Elementy bezpieczeństwa wg dyrektywy maszynowej (ISO 13849-1)

Podwójny zawór odpowietrzający 3/2 to element bezpieczeństwa stosowany w układach pneumatycznych w celu bezpiecznego odprowadzania powietrza z instalacji w sytuacjach awaryjnych lub podczas zatrzymania awaryjnego. Konstrukcja dualna (redundantna) pozwala osiągać wysokie poziomy PL (Performance Level), ponieważ zawór posiada dwa tory sterowania monitorujące wzajemnie swoje działanie.

Model VG342-X87 jest wysokowydajnym podwójnym zaworem odpowietrzającym przeznaczonym do realizacji funkcji bezpiecznego odprowadzenia energii pneumatycznej. Spełnia wymagania ISO 13849-1 i umożliwia tworzenie układów bezpieczeństwa o poziomach PL d lub PL e w zależności od konfiguracji i sposobu diagnostyki.

VP4-X555 posiada zaawansowany system monitorowania wzajemnego położenia szpul, co umożliwia zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa nawet w aplikacjach o dużej dynamice pracy. Zawór ten jest stosowany, gdy wymagana jest szybka dekompresja siłowników przy zachowaniu pełnej kontroli diagnostycznej.

Zawór VP542/742-X536 realizuje funkcję odpowietrzania w momencie zaniku sygnału sterującego. Jego przewodowa konstrukcja pozwala na integrację z systemami sterowania, w których dostęp przewodowy jest wymagany z powodów architektury bezpieczeństwa lub ograniczeń przestrzennych.

Montaż płytowy umożliwia szybki serwis, modularność oraz minimalizację przestrzeni instalacyjnej. VP544/744-X536 pozwala na integrację z płytami pneumatycznymi, w których osprzęt bezpieczeństwa oraz elementy sterujące znajdują się w jednej kompaktowej strukturze.

VP544/744-X538 jest przeznaczony do instalacji wymagających najwyższych poziomów bezpieczeństwa (PL e). Rozszerzona diagnostyka umożliwia pełną kontrolę nad procesem odpowietrzania, co jest kluczowe w aplikacjach robotycznych i zautomatyzowanych liniach produkcyjnych.

Redundancja wynika z obecności dwóch niezależnych torów sterujących oraz dwóch szpul zaworowych pracujących równolegle. Awaria jednej szpuli nie powoduje utraty funkcji bezpieczeństwa, a system diagnostyki wykrywa nieprawidłowość, wymuszając przejście układu w stan bezpieczny.

Zgodność oznacza, że zawór może być stosowany jako element systemu bezpieczeństwa i został zaprojektowany zgodnie z wymaganiami dotyczącymi niezawodności, diagnostyki, MTTFd, DCavg oraz struktury architektury normy ISO 13849-1.

VG342-X87 może zostać wykorzystany w systemach osiągających PL c, PL d lub PL e, w zależności od konfiguracji diagnostycznej i rodzaju architektury sterowania (kategoria 2, 3 lub 4).

Tak, VP4-X555 jest przeznaczony do integracji z funkcjami E-STOP. Po otrzymaniu sygnału zatrzymania zawór natychmiast odcina dopływ powietrza i otwiera drogę odpowietrzającą.

Diagnostyka polega na monitorowaniu synchroniczności pracy obu torów, analizie różnic ciśnień oraz wykrywaniu odchyleń czasowych między szpulami. Jeżeli jedna szpula nie przełączy się poprawnie, układ przechodzi w stan bezpieczny.

Ponieważ łatwo integrują się z istniejącą infrastrukturą pneumatyczną i elektryczną. Nie wymagają przebudowy systemu sterowania ani stosowania specjalnych modułów safety.

Montaż płytowy eliminuje ryzyko nieszczelności wynikających z połączeń złączkowych i rurowych, co poprawia szczelność oraz redukuje straty ciśnienia i ryzyko awarii.

Tak, są to podstawowe komponenty do realizacji funkcji "safe exhaust" w osiach pneumatycznych, zapobiegając niekontrolowanemu ruchowi siłowników.

Zawory są przystosowane do powietrza filtrowanego i smarowanego lub niesmarowanego, zgodnie z wymaganiami pneumatyki przemysłowej. Medium musi być suche i wolne od zanieczyszczeń.

Zawór można podłączyć do wyjść bezpieczeństwa sterownika za pomocą dwóch niezależnych kanałów. Wymagane są moduły safety lub przekaźniki bezpieczeństwa, które generują redundantne sygnały sterujące.

Tak, zawór umożliwia testowanie poprawności działania podczas pracy maszyny. Testy mogą być wykonywane cyklicznie, zgodnie z wymogami kategorii 3 lub 4.

Tak, konstrukcja pozwala na obsługę systemów o wysokim przepływie, co jest kluczowe np. w robotyce oraz przy dużych siłownikach pneumatycznych.

– zbyt mała średnica przewodów

– brak redundantnych sygnałów sterujących

– pominięcie diagnostyki zwrotnej

– brak filtracji medium

– niewłaściwe parametry ciśnienia roboczego

Tak, zawór VP544/744-X538 jest zaprojektowany tak, aby mógł pracować w aplikacjach wymagających najwyższego poziomu PL e przy zastosowaniu odpowiedniej architektury sterowania.

Zawory te charakteryzują się bardzo wysoką wydajnością przepływową, często przekraczającą 2000–3000 l/min. Pozwala to na szybkie odpowietrzanie nawet rozbudowanych układów pneumatycznych. Dokładne wartości zależą od konfiguracji przyłączy i ciśnienia roboczego, ale obie serie są projektowane pod kątem dużych instalacji automatyki przemysłowej.

Tak, ich przewodowa konstrukcja umożliwia integrację zarówno z klasycznymi sterownikami PLC, jak i z modułami bezpieczeństwa opartymi o sterowanie przekaźnikowe. W układach hybrydowych stosuje się oddzielne kanały bezpieczeństwa dla części elektrycznej i pneumatycznej, a VP542/742-X536 pełni rolę elementu wykonawczego odpowiedzialnego za bezpieczną dekompresję.

• Cross-monitoring – dwa elementy (np. dwie szpule podwójnego zaworu) monitorują swoje wzajemne położenie i działanie.

• Self-monitoring – każdy element ma wewnętrzną autodiagnostykę i raportuje stany na zewnątrz.

Zawory bezpieczeństwa SMC łączą oba podejścia, przez co mogą osiągać wysokie poziomy PL.

Tak, jego konstrukcja płytowa zmniejsza drogę przepływu, co przekłada się na krótsze czasy reakcji. Zawór jest stosowany m.in. w zgrzewarkach, podajnikach robotycznych, modułach pick&place oraz systemach o wysokiej częstotliwości taktowania.

Tak, zawory te są projektowane tak, aby w przypadku spadku ciśnienia przejść do stanu bezpiecznego — zwykle oznacza to otwarcie drogi odpowietrzającej i odprowadzenie energii pneumatycznej z układu.

Kategoria strukturalna definiuje architekturę układu bezpieczeństwa.

• Kategoria 3 – redundancja z diagnostyką, wymaga wykrywania większości błędów.

• Kategoria 4 – pełna redundancja z wysoką diagnostyką, umożliwia pracę nawet przy wielu błędach.

Podwójne zawory odpowietrzające są stosowane w architekturach 3 i 4.

Tak, podwójna konstrukcja zwiększa przepływ oraz niezawodność odpowietrzania. W układach o dużych siłownikach różnica w czasie odprowadzenia ciśnienia może być znacząca.

Tak, jednak należy uwzględnić obecność dodatkowych komponentów bezpieczeństwa, takich jak blokady mechaniczne, zawory antyopadowe czy moduły hamujące. Sam zawór odpowietrzający realizuje tylko funkcję odprowadzenia energii.

W przypadku przerwania przewodu sterującego zawór przechodzi do pozycji bezpiecznej — odcina zasilanie pneumatyczne i otwiera drogę odpowietrzania. Jest to kluczowe dla wymogów kategorii 2 i 3.

Tak, ponieważ pozwala na szybką wymianę zaworu bez rozpinania przewodów pneumatycznych. Wystarczy odkręcić moduł z płyty, co skraca przestój maszyny do minimum.

• sygnały poprawnej pozycji tłoczka

• sygnały błędu synchronizacji

• sygnały nieprawidłowego ciśnienia

• sygnały potwierdzenia odpowietrzenia

• sygnały blokady

Zależnie od modelu mogą być dostępne wyjścia PNP, NPN lub przewodowe.

Tak, zawór działa poprawnie już od 0,2–0,3 MPa, co jest wystarczające dla większości aplikacji przemysłowych. Przy niższych ciśnieniach należy jednak zweryfikować wydajność odpowietrzania.

Tak, aby zachować pełną żywotność i przesłanki normy ISO 13849-1, zaleca się stosowanie filtracji na poziomie 5 μm oraz powietrza pozbawionego kondensatu.

Układ realizuje redundantne sygnały sterujące poprzez dwa niezależne kanały. Przekaźnik bezpieczeństwa monitoruje poprawność sygnałów wejściowych oraz potwierdzenie z zaworu, tworząc pełną pętlę feedbacku.

Polega na aktywnym monitorowaniu czasu reakcji obu cewek oraz porównaniu dróg przepływu powietrza. Odchylenie powyżej progu tolerancji powoduje natychmiastowe przejście w stan bezpieczny.

Tak, ale wymagane jest zachowanie odpowiedniej klasy ochrony IP oraz stosowanie wersji dostosowanych do wilgoci, temperatur i zabrudzeń. Standardowe modele są przystosowane do pracy w temperaturach od –10 do +50°C.

• linie robotyczne

• prasy pneumatyczne

• maszyny pakujące

• transportery podciśnieniowe

• zgrzewarki punktowe

• aplikacje pick&place

• paletyzatory i depaletyzatory

Tak, wersja przewodowa posiada dedykowane przewody diagnostyczne, które przekazują informację o stanie każdej z szpul oraz o tym, czy zawór zrealizował funkcję odpowietrzania.

Tak, przy odpowiedniej architekturze sterowania i spełnieniu wymogów IEC 62061, podwójne zawory 3/2 mogą być częścią systemów SIL3. Ich konstrukcja oparta na redundancji jest przystosowana do wysokich wymagań bezpieczeństwa.

Tak, urządzenie posiada certyfikację TÜV potwierdzającą zgodność z ISO 13849-1 oraz spełnia wymagania dyrektywy maszynowej 2006/42/WE.

Zawór należy instalować pionowo lub poziomo, z zapewnieniem swobodnego odpływu powietrza oraz odpowiednią przestrzenią na przewody diagnostyczne. Ważne jest też wykonanie testu szczelności po montażu.

Nie. Zawory odpowietrzające 3/2 są przeznaczone do pracy z nadciśnieniem pneumatycznym. Do próżni stosuje się dedykowane zawory bezpieczeństwa próżniowego.

1. Czujniki bezpieczeństwa (np. kurtyny, zamki) →

2. Sterownik/Przekaźnik bezpieczeństwa →

3. Sygnały redundantne →

4. Zawór podwójny 3/2 →

5. Siłowniki pneumatyczne + feedback ciśnienia

Taka architektura pozwala osiągnąć PL e.

• centralizacja instalacji

• skrócenie przewodów

• minimalizacja strat ciśnienia

• łatwiejszy serwis

• możliwość integracji wielu zaworów w jednym module

Czas reakcji wynosi zwykle 20–40 ms, ale zależy od modelu oraz ciśnienia. SMC projektuje swoje zawory tak, aby minimalizować czas przejścia w stan bezpieczny.

Tak, zawór jest wyposażony w uszczelnienia o podwyższonej odporności oraz wewnętrzne kanały minimalizujące osadzanie się zabrudzeń. Może pracować nawet w środowiskach o podwyższonych wymaganiach.

Tak, pod warunkiem stosowania złączek wysokiej jakości oraz przewodów o odpowiedniej średnicy. Ważne jest jednak regularne sprawdzanie szczelności, ponieważ system bezpieczeństwa nie może generować niekontrolowanych wycieków.

Ponieważ zapewnia bardzo szybkie odpowietrzanie, wysoką niezawodność, zaawansowaną diagnostykę oraz możliwość integracji z systemami PL e i SIL3. W robotyce przemysłowej liczy się czas reakcji oraz pełna kontrola nad zatrzymaniem ruchu — a seria X538 spełnia te wymagania w 100%.