Schema 6/55
Dispositivo di comando a due mani 3TK2834 in collegamento con il dispositivo per il controllo della corsa di frenatura 3TK2835 per il controllo della corsa di frenatura delle presse lineari idrauliche, pneumatiche e meccaniche in accordo al VBG 7 n 5.2 par.11,
Categoria di sicurezza 4, secondo EN 954-1
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/29
Procedura per l’inserzione di una
pressa:
LEDs
1. Procedere all’inserzione della
pompa idraulica tramite S5, portare il battente al punto morto
superiore, eventualmente tramite S6.
ATTIVO
Funzione
INATTIVO
Controllo frenatura o.k.
Controllo frenatura errato oppure prova non ancora eseguita
2. Azionare S1ed S2 sul pulpito di
comando a due mani fino a che
non apre il finecorsa S4.
Diagnostica degli errori
Se la camma del finecorsa S4 non
funziona correttamente, allora l’indicatore luminoso H1 non si illumina. La
parte pericolosa della macchina può
venire portata al punto morto superiore solo attraverso S6.
3. Rilasciare S1 ed S2.
4. Azionare di nuovo S1 ed S2: l’indicatore luminoso S1 si illumina
se il controllo della frenatura
funziona correttamente.
Potete trovare informazioni più dettagliate sul dispositivo di comando a
due mani 3TK2834 nelle istruzioni di
servizio con nr. di ordinazione
3ZX1012-0TK28-7CA1, sul dispositivo per il controllo della frenatura
nelle nr. 3ZX1012-0TK28-6CA1.
Con la pressa in tale condizione non
è più possibile un processo produttivo. In questo caso è necessario informare il personale specializzato per
esaminare la pressa.
5. Rilasciare S1 ed S2: il battente
ritorna al punto morto superiore.
6. Quando è in funzione il controllo
frenatura, tutte le uscite rimangono attive, fino al disinserimento della tensione wird.
Tabella 6/1
A
B
C
Controllo di frenatura conforme alle regole
Us
1
2
3
4
5
6
S1, S2
3TK2834
23/24 (K4)
S3
S4
S5
S6
7
8
9
10
11
3TK2835
13/14 (K3)
23/24 (K2)
33/34 (H1)
41/42
12
13
14
15
16
K1
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16
Tabella 6/2
6/30
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Alimentazione (US) inserita.
S5 viene azionato, K1 commuta (rilascio automatico).
S6 viene azionato, K2 commuta (il battente sale manualmente).
Viene raggiunto il punto morto superiore, S3 viene azionato.
S6 viene rilasciato, K2 ritorna in posizione.
S1 ed S2 sul pulpito di comando a due mani vengono azionati.
Il dispositivo di comando a due mani 3TK2834 diventa libero, K3 e K4 commutano.
Il battente scende, S3 non è più azionato
Il controllo della corsa è eseguito, S4 viene azionato, K3 ritorna in posizione.
Il battente rimane alzato, S1 ed S2 vengono rilasciati, K4 ritorna in posizione.
S1 ed S2 vengono azionati, K4 commuta nuovamente, H1 si illumina.
S1 ed S2 vengono rilasciati, K4 ritorna in posizione, K2 commuta,
il battente sale.
S4 non viene più azionato.
Viene raggiunto il punto morto superiore, S3 viene azionato.
S1 ed S2 vengono azionati, K2 ritorna in posizione, K3 e K4 commutano.
Il battente scende, S3 non viene più azionato.
S1 ed S2 vengono rilasciati, K3 e K4 aprono, K2 commuta.
I punti dal 14 al 16 vengono ripetuti ad ogni corsa.
6
A
B
D
Controllo di frenatura troppo lungo
US
1
2
3
S1, S2
3TK2834
23/24 (K4)
4
5
6
S3
S4
S5
S6
7
8
9
3TK2835
13/14 (K3)
23/24 (K2)
33/34 (H1)
41/42
10
11
Alimentazione (US) inserita.
S5 viene azionato, K1 commuta (rilascio automatico).
S6 viene azionato, K2 commuta
(il battente sale manualmente).
Viene raggiunto il punto morto superiore, S3 viene azionato.
S6 viene rilasciato, K2 ritorna in posizione.
S1 ed S2 sul pulpito di comando a due mani vengono azionati. Il dispositivo
di comando a due mani 3TK2834 diventa libero, K3 e K4 commutano.
Il battente scende, S3 non è più azionato.
Il controllo della corsa è eseguito, S4 viene azionato, K3 ritorna
in posizione.
Il battente non rimane alzato, S4 non viene più azionato,
(viene bypassato) K3 commuta.
S1 ed S2 vengono rilasciati, K3 e K4 ritornano nuovamente in posizione.
S1 ed S2 vengono azionati, K4 commuta nuovamente.
Il controllo frenatura è sospeso.
K1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
Tabella 6/3
S3
S4
S
S
A
B
C
D!
Tabella 6/4
Schema funzionale del dispositivo di comando per presse.
La distanza “s” permessa corrisponde alla lunghezza dell’azionamento del finecorsa S4.
La distanza “s” è stabilita dal produttore della pressa in accordo alla ZH 1/456.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/31
6.4 Dispositivi di protezione operanti senza contatto
6.4.1 Esempi di collegam.
per le barriere ottiche di
sicurezza SIGUARD
L
N
Ricevitore
Alimentatore
24 V DC
Le barriere ottiche di sicurezza
SIGUARD possono essere alimentate
esternamente a 24 V c.c.. Tutti i cavi
di collegamento devono essere previsti schermati.
–
2
–
+
1
+
Emettitore
3
2
–
4
1 3
+
4
Ponticello per funzione
opzionale di test
Circuito di
retroazione
Dispositivo di controllo standard
per le barriere ottiche SIGUARD
A1(+)
Start
T11 T24 X1
X2
T12
T44
PE
T22 13 23
41
X3
Normalmente il sistema funziona con
ripristino controllato, il che richiede
l’utilizzo di un pulsante di START. Per
un ripristino automatico bisogna ponticellare tra loro i morsetti T11 ed X2.
K2
?/?
+
–
K1
X2
K2 K2 K2
K1
K3 K3
K1
Anche il dispositivo di controllo con
muting senza utilizzo della funzione di
muting può essere impiegato unitamente alle barriere ottiche SIGUARD.
K2
K1
K2 D1
K3 D2
K3
K1 K1
3RG7817-1DB2
A2(–)
14 24
42
Uscite di sicurezza ai contatti
della macchina
Per simulare il funzionamento di una
lampada di muting (qui non è richiesta) devono essere ponticellati i morsetti AML e 53. I contatti in apertura
dei contattori esterni devono essere
collegati in serie tra i morsetti ERK ed
ERK+ nel circuito di retroazione.
Schema 6/56
Schema di collegamento del dispositivo di controllo standard per le barriere
ottiche SIGUARD
Quando apre uno delle uscite di sicurezza della barriera, il dispositivo di
controllo viene azionato. Per lo schema di collegamento delle uscite elettroniche si veda sotto.
• Il pulsante di START non può venire
ponticellato. Non esiste possibilità
di ripristino automatico.
Dispositivo di controllo con
funzione Muting
• L’utilizzo di una lampada di muting
(bianca) è prescritto dalla norma e
viene sorvegliato dal dispositivo di
controllo (morsetto 53).
• Il morsetto 63 può essere caricato
ad un massimo di 1,5 A. Per evitare
un sovraccarico il ricevitore è portato a massa sul morsetto 63.
Lo schema mostra l’utilizzo delle barriere ottiche con funzione di muting
espletata tramite quattro sensori di
muting con uscite a relè.
T11
T34
X1
X2
Unità di controllo
Schema 6/57
Ripristino automatico
Possibili connessioni
Sensori di
muting con
uscite a relè
Sensori di muting
con uscite PNP
Unità di controllo
Unità di controllo
Schema 6/58
Connessione di differenti sensori di
muting
6/32
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
MSxN
MSxP
MSx+
MSx–
MSxN
MSxP
MSx–
MSx+
GND VCC PNP
6
Emettitore
Ricevitore
2
–
3
1
+
2
–
4
1 3
+
4
Ponticello per la funzione
opzionale di test
GND
+24 V
+24 V
RESET
MS1N
MS1+
MS1P
BWS1N BWS1P
MS1–
1
A1+
A1+
ESS+
ERK+
ERK
MS2+
MS2N
MS2P
MS2–
13
23
33
53
63
AML
PE
14
24
34
54
64
A2–
A2–
3RG7817-3FA2
ESS
EST+
EST
BWSE+ BWSE–
MS4+
MS3+
MS4N
MS3N
MS4P
MS4–
MS3P
MS3–
BWS2N BWS2P
START
1 Circuito di retroazione tra i morsetti ERK ed ERK+
Schema 6/59
Schema di collegamento del dispositivo di controllo con muting senza utilizzo della funzione di muting
MS1
Emettitore
MS4
R
Ricevitore
2
–
MS2
S
1 3
+
4
2
–
1
+
3
4
Ponticello per la funzione
opzionale di test
MS3
+24 V
GND
+24 V
RESET
MS2
MS1
ML
MS1+
Interruttore
a chiave
A1+
A1+
ESS+
ESS
EST+
EST
ERK+
+24 V DC
max.
ERK
MS1N
MS1P
MS2+
MS2N
MS4+
MS4N
MS2P
MS1–
MS2–
BWS1N BWS1P
13
23
33
53
63
AML
PE
14
24
34
54
64
A2–
A2–
3RG7817-3FA2
BWSE+ BWSE–
MS3+
START
MS4
MS3N
MS4P
MS3P
MS4–
MS3–
BWS2N BWS2P
MS3
Schema 6/60
Schema di collegamento del dispositivo di controllo con muting con utilizzo della funzione di muting
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/33
Schema di collegamento delle uscite di sicurezza
+24 V
Consiglio
Picchi di corrente sopra circa i 60 V
danneggiano permanentemente le
uscite elettroniche. I contattori utilizzati devono essere equipaggiati di
diodi per la soppressione dei picchi di
tensione.
K2 ext.
I contattori Siemens della famiglia
“SIRIUS” possono essere equipaggiati con questi diodi oppure essere
utilizzati con i diodi già integrati direttamente nel contattore stesso.
K2 ext.
14, 24
33 ERK
Unità di
controllo
Come contattori esterni si consiglia
l’utilizzo dei contattori Siemens di
sicurezza con diodo integrato, tipo
3RH1122-1JB40, oppure delle combinazioni composte da contattore
3RH1122-1BB40 e diodo
3RT1916-1DG00.
ERK
Schema 6/61
Uscite di sicurezza
14, 24: uscite di sicurezza pnp a stato
solido con test ciclico. Se il dispositivo di controllo è attivo e la barriera di
sicurezza non è impegnata, queste
uscite si portano a 24 V c.c.. Se il
dispositivo di controllo viene spento,
queste uscite rimangono aperte.
33: uscita di sicurezza npn a stato
solido con test ciclico. Se il dispositivo di controllo è attivo e la barriera di
sicurezza non impegnata, questa
uscita si porta a massa.
Utilizzo dell’interruttore a chiave
Con l’aiuto dell’interruttore a chiave
può essere simulata la funzione di
muting. Questo è possibile nel caso,
con sensori di muting attivati, venga a
mancare la tensione di alimentazione
del dispositivo di controllo di muting.
In questa condizione il dispositivo di
controllo riconosce sempre un errore
e non può ricominciare dall’inizio un
ciclo. Una partenza dell’impianto non
risulta possibile.
Quando l’interruttore a chiave viene
azionato, il dispositivo di controllo
rimane attivo in modalità muting per
un massimo di 10 minuti, in modo
tale che la lavorazione che richiede la
funzione di muting possa essere portata avanti. Qualora non sia più azionato alcun sensore di muting, il
muting finisce automaticamente ed il
dispositivo deve essere ripristinato.
6/34
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6
6.4.2 Esempio di collegamento
per le barriere ottiche di sicurezza monoraggio SIGUARD
Dispositivo di controllo e barriere
ottiche monoraggio per la categoria 2 di sicurezza secondo EN 954-1
Alimentazione
+24 V
START
0V
+24 V (interna)
3RG7821-7BG00 3RG7821-7CD00
Emettitore 1
A1
A2
IN
X1
OUT
X2
X3
0 V (interna)
3RG7821-7BG00 3RG7821-7CD00
X4
Ricevitore 1
Emettitore 2
X5
X6
BN
X7
WH
X8
BN
WH
X9
X10
BN
X11
WH
Ricevitore 2
X12
BN
WH
3RG7826-1CB1
Circuito di retroazione
esterno
TEST
+24 V
(interna) IN
X13
X14
13
0V
(interna)
OUT
X15
14
X16
X21
K1
+24 V
(interna)
+24 V
(interna) IN
X1
0 V (interna)
OUT
X18
X22
X19
Y1
X20
X23
PNPOUT
Contattore
Schema 6/62
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/35
Dispositivo di controllo e barriere
ottiche monoraggio per la categoria 4 di sicurezza secondo EN 954-1
3RG7821-7BG00 3RG7821-7CD00
Emettitore
Ricevitore
1 2 4 3
Emettitore
1 2 4 3
Ricevitore
1 2 4 3
1 2 4 3
L1
S
S
+24 V DC
A1
X1
X2
X3
X4
24V
T1
Q1
T2
Q2
X5
X6
X7
X8
Cont.M
RESTART
+
–
13
23
39
41
14
24
34
42
UB OUT
RESTART
Relay
3RG7827-1DE2
0V
T3
Q3
T4
Q4
A2
X9
X10
X11
X12
0V
1 2 4 3
PM
X13
Indic.
X14
Y1
Y2
UB OUT
+
–
0V
1 2 4 3
1 2 4 3
1 2 4 3
K4
K5
Emettitore
Ricevitore
Emettitore
Ricevitore
N
Schema 6/63
6/36
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
M
3~
6.5 Barriere di sicurezza ottiche a pressione SIGUARD
Esempi di collegamento all’unità di
controllo
Le barriere di sicurezza a pressione
SIGUARD unitamente al dispositivo
di controllo 3RG78 57-1BD possono
essere impiegate come sistema di
sicurezza atto a soddisfare fino alla
categoria 4 in accordo con la
EN 954-1.
Ricevitore
3RG7855-1R
Emettitore
Il dispositivo di controllo in custodia da
22,5 mm controlla da un lato i segnali
dell’emettitore e del ricevitore e
dall’altro le possibilità di errore dell’intero sistema. Il dispositivo di controllo è
alimentato a 24 V c.c.. Le uscite di sicurezza a disposizione sono con tecnica a
relè. Un’ulteriore uscita può essere portata a un PLC come segnalazione. Per
effettuare un ripristino delle funzionalità
della barriera deve essere utilizzato un
pulsante di START manuale.
Alimentatore
24 V DC
Uscita di segnalazione Pulsante di START
gn
bn
A1(+)
3RG7857-1BD
wh
6
X1
X2
X3
K1
K1
K2
K2
Uscite di sicurezza
13
12-VRegler
K1
23
K2
Elaboratore dei
segnali
K1
A2(–)
K2
14
24
Uscite di sicurezza
Schema 6/64
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/37
6.6 SIMATIC S5-95F - Disinserzione sicura con blocchi funzionali "OFF di emergenza" certificati
OFF di emergenza con SIMATIC S5-95F
Poiché l'S5-95F soddisfa alle norme
EN 954-1 e/o alle IEC 61508, con
esso è possibile realizzare anche
schemi "OFFd'emergenza".
Pulsante di
START
A questo scopo sono state approntati
blocchi funzionali standard certificati
dall'Associazione Professionale.
Pulsante 2 di
emergenza
Pulsante 1 di
emergenza
Pulsante n. di
emergenza
I sensori (pulsanti d'emergenza, barriere luminose, ecc.) possono essere
collegati sia alla periferia di sicurezza
dell'S5-95F sia essa onboard oppure
esterna. Nei datori a un canale il conduttore del segnale deve essere portato in parallelo alle due apparecchiature parziali, nei datori a due canali
ogni conduttore di segnale deve
essere portato a una apparecchiatura
parziale, In entrambi i casi il segnale
arriva in modo ridondante al PLC, ma
dal punto di vista del programma
applicativo viene interrogato come
ingresso singolo. Se è necessario un
test incrociato i conduttori dei sensori
non vengono alimentati con una tensione costante di 24 V, ma da una
uscita digitale onboard conschemata
con il software di parametrizzazione
COM 95.
Questa uscita di test viene quindi
disinserita brevemente per il test e il
segnale di zero controllato sull'ingresso corrispondente.
6/38
Safety Integrated - Manuale applicativo
NOT-AUSCombinazione
Verknüpfung
OFF
d’emergenza
Se la catena non è avviata e il
fronte positivo allo start e la
combinazione OFF d'emergenza
danno risultato logico "1" e il
segnale di reazione è inverso
rispetto all'uscita OFF
d'emergenza, allora si ha uscita
OFF d'emergenza = "1"
Uscita OFF
d’emergenza
&
Attuat.
Reazione
FB
STOP CATENA
E' anche ammesso sotto determinati
presupposti attivare/disattivare barriere ottiche (muting).
Disposizione dei singoli conduttori
FB
START CATENA
START
START
Combinazione
Questi blocchi funzionali rendono
possibile sia l'attribuzione bit a bit di
ingressi e uscite (un ingresso = un'uscita) sia l'attribuzione byte a byte di
ingressi e uscite. E' così possibile
attivare un intero circuito di OFF d’emergenza con più pulsanti d'emergenza dopo un’analisi interna e con le
confortevoli possibilità di segnalazione dell'S5-95F.
PB
Interrupt software (OB3) con pulsante d'emergenza collegato a periferia onboard
Interrupt a tempo (OB13) con pulsante d'emergenza collegato a periferia esterna
Schema 6/65
Principio del riconoscimento e della disinserzione di catene "OFF d'emergenza" nel controllore ad elevata sicurezza S5-95F
Il contatto di rilettura di elementi di
manovra e del pulsante di marcia
possono essere collegati sia a ingressi di sicurezza sia a ingressi non di
sicurezza.
Descrizione dello schema 6/65
I sensori vengono combinati logicamente tra loro a piacere in un blocco
programma e il risultato assegnato a
un merker d'appoggio al quale viene
anche attribuita un'uscita "OFF
d'emergenza". Nel caso più semplice
tutti gli ingressi (contatti in apertura)
vengono inseriti dal programma in
serie tra loro e assegnati a questo
merker. Il blocco di start combina nel
programma ciclico i segnali "merker
d'appoggio, pulsante di marcia e
ingresso di reazione". L'uscita OFF
d'emergenza viene quindi abilitata se
il merker d'appoggio e la combinazione dei sensori hanno segnale logico
1, l'ingresso di reazione dell'organo di
disinserzione dà segnale 0 e il pulsante di marcia riconosce un fronte positivo.
Siemens S.p.A.
Il blocco di stop parametrizzato disinserisce un'uscita d'emergenza abilitata, non appena il relativo merker d'appoggio assume segnale 0. A seconda
del collegamento dei sensori alla periferia di sicurezza onboard o esterna,
tale disinserzione ha luogo nel blocco
organizzativo OB3 entro 10 ms o nell'OB 13 entro 120 ms. L'uscita OFF
d'emergenza può essere nuovamente
abilitata se il corrispondente merker
d'appoggio assume nuovamente il
risultato logico 1 (p. e. i pulsanti
d'emergenza vengono rilasciati), al
pulsante di marcia si ha un fronte
positivo e l'ingresso di reazione dà
segnale 0.
6
Introduzione
A 32.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
E
A 32.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
I seguenti esempi mostrano il collegamento di un pulsante ON di tacitazione e il collegamento di un pulsante
d'emergenza alla periferia onboard
dell'S5-95F.
E
Regola
I pulsanti d'emergenza devono essere collegati agli ingressi d'emergenza.
In generale i pulsanti d'emergenza
possono essere collegati alla periferia
di sicurezza sia onboard sia esterna.
K1
Apparecchiatura di
disinserz.
OFF
K2
d'emerg.
Il pulsante ON di tacitazione può
essere collegato alla periferia di sicurezza onboard oppure alla periferia
esterna di sicurezza o non di sicurezza.
K3
K1
K2
K2
K1
L+
L–
Esempio 1
La schema 6/66 mostra uno schema
per il comando indiretto delle apparecchiature di disinserzione d'emergenza con due contattori ausiliari
ridondanti e con una reazione tramite
due contatti ausiliari guidati e periferia
esterna.
Schema 6/66
Comando di contattori ausiliari ridondanti con rilettura tramite contatti ausiliari guidati
DA 33.0
L+
L–
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
DE 32.2
DE 33.0
S1
S2a
S1= pulsante ON di tacitazione
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
DE 32.2
Esempio 2
La schema 6/67 mosta il collegamento di un pulsante ON di tacitazione e
il collegamento di un pulsante d'emergenza alla periferia on board di
sicurezza.
DE 33.0
S2b
L+
S2= pulsante d'emergenza
Schema 6/67
Collegamento del pulsante ON di tacitazione e delle apparecchiature d'emergenza con
controllo incrociato
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/39
6.7 SIGUARD ET 200S
Power module SPS
DS
Partenza diretta
RS
Partenza invertita
F-Kit
Interruttori ausiliari
(per circuito di retroazione)
PM-X
Modulo di connessione
PM-D
F1
DS
DS
RS
PROFIBUS-DP IM
151
L+
M
F-Kit
F-Kit
Modulo terminale
PM-D
F1
Master
PM-X
Interruttore
del circuito
F-Kit
Contattori
del circuito
A1+
A2–
Categorie di sicurezza
1
2
3
4
Pulsante
di marcia
PM-D
PM-DF1
F-Kit
Pulsante
d’emergenza
PM-X
Contattori in Input
L1 L2 L3
M
~
M
~
M
~
Calotta di copertura
Schema 6/68
Avviamento d’emergenza con partenza controllata, categoria di sicurezza 4
Commento
ON
+
L+
ON
–
CH1 CH1 CH2 CH2
+
–
+
–
Si seguano i seguenti passi:
CON
A1+
• Collegare la tensione ausiliaria U1 ai
morsetti L+, M
ϑ
ϑ
• Collegare la tensione ausiliaria U2 ai
morsetti CON A1+, CON A2• Il circuito d’emergenza deve essere chiuso sui morsetti CH1+, CH1- e CH2+, CH2• L’impianto entra in funzione non appena il
pulsante di marcia viene collegato ai morsetti ON+, ON-.
I conduttori esterni del circuito d’emergenza
e del pulsante di marcia sono controllati
durante il funzionamento.
ET 200S
Bus
M
CON
A2–
OUT–
OUT+
Lo schema mostra le parti fondamentali di un SIGUARD Powermodule, per
esempio il PM-D F1, emergenza con controllo dello START
Schema 6/69
Schema di collegamento del Powermodule SIGUARD PM-D F1
6/40
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
Riferimenti trasversali:
Si veda anche il capitolo 2.31 di ET 200S
SIGUARD, pag.2/49,
come pure il manuale SIMATIC ET 200S –
Nr. di ordinazione GE S7 151- 1AA00-8AA0
6
25
Powermodule
PM-DF1
U1
+ 1/8
– 2/9
U2
+ 4/11
– 5/12
26
27
28
22
23
EMERGENZA
K0
Pulsante di marcia
K0
K2
K0
Contattori
in input
K1
K3
K2
Partenza
diretta
K1
Circuito di
retroazione
Q1
Q2
Q3
K1
K2
K3
K3
M
M
M
Schema 6/70
Monitoraggio delle partenze motore, emergenza, categoria d’arresto 0,
partenza controllata, categoria 4 di sicurezza.
Le partenze motore sono monitorate utilizzando un contatto NC al contattore
(F-kit) connesso al circuito di retroazione in serie al pulsante di marcia.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/41
6.8 Avviamento di una macchina
Questo capitolo descrive esempi applicativi dei sistemi SIMOVERT MASTERDRIVES per applicazioni che riguardano
la variazione del numero dei giri con
motori in corrente alternata.
Gli esempi mostrano le possibilità di
realizzazione. Queste devono essere
in accordo con le funzionalità della
macchina, affinchè questa giunga al
necessario risultato. Ciò conduce ad
una parametrizzazione individuale per
incontrare le esigenze della categoria
di arresto 1.
Le soluzioni rappresentate sono realizzabili con i sistemi SIMOVERT
MASTERDRIVES e SIMODRIVE 611
analogico e 611 universale.
La funzione “fermata sicura” è realizzabile con le funzioni specifiche degli
apparecchi “sicurezza non attiva”
oppure “blocco della partenza”. Sono
quindi da rispettare le istruzioni corrispondenti descritte nella documentazione di prodotto.
SIMOVERT MASTERDRIVES
Vector control Katalog DA65.10
SIMOVERT MASTERDRIVES
Motion control Katalog DA65.11
SIMODRIVE 611
Katalog NC 60.1 e NC 60.2
6.8.1 Esempi applicativi per
la funzione arresto di emergenza. Categoria di arresto 0
L1
L2
L3
PE
DC P 24 V
K
F1
Pulsante d’emergenza
X1
X5
X3
3TK2806
L1/L+
Pulsante di marcia
DC M
13 23 33 43 53 65
X533
1 Option K80
2
PV
4
P24 V
3
U1 V1 W1
K3
M
K2
X101
C
X U
N/L-
X2
X4
X6
14 24 34 44 54
66
SIMOVERT MASTERDRIVES
Umrichter
U2 V2 W2
M
3~
Schema 6/71
Categoria d’arresto 0, un canale con circuito di retroazione.
Categoria di sicurezza 3 in accordo con EN 954-1.
6/42
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
X: ingresso binario
con AUS2
P556i00 e i002
6
L1
L2
L3
PE
L/+
N/–
DC P 24 V
DC M
K1
A1
Pulsante di
marcia
K1
Y1
Y2
13
A2
U1 V1 W1
23
3TK2824
Pulsante
d’emergenza
X533
Option K80
1
2
PV
4 P24 V
3
M
X101
C
X U
14
24
K1
N/–
SIMOVERT MASTERDRIVES
U2 V2 W2
Umrichter
X: ingresso binario
con AUS2
P556i001 e i002
M
3~
Protezione extra
Schema 6/72
Categoria d’arresto 0, due canali con circuito di retroazione.
Categoria di sicurezza 3 in accordo con EN 954-1.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/43
6.8.2 Esempi applicativi per
la funzione arresto di emergenza. Categoria di arresto 1
L1
L2
L3
PE
K
Y: ingresso binario
con AUS3
P559i001 e i002
Einspeiseeinheit
X: ingresso binario
con AUS2
P556i001 e i002
L+/C
L–/D
X533
Option K80
1
2
PV
4 P24 V
3
L+ (C)
L– (D)
X533
Option K80
1
2
PV
4 P24 V
3
M
L+ (C)
M
X101
X101
Y
Y
C
X U
C
X U
SIMOVERT MASTERDRIVES
Wechselrichter
U2 V2 W2
SIMOVERT MASTERDRIVES
U2 V2 W2
Wechselrichter
M
3~
M
3~
DC 24 V
DC M
EI
Y11 Y12 Y33
Y34
13 23 31
43 53
14 24 32
44 54
A1 13 23 33 43 51
3TK2827
3TK2830
Y10
A1
NOTHALT
A2
Y21 Y22 PE
PE
Schema 6/73 Categoria d’arresto 1, due canali con circuito di retroazione.
Categoria di sicurezza 3 secondo EN 954-1, con frenatura controllata dei motori
6/44
Safety Integrated - Manuale applicativo
L– (D)
Siemens S.p.A.
A2 14 24 34 44 52
6
L1
L2
L3
PE
L/+
N/–
DC 24 V
DC M
K1
X533
Option K80
1
2
PV
4 P24 V
3
K1 EI
Y11 Y12 Y33
Y34
13 23 31
43 53
3TK2827
Y10
A1
U1 V1 W1
M
X101
C
X U
NOTHALT
Y
Y21 Y22 PE
A2
14 24 32
H1
PE
44 54
K1
N/–
SIMOVERT MASTERDRIVES
U2 V2 W2
Umrichter
M
3~
X: ingresso binario
con AUS2
P556i001 e i002
Y: ingresso binario
con AUS3
P559i001 e i002
Schema 6/74
Categoria d’arresto 1, due canali con circuito di retroazione.
Categoria di sicurezza 3 secondo EN 954-1, con frenatura controllata dei motori.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
6/45
48
6
Nähere Funktionsbeschreibungen für
das Zweihand-Steuergerät 3TK2834
finden Sie in der Betriebsanleitung
Bestell-Nr. 3ZX1012-0TK28-7CA1,
für das Nachlauf-Prüfgerät
3ZX1012-0TK28-6CA1.
49
7
Comunicazione
a sicurezza
di errore tramite
bus standard
Ulteriori possibilità di risparmio nella
tecnica d'automazione si devono
ricercare soprattutto con la giusta
scelta della tecnica d'installazione.
Nella tecnica standard la razionalizzazione dovuta alla decentralizzazione
con l'impiego della moderna tecnologia a bus, ha già comportato sensibili
riduzioni di costi. Altre possibilità di
contenimento dei costi si avranno in
futuro grazie alla trasmissione parallela dei segnali rilevanti per la sicurezza attraverso i bus di campo standard
già installati. Naturalmente questa
novità economica e tecnologica eccezionalmente promettente deve essere
realizzata in sintonia con le prescrizioni di legge e con le norme. Per questo, sotto l'egida dell'Associazione
Professionale, con le organizzazioni
degli utilizzatori di bus di campo, quali
ad esempio PNO (PROFIBUS-Nutzerorganisation) e l'associazione AS-i
(Actuator Sensor Interface), si stanno
definendo gli obiettivi di sicurezza e si
stanno elaborando i corrispondenti
programmi di prova. Anche la successiva normativa riguardante questi programmi di prova viene esaminata in
questo ambito.
Sistema completo a sicurezza integrata
Con il sistema "Safety Integrated"
diventerà possibile in futuro combinare la struttura di sicurezza con la parte
standard di un impianto in un unico
sistema trasparente e razionalmente
definito, basandosi sugli sperimentati
sistemi a bus di campo PROFIBUS e
AS-Interface.
7/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Grazie all'impiego di una comunicazione a norme di sicurezza su questi
affidabili bus di campo standard, i
progettisti sono quindi in condizione
di lavorare in modo proficuo con gli
stessi engineering tools e con gli
stessi metodi sia nella tecnica standard sia in quella di sicurezza. Si ottiene quindi una ottimale trasparenza
nella trasmissione dati tra le parti
standard e di sicurezza di un medesimo impianto, senza ulteriori interfacce, anziché concepire una trasmissione dati di sicurezza tramite bus speciali.
La fusione nella "Safety Integrated”
dei due mondi mediante PROFIBUS e
AS-i, con tutti i loro vantaggi, deriva
dall'esperienza accumulata in anni per
quanto riguarda automazione e sicurezza, e non certo a costo di una riduzione della produttività o della disponibilità dell'intero impianto.
"Safety Integrated” garantisce sicurezza nell'industria manifatturiera non
solo a livello di macchina, ma naturalmente propone soluzioni adeguate
anche per l'industria di processo. I
due settori applicativi pongono in taluni casi esigenze diverse per quanto
riguarda la comunicazione di sicurezza.
Per grandi volumi di dati, alta velocità
di trasmissione e aree a rischio
d'esplosione viene impiegato il
PROFIBUS-DP, anche in combinazione
con il PROFIBUS-PA, entrambi con
profili a norme di sicurezza.
Per piccoli volumi di dati e semplici
attuatori e sensori singoli distribuiti,
dove si ha anche la necessità del trasporto dell'alimentazione per i sensori, è necessario impiegare il bus AS-i
con profilo a norme di sicurezza. Il
nome di questi profili fissati dall'organizzazione degli utenti di PROFIBUS è
"ProfiSafe".
Siemens S.p.A.
ProfiSafe: impiego di PROFIBUS-DP
e PROFIBUS-PA standard con
comunicazione sicura
Nell'ambito della Totally Integrated
Automation, in futuro i componenti di
sicurezza "Safety Integrated" e i componenti standard saranno perfettamente integrati con i medesimi tool
d'ingegnerizzazione e di diagnostica
nel sistema di controllo di processo
PCS 7 e diventeranno un unico sistema omogeneo e compatibile.
Se nel campo della periferia numerosi
sensori e attuatori devono essere collegati a una stazione comune, questo
si può realizzare mediante grandi blocchi di periferia di sicurezza decentrati
collegati a PROFIBUS-DP. Nell'ambito
della tecnica di processo con pericolo
d'esplosione diventerà inoltre possibile la combinazione con PROFIBUS-PA
in comunicazione rilevante per la sicurezza. In futuro sarà quindi possibile
collegare direttamente apparecchiature di campo senza ulteriori unità di
periferia e barriere di protezione EX.
Grazie alla trasmissione di dati standard e di dati di sicurezza attraverso il
medesimo cavo di bus, in una stazione slave PROFIBUS-DP possono
essere naturalmente combinate tra
loro a piacere unità di periferia di sicurezza e standard.
Nel campo dei sensori è attualmente
in crescita l'impiego di efficaci dispositivi di protezione senza contatti quali fotocellule e scanner. Queste apparecchiature di rilevamento dispongono
di una ricca elettronica capace di analisi di sicurezza che, accanto a comandi d'arresto a norme di sicurezza, può
anche fornire un vasto repertorio di
dati diagnostici.Anche complessi sensori/attuatori potranno quindi essere
collegati direttamente a PROFIBUS
come nodi/partner di sicurezza.
7
Sistemi
standard
Sistemi standard e
sistemi di sicurezza
della tecnica di processo
• PLC
• Supervisione
• Sistema di controllo
di processo PCS 7
PROCESS FIELD BUS
PROFIBUS-PA
Link DP/PA
PROFIBUS-DP
Tecnica di sicurezza,
Safety Integrated con
collegamento a
PROFIBUS
• ET 200
• SIMATIC a elevata sicurezza
• SINUMERIK/SIMODRIVE
Link DP/AS-i
Standard
Tecnica di sicurezza,
Safety Integrated con
collegamento a
AS-Interface
• SIRIUS
• Pannello di serv.
• BERO
• AS-Interface
• Fotocellula
• Emergenza
• Controllo porta
di protezione
Tabella 7/1
Sistema completo a sicurezza integrata
Accanto alla comunicazione rilevante
per la sicurezza di apparecchiature
(p.e. controllori programmabili) con
nodi/partner di periferia decentrata di
sicurezza, è necessario realizzare
anche una comunicazione di sicurezza
delle unità fra di loro, così da ottenere
i molteplici vantaggi che si hanno
ripartendo gravosi compiti d'automazione in una soluzione d'automazione
decentrata che preveda molti piccoli
controllori singoli.
Impiego di AS-i con comunicazione
di sicurezza
Se in ambito periferico sono impiegati
sensori/attuatori semplicemente strutturati, distribuiti con regolarità sull'intero impianto e che trasmettono solo
informazioni binarie (p.e. blocchi porta, pedane a contatto, pulsanti d'emergenza, i finecorsa, ecc.) si determina l'esigenza di collegare questi
apparecchi direttamente come
nodi/partner al bus AS-i con comunicazione di sicurezza. In caso di collegamento diretto di sensori/attuatori di
questo tipo, è però assolutamente
necessario per l'economicità della
soluzione che anche l'alimentazione
venga addotta attraverso il bus e che
sia utilizzata la più semplice tecnica di
morsetti di collegamento,
In questo modo i vantaggi dell'AS-i
standard possono essere pienamente
utilizzati. Le informazioni dei sensori
vengono raccolte sul posto tramite
unità slave in custodia IP 67 e inoltrate via bus AS-i e master AS-i al PLC
standard. La categoria 3 di comunicazione rilevante per la sicurezza secondo EN 60 954-1 viene garantita da
speciali slave e da un monitor che
come partecipante al bus controlla la
sicurezza della comunicazione e mette a disposizione uscite di sicurezza
parametrizzabili.
Il futuro appartiene ai sistemi a bus
standard con comunicazione di
sicurezza, non a i bus speciali!
Solo l'impiego della comunicazione di
sicurezza via bus standard di comprovata apertura quali PROFIBUS e
AS-Interface, permette di raggiungere
i voluti livelli di risparmio sia nell'ingegnerizzazione che nell'installazione.
Grazie all'impiego parallelo della tecnica dei bus di campo standard anche
per la sicurezza è possibile in ogni
momento connettere altri mezzi quali
ad esempio trasmettitori radio, infrarossi, cavi a fibra ottica oppure, utilizzando gli appositi gateway, passare
nell'area con pericolo d'esplosione.
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens S.p.A.
7/3
8
Appendice
8.1 Tabelle di supporto per la scelta delle apparecchiature
Combinazioni SIGUARD 3TK28
p.e. piccolo PLC a elevata sicurezza
SIMATIC S5-95F
Campo d'impiego
– preferibilmente in
costruzione di macchine in serie,
piccoli impianti
costruzione di macchine in serie,
(grandi impianti)
Funzioni di sicurezza realizzate
mediante
cablaggio (tecnica a contattori)
programma applicativo
Modifiche/ampliamenti delle funzioni
di sicurezza mediante
modifica del cablaggio
programmazione
Approvazioni
Categoria 4 secondo prEN 954-1
presse meccaniche e idrauliche
secondo EN 692/693 livello di
requisiti IIIB secondo prEN 574
Categoria 4 secondo prEN 954-1
Classe di requisiti 6 secondo DIN V
19250 presse meccaniche e idrauliche secondo EN 692/693 EBA secondo Mü 8004
Soluzioni d'automazione
già predisposte
nessuna soluzione software
pacchetti di programma software
standard (già collaudati)
Ingressi/uscite (I/O)
• 1 ingresso (più apparecchi di comando devono essere collegati in serie)
• fino a 5 contatti di abilitazione
(uscite di sicurezza)
• 1 contatto di segnalazione
(non di sicurezza)
• con apparecchiature d'ampliamento
è possibile disporre di numerosi altri
contatti di abilitazione.
• complessivi 20/12
• di cui onboard 20/8
di sicurezza
• di cui onboard 0/4
non di sicurezza
• ulteriori I/O esterni
di sicurezza 128/64
• ulteriori I/O esterni
non di sicurezza 256/256
Potere di manovra delle uscite, max.
Ie /AC-15
Ie /AC-3
Ith
Ith
2A
Temporizzatori di sicurezza
300 s
9990 s per ogni timer
Collegamento a un canale
Collegamento a due canali
Collegamento di sicurezza incrociato
(per canali doppi)
possibile
possibile
possibile (tra i canali
e massa)
possibile
possibile
possibile verso massa
Compatibilità EMC e climatica
elevata (tecnica a contattori)
IEC 801, 2-6, grado di severità 3
Diagnostica e ricerca guasti
con mezzi di test esterni e con
cablaggio supplementare
funzioni diagnostiche integrate nell'apparecchiatura, funzioni di test su
dispositivo di programmazione
Messa in servizio
nessuna funzione di test a causa
della bassa complessità
supportata da funzioni di test integrate su dispositivo di programmazione
Collegamento non di sicurezza
possibile mediante moduli esterni a
• AS-Interface
• PROFIBUS-DP
con processore di comunicazione
• CP 521 verso sistema sovraordinato
• CP 541 a PROFIBUS-DP
Collegamento di sicurezza
–
• diretto a SINEC L1
• con processore di comunicazione
CP 541 a PROFIBUS
Tipo di documentazione
manuale
automatico
8/2
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
250 V
400 V
4A
1,1 kW
... 10 A
8.2 Panoramica delle principali Norme in vigore
nella Comunità Europea
Nelle seguenti norme specialistiche
sono descritti i requisiti di sicurezza di
8
specifici tipi di macchine:
Norme specialistiche per tipi di macchine (Norme europee):
Tecnica di processi termici
• Requisiti di sicurezza generali
prEN 746-1
• Sistemi di combustione e di condutture per carburanti
prEN 746-2
• Impianti di zincatura a fuoco
prEN 746-4
• Impianti di trattamento a caldo di bagni di sale
prEN 746-5
• Impianti per il trattamento di fluidi
prEN 746-6
• Impianti di processi termici sotto vuoto
prEN 746-7
• Impianti per eseguire tempere
prEN 746-8
Macchine per industria mineraria sotterranea
• Macchine mobili per estrazione
prEN 1552
• Macchine e locomotive mobili
prEN 1889-1
• Veicoli idraulici
prEN 1804-1
• Macchine scavatrici
prEN 1872
Macchine per l'edilizia e per materiali da costruzione
• Macchine movimento terra
EN 474-1
prEN 472-2 ... 11
EN ISO 3457
• Apparecchiature
prEN 996
• Foratrici
prEN 791
• Macchine per costruzioni di tunnel
prEN 815
prEN 12111
• Macchine per costruzione di strade
EN 500-1 ... 5
ENV 500-6
prEN 536
• Produzione, trasporto, gettate di calcestruzzo
in preparazione
• Produzione di cemento, calce, gesso
prEN 1009
• Herstellung von Produktenaus Beton und Kalksandstein
in preparazione
• Produzione di derivati di calcestruzzo ecc.
in preparazione
• Produzione di ceramica
in preparazione
• Produzione di vetro
in preparazione
• Macchine demolitrici
in preparazione
• Produzione di calcestruzzo e malta
prEN 12151
• Macchine per il trasporto, la distribuzione di calcestruzzo e malta
prEN 12001
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/3
Norme specialistiche per tipi di macchine (Norme europee):
Macchine da stampa e per la carta
• Macchine da stampa e per la lavorazione della carta
prEN 1010
• Macchine per la produzione di carta
prEN 1034
Macchine per conceria
• Macchine rullatrici
prEN 972
• Macchine per tagliare e dividere
in preparazione
• Macchine con piastre mobili
prEN 1035
• Macchine spruzzatrici e felpatrici
in preparazione
• Asciugatrici
in preparazione
• Arrotolatrici e macchine similari
in preparazione
Macchine per scarpe e pellami
• Macchine punzonatrici e perforatrici
in preparazione
• Bordatrici
prEN 930
• Macchine risuolatrici
prEN 1845
• Macchine cucicitrici
prEN 931
altri in preparazione
• Macchine modulari per la riparazione di scarpe
in preparazione
• Presse per pelli e scarpe
in preparazione
Macchine per fonderia
• Impianti di pressofusione
prEN 869
• Macchine per stampi, ecc.
prEN 170
• Dispositivi di pressofusione per produzione di verghe d'alluminio
prEN 2147
• Impianti a raggi infrarossi
prEN 1248
Macchine tessili
• Macchine tessili
EN ISO 11111
• Macchine per lavaggio chimico
prEN ISO 8230
• Macchine lavatrici e stiratrici
prEN ISO
10472-1 bis 6
Compressori
• Compressori e pompe sotto vuoto
prEN 1012-1
• Pompe sotto vuoto
prEN 1012-2
• Pompe e dispositivi con pompe per liquidi
prEN 809
8/4
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8
Norme specialistiche per tipi di macchine (Norme europee):
Macchine per il trattamento di superfici
• Dispositivi per spruzzare
prEN 1954
• Macchine per la pulizia superficiale di prodotti industriali
in preparazione
• Dispositivi per la mescola
in preparazione
• Impianti di asciugatura, forni, sistemi vaporizzatori
prEN 1539
• Macchine per lavaggio ad alta pressione
prEN 1829
Centrifughe industriali
• Con energia cinetica di rotazione superiore a 200Nm
in preparazione
Robot industriali
• Sicurezza
EN 775
Accessori per le macchine
• Equipaggiamento elettrico delle macchine industriali
EN 60204-3-1
• Sicurezza, apparecchiature per usi domestici
EN 60335-2-28
Ascensori/ apparecchi di sollevamento
• Ascensori
prEN 81-1 rev.
prEN 81-2
• Piccoli montacarichi
prEN 81-3
• Marciapiedi mobili
EN 115
• Scale mobili
in preparazione
• Ascensori per cantieri
prEN 1494
• Apparecchiature di sollevamento trasportabili e modificabili sul posto
prEN 1493
• Ponti elevatori
prEN 12077-2
Trasporti continui
• Sicurezza di base
prEN 616
• Trasporti continui di pezzi e rottami
prEN 617 ... 620
Veicoli di trasporto
• Equipaggiamento elettrico
prEN 1175-1 ... 3
Apparecchiature per magazzini
• Sicurezza
prEN 528
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/5
Norme specialistiche per tipi di macchine (Norme europee):
Laser e impianti laser
• Macchine per la lavorazione dei materiali mediante raggi laser
prEN 31553
• Requisisti minimi di documentazione
prEN 31252
• Interfacce meccaniche
prEN 31253
Pompe di calore, impianti di raffreddamento
(non solo per prescrizione di macchine)
• Pompe di calore, requisiti
prEN 25-8
• Impianti di raffreddamento e pompe di calore
Requisiti tecnici di sicurezza
EN 378-1
Macchine utensili, Sicurezza
• Presse meccaniche
EN 692
• Presse idrauliche
prEN 693
• Presse piegatubi
prEN 12622
• Centri di lavoro
prEN 12417
• Automazioni
prEN 12415
Sistemi di produzione
• Sistemi di produzione automatizzati
8/6
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
prEN 1921
8.3 Significati e abbreviazioni
8
BAG
Gruppi modi di funzionamento
PM
Commutazione positivo - massa
SN
Camme software di sicurezza
BG
Associazione Professionale
PP
Commutazione positivo - positivo
SPL
Logica programmabile
di sicurezza
BIA
Istituto per l'assicurazione
contro gli infortuni sul lavoro
S5
SIMATIC S5
DMS
Sistema di misura diretta
S7
SIMATIC S7
Controllo numerico computerizzato
IMS
Sistema di misura indiretta
SBH
Arresto operativo di sicurezza
HMI
Human Machine Interface
CPU
Unità centrale
SBR
Rampa di frenatura di sicurezza
OP
Pannello operatore
MLFB
Maschinenlesbare
Fabrikatenummer:
Numero di ordinazione
Siemens-Komponenten
SE
Finecorsa software
di sicurezza
IBS
Messa in servizio
SG
Velocità di sicurezza
NC
Controllo numerico
SGA
Uscite rilevanti per
la sicurezza
NCK
Unità del controllo numerico
SGE
NCU
Controllo numerico computerizzato
Ingressi rilevanti per
la sicurezza
SH
Arresto di sicurezza
SI
Safety Integrated
CNC
PLC
Controllore a logica
programmabile
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/7
8.4 Letteratura tecnica
[1]
Richtlinie 89/392 EWG
(Maschinenrichtlinie)
Bundesanzeigerverlag. 1993.
[2]
Positionspapier DKE 226.0.3:
Sicherheitsgerichtete Funktionen
elektrischer Antriebssysteme in
Maschinen. Stand 1/98.
[3]
Schäfer, M.; Umbreit, M.:
Antriebssysteme und CNCSteuerungen mit integrierter
Sicherheit. BIA-Report Nr. 4/97
[4]
Kategorien für sicherheitsbezogene Steuerungen nach
EN 954-1. BIA-Report 6/97.
[5]
ZH1/419. Prüf- und Zertifizierungsordnung der Prüf- und Zertifizierungsstellen im BG-Prüfzert.
Ausgabe 10/1997.
8/8
Safety Integrated - Manuale applicativo
[6]
Reinert D.; Schaefer M.;
Umbreit M.:
Antriebe und CNC-Steuerungen
mit integrierter Sicherheit,
In: ETZ-Heft 11/1998
[7]
Sicherheitsrelevante Datenübertragung; Anforderungen sowie
deterministische und probabilistische Verfahren; 1998, Uwe Jesgarzewski, Rainer Faller – TÜV
Product Service
[8]
Anforderungen an mikroprozessorgestützte Feldgeräte für den
Einsatz in sicherheitsrelevanten
Anwendungen; 1998, Dr. Adam,
Matalla, Dr. de Haas (BASF),
Faller (TÜV Product Service)
[9]
Poposal for an Interim Solution
for the Use of Non-Safety-Related Intelligent Field Instruments
in Safety Applications in the Process Industry; 1997-1998, Rainer
Faller – TÜV Product Service
Siemens AG
8.5 Certificati di omologazione
8
8.5.1 Certificati per
SINUMERIK Safety
Integrated
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/9
8/10
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8
8.5.2 Certificati per
SIMATIC Safety
Integrated
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/11
8/12
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/13
8/14
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/15
8/16
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8
Safety Integrated - Manuale applicativo
Siemens AG
8/17