Rezistorový obvod podle NAMUR
Mechanické spínače SUCO s integrovaným konektorem zaujímají v posledních letech své pevné místo v hydraulickém a fluidním průmyslu. Kromě mnoha variant konektorů a závitů nabízí vysokou třídu krytí IP (IP67 až IP6K9K) oproti běžným tlakovým spínačům.
SUCO již nabízí druhou generaci integrovaných tlakových spínačů pod označením tlakové spínače PLUS, kde PLUS znamená volitelné doplňkové elektronické funkce, které lze integrovat v závislosti na aplikaci. Příklady zahrnují diagnostickou funkci NAMUR, funkci varistorové ochrany, pozitivní či negativní termistor anebo signalizaci stavu sepnutí LED (NAMUR - Normen Arbeitsgesellschaft Mess und Regeltechnik der chem. Industrie).
Zapojení NAMUR umožňuje diagnostickou funkci fail-safe (zabezpečení proti selhání) s detekcí zkratu a přerušení kabelu, která je vhodná zejména pro bezpečnostní systémy. Toto je zajímavé například pro brzdové systémy, hydrostatické řídicí systémy, hasicí systémy nebo automatizované řídicí a regulační ventily.
Tlakový spínač SUCO PLUS NAMUR
Podle DIN EN 60947-5-6 (VDE 0660 část 212) znamená NAMUR kontakt v zapojení se dvěma odpory. Kontakt může být spínací nebo rozpínací. Kromě stavů ON a OFF, je zároveň možné vyhodnotit přerušení vedení nebo zkrat v okruhu. Typické prahové hodnoty proudu podle NAMUR jsou 1,2 mA pro stav vypnutí a 2,1 mA pro zapnutý stav.
Bezpotenciálové tlakové spínače SUCO PLUS NAMUR jsou napájeny přímo měřicím obvodem (provozní proud IB). Živé části jsou galvanicky odděleny od pouzdra, mezi spínacím kontaktem a skříní není elektrické spojení. Díky odporovému obvodu je na výstupu tlakového spínače trvale hladina proudu bez ohledu na to, zda je kontakt sepnutý nebo rozepnutý. V této souvislosti se mluví také o principu trvalého klidového proudu.
V případě odpojení vedení nebo odpojeného konektoru je obvod přerušen a vystupuje z oblasti NAMUR. Proud je 0 mA při nekonečné hodnotě odporu. Pokud dojde ke zkratu na vedení nebo konektoru, proud se výrazně zvýší nad rozsah NAMUR, protože v obvodu je jen velmi malý odpor.
Tyto čtyři proudové hodnoty lze nyní číst jako čtyři různé spínací stavy prostřednictvím vhodné vyhodnocovací jednotky. Pro provoz v souladu s NAMUR musí být provozní napětí 8,2 ±0,1 VDC. Realizace prahové hodnoty proudu 1,2 mA se dosahuje s odporem 11 kΩ s rozepnutým kontaktem. Pokud je spínací kontakt sepnutý, je výsledný odpor 1 kΩ, což spolehlivě překračuje proudovou hranici 2,1 mA.
Fail-safe
Díky zapojení tlakového spínače SUCO PLUS NAMUR je možné zajistit bezpečnost proti selhání tzv. Fail-safe systém. Jakmile vyhodnocovací jednotka zjistí na výstupu provozní proud 0 mA, systém přejde do bezpečné polohy OFF.
V souladu s normou DIN VDE 0660, část 209, se bezpečnost při selhání týká schopnosti systému zůstat v bezpečném stavu nebo okamžitě přepnout na jiný bezpečný stav v případě poruchy. Podle této normy je dosažen bezpečný stav systému, když je na výstupním kontaktu přítomen příkaz vypnutí, tj. řídicí obvod je přerušený.
Aplikace
Zařízení pro monitorování tlaku musí u aplikací kritických na bezpečnost pracovat spolehlivě a musí být testované v souladu s příslušnými směrnicemi. Mechanické tlakové spínače jsou z velké části instalovány v bezpečnostních průmyslových aplikacích (např. monitorování procesů, procesní technologie) a v systémech mobilní hydrauliky, které monitorují kritické bezpečnostní funkce (např. hydraulické řízení nebo brzdové systémy).
V obou případech může selhání systému nebo porucha způsobit zdravotní nebo finanční poškození a v nejhorším případě může dojít i k ohrožení života provozovatele stroje. Potřeba bezpečného a spolehlivého monitorování stavu je proto hlavní prioritou.
Hydrostatický systém řízení / brzdění
U zemědělských strojů, jako jsou traktory, umožňuje mechanický tlakový spínač monitorování minimálního tlaku hydrostatického systému řízení. Teprve po dosažení bezpečného provozního tlaku signalizuje tlakový spínač řídicí jednotce správný stav a traktor je připraven k jízdě.
Pro zajištění alespoň minimální bezpečnosti při normálním provozu, musí být zajištěn princip klidového proudu a u spínače volíme rozpínací kontakt (NC). Pokud je rozpínací kontakt sepnutý kvůli chybějícímu nebo příliš nízkému tlaku, dochází k průchodu elektrického proudu obvodem, tj. signál je přítomen a převodovka se neuvolní. Po dosažení provozního tlaku se rozpínací kontakt rozepne a obvod se přeruší, tj. žádný signál, převodovka je uvolněna a je bezpečná.
Stav „žádný signál" signalizuje, že systém má dostatečný tlak – vše je v pořádku. Pokud je však propojovací kabel s tlakovým spínačem uvolněný či přerušený nebo je odpojen konektor, řídicí jednotka to nebude schopna rozpoznat a bude nadále indikovat připravenost k jízdě – vznikne nebezpečná situace.
V tomto okamžiku má oproti tomu tlakový spínač PLUS NAMUR své výhody. Zatímco pomocí konvenčního tlakového spínače mohou být měřeny nebo interpretovány pouze dva provozní stavy, tlakový spínač PLUS nabízí dvě dodatečná měření poruchových stavů, a tedy bezpečnost PLUS. Mohou tak být detekovány náhodné chyby i manipulace a stroj může být přiveden do bezpečného stavu, který odpovídá zjištěné chybě.
Michal Hlavina
BIBUS s.r.o.
299
.gif)
