7. LOGICKÉ ŘÍZENÍ Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D. 2. 2. 2009, Ostrava Stýskala, 2002 Osnova přednp ednášky Úvod, rozdělení Kontaktní logické řízení Bezkontaktní logické řízení Bezpečnostní části ovládacích systémů 1
Úvod a rozdělen lení Logické řízení zajišťuje např. tyto funkce: zapnutí, řízený rozběh, nastavení rychlosti (změna rychlosti), změna směru otáčení, zastavení, řízené brzdění Podle druhu použitých spínacích prvků: kontaktnířízení: relé (pomocná, časová, jistící..) a stykače bezkontaktnířízení: pevné (logické moduly) programovatelné (PLC, automatizační počítač) Logické řízení ruční automatické přímé nepřímé kontaktní bezkontaktní pevné programovatelné 2
Kontaktní logické řízení Vlastní logická funkce je realizována pomocným (ovládacím, řídícím) obvodem, který slouží pro ovládáníči řízení např. poháněcího elektrického motoru zapojeného do hlavního (výkonového, silového) obvodu sloužícího pro přenos elektrické energie z napájecí sítě právě do motoru Výhody: relativní odolnost vůči přetížení (napěťovému, proudovému a výkonovému) Spouštění pohonu v jednom směru 3
Liniové schéma Spouštění pohonu v obou směrech (reverzační pohon) 4
Bezkontaktní logické řízení Výhody použití: malé rozměry nízké ztráty necitlivost vůči prostředí vyšší četnost spínání vyšší spolehlivost a jednodušší údržba vyšší operační rychlost programové změny řešeného ovládacího obvodu Příklady použití logického modulu: zavlažování rostlin ve sklenících řízení pásových dopravníků osvětlení výkladních skříní, schodů a teras stupňovité zapínání ventilátorů řízení vodních čerpadel, zásobníků teplé vody 5
Základní logické funkce Typ Značka Logická tabulka Ekvivalent v kontaktní logice AND I1 I2 I3 & Q I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 I = 0 klidový stav (rozpojený) I = 1 v činnosti (sepnutý) I1 I2 I3 OR I1 I2 I3 1 Q I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 I = 0 klidový stav (rozpojený) I = 1 v činnosti (sepnutý) I 1 I 2 I 3 NAND I1 I2 I3 & Q I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 I = 0 klidový stav (sepnutý) I = 1 včinnosti (rozpojený) I 1 I 2 I 3 6
NOR I1 I2 I3 1 Q I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 I = 0 klidový stav (sepnutý) I = 1 v činnosti (rozpojený) I1 I2 I3 NOT I1 1 I1 Q Q 0 1 1 0 převede zapínací na vypínací kontakt Spouštění pohonu v obou směrech (reverzační pohon) I3 I3 B03 1 B06 1 Q2 Q1 x x I1 B02 1 I2 B05 1 B01 S RS R B04 S RS R Q1 Q2 Logické vstupy I1- zapínací tlačítko SB1 I2 zapínací tlačítko SB2 I3 vypínací tlačítko SB3 Logické výstupy Q1 stykač KM1(doprava) Q2 stykač KM2(doleva) 7
Hlavní cíl: Bezpečnostn nostní části ovládac dacích ch systémů zajistit, aby na provozovaném zařízení nevznikla nebezpečná situace způsobená prvky řídícího systému nebo působením externích faktorů Volba bezpečnostního řešení a technické prostředky pro zajištění tohoto řešení musí posuzovat tyto faktory: bezpečnost práce bezpečný provoz stroje rizika, nebezpečné jevy nebezpečné zóny Bezpečnostn nostní funkce nouzové vypnutí nouzové zastavení blokování pohonů nebezpečných pohybů v závislosti na: - poloze ochranných krytů - signálech od optoelektronických bezpečnostních ochranných zařízení kontrola dvouručního ovládacího zařízení kontrolu ventilů a doběhu u hydraulických a mechanických lisů 8
Požadavky na mechanické ovládac dací přístroje Přístroje s nuceným rozpínáním kontaktů Požadavky na bezpečnostn nostní relé a stykače Přístroje s nuceným vedením kontaktů jednotlivé kontaktní páry jsou umístěny v oddělených komorách relé 9
Kategorie komponentů bezpeč. logických (řídících)( ch) obvodů stanovují jejich požadované chování vzhledem k odolnosti proti závadám a jejich následnému chování v podmínce závady, kterého je dosaženo konstrukčním uspořádáním jejich částí, detekcí závady a (nebo) jejich spolehlivostí bezpečnostnířídící obvody musí být provedeny podle jedné popř. několika z těchto kategorií: B, 1, 2, 3, 4 Kategorie B: pro relativně bezpečná strojní zařízení výskyt závady může vést ke ztrátě bezpečnostní funkce pro splnění požadavků stačí dodržovat: základní bezpečnostní pravidla pro navrhování řídicích obvodů používat vhodné přístroje vyhovující svým provedením daným vnějším vlivům, platným normám a předpisům 10
Kategorie 1: pro relativně bezpečná i málo nebezpečná strojní zařízení výskyt závady může vést ke ztrátě bezpečnostní funkce, ale pouze s menší pravděpodobností než u kat. B pro splnění požadavků stačí dodržovat: základní bezpečnostní pravidla pro navrhování řídicích obvodů používat přístroje jako u kategorie B, navíc ověřené a vyzkoušené základní bezpečnostní principy (např. uložením vedení do ochranné konstrukce, předimenzováním stykače ) Kategorie 2: stejné požadavky jako pro kategorii B, musí být také dodrženy osvědčené bezpečnostní zásady pro kategorii 1 řídící systém s cyklickým testováním. Testovací interval musí být vhodný pro daný stroj a jeho použití závada zjištěna při každém testu (výskyt závady může vést ke ztrátě bezpečnostní funkce v intervalech mezi testy, testem musí být ale zjištěna) vyhodnocovací jednotka a zpětná vazba obvod má strukturu bezpečnostního obvodu 11
Kategorie 3: stejné požadavky jako pro kategorii B, musí být také dodrženy osvědčené bezpečnostní zásady pro kategorii 1 jediná závada nesmí způsobit ztrátu bezpečnostní funkce. Tato jediná závada musí být zjištěna, je-li to prakticky možné bezpečnostní funkce obvodu je zajištěna s výjimkou případu nahromadění závad obvod má strukturu bezpečnostního obvodu Kategorie 4: stejné požadavky jako pro kategorii B, musí být také dodrženy osvědčené bezpečnostní zásady pro kategorii 1 jediná závada nesmí způsobit ztrátu bezpečnostní funkce. Tato jediná závada musí být zjištěna při nebo před dalším vyvoláním bezpečnostní funkce bezpečnostní funkce obvodu je vždy zajištěna obvod má strukturu bezpečnostního obvodu 12
Kategorie B a 1 Kategorie 2 Kategorie 3 Kategorie 4 Vztah rizika a doporučen ené kategorie 13
Bezpečnostn nostní moduly Pro zajišťování těchto funkcí: monitorování ovládačů nouzového zastavení, spínačů polohy, bezpečnostních světelných bariér, nášlapných rohoží, obouručních ovládacích zařízení, klidového stavu, pro detekci nulových otáček AC nebo DC motorů, atd. zajištění bezpečného polohování (zastavení stroje v bezpečném stavu) zajištění bezpečnosti osob pracujících na strojním zařízení Bezpečnostní modul zejména zahrnuje: logiku, napájecí zdroj pro logiku, vstupy pro připojení (např. startovací tlačítko, ovladač nouzového zastavení, spínač polohy, přívody od nášlapných rohoží, bezdotykováčidla.), výstupy pro připojení (např. cívek relé, stykačů, světelné signalizace, PLC ), bezpečné kontakty, doplňkové kontakty 14
Minimáln lní požadavky na bezpečný provoz a používání zařízen zení v závislosti z na příslup slušném riziku vytvářen eném m daným zařízen zením používat zařízení k účelům a za podmínek, pro které je určeno v souladu s provozní dokumentací stanovení bezpečného přístupu obsluhy k zařízení a dostatečný manipulační prostor se zřetelem na technologický proces a organizaci práce vybavení zařízení zábranou, nebo ochranným zařízením a nebo přijetí opatření tam, kde existuje riziko kontaktu nebo zachycení pracovníka pohybujícími se částmi zařízení nebo pádu břemene vybavení ovladačem pro úplné bezpečné zastavení vybavení ovladačem pro nouzové zastavení ochranná zařízení musí mít pevnou konstrukci odolnou proti poškození, nesmí omezovat výhled na provoz zařízení více, než je nezbytně nutné a musí splňovat další technické požadavky na blokování nebo jištění Konec přednp ednášky 15