I contattori di grado di sicurezza sono necessari nelle applicazioni industriali per garantire che macchine e sistemi possano passare in modo affidabile e imprevedibile a uno stato sicuro,in genere in caso di errori operativi o requisiti funzionali di sicurezzaIl primo passo nella progettazione di un sistema di sicurezza industriale è determinare se l'applicazione richiede un livello di integrità della sicurezza (SIL) (come definito nella IEC 62061,fino a SIL 2) o a livello di prestazione C (PL) come specificato nella norma ISO 13849Alcune applicazioni richiedono un livello di sicurezza più elevato.
Considerare i principi guida di IEC 60947-4-1 e ISO 13849-1, dove il primo si concentra sulla progettazione e la sperimentazione di interruttori e apparecchiature di controllo a bassa tensione,mentre quest'ultimo fornisce principi generali per la progettazione e l'integrazione delle parti relative alla sicurezza dei sistemi di controllo, compresi l'hardware e il software.
Questo articolo presenta come utilizzare il contattore di livello di sicurezza 3RT2 di Siemens con funzione di funzionamento sicuro da guasti per costruire un sistema di sicurezza, al fine di raggiungere la soluzione ottimale di sicurezza industriale.L'articolo ha anche esaminato come raggiungere livelli più elevati di SIL e PLInfine, è stato approfondito il modo di personalizzare le soluzioni di sicurezza utilizzando interconnessioni ridondanti, soppressori di sovratensioni,moduli funzionali, e altri accessori per ottenere ulteriori applicazioni e ottimizzazione della sicurezza.
Il contattore 3RT2 offre una scelta tra modalità di funzionamento tradizionali e a stato solido, con specifiche che vanno da S00 a S2, e una potenza massima fino a 37 kW.Per contattori che utilizzano meccanismi di funzionamento a stato solido, deve essere specificato un segnale di vita residua facoltativo.
Questi contattori sono conformi ai requisiti della categoria IEC 60947-4-1 AC-3e e possono essere utilizzati in combinazione con motori IE3 o IE4 ad alto rendimento.,compresi i contatti normalmente aperti (NO) e normalmente chiusi (NC), che possono essere utilizzati per fornire feedback sul fatto che il circuito principale sia acceso o spento.la risposta può essere utilizzata per attivare le luci di indicazione, allarmi o altri dispositivi di controllo. L'esempio del contattore 3RT2 è il seguente:
3RT20152AP611AA0-S00 specifica, corrente nominale 7 A, 3 kW/400 V, 3 poli, 220 VAC 50 Hz/240 VAC 60 Hz, contatto ausiliario: 1 NO, con terminale a molla
3RT20231AK60- Specifica S0, corrente nominale 9 A, 4 kW/400 V, 3 poli, 110 VAC 50 Hz/120 VAC 60 Hz, contatti ausiliari: 1 NO+1 NC, terminale a filettatura (figura 1)
3RT20281AN20- S0 specifica, corrente nominale 38 A, 18,5 kW/400 V, 3 poli, 220 VAC, 50/60 Hz, contatti ausiliari: 1 NO+1 NC, terminale a filo
3RT20371_S2 specifica, corrente nominale 65 A, 30 kW/400 V, 3 poli, 24 VDC, con resistenza variabile integrata, contatti ausiliari: 1 NO+1 NC, terminale a filo
3RT20371SF30-S2, con ingresso F-PCL-IN, corrente nominale 65 A, 30 kW/400 V, 3 poli, 83 VAC a 150 VAC/VDC, 50/60 Hz, con resistenza variabile integrata, contatto ausiliario: 1 NC,terminale a filettatura
S0 specifica di potenza nominale del contattore di 4 kW immagine
Figura 1: La potenza nominale di questo contattore di specifica S0 è di 4 kW, con una uscita ausiliaria NC e una NO. (Fonte immagine: Siemens)
Il tempo di risposta è cruciale per la sicurezza
La comprensione dell'impatto del tempo di risposta complessivo è fondamentale nella progettazione di soluzioni di sicurezza industriale.il tempo di risposta è definito come il tempo totale necessario per fermare qualsiasi movimento pericoloso in caso di esigenze di sicurezza;I fattori che influenzano il tempo di risposta sono:
Il tempo di risposta degli input dei sensori nei dispositivi di monitoraggio della sicurezza
Tempo di ciclo del piano di sicurezza
Tempo di ritardo del protocollo di comunicazione
Tempo di superamento causato dall'inerzia del motore o dell'attuatore
Il tempo di rottura del contattore
La norma IEC 60947-4-1 specifica il tempo di rottura dei contattori elettromeccanici e dei motor starter.
Essa definisce anche categorie di utilizzo per la classificazione dei tipi di carico e delle condizioni di funzionamento dei contattori, come AC-3e per motori ad alta efficienza.La presente norma comprende procedure per la prova del tempo di rottura e di altre caratteristiche prestazionali dei contattori..
Il tempo di rottura del contattore è un parametro chiave del sistema di sicurezza: esso è definito come il tempo compreso tra la rimozione della tensione della bobina e la disconnessione del contatto principale.compresi il tempo di ritardo di disconnessione (OD) e il tempo di arco di contatto (AT).
Ad esempio, quando si utilizza un contattore con prestazioni di interruttore come indicato nella figura 2, il tempo di rottura OD+AT è compreso tra 50 e 75 ms.è necessario considerare sempre il valore del caso peggiore, che in questo esempio è di 75 ms (figura 2).