الوصف
بدمج منطق التحكم في السلامة مباشرةً ضمن شبكة دخل/خرج EtherCAT، ينشئ Beckhoff EK1960-2600 رابط سلامة مدمجًا للغاية بين قنوات الدخل والخرج الرقمية الآمنة. تعمل وحدة التحكم المدمجة TwinSAFE هذه كوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة مستقلة للسلامة، إذ تدير منطق السلامة المحلي وتنفذ العمليات الوظيفية الآمنة عبر الشبكات باستخدام بروتوكول السلامة عبر EtherCAT (FSoE). وتضم الوحدة 20 دخلًا رقميًا آمنًا وما يصل إلى 24 خرجًا رقميًا آمنًا (بما في ذلك نقاط تلامس مرحل اختيارية معزولة كهربائيًا) ضمن هيكل مادي واحد، مما يحسّن استغلال مساحة اللوحة مع تنفيذ مهام السلامة وفق معايير SIL 3 وPL e.
الميزات
-
سلامة مدمجة عالية الكثافة: يدمج منطق السلامة و20 دخلًا آمنًا و24 خرجًا آمنًا ضمن تصميم موحّد مدمج.
-
السلامة عبر EtherCAT (FSoE): يعمل مباشرةً كوحدة ارتباط رئيسية أو تابعة تتواصل بمتغيرات الحالة الآمنة عبر توصيلات Ethernet القياسية.
-
مراقب قابل للتهيئة: تضمن قيم مؤقت المراقبة القابلة للتهيئة حسابات دقيقة وديناميكية لزمن الاستجابة للأعطال.
-
تهيئة المخارج الهجينة: إمكانية مدمجة لتوفير نقاط تلامس آمنة مفتوحة عادةً ومعزولة كهربائيًا إلى جانب المخارج الرقمية القياسية ذات السلك الواحد.
-
الامتثال الموحّد: يستوفي المعايير العالمية الصارمة حتى EN ISO 13849-1:2015 (الفئة 4، PL e) وEN 61508:2010 (SIL 3).
التطبيقات
-
خطوط التجميع المؤتمتة: تقسيم موزع لمناطق السلامة الوظيفية الخاصة بإيقافات الطوارئ وستائر الضوء والأبواب المتشابكة.
-
سلامة أدوات الآلات: الربط مع مفاتيح السلامة وحلقات التحكم في مراكز الآلات المحلية.
-
أنظمة مناولة المواد: إدارة حدود السلامة وكتم الإشارات والتحكم في المناطق عبر عمليات الناقلات الكبيرة.
-
تكامل الروبوتات: معالجة مركزية لحدود الإحداثيات الآمنة وسلاسل تغذية راجعة لإيقاف الطوارئ.
المواصفات الفنية
| المعلمة / المقياس |
قيمة المواصفة |
| الشركة المصنّعة |
Beckhoff Automation |
| الطراز / رمز المنتج |
EK1960-2600 |
| بروتوكول السلامة |
TwinSAFE / السلامة عبر EtherCAT (FSoE) |
| عدد المداخل |
20 دخلًا رقميًا آمنًا (24 فولت تيار مستمر) |
| عدد المخارج |
24 خرجًا رقميًا آمنًا (تشمل 4 نقاط تلامس مرحل آمنة مفتوحة عادةً ومعزولة كهربائيًا) |
| تقنية التوصيل |
نظام بسلك واحد |
| الحد الأقصى لتيار الخرج |
2 أمبير (معامل التزامن 50% عند 2 أمبير) |
| زمن الدورة |
عادةً 1 مللي ثانية (يعتمد على حجم مشروع المنطق الوظيفي) |
| زمن الاستجابة للأعطال |
≤ زمن المراقبة (قابل للتهيئة) |
| استهلاك التيار (US / UP) |
عادةً 80 مللي أمبير / عادةً 2 مللي أمبير |
| الامتثال لمعايير السلامة |
EN ISO 13849-1:2015 (الفئة 4، PL e)، EN 61508:2010 (SIL 3) |
| درجة حماية IP |
IP20 |
| اتصال الواجهة |
منفذ RJ45 |
| اتجاه التركيب |
أفقي |
| وزن الشحن (محسوب) |
1.0 كجم |
التوصيلات والواجهات
| طرف توصيل / منفذ اتصال |
التخصيص الوظيفي |
| مقبس RJ45 |
واجهة اتصال شبكة EtherCAT وTwinSAFE |
| مدخلات آمنة (من 1 إلى 20) |
نقاط توصيل دخل رقمي آمن للحساس بسلك واحد (24 V DC) |
| المخارج الآمنة (1 إلى 20) |
نقاط توصيل مخرج رقمي آمن بأشباه الموصلات بسلك واحد (24 V DC، 2 A) |
| مخارج المرحل (21 إلى 24) |
نقاط تلامس مرحل السلامة الخالية من الجهد (نقاط تلامس توصيل) |
رؤى هندسية تجريبية
الطُرز البديلة والتوافق
بخلاف بنيات السلامة الموزعة التقليدية، حيث يجب أن تتصل وحدات المنطق المنفصلة، مثل EL6900، بأطراف إدخال وإخراج السلامة المعزولة، تدمج EK1960-2600 هذه الوحدات في قطعة واحدة من الأجهزة. تتطلب هذه الوحدة TwinCAT 2.11 أو إصدارًا أحدث، مع TwinSAFE System Manager المدمج، لتجميع مشاريع السلامة الوظيفية وتنزيلها. لا تتطلب ترقية شبكات EtherCAT القياسية لتعمل مع هذه الوحدة أي تغييرات مادية في خطوط EtherCAT الأساسية خارج إعدادات العنونة القياسية.
أخطاء شائعة في التطبيقات وملاحظات هندسية
يحدّ النمط الحراري للهيكل المدمج من الحمل المتزامن المسموح به. ورغم أن المخارج تدعم تيارات تصل إلى 2 A لكل مخرج على حدة، يجب أن يراعي التشغيل المستمر عند التيار الكامل معامل التزامن البالغ 50%. سيؤدي تشغيل أكثر من 12 مخرجًا بتيار 2 A باستمرار داخل حاويات غير مهوّاة ومرتفعة الحرارة المحيطة إلى ظهور تحذيرات بارتفاع درجة الحرارة الداخلية أو إلى إيقاف تشغيل السلامة.
نصائح التشغيل والتوصيل
عند تبديل الأحمال الحثية، مثل ملفات الموصلات الثقيلة، باستخدام مخارج المرحلات الأربعة ذات نقاط التلامس الخالية من الجهد، ركّب دائمًا عناصر كبت، مثل ثنائيات الحماية أو دوائر RC الماصّة، مباشرةً على طرفي الأحمال الحثية. يمكن لارتفاعات الجهد الناتجة عن الملفات غير المكبوتة أن تُحدث ضوضاء كهرومغناطيسية في دوائر منطق وحدة التحكم الآمنة، مما يؤدي إلى أعطال في تشخيص السلامة. استخدم كابلات S/FTP محمية لتوصيل Ethernet الصناعي عبر RJ45، لعزل تدفق اتصالات السلامة عن مشغلات المحركات ذات التيار العالي.
إرشادات التركيب
تحذير بالغ الأهمية: قبل محاولة إجراء أي تركيب ميكانيكي أو توصيل للأسلاك الطرفية أو صيانة لجهاز Beckhoff EK1960-2600، افصل جميع خطوط التغذية الكهربائية الفعلية عن النظام. استخدم جهاز اختبار جهد موثوقًا ومعايرًا للتأكد من فصل الطاقة بالكامل عن جميع أجزاء النظام. قد يؤدي عدم تنفيذ العزل الكامل إلى حدوث صدمات كهربائية إنشائية خطيرة، أو إغلاق غير مقصود للمخارج الآمنة، أو تلف فوري في المنطق المادي.
1
ثبّت وحدة التحكم أفقيًا على سكة DIN مؤرضة مقاس 35 مم. أمّن آلية القفل لضمان عدم انزلاق الجهاز أو ارتخائه بسبب الاهتزاز.
2
تحقّق من عدم وجود ما يعيق دوران الهواء المحيط حول فتحات التهوية العلوية والسفلية للهيكل ذي درجة الحماية IP20.
3
وصّل خطوط الإدخال والإخراج الآمنة باستخدام ممارسات التوصيل المناسبة بسلك واحد، مع الحرص على عدم تجاوز حدود مقطع السلك للأطراف.
4
وصّل كابل RJ45 القياسي لشبكة EtherCAT بواجهة Ethernet، مع التأكد من تثبيته هيكليًا. طبّق جهد منطق التحكم بالنظام بعد التحقق من القطبية.