Изключен сензор не се различава автоматично от легитимно състояние ИЗКЛ. При конвенционален нормално отворен вход ясен обект, прекъснат проводник, загуба на захранване на сензора и изваден конектор могат да доведат до една и съща нулева стойност. Правилната реакция започва с определяне на функциите на сензора и на риска, който възниква, ако тази нулева стойност бъде приета за нормална.

Окабеляването, позволяващо откриване на повреди, подобрява диагностиката, но защитата на персонала зависи от цялостната валидирана защитна функция.

Разграничете диагностиката на процеса от функционалната безопасност

Процесният сензор може да открива детайл, ниво в резервоар, положение на цилиндър или задръстване на конвейер. Ако кабелът му се прекъсне, подходящата реакция може да бъде аларма за поддръжка, блокиране на цикъла или контролирано спиране. Защитно устройство като блокирана предпазна ограда, светлинна завеса или аварийно спиране принадлежи към функция за безопасност, произтичаща от оценката на риска на машината. Неговата архитектура, диагностично покритие, време за реакция, поведение при нулиране и проверка трябва да отговарят на изискваното ниво на безопасност.

Стандартният PLC вход може да предоставя ценна информация за поддръжката, но обозначаването на логиката му като „безопасна“ не му осигурява сертифицирана устойчивост на повреди. Решенията за защита трябва да се вземат от подходящи устройства и логика за безопасност. Стандартното управление може да получава диагностичен статус за съобщения, времеви отметки и отстраняване на неизправности, без да се превръща в единствения елемент, който отстранява опасното движение.

Съответните категории хардуер могат да бъдат разгледани в колекцията „Сензори“ на сайта и в „PLC и PAC системи“, но избраното устройство, входният модул и методът на окабеляване трябва да бъдат валидирани като едно приложение.

Изберете верига, чието нормално състояние може да бъде наблюдавано

Нормално затвореният контакт пропуска ток в нормалното си състояние на покой, така че прекъснат проводник обикновено кара входа да се изключи. Това разкрива повреди по-добре от нормално отворена верига, но не осигурява пълна защита. Късо съединение през контакта може да задържи сигнала включен, общ проводник може да изведе от строя няколко канала, а софтуерът може да обработи прехода неправилно.

Съвременните електрочувствителни защитни устройства обикновено използват два наблюдавани полупроводникови изхода, често наричани OSSD канали. Съвместим контролер за безопасност оценява двата канала, включително времевите им характеристики и поведението при тестове. Електромеханичните устройства за предпазни огради могат да използват принудително управлявани контакти в двуканална конфигурация. Въпросът не е просто „два проводника“, а независимо откриване на повреди, контролирано поведение при тестове и дефинирана безопасна реакция.

Разберете какво действително измерва входът за откриване на прекъснат проводник

Диагностичните входни модули могат да откриват прекъснат проводник, като очакват малък ток дори когато полевият контакт е отворен. В актуалното ръководство за цифрови I/O модули ControlLogix на Rockwell Automation се посочва, че откриването на прекъснат проводник проверява полевото окабеляване и изисква минимален ток на утечка. При контактен вход през контакта се поставя резистор за утечка, така че модулът да очаква ток при логическо състояние ИЗКЛ. Загубата на този ток води до повреда на ниво точка.

1756-IB16D е диагностичен входен модул за 10–30 V DC. Публикуваната му информация за окабеляване посочва стойности на резистора за утечка според захранващото напрежение, включително 15 kΩ при 24 V DC. Тези стойности са специфични инженерни данни за устройството, а не универсална рецепта. Праговете на входа, допускът и мощността на резистора, токът на утечка на сензора в изключено състояние, индикаторите на интерфейсния модул и изменението на захранването влияят върху диагностичния диапазон.

Твърде малкият ток на утечка може да накара нормално отворен контакт да изглежда като прекъснат проводник. Твърде големият ток може да задържи входа включен, да създаде топлина или да прикрие друга повреда. Индикаторните лампи и интерфейсните модули също могат да променят тока в изключено състояние. Използвайте ръководството за точната серия модули, изчислете тока и разсейваната мощност в най-неблагоприятния случай и тествайте сглобената полева верига при минималното и максималното захранващо напрежение.

Проектирайте захранващите и обратните пътища за диагностика

Индивидуалната диагностика на точка невинаги може да различи прекъснат сигнален проводник от загубен общ обратен проводник или полево захранване. Ако група входове едновременно съобщава повреди от типа „прекъснат проводник“, проверете общото захранване и обратния проводник, преди да сменяте няколко сензора. Наблюдавайте полевото захранване, когато е възможно, и групирайте каналите така, че общата загуба да не създава двусмислено състояние на машината.

Трипроводните индуктивни и фотоелектрични сензори добавят още един режим на повреда: изходният проводник може да е изправен, докато захранването на сензора липсва. Използвайте диагностика на устройството, спомагателен статус, мониторинг на тока или входна архитектура, която показва загуба на захранване. При интелигентни сензори в мрежа комуникационният статус може да предостави допълнителна информация, но не бива мълчаливо да заменя твърдо свързания защитен път, освен ако мрежовата функция за безопасност не е специално проектирана и валидирана за тази цел.

Дефинирайте детерминирано поведение при повреда

За всеки сигнал документирайте безопасната или контролирана реакция при прекъснат проводник, късо съединение, несъответствие между каналите, загуба на полево захранване, остарели мрежови данни и вътрешна повреда на устройството. Процесният вход може да запамети аларма и да блокира следващия автоматичен цикъл. Входът за безопасност трябва да задейства дефинираната функция за безопасност в рамките на допустимото време за реакция.

Не позволявайте на общо филтриране или забавяне на алармата да прикрива повредата. Филтрирането може да е подходящо за отскачане на контакти или електрически шум, но закъснението трябва да е по-кратко от допустимото според риска на процеса. Записвайте необработените диагностични битове отделно от обработения процесен статус, за да могат специалистите по поддръжката да видят защо машината е спряла.

Възстановяването е също толкова важно. Повторното свързване на сензор не бива да предизвиква неочаквано рестартиране. Изисквайте условията за нулиране, определени от оценката на риска, потвърдете, че опасната зона е свободна, и отделете потвърждаването на повредата от командата за стартиране на движението.

Извършвайте функционален тест на инсталираната верига

Прегледът на схемата не може да докаже поведението на полевата верига. При въвеждане в експлоатация тествайте нормалното задействане, след което изключете сензора при самото устройство и при междинните конектори. Прекъснете всеки проводник поотделно, изключете полевото захранване, прекъснете общия обратен проводник и създайте случаите на несъответствие между каналите, разрешени от тестовата процедура на производителя. Потвърдете, че контролерът идентифицира очакваната точка и че реакцията на машината съответства на изискванията за безопасност.

Когато се използват два канала, тествайте каналите един по един, откриването на късо между каналите според спецификацията, времето за несъответствие, нулирането и блокирането на повторното стартиране. Запишете действителното време за спиране, ако то участва в изчисляването на защитното разстояние. След поддръжка или подмяна на устройство повторете съответните функционални тестове, вместо да приемате, че еднаквото разпределение на пиновете на конектора гарантира идентично поведение.

Поддържайте диагностичното покритие през целия експлоатационен живот на машината

Промените по клемните блокове, индикаторните модули, дължината на кабела, входните карти, типовете сензори или конфигурацията на контролера за безопасност могат да променят токовия диапазон или времето за диагностика. Поставете тези елементи под контрол на промените. Периодично преглеждайте диагностичните записи за периодични събития от типа „прекъснат проводник“; те често разкриват повредени кабеловодещи вериги, разхлабени клеми, замърсяване или повредени конектори, преди да възникне пълна повреда.

Инженерната граница е ясна: откриването на прекъснат проводник е отлична функция за улесняване на поддръжката и може да допринесе за откриването на повреди, но само по себе си не е цялостна функция за безопасност. Надеждните машини правят всяка повреда видима, определят детерминирана реакция и проверяват тази реакция при реалното полево устройство.