Logica di Interblocco di Sicurezza per Nastri Trasportatori: Bachmann M1 e Phoenix Contact PSR-SCP

Logica di Arresto a Corda a Zone

Una linea di trasportatori a tre nastri richiede un arresto basato su zone. Il nastro 3 (estremità di scarico) deve raggiungere la velocità piena prima che il nastro 2 inizi, e il nastro 2 deve essere in funzione prima che il nastro 1 (estremità di carico) parta — questo previene l’accumulo di materiale alle tramogge di trasferimento. La sequenza di arresto è inversa: il nastro 1 si ferma per primo e i nastri 2 e 3 continuano a funzionare per un periodo di sgombero temporizzato di 30–60 secondi prima di fermarsi.

Le attivazioni della corda di emergenza seguono una risposta asimmetrica per zona. Una corda sul nastro 3 ferma tutti e tre i nastri. Una corda sul nastro 2 ferma i nastri 1 e 2 ma permette al nastro 3 di continuare lo sgombero. Una corda sul nastro 1 ferma solo il nastro 1. Implementare questo come matrice di zone nel blocco di testo strutturato Bachmann M1. Un approccio globale di arresto di emergenza non può soddisfare la clausola 5.4.3 della ISO 13850 per trasportatori che operano in zone di movimentazione materiali separate.

Dopo ogni attivazione della corda di emergenza, un blocco hardware richiede il reset fisico dell’interruttore sul posto E la pressione del pulsante RESET locale sul pannello prima che sia consentito il riavvio. Il reset remoto tramite HMI non è consentito secondo la clausola 5.5.2 della ISO 13850. Per applicazioni che richiedono un’architettura a relè di sicurezza a doppio canale, il relè di sicurezza a doppio ingresso Allen-Bradley Guardmaster 440R-D22R2 offre prestazioni equivalenti SIL 2 / PLd al Phoenix Contact PSR-SCP.

Cablaggio del Relè di Sicurezza Phoenix Contact PSR-SCP

Il Phoenix Contact PSR-SCP è classificato SIL 2 / PLd secondo IEC 62061 e ISO 13849-1. Usare un modulo per ogni nastro. Monitora contemporaneamente la catena di interruttori a corda (Canale A) e il pulsante di arresto di emergenza (Canale B). Collegare OSSD1 e OSSD2 in serie alla bobina del contattore del motore del nastro — questo crea una funzione di arresto Categoria 3 con due percorsi di uscita indipendenti.

Collegare il Canale A seguendo la nota applicativa Phoenix Contact AN-PHX-0034 Circuito 1. Collegare il pin A1 a +24 VDC e cablare la catena in serie degli interruttori a corda da A1 attraverso tutti i contatti NC fino al pin S11. Collegare S12 a S21. Cablarne il contatto NC dell’arresto di emergenza da S22. Collegare i terminali di monitoraggio del feedback PSR-SCP Y1–Y2 al contatto ausiliario NC del contattore del motore del nastro. Questo feedback rileva un contatto del contattore saldato e blocca il riavvio entro 300 ms dall’apertura dell’uscita di sicurezza.

Impostare il potenziometro TIME del PSR-SCP a 2 secondi di ritardo di avvio. Questo evita il riavvio immediato dopo un rilascio momentaneo della corda. Il modulo di espansione con uscita ritardata Guardmaster GSR fornisce una funzionalità equivalente di ritardo di avvio configurabile per architetture di relè di sicurezza Allen-Bradley. Registrare il valore del ritardo nel file di sicurezza come parte della documentazione di verifica SIL IEC 62061.

Monitoraggio Velocità Zero e Test di Messa in Servizio

Montare un sensore di prossimità PNP (12–24 VDC, connettore M12) sul supporto del rullo di rinvio puntando a un disco a impulsi con 6 tacche. A velocità piena del nastro (tipica 1,5 m/s), il sensore produce circa 9–12 Hz. Selezionare un relè di monitoraggio velocità zero che copra questa gamma di frequenza — il Pilz PNOZ 13 (0,1–25 Hz) è adatto. Impostare il ritardo di intervento del relè a 3 secondi per coprire il normale periodo di decelerazione durante gli arresti programmati.

Nel Bachmann M1, mappare l’uscita del relè di velocità zero a un ingresso DI dedicato. Monitorare questo ingresso solo quando BELT_RUN = TRUE E un timer di corsa di 5 secondi è scaduto — la protezione copre il periodo di accelerazione. La rilevazione di velocità zero dopo 5 secondi attiva un allarme BELT_SLIP e un arresto controllato. La velocità zero è una funzione diagnostica, non una funzione di sicurezza — il PSR-SCP gestisce l’arresto di sicurezza. Documentare questa distinzione nella specifica funzionale per evitare ambiguità di conformità.

• Passo 1: Attivare ogni corda di emergenza singolarmente. Verificare che la matrice di zone fermi i nastri corretti entro 500 ms. Confermare che i nastri a valle continuino a funzionare.
• Passo 2: Verificare il reset del blocco. Dopo l’attivazione della corda, tentare il riavvio tramite HMI — deve essere rifiutato. Resettare l’interruttore a corda, tentare nuovamente il riavvio tramite HMI — deve ancora essere rifiutato. Premere il pulsante RESET locale — solo allora il riavvio deve essere accettato.
• Passo 3: Inserire un circuito aperto sul Canale A del PSR-SCP (scollegare il pin S11). Confermare che il modulo disattiva le uscite OSSD, il nastro si ferma e il Bachmann M1 genera un allarme SAFETY_RELAY_FAULT con il numero corretto del nastro. Il relè di sicurezza Allen-Bradley MSR320P fornisce un rilevamento guasti a doppio canale equivalente per test comparativi.
• Passo 4: Testare il monitor velocità zero. Comandare l’avvio del nastro, bloccare il bersaglio del sensore del rullo di rinvio. Verificare l’allarme BELT_SLIP entro 8 secondi (3 s ritardo relè + 5 s protezione) e l’avvio dell’arresto controllato.
• Passo 5: Verificare l’interblocco di avvio sequenziale. Tentare di avviare il nastro 1 prima che il nastro 3 sia in funzione — confermare il rifiuto con messaggio di interblocco HMI. Avviare nella sequenza corretta (Nastro 3 → Nastro 2 → Nastro 1) e confermare che tutti e tre partano con i ritardi temporizzati programmati.

Conclusione e Consigli Operativi

La logica di sicurezza dei trasportatori richiede un’architettura precisa fin dalla fase di progettazione. Primo, implementare la logica di arresto a corda basata su zone nel blocco di testo strutturato Bachmann M1 — un arresto di emergenza globale non può soddisfare i requisiti di sgombero materiali specifici per zona. Secondo, utilizzare Phoenix Contact PSR-SCP (o l’equivalente relè di sicurezza Allen-Bradley Guardmaster) con cablaggio a doppio canale e circuito di feedback del contattore per ottenere l’architettura SIL 2 / PLd.

Impostare il ritardo di avvio PSR-SCP a 2 secondi e documentare questo valore nel file di verifica SIL. Eseguire tutti e cinque i test di iniezione guasti prima della consegna operativa — non saltare il test di circuito aperto PSR-SCP, poiché è l’unico modo per confermare che il monitoraggio a doppio canale sia attivo. Impostare il ritardo di intervento del relè di velocità zero a 3 secondi e applicare il timer di protezione PLC di 5 secondi per evitare interventi indesiderati durante gli arresti programmati del nastro. Il modulo di espansione Guardmaster consente architetture di relè di sicurezza scalabili man mano che i sistemi di trasporto crescono.

Autore: Shen Weicheng è un ingegnere di automazione industriale con oltre 10 anni di esperienza in PLC, DCS e sistemi di controllo.