Способ реализации аварийного останова на установке

Сообщение **Gray-Gray** » 17 дек 2016, 20:22

Всем привет. Речь идет об установке с децентрализованной системой управления. Управление механизмами осуществляется от одного подчиненного в сети узла (интерфейсный модуль + сигнальные модули). Кнопки аварийного останова есть во всех остальных ШУ подчиненных в сети узлах, а также в ШУ ведущего в сети. Согласно особенностям механизмов и требованиям к работе установки, функция аварийной остановки должна быть 1 или 2 категории (ГОСТ Р МЭК 60204-1). Все подчиненные ШУ связаны с ведущим ШУ двумя кабелями - питающим и кабелем связи PROFINET. Мой вопрос заключается вот в чем: не запрещают ли ТНПА контролировать состояние кнопки аварийного останова и приводить в действие/бездействие механизмы если связь между ними осуществляется посредством аппаратных, программных средств и кабелем связи? Или все-таки придется прокладывать еще по одному кабелю от ШУ с кнопками аварийного останова до ШУ управляющего механизмами?

Сообщение **Gray-Gray** » 19 дек 2016, 10:58

Структурная схема:

[+]: Emergency Stop.jpg

Сообщение **sprohor** » 19 дек 2016, 11:20

все Аварийные кнопки или группы группы аварийных кнопок должны быть последовательно связаны одной электрической цепью (обычно =24В), при размыкании которой в любом месте кнопкой или обрывом кабеля должна срабатывать схема аварийной остановки (обычно реле аварийного стопа или реле безопасности ).
Второй контакт кнопки можно подавать на ПЛК, чтобы знать где сработало.

Сообщение **Gray-Gray** » 19 дек 2016, 11:46

sprohor писал(а): все Аварийные кнопки или группы группы аварийных кнопок должны быть

можете дать ссылку на нормативный документ?

Сообщение **sprohor** » 19 дек 2016, 13:27

Gray-Gray писал(а):
sprohor писал(а): все Аварийные кнопки или группы группы аварийных кнопок должны быть
можете дать ссылку на нормативный документ?

В российских нормативных документах есть нелогичные неоднозначные формулировки ГОСТ Р 51336 п.4.1.2

к счастью мне не приходится что то кому то доказывать... просто показываю рекомендуемое производителем техническое решение схемы с реле безопасности

Сообщение **Jackson** » 19 дек 2016, 13:55

Можно даже не на реле безопасности а на обычном реле собрать (применение РБ - вопрос вполне оправданный, но местами спорный). Главное что сама цепь аварийного останова:

аппаратно независима от АСУ, т.к. это ПАЗ
работает независимо от работоспособности АСУ и всех её компонентов включая интерфейсы
срабатывает мгновенно и безусловно

А для идентификации

sprohor писал(а): Второй контакт кнопки можно подавать на ПЛК, чтобы знать где сработало.

Сообщение **vodav** » 19 дек 2016, 14:58

Верхний правый PLC выдает сигнал аварийного останова от следующих событий: нажатие собственной кнопки "Стоп", потеря связи с мастером более 500 мс, команда "Стоп" от мастера. Мастер формирует команду "Стоп" при нажатии кнопки "Стоп" на любом из левых PLC, либо про отсутствии связи с любым из них более 500 мс. Если будете оспаривать 500 мс, то учтите время реакции оператора. Период полного сеанса связи мастера со всеми подчиненными устройствами должен быть значительно меньше 500 мс.

Сообщение **vodav** » 19 дек 2016, 15:00

Не учел кнопку у самого мастера. Разберетесь с ней сами.

Сообщение **Gray-Gray** » 19 дек 2016, 15:10

Александр Васильевич, все верно, именно так и проектирую. На всякий случай поднял вопрос в обществе. Вдруг кто-нибудь уже так делал и столкнулся с трудностью обоснования принципа ПАЗ.

Сообщение **alex45** » 19 дек 2016, 15:27

TEB писал(а): аппаратно независима от АСУ, т.к. это ПАЗ

Не всегда так. Например, в теплоэнергетике в соответствии с РД 153-34.1-35.523-2002 сигнал аварийного останова котла от ключа подаётся только в АСУ, а дальше АСУ останавливает котёл.

Сообщение **sprohor** » 19 дек 2016, 15:52

Например, в ... ГОСТ Р 51336
4.1.5 Функция аварийного выключения должна действовать:
а) либо по способу останова - 0 (ноль), т.е. останова путем непосредственного отключения энергии от привода машины, механического разъединения опасных узлов и узлов привода и, при необходимости, торможения (неуправляемого останова),
b) либо по способу останова - 1: управляемый останов при подводе энергии к узлам привода, чтобы добиться останова, а потом прекратить подачу энергии.
Проектировщик должен определиться в каких случаях какой способ останова будет более уместен:
0... спасение жизни и здоровья персонала или просто прохожих https://youtu.be/dM1Uyc3w8f8?t=136
или
1... спасение зубчатого колеса с отрыванием руки и ключицы или месивом группы неудачников, оказавшихся не в том месте и не в то время

Из столицы Флореан приехал устанавливать оборудование на сахарном заводе в городе Каменки Пензенской области. 13 декабря на производстве произошло ЧП и мужчине оторвало руку вместе с предплечьем и ключицей.

"Котлы" и объекты типа "НПЗ" помимо контура управления АСУТП должны иметь независимый контур управления противоаварийной защиты (ПАЗ), переводящий все сигналы управления в безопасное состояние по заданному алгоритму независимо от состояния самой АСУ ТП.

Если контроллер завис или просто встал в позу... по программной ошибке программиста или замигал всеми светодиодами из-за внутреннего фефекта фикции в прошивке (вы ведь читали списки исправления в фирменныых прошивках ПЛК) , то можно не дождаться команды останова... это уже лотерея
https://support.industry.siemens.com/cs ... -1511-1-pn

The following sporadic message: "Serious firmware exception error ...
In special cases fail-safe CPUs no longer go into STOP...
....

Сообщение **Gray-Gray** » 19 дек 2016, 16:16

sprohor писал(а): Проектировщик должен определиться в каких случаях какой способ останова будет более уместен:

в том то и дело, что в этой установке основное количество исполнительных механизмов - гидравлические. И первое требование - это сбросить рабочее давление во всех магистралях, и не реально это сделать, убрав полностью энергию, в данном случае напряжение управления несколькими десятками пилотирующих соленоидов. Значит способ останова будет 1 - управляемый.

Сообщение **sprohor** » 19 дек 2016, 16:34

Чисто без учёта аварийной кнопки - а что происходит с давлением, если вдруг прекращается подача электричества от подстанции ?
Стоят бесперебойники на всей гидроаппаратуре и насосах ?
У нас есть неприятный приёмосдаточный тест - нажатие аварийной кнопки при движении механизма на гидравлике... равнозначно пропаже электроснабжения во время работы.
Чисто программно сделал режим плавный стоп от экранной кнопки... плавная остановка за 3 секунды... это если не угрожает жизни.
а аварийная кнопка снимает электричество со всей силы... и с гидравлики тоже.

Развею сомнения в следующем вопросе:
Вопрос. Можно ли использовать PROFINET IO для передачи состояния кнопки аварийного останова?
Ответ. Можно, если только этот сигнал не связан с функцией безопасности (аварийным отключением), либо категория безопасности не превышает уровень B (это значит, что оборудование не может нанести неисправимый вред здоровью и тем более вызвать летальный исход). Исправимый вред здоровью = синяки, ушибы, царапины, уколы.

Для более высоких категорий безопасности следует использовать PROFISAFE, что сопряжено с применением отказобезопасного оборудования (CPU-F и т.д.), либо прямые соединения проводами без использования сетевых интерфейсов.

Gray-Gray писал(а): функция аварийной остановки должна быть 1 или 2 категории (ГОСТ Р МЭК 60204-1)

Функция аварийного останова может быть только категорий 0 и 1, внимательно читайте этот ГОСТ, п. 9.2.5.4.2.

Сообщение **alex45** » 19 дек 2016, 17:37

Михайло писал(а): ожно, если только этот сигнал не связан с функцией безопасности (аварийным отключением), либо категория безопасности не превышает уровень B

А это из какого нормативного документа?

Это классика EN954-1:1999 (ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003). К сожалению, трудно отнести сетевые интерфейсы и ПО для них к категории безопасности 1 (тем более 2, 3 и 4):

6.2.2 Категория 1
6.2.2.1 Общие положения
Следует применять требования категории В и следующее требование.
Элементы системы управления, связанные с обеспечением безопасности, которым присвоена категория 1, разрабатывают и конструируют с использованием успешно испытанных компонентов и хорошо проверенных принципов безопасности.

6.2.2.2 Успешно испытанные компоненты
Успешно испытанный компонент для применений, связанных с обеспечением безопасности, — это компонент, который:
- широко использовался в прошлом с успешными результатами в подобных применениях;
- изготовлен и проверен с использованием принципов, которые демонстрируют его пригодность и надежность для применений, связанных с обеспечением безопасности.
В некоторых успешно испытанных компонентах определенные неисправности могут быть также исключены, потому что известно, что интенсивность таких неисправностей крайне мала.
Решение о приемке индивидуального компонента как успешно испытанного может зависеть от конкретного применения.

Примечание — На уровне только отдельных электронных компонентов обычно невозможно реализовать категорию.

6.2.2.3 Хорошо проверенные принципы безопасности
Хорошо проверенными принципами безопасности, например, являются:
- избежание некоторых неисправностей, например предупреждение короткого замыкания;
- снижение вероятности неисправностей, например компоненты с завышенными размерами или с заниженными показателями;
- ориентация вида неисправности, например путем обеспечения разомкнутой цепи, когда очень важно отключать питание в случае неисправности;
- очень раннее обнаружение неисправностей;
- ограничение последствий неисправностей, например заземление оборудования.
Вновь разработанные компоненты и принципы безопасности могут считаться эквивалентом «успешно испытанного компонента», если они удовлетворяют вышеупомянутым условиям.

Сообщение **vodav** » 20 дек 2016, 09:21

Чего-то уже здесь дебри пошли. Давайте разделим между собой принципы формирования команды аварийного останова и алгоритм исполнения безопасного останова.

Сообщение **Gray-Gray** » 20 дек 2016, 09:28

sprohor писал(а): а что происходит с давлением, если вдруг прекращается подача электричества от подстанции ?

Смотря в каком контуре и в какой схеме подключения гидроаппаратуры. Если мы говорим про схему соединения гидроцилиндра двойного действия и управляющего 3/2 клапана, то давление спадет. Но если мы в этой схеме добавим к гидроцилиндру стоечные гидрозамки, то при отключении электропитания во время движения штока гидроцилиндра с давлением 40 МПа в поршневой полости и 0,01 МПа в штоковой полости давление в поршневой полости не спадет и работа штока продолжается до тех пор, пока не будет верно равенство: давление в поршневой полости = (давление в штоковой полости + внешнее сопротивление работе штока). А в случае исчезновения силы сопротивления работе штока давление в обоих полостях гидроцилиндра еще быстрее стремится к выравниванию. Отсюда имеем, что после отключения электропитания от подстанции, шток продолжает выдвигаться, а остановить его возможно только при воздействии на стоечные гидрозамки, разблокировав их, например, клапаном ИЛИ. Но при этом я пришел к тому, с чего начинал: в моем случае аварийный останов не возможен при отключении всей энергии, а, как минимум, необходимо подать питание на пилотирующий клапан чтобы разблокировать стоечные гидрозамки и подать питание на пилотирующий клапан, который соединит основной контур нагнетания и слива гидросистемы. Далее можно останавливать насосные станции. Откуда возьмется питание на соленоиды? - От ИБП. Он все равно есть в этой системе и не только по причине аварийного останова.

Сообщение **Gray-Gray** » 20 дек 2016, 09:56

Михайло писал(а): Функция аварийного останова может быть только категорий 0 и 1, внимательно читайте этот ГОСТ, п. 9.2.5.4.2.

Точно, я ошибся.

Сообщение **sprohor** » 20 дек 2016, 10:49

У меня защита человека как основной параметр аварийного останова...
Пример схемы цепей аварийной остановки - исходный проект не мой - поэтому тут небезопасные 220В :(

Замки замками, а в схемах на случай проблем ставят и предохранительные и тормозные клапана, которые открываются при чрезмерном повышении давления... многое зависит от конкретного гидравлика и его опыта.

иногда очеловечиваю визуализацию... в данном случае схема простая, но надо некоторое время дожимать для создания заданного подпорного давления аккумулятора...
во время дожима появляются атланты, успокаивая оператора, что всё идёт как надо...

если что, то лишнее будет слито через предохранительный клапан

Сообщение **Gray-Gray** » 20 дек 2016, 12:00

sprohor писал(а): У меня защита человека как основной параметр аварийного останова...

- согласен, и пример схемы посмотрел бы, но под спойлером, потому как по вашей ссылке политика "опасности" наших сетей не пускает))).

sprohor писал(а): Замки замками, а в схемах на случай проблем ставят и предохранительные и тормозные клапана

- есть в этой схеме все что нужно, кроме тормозных. Не добавить и не убавить, а автоматизировать как есть и все.

sprohor писал(а): иногда очеловечиваю визуализацию...

- опять же, взглянул бы, но проблема с доступом.

Сообщение **Jackson** » 20 дек 2016, 12:50

sprohor писал(а): Пример схемы цепей аварийной остановки

Кнопки - нормально разомкнутые чтоли? Или это мониторинг текущее положение так показывает?

Сообщение **sprohor** » 20 дек 2016, 13:45

Если кто не видит - я не виноват :)
Есть удобный инструмент - графический список с отображением по состоянию одного бита или по значению слова

=============
Плюнул напоследок и ушёл, хлопнув дверью. Плевок удалён. Админ.
============

Сообщение **Jackson** » 20 дек 2016, 15:18

sprohor писал(а): Если кто не видит - я не виноват :)

На вопрос-то не судьба ответить? Инженеры, обычно, говоря "схема" показывают схему, а не скриншот неизвестно чего.