En las aplicaciones industriales se requieren contactores de grado de seguridad para garantizar que las máquinas y los sistemas puedan cambiar de forma fiable e impredecible a un estado seguro.normalmente en caso de errores de funcionamiento o requisitos funcionales de seguridadEl primer paso en el diseño de un sistema de seguridad industrial es determinar si la aplicación requiere un nivel de integridad de seguridad (SIL) (según se define en la IEC 62061,hasta SIL 2) o un nivel de rendimiento de nivel C (PL) según se especifica en la norma ISO 13849Algunas aplicaciones requieren un mayor nivel de seguridad.
Considere los principios rectores de la IEC 60947-4-1 e ISO 13849-1, donde el primero se centra en el diseño y ensayo de interruptores de bajo voltaje y equipos de control,Mientras que este último proporciona principios generales para el diseño e integración de las partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de control, incluidos el hardware y el software.
Este artículo presenta cómo utilizar el contactor de nivel de seguridad 3RT2 de Siemens con función de funcionamiento seguro para construir un sistema de seguridad, con el fin de lograr la solución óptima de seguridad industrial.En el artículo también se analizó cómo lograr niveles más altos de SIL y PL, así como cuestiones de integración de sistemas como la gestión térmica de los contactores.módulos funcionales, y otros accesorios para lograr una mayor aplicación y optimización de la seguridad.
El contactor 3RT2 ofrece una opción entre los modos de funcionamiento tradicionales y en estado sólido, con especificaciones que van desde S00 hasta S2, y una potencia máxima de hasta 37 kW.Para los contactores que utilizan mecanismos de funcionamiento en estado sólido, debe especificarse una señal de vida restante opcional.
Estos contactores cumplen los requisitos de la categoría IEC 60947-4-1 AC-3e y pueden utilizarse junto con motores IE3 o IE4 de alta eficiencia.,incluidos los contactos normalmente abiertos (NO) y normalmente cerrados (NC), que pueden utilizarse para proporcionar retroalimentación sobre si el circuito principal está encendido o apagado.La retroalimentación puede utilizarse para activar las luces indicadoras, alarmas u otros dispositivos de control. El ejemplo del contactor 3RT2 es el siguiente:
Especificación 3RT20152AP611AA0-S00, corriente nominal 7 A, 3 kW/400 V, 3 polos, 220 VAC 50 Hz/240 VAC 60 Hz, contacto auxiliar: 1 NO, con terminal de resorte
3RT20231AK60- especificación S0, corriente nominal 9 A, 4 kW/400 V, 3 polos, 110 VAC 50 Hz/120 VAC 60 Hz, contactos auxiliares: 1 NO+1 NC, terminal roscado (figura 1)
3RT20281AN20- especificación S0, corriente nominal 38 A, 18,5 kW/400 V, 3 polos, 220 VAC, 50/60 Hz, contactos auxiliares: 1 NO+1 NC, terminal roscado
3RT20371_S2 especificación, corriente nominal 65 A, 30 kW/400 V, 3 polos, 24 VDC, con resistencia variable integrada, contactos auxiliares: 1 NO+1 NC, terminal roscado
especificación 3RT20371SF30-S2, con entrada F-PCL-IN, corriente nominal 65 A, 30 kW/400 V, 3 polos, 83 VAC a 150 VAC/VDC, 50/60 Hz, con resistencia variable integrada, contacto auxiliar: 1 NC,terminales roscados
Especificación S0 potencia nominal del contactor de 4 kW imagen
Figura 1: La potencia nominal de este contactor de especificación S0 es de 4 kW, con una salida auxiliar NC y una salida auxiliar NO (fuente de imagen: Siemens).
El tiempo de respuesta es crucial para la seguridad
La comprensión del impacto del tiempo de respuesta global es crucial al diseñar soluciones de seguridad industrial.El tiempo de respuesta se define como el tiempo total necesario para detener cualquier movimiento peligroso cuando surgen los requisitos de seguridad.Los factores que afectan el tiempo de respuesta incluyen:
Tiempo de respuesta de entrada de los sensores de los dispositivos de vigilancia de la seguridad
Tiempo del ciclo del plan de seguridad
Tiempo de demora del protocolo de comunicación
Tiempo de desplazamiento causado por la inercia del motor o del actuador
Tiempo de ruptura del contactor
La norma IEC 60947-4-1 especifica el tiempo de interrupción de los contactadores electromecánicos y los arrancadores de motores.
También define categorías de uso para clasificar los tipos de carga y las condiciones de funcionamiento del contactor, como AC-3e para motores de alta eficiencia.Esta norma incluye procedimientos para ensayar el tiempo de ruptura y otras características de funcionamiento de los contactores..
El tiempo de ruptura del contactor es un parámetro clave en el sistema de seguridad. Su definición es el tiempo desde la eliminación del voltaje de la bobina hasta la desconexión del contacto principal,incluido el tiempo de retraso de desconexión (OD) y el tiempo de arco de contacto (AT).
Por ejemplo, cuando se utiliza un contactor con rendimiento de interruptor como se muestra en la figura 2, el tiempo de ruptura OD+AT se sitúa entre 50 y 75 ms.siempre es necesario considerar el valor del peor caso, que es de 75 ms en este ejemplo (Figura 2).