Logique d'Interverrouillage de Sécurité pour Convoyeur : Bachmann M1 et Phoenix Contact PSR-SCP

Logique d’arrêt par cordon-poussoir basée sur zones

Un train de convoyeurs à trois bandes nécessite un arrêt basé sur des zones. La bande 3 (extrémité de décharge) doit atteindre la pleine vitesse avant que la bande 2 ne démarre, et la bande 2 doit être en marche avant que la bande 1 (extrémité d’alimentation) ne démarre — cela évite l’accumulation de matériaux aux trémies de transfert. La séquence d’arrêt s’inverse : la bande 1 s’arrête en premier et les bandes 2 et 3 fonctionnent pendant une période de dégagement temporisée de 30 à 60 secondes avant de s’arrêter.

Les activations du cordon-poussoir suivent une réponse asymétrique par zone. Un cordon-poussoir sur la bande 3 arrête les trois bandes. Un cordon-poussoir sur la bande 2 arrête les bandes 1 et 2 mais permet à la bande 3 de continuer à se dégager. Un cordon-poussoir sur la bande 1 arrête uniquement la bande 1. Implémentez cela comme une matrice de zones dans le bloc de texte structuré Bachmann M1. Une approche d’arrêt d’urgence global ne peut pas satisfaire la clause 5.4.3 de la norme ISO 13850 pour les convoyeurs opérant dans des zones distinctes de manutention des matériaux.

Après toute activation du cordon-poussoir, un verrouillage matériel nécessite une réinitialisation physique de l’interrupteur sur site ET l’appui sur le bouton RESET local avant que le redémarrage soit autorisé. La réinitialisation à distance via IHM n’est pas autorisée selon la clause 5.5.2 de la norme ISO 13850. Pour les applications nécessitant une architecture de relais de sécurité à double canal, le relais de sécurité à double entrée Allen-Bradley Guardmaster 440R-D22R2 offre une performance équivalente SIL 2 / PLd au Phoenix Contact PSR-SCP.

Câblage du relais de sécurité Phoenix Contact PSR-SCP

Le Phoenix Contact PSR-SCP est certifié SIL 2 / PLd selon IEC 62061 et ISO 13849-1. Utilisez un module par bande. Il surveille simultanément la chaîne d’interrupteurs du cordon-poussoir (Canal A) et le bouton d’arrêt d’urgence (Canal B). Câblez OSSD1 et OSSD2 en série vers la bobine du contacteur d’entraînement de la bande — cela crée une fonction d’arrêt de catégorie 3 avec deux chemins de sortie indépendants.

Câblez le Canal A selon la note d’application Phoenix Contact AN-PHX-0034 Circuit 1. Connectez la broche A1 à +24 VCC et câblez la chaîne en série des contacts NF du cordon-poussoir de A1 jusqu’à la broche S11. Connectez S12 à S21. Câblez le contact NF de l’arrêt d’urgence depuis S22. Connectez les bornes de surveillance de retour PSR-SCP Y1–Y2 au contact auxiliaire NF du contacteur d’entraînement de la bande. Ce retour détecte un contacteur collé et bloque le redémarrage dans les 300 ms suivant l’ouverture de la sortie de sécurité.

Réglez le potentiomètre TIME du PSR-SCP sur un délai de démarrage de 2 secondes. Cela empêche un redémarrage immédiat après un relâchement momentané du cordon-poussoir. Le module d’extension de sortie retardée Guardmaster GSR offre une fonctionnalité équivalente de délai de démarrage configurable pour les architectures de relais de sécurité Allen-Bradley. Enregistrez la valeur du délai dans le dossier de sécurité comme partie de la documentation de vérification SIL IEC 62061.

Moniteur de vitesse nulle et tests de mise en service

Montez un capteur de proximité PNP (12–24 VCC, connecteur M12) sur le support du galet de queue ciblant un disque à 6 fentes. À pleine vitesse de bande (1,5 m/s typique), le capteur produit environ 9–12 Hz. Sélectionnez un relais moniteur de vitesse nulle couvrant cette plage de fréquence — le Pilz PNOZ 13 (0,1–25 Hz) est adapté. Réglez le délai de déclenchement du relais à 3 secondes pour couvrir la période normale de décélération lors des arrêts planifiés.

Dans le Bachmann M1, mappez la sortie du relais de vitesse nulle vers une entrée DI dédiée. Surveillez cette entrée uniquement lorsque BELT_RUN = TRUE ET qu’un temporisateur de fonctionnement de 5 secondes est écoulé — la garde couvre la période d’accélération. La détection de vitesse nulle après 5 secondes déclenche une alarme BELT_SLIP et un arrêt contrôlé. La vitesse nulle est une fonction de diagnostic, pas une fonction de sécurité — le PSR-SCP gère l’arrêt de sécurité. Documentez cette distinction dans le cahier des charges fonctionnel pour éviter toute ambiguïté de conformité.

• Étape 1 : Activez chaque cordon-poussoir individuellement. Vérifiez que la matrice de zones arrête les bandes correctes en moins de 500 ms. Confirmez que les bandes en aval continuent de fonctionner.
• Étape 2 : Vérifiez la réinitialisation du verrouillage. Après activation du cordon-poussoir, tentez un redémarrage via IHM — il doit être refusé. Réinitialisez l’interrupteur du cordon-poussoir, tentez à nouveau un redémarrage via IHM — il doit toujours être refusé. Appuyez sur le bouton RESET local — ce n’est qu’à ce moment que le redémarrage doit être accepté.
• Étape 3 : Injectez un circuit ouvert sur le Canal A du PSR-SCP (déconnectez la broche S11). Confirmez que le module coupe les sorties OSSD, que la bande s’arrête et que le Bachmann M1 génère une alarme SAFETY_RELAY_FAULT avec le numéro de bande correct. Le relais de sécurité Allen-Bradley MSR320P offre une détection de défaut à double canal équivalente pour les tests comparatifs.
• Étape 4 : Testez le moniteur de vitesse nulle. Commandez la mise en marche de la bande, bloquez la cible du capteur du galet de queue. Vérifiez l’alarme BELT_SLIP dans les 8 secondes (3 s délai relais + 5 s garde) et le déclenchement de l’arrêt contrôlé.
• Étape 5 : Vérifiez l’interverrouillage de démarrage séquentiel. Tentez de démarrer la bande 1 avant que la bande 3 ne soit en marche — confirmez le refus avec un message d’interverrouillage sur l’IHM. Démarrez dans la séquence correcte (Bande 3 → Bande 2 → Bande 1) et confirmez que les trois démarrent avec les délais temporisés programmés.

Conclusion et conseils d’action

La logique de sécurité des convoyeurs nécessite une architecture précise dès la phase de conception. Premièrement, implémentez la logique d’arrêt par cordon-poussoir basée sur zones dans le bloc de texte structuré Bachmann M1 — un arrêt d’urgence global ne peut pas satisfaire les exigences spécifiques de dégagement des matériaux par zone. Deuxièmement, utilisez le Phoenix Contact PSR-SCP (ou un relais de sécurité Allen-Bradley Guardmaster équivalent) avec câblage à double canal et boucle de retour contacteur pour atteindre l’architecture SIL 2 / PLd.

Réglez le délai de démarrage du PSR-SCP à 2 secondes et documentez cette valeur dans le dossier de vérification SIL. Effectuez les cinq tests d’injection de défaut avant la mise en service opérationnelle — ne sautez pas le test de circuit ouvert PSR-SCP, car c’est le seul moyen de confirmer que la surveillance à double canal est active. Réglez le délai de déclenchement du relais de vitesse nulle à 3 secondes et appliquez la temporisation de garde PLC de 5 secondes pour éviter les déclenchements intempestifs lors des arrêts planifiés de la bande. Le module d’extension Guardmaster permet des architectures de relais de sécurité évolutives à mesure que les systèmes de convoyeurs se développent.

Auteur : Shen Weicheng est un ingénieur en automatisation industrielle avec plus de 10 ans d’expérience en PLC, DCS et systèmes de contrôle.