Fonction de sécurité : Vitesse nulle, Vitesse limite de sécurité, Sens de rotation de sécurité

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1 Technique d application Fonction de sécurité : Vitesse nulle, Vitesse limite de sécurité, Sens de rotation de sécurité Produits : Module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750/Interrupteur TLS3-GD2/Automate GuardLogix/Modules POINT Guard Safety I/O Classe de sécurité : PLd, Cat. 3 selon EN ISO

2 2 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Informations importantes destinées aux utilisateurs Les équipements électroniques possèdent des caractéristiques de fonctionnement différentes de celles des équipements électromécaniques. La publication SGI-1.1 «Safety Guidelines for the Application, Installation and Maintenance of Solid State Controls» (disponible auprès de votre agence commerciale Rockwell Automation ou en ligne sur décrit certaines de ces différences. En raison de ces différences et de la grande diversité des utilisations des équipements électroniques, les personnes qui en sont responsables doivent s assurer de l acceptabilité de chaque application. La société Rockwell Automation, Inc. ne saurait en aucun cas être tenue pour responsable ni être redevable des dommages indirects ou consécutifs à l utilisation ou à l application de cet équipement. Les exemples et schémas contenus dans ce manuel sont fournis à titre indicatif uniquement. En raison du nombre important de variables et d impératifs associés à chaque installation, la société Rockwell Automation Inc. ne saurait être tenue pour responsable ni être redevable des suites d utilisation réelle basée sur les exemples et schémas présentés dans ce manuel. La société Rockwell Automation Inc. décline également toute responsabilité en matière de propriété intellectuelle et industrielle concernant l utilisation des informations, circuits, équipements ou logiciels présentés dans ce manuel. Toute reproduction totale ou partielle du présent manuel sans l autorisation écrite de Rockwell Automation Inc. est interdite. Des symboles sont utilisés tout au long de ce manuel pour attirer votre attention sur les mesures de sécurité à prendre en compte. AVERTISSEMENT : identifie des actions ou situations susceptibles de provoquer une explosion dans un environnement dangereux et risquant d entraîner des blessures pouvant être mortelles, des dégâts matériels ou des pertes financières. IMPORTANT identifie des informations particulièrement importantes pour la compréhension et l utilisation du produit. ATTENTION : identifie des actions ou situations risquant d entraîner des blessures pouvant être mortelles, des dégâts matériels ou des pertes financières. Les messages «Attention» vous aident à identifier un danger, à éviter ce danger et en discerner les conséquences. DANGER D ÉLECTROCUTION : les étiquettes ci-contre, placées sur l équipement ou à l intérieur (un variateur ou un moteur, par ex.), signalent la présence éventuelle de tensions électriques dangereuses. RISQUE DE BRÛLURE : les étiquettes ci-contre, placées sur l équipement ou à l intérieur (un variateur ou un moteur, par ex.), indiquent au personnel que certaines surfaces peuvent être à des températures particulièrement élevées.

3 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 3 Consignes générales de sécurité Contacter Rockwell Automation pour plus d informations sur ses services d évaluation des risques de sécurité. IMPORTANT Cet exemple d application est destiné aux utilisateurs expérimentés qui sont supposés avoir été formés aux exigences des systèmes de sécurité et en avoir l expérience. ATTENTION : une évaluation du risque doit être effectuée pour s assurer que toutes les combinaisons de tâches et de risques ont été identifiées et traitées. L évaluation du risque peut exiger la mise en place de circuits supplémentaires pour réduire le risque et l amener à un niveau tolérable. Les circuits de sécurité doivent tenir compte des calculs de distance de sécurité qui dépassent le cadre de ce document. Table des matières Introduction 4 Mise en œuvre de la fonction de sécurité : évaluation du risque 5 Fonction de sécurité 5 Caractéristiques de la fonction de sécurité 6 Description de la sécurité fonctionnelle 6 Nomenclature 7 Mise en place et câblage 8 Configuration 10 Programmation 19 Réinitialisation sur front descendant 22 Calcul du niveau de performance 22 Plan de vérification et de validation 26 Documentations connexes 36

4 4 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Introduction Le présent profil d application d une fonction de sécurité explique comment câbler, configurer et programmer un automate Compact GuardLogix et un module d E/S POINT Guard I/O pour interfacer un module de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 en option (-S1) et assurer des fonctions de contrôle de la vitesse de sécurité. Il est important de noter que c est le module de vitesse de sécurité qui exécute concrètement les fonctions de vitesse nulle, de vitesse limite de sécurité et de sens de rotation de sécurité décrites dans le présent profil d application. L automate de sécurité GuardLogix demande simplement l exécution des fonctions de vitesse nulle et de vitesse limite de sécurité (SLS) lorsque c est nécessaire. Par exemple, lorsque le commutateur à clé SLS est actionné, les sorties de l automate GuardLogix raccordées aux entrées SLS du PowerFlex 755 seront activées pour demander l exécution de la fonction de vitesse limite de sécurité. Remarque : le sens de rotation de sécurité est configuré au niveau du module de vitesse de sécurité. Il est contrôlé en permanence. L automate GuardLogix n a pas d interaction avec la fonction de sens de rotation de sécurité. Les actionneurs des fonctions de sécurité sont les voies STO (arrêt sécurisé du couple) embarquées dans le module de vitesse de sécurité. Si les entrées STO du module PowerFlex 755 sont désactivées, le moteur commandé par le variateur PowerFlex 755 s arrêtera en roue libre. L exemple indiqué fait référence à un automate Compact GuardLogix. Mais il pourrait tout aussi bien s appliquer à n importe quel autre automate GuardLogix. Cet exemple suppose l utilisation de deux types différents de codeurs incrémentaux ; un codeur 845H et un codeur 845T qui sont câblés au module optionnel de retour universel PowerFlex 750 et surveillés par le module de vitesse de sécurité. Par défaut, le MTTFd utilisé, d après la norme ISO-13849, est de 10 ans. La bibliothèque SISTEMA des mesures DC permettra d obtenir un taux de couverture des tests de diagnostic de 99 %. Le DC (taux de couverture des tests de diagnostic) est basé sur la redondance (deux codeurs), la diversité (deux types de codeurs), les diagnostics (surveillance croisée entre les signaux des codeurs), et des alimentations électriques individuelles pour chaque codeur. Les calculs SISTEMA illustrés plus loin dans ce document devraient être refaits si des produits différents sont utilisés.

5 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 5 Mise en œuvre de la fonction de sécurité : évaluation du risque Le niveau de performance requis est déterminé par l évaluation du risque. Il indique l importance de la réduction des risques qui doit être assurée par la partie du système de commande dédiée à la sécurité. Le processus de réduction des risques consiste, en partie, à déterminer les fonctions de sécurité nécessaires à la machine. Pour les besoin de ce document, on supposera que le niveau de performance requis est le niveau de performance «d» de la Catégorie 3 (Cat. 3, PLd). Depuis : Évaluation du risque (ISO 12100) 1. Identification des fonctions de sécurité 2. Caractérisation de chaque fonction 3. Détermination du PL requis (PLr) pour chaque fonction de sécurité Fonction de sécurité Le module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 et capable d exécuter simultanément plusieurs fonctions de sécurité. Pour ce profil d application, les fonctions utilisées sont les suivantes : 1. Sens de rotation de sécurité Lorsque le module de vitesse de sécurité est configuré pour surveiller le sens de rotation de sécurité, un arrêt sera initié si le moteur tente de tourner dans le sens dangereux. 2. Vitesse limite de sécurité Jusqu à : Réalisation et évaluation PL Lorsque la fonction de vitesse limite de sécurité est appelée, le module de vitesse de sécurité déclenche un arrêt immédiat si le moteur dépasse une vitesse prédéfinie (vitesse maximum de sécurité). Lorsque la vitesse devient égale ou inférieure à la vitesse limite de sécurité, la logique de commande de porte passe en état déverrouillé (Unlock). Pour déterminer la vitesse maximum de sécurité d un axe, une évaluation du risque doit être effectuée. 3. Vitesse d immobilisation (nulle) Lorsqu il est configuré pour l arrêt de sécurité, le module de vitesse de sécurité déclenche un arrêt de sécurité sur désactivation des entrées SS_In. La vitesse d immobilisation est utilisée pour décréter que le mouvement est arrêté. Le système est immobilisé lorsque la vitesse mesurée devient égale ou inférieure à la vitesse d immobilisation configurée. Quand l immobilisation est atteinte, la logique de commande de porte passe en état déverrouillé (Unlock). La tolérance

6 6 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité de position d immobilisation définit la dérive de position limite, en unités codeur, tolérée une fois atteinte l immobilisation. Si la position de l axe diverge d une quantité d unités supérieure à celle définie dans la tolérance de position d immobilisation, une fois l immobilisation atteinte et la porte déverrouillée, un défaut apparaît et le système se met en sécurité. Caractéristiques de la fonction de sécurité Surveiller et limiter la vitesse d un moteur de façon à ce qu un mouvement dangereux ne puisse pas se poursuivre au delà d un seuil prédéfini. Ce seuil de vitesse de sécurité doit être défini de façon à protéger l opérateur des effets dangereux du mouvement. La surveillance du sens de rotation du moteur empêche tout mouvement dangereux. Le système surveille la vitesse nulle (vitesse d immobilisation) afin de s assurer que la porte reste fermée et verrouillée jusqu à ce que le mouvement présentant un danger soit arrêté. À ce moment-là, le module de vitesse de sécurité déverrouille la porte en plaçant le dispositif de verrouillage de porte sous tension. Lorsque la porte est ouverte, le système est surveillé pour éviter tout redémarrage imprévu. Lorsque la porte est fermée, le mouvement présentant un danger et l alimentation du moteur ne sont pas rétablis tant qu une action auxiliaire (appui sur le bouton de démarrage) n a pas été effectuée. La présence de défauts au niveau du variateur de vitesse, de l interrupteur de sécurité de la porte, du codeur, des bornes de raccordement ou de l automate de sécurité sera vérifiée avant la sollicitation suivante de la fonction de sécurité. La fonction de sécurité satisfait aux exigences de niveau de performance «d», de la Catégorie 3 (Cat. 3, PLd) selon la norme ISO , ainsi qu à celles de fonctionnement fiable de la commande selon la norme ANSI B Description de la sécurité fonctionnelle Dans l exemple fourni, la vitesse limite de sécurité est appelée par la sollicitation d une entrée de verrouillage de sécurité. Après l application d une temporisation définie par l utilisateur (3 secondes dans cet exemple) permettant d atteindre la vitesse de sécurité, le module optionnel de surveillance de vitesse de sécurité du PowerFlex 750 commence à surveiller la vitesse et s assure que la vitesse de sécurité n est pas dépassée. Lorsque la vitesse du moteur est inférieure à la vitesse limite de sécurité définie, la porte est déverrouillée pour permettre à l opérateur de pénétrer dans la zone dangereuse. Si la vitesse du moteur repasse au dessus de la vitesse de sécurité alors que la porte est déverrouillée, le module de vitesse de sécurité désactive la sortie d arrêt sécurisé du couple (STO) et le moteur s arrête en roue libre. Si une demande d arrêt d urgence est émise, le module de vitesse de sécurité désactive sa sortie STO et le moteur s arrête en roue libre. Lorsque la vitesse nulle est atteinte, la porte est déverrouillée. Les deux voies de l interrupteur TLS3-GD2 sont raccordées au module de vitesse de sécurité du variateur PowerFlex 750. Deux voies correspondent aux contacts de surveillance du système de verrouillage et les deux autres aux contacts de surveillance de la porte. L électroaimant de la porte est également raccordé au module de vitesse de sécurité. Le bouton d arrêt de sécurité, le bouton de réarmement et le commutateur à clé d activation de la vitesse limite de sécurité sont raccordés au module d entrée POINT Guard. Les sorties du module de sortie POINT Guard sont directement câblées aux entrées du module de vitesse de sécurité. Les signaux câblés comprennent l arrêt de sécurité, la sollicitation de la vitesse limite de sécurité et le réarmement. Le module d E/S est connecté à l automate de sécurité (SC1) en mode CIP Safety sur un réseau EtherNet/IP. Le programme de sécurité de l automate SC1 surveille l état des entrées de sécurité d arrêt d urgence et de vitesse limite de sécurité au moyen de l instruction de

7 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 7 sécurité pré-certifiée DCS (Dual Channel Input Stop arrêt sur entrée double voie). Lorsque tous les interverrouillages d entrées de sécurité sont conformes, qu aucun défaut n est détecté et que le bouton-poussoir de réarmement est actionné, un second bloc fonctionnel certifié appelé CROUT (Configurable Redundant Output sortie redondante configurable) contrôle et surveille le retour du signal d arrêt de sécurité vers le variateur PowerFlex 750. Nomenclature Cette application utilise les produits ci-après. Référence Description Quantité 440G-T FM-G611MX10 800FM-KM22XM02 800FP-MT44PX02 800F-15YE ENBT 1768-L43S Interrupteur de sécurité à déverrouillage par mise sous tension TLS3-GD2 1 Bouton-poussoir de réarmement 800F métallique, protégé, bleu, R, montage à bague de verrouillage métallique, 1 contact N.O., standard 2 Commutateur à clé à 2 positions ; métallique ; positions fixes ; retrait de clé à droite ; 2 contacts N.F. 1 Boutons-poussoirs «coup de poing» 800F non lumineux, déverrouillage par rotation, 40 mm, de forme ronde en plastique (type 4/4X/13, IP66), rouges, 2 contacts N.F. 1 Plaque signalétique 800F, 60 mm ronde, avec légende en anglais : EMERGENCY STOP, jaune avec texte de la légende en noir 1 Module passerelle EtherNet/IP pour automate CompactLogix 1 Processeur Compact GuardLogix, 2,0 Mo de mémoire standard, 0,5 Mo de mémoire de sécurité PA3 Alimentation, entrée 120/240 V c.a., 3,5 A sous 24 V c.c ECR Obturateur/Cache de terminaison droit AENT Adaptateur Ethernet 24 V c.c TB Embase de module avec bornes à vis CEI amovibles IB8S Module d entrée POINT Guard Safety OB8S Module de sortie POINT Guard Safety US05T Switch Ethernet non administré Stratix G11RD2P1AA0N NNNN S1 Module PowerFlex 750 ; 480 V ; sortie nominale permanente 2,1 A 1 Module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex UFB-1 Module optionnel de retour universel PowerFlex Spécifié par l utilisateur Codeurs incrémentaux 845T/845H 2

8 8 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Mise en place et câblage Pour des informations détaillées sur l installation et le câblage, reportez-vous aux publications répertoriées à la rubrique Documentations connexes. Présentation du système Le module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 surveille les deux voies de la porte et les deux voies de verrouillage de l interrupteur TLS3-GD2. Le module 1734-IB8S surveille le commutateur à clé d activation de l arrêt de sécurité et de sollicitation de la vitesse limite de sécurité. Le module de vitesse de sécurité et le module 1734-IB8S peuvent tous deux fournir la source d alimentation 24 V c.c. à toutes ces voies afin de tester dynamiquement la présence éventuelle de courts-circuits au 24 V c.c. et entre les voies, dans tout le câblage des signaux. En cas d apparition d un défaut, l une ou l autre des voies ou les deux seront désactivées. Le système réagira alors en désactivant l arrêt sécurisé du couple (STO). C est uniquement après la correction du défaut et le rétablissement de l entrée que le système sera réinitialisé. Les courts-circuits au 0 V c.c. (et les fils débranchés ou coupés) seront vus comme des ouvertures du circuit par les entrées du module de vitesse de sécurité et du module 1734-IB8S. Le système réagira alors en désactivant les contacteurs de sécurité. Si les entrées restent discordantes pendant une durée supérieure à la temporisation de discordance, la sécurité du variateur PowerFlex 755 ou l automate déclarera un défaut. C est uniquement après la correction du défaut et le rétablissement de l entrée que le système sera réinitialisé. L électroaimant de la porte est commandé par le module de vitesse de sécurité. Du point de vue de l automate GuardLogix, la fonction d arrêt de sécurité (vitesse nulle) correspond à une paire de sorties de sécurité raccordées aux entrées d arrêt de sécurité (S12/S22) du module de vitesse de sécurité. Si les entrées d arrêt de sécurité se trouvent désactivées, un arrêt immédiat est initié et le moteur s arrête en roue libre. L automate GuardLogix récupère l information de retour de l arrêt de sécurité en utilisant l une des sorties SS en cascade (S34/S44) du module de vitesse de sécurité. Ces sorties de sécurité ne peuvent pas être réactivées tant que le signal de retour n est pas revenu à l état correct. Ce retour est facultatif. Dans la mesure où les sorties de sécurité redondantes sont testées par impulsion, il n y a pas de différence avec le raccordement d une barrière immatérielle Cat. 4 aux entrées SS, une architecture qui permet d obtenir une catégorie de sécurité Cat. 4 sans retour. Du point de vue de l automate GuardLogix, le dispositif assurant la fonction de sécurité SLS (vitesse limite de sécurité) correspond à une paire de sorties de sécurité raccordées aux entrées SLS (S52/S62) du module de vitesse de sécurité. Si ces entrées SLS se trouvent désactivées, une sollicitation de la vitesse limite de sécurité sera transmise au variateur PowerFlex 755. L automate GuardLogix récupère l information de retour d activation de la vitesse limite de sécurité à partir de l une des sorties SLS en cascade (S68/S78) du module de vitesse de sécurité. Ces sorties de sécurité ne peuvent pas être réactivées tant que le signal de retour n est pas revenu à l état correct. Ce retour est facultatif pour les mêmes raisons que celles indiquées plus haut. Le système possède des boutons de réarmement individuels pour réinitialiser les défauts et les sorties de sécurité. Lorsqu on appuie sur l un de ces boutons de réarmement, une sortie de l automate GuardLogix envoie un signal à l entrée de réinitialisation du module de vitesse de sécurité (S34).

9 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 9 Dans notre exemple, les boutons de réarmement et les circuits de retour sont tous raccordés au module 1734-IB8S. Ce type de câblage n est pas nécessaire pour la sécurité fonctionnelle. Ces entrées pourraient être raccordées à un module d entrée standard. Schéma électrique V DC c.c. Réarmement de sécurité Effacement du défaut Arrêt d urgence I0 I1 I4 I5 Câblage standard du variateur PowerFlex 755 non illustré I2 I3 I6 I7 Commutateur à clé COM COM COM COM T0 T1 T2 T3M 1734-IB8S A1 A O0 O1 O4 O5 A1 S11 S21 S12 S22 S52 S62 S72 S X32 X42 S32 S42 O2 O3 O6 O7 COM COM COM COM COM COM COM COM Sorties à impulsion Entrées SS Entrées SLS Entrées d activation Électroaimant État de verrouillage État de porte Option de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 (-S1) A2 Sortie SS Réarmement Sortie SLS S OB8S Commun 24V DC COMMON 24 V c.c.

10 10 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Configuration La configuration de l automate Compact GuardLogix s effectue à l aide du logiciel RSLogix 5000, version 17 ou ultérieure. Vous devez d abord créer un nouveau projet et y ajouter les modules d E/S. Configurez ensuite les types d entrées et de sorties appropriés pour ces modules d E/S. La description détaillée de chacune de ces étapes n est pas traitée dans ce document. On présume que l utilisateur connaît l environnement de programmation RSLogix. Configuration de l automate et ajout des modules d E/S Suivez les étapes ci-dessous : 1. Dans le logiciel RSLogix 5000, créez un nouveau projet. 2. Dans l arborescence de l automate, ajoutez le module 1768-ENBT au bus 1768.

11 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Sélectionnez le module 1768-ENBT et cliquez sur OK. 4. Nommez le module, saisissez son adresse IP et cliquez sur OK. Dans cet exemple d application, nous avons utilisé l adresse La vôtre peut être différente. 5. Ajoutez l adaptateur 1734-AENT en cliquant avec le bouton droit de la souris sur le module 1768-ENBT dans l arborescence de l automate et choisissez New Module (nouveau module).

12 12 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 6. Sélectionnez l adaptateur 1734-AENT et cliquez sur OK. 7. Nommez le module, saisissez son adresse IP et cliquez sur OK. Dans cet exemple d application, nous avons utilisé l adresse La vôtre peut être différente. 8. Cliquez sur Change (modifier).

13 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Définissez la taille de châssis (Chassis size) à 3 pour l adaptateur 1734-AENT et cliquez sur OK. La taille de châssis correspond au nombre de modules qui seront insérés dans le châssis. L adaptateur 1734-AENT est considéré se trouver à l emplacement 0. Avec un module d entrée et un module de sortie, la taille de châssis est par conséquent de Dans l arborescence de l automate, cliquez avec le bouton droit sur l adaptateur 1734-AENT et choisissez New Module (nouveau module).

14 14 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 11. Développez le sous-répertoire Safety (sécurité), sélectionnez le module 1734-IB8S et cliquez sur OK. 12. Dans la boîte de dialogue New Module, nommez ce composant «IB8S» et cliquez sur Change (modifier).

15 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Lorsque la boîte de dialogue Module Definition (définition du module) s affiche, choisissez None (aucune) pour Output Data (données de sortie) et vérifiez que l état d entrée (Input Status) est défini sur «Combined Status- Power» (état-alimentation combiné), puis cliquez sur OK. La configuration des données de sortie sur «None» implique que vous ne pourrez pas utiliser les sorties de test comme des sorties standard, ce qui convient dans cet exemple. Ceci économise une connexion avec l automate puisque nous utilisons uniquement la connexion d entrée. 14. Fermez la boîte de dialogue Module Properties (propriétés du module) en cliquant sur OK. 15. Réitérez les étapes 10 à 14 pour ajouter le module de sortie de sécurité 1734-OB8S. a. Nommez ce module «OB8S». b. Choisissez le logement 2. c. Choisissez «Combined Status-Readback-Power» (état-relecturealimentation combiné) pour la définition de son état d entrée (Input Status).

16 16 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Configuration des modules d E/S Pour configurer les modules POINT Guard I/O, suivez les étapes ci-dessous. 1. Dans l arborescence de l automate, cliquez avec le bouton droit sur le module 1734-IB8S et choisissez Properties (propriétés). 2. Cliquez sur Test Output (sortie de test) et configurez le module comme indiqué sur l illustration. T0 et T1 sont utilisées pour le test par impulsion de l arrêt d urgence et du commutateur à clé. 3. Cliquez sur Input Configuration (configuration des entrées) et configurez le module comme indiqué sur l illustration. Les entrées 0 et 1 sont les voies destinées à l arrêt d urgence. Rappel : les entrées 0 et 1 ont pour source d alimentation les sorties de test 0 et 1. Les entrées 2 et 3 sont les voies destinées au commutateur à clé. Elles ont également pour source d alimentation les sorties de test 0 et 1. Une même source peut être utilisée parce que le diagnostic du temps de discordance est réalisé par l instruction de sécurité DCS (Dual Channel Input Stop arrêt sur entrée double voie) au niveau de l automate. Les entrées 4 et 5 correspondent aux boutons de réarmement. Les entrées 6 et 7 sont

17 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 17 raccordées au module de vitesse de sécurité pour les retours de l arrêt de sécurité (SS) et de la vitesse limite de sécurité (SLS). 4. Cliquez sur OK. 5. Dans l arborescence de l automate, cliquez avec le bouton droit sur le module 1734-OB8S et choisissez Properties (propriétés). 6. Cliquez sur Output Configuration (configuration des sorties) et configurez le module comme indiqué sur l illustration. Les sorties 0 et 1 contrôlent les entrées d arrêt de sécurité sur le module de vitesse de sécurité. Les sorties 4 et 5 contrôlent les entrées de vitesse limite de sécurité sur le variateur PowerFlex 755. Ces quatre sorties sont toutes configurées pour permettre les tests par impulsion. La sortie 7 transmet le signal de réinitialisation au module de vitesse de sécurité. 7. Cliquez sur OK.

18 18 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Configuration du module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 Les paramètres signalés par une flèche rouge ont été configurés sur la base de cet exemple d architecture. Configurez les autres paramètres en fonction de l application et de l évaluation du risque. Onglet General (général) Onglet Feedback (retour) Onglet Stop (arrêt)

19 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 19 Onglet Limited Speed (vitesse limite) Onglet Door Control (commande de porte) Programmation Les instructions DCS (Dual Channel Input Stop arrêt sur entrée double voie) contrôlent les dispositifs de sécurité à double entrée dont la fonction principale est d arrêter une machine en toute sécurité ; par exemple : un arrêt d urgence, une barrière immatérielle ou une grille de sécurité. Dans notre exemple, une instruction de ce type est utilisée pour surveiller le bouton d arrêt d urgence et l autre pour surveiller le commutateur à clé SLS. L instruction DCS surveille la cohérence (équivalence état haut actif) des entrées double voie. Elle détecte et piège le défaut en cas d incohérence détectée pendant une durée supérieure à la temporisation de discordance configurée (en ms). La caractéristique de redémarrage automatique permet à la sortie DCS (O1) d être automatiquement réinitialisée après une sollicitation. L action manuelle normalement requise dans les système de sécurité est gérée par la ligne 1 de l instruction qui réinitialise la validation de la sortie de sécurité. L état d entrée (Input Status) représente habituellement l état des deux voies d entrée. Dans notre exemple, le bit «Combined Input Status» (état combiné de l entrée) se trouve désactivé si l une des huit voies d entrée présente un défaut. Dans notre exemple, la réinitialisation effectuée par l instruction DCS joue le rôle d un acquittement de défaut. Même lorsque le redémarrage automatique a été défini, la reprise à partir d un état de défaut exige une réinitialisation. La sortie DCS (O1) est utilisée comme verrouillage de sécurité dans les lignes verrouillables destinées au pilotage des points SS_OK et SLS_OK. Si cette sortie DCS se trouve désactivée, il en va de même pour les lignes verrouillables, la sortie reste alors désactivée jusqu à ce qu une action de réinitialisation manuelle soit exécutée. L instruction CROUT contrôle et surveille les sorties redondantes. Cette instruction vérifie essentiellement que le signal de retour est bien en phase avec les sorties de sécurité. Dans le cas du signal de retour positif utilisé dans notre exemple : si les sorties sont à l état «haut», le signal de retour doit l être également et vice-versa. Dans notre exemple, le signal de retour dispose de

20 20 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 500 ms pour passer à l état approprié. Du fait qu un seul circuit de retour est utilisé, le point de retour sert à la fois à Feedback 1 et à Feedback 2. Les deux points de sortie de l instruction CROUT sont utilisés pour piloter les sorties de sécurité du module 1734-OB8S. Celles-ci sont raccordées aux entrées statiques correspondantes sur le module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité du PowerFlex 750.

21 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 21

22 22 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Réinitialisation sur front descendant La norme ISO stipule que les fonctions de réinitialisation de l instruction doivent être appelées sur le front descendant des signaux. Pour satisfaire à cette exigence, une instruction OSF (One Shot Falling impulsion sur front descendant) est utilisée dans la ligne de réinitialisation. Le point du bit de sortie de cette instruction OSF est utilisé comme bit de réinitialisation pour les lignes de validation de la sortie (Output Enable). Vitesse nulle Calcul du niveau de performance Lorsqu elles sont correctement configurées, ces fonctions de sécurité peuvent atteindre une classification de sécurité PLd, selon EN ISO Les caractéristiques de sécurité fonctionnelle du projet exigent un niveau de performance minimum de PLd et une structure de catégorie Cat 3 au minimum. Une probabilité moyenne de défaillance dangereuse par heure (PFHd) inférieure à 1 E-06 au niveau de la fonction de sécurité globale est l une des exigences du niveau de performance PLd. Les mesures prises contre la défaillance de cause commune (CCF) sont quantifiées à l aide du procédé de notation décrit à l annexe F de la norme ISO Dans notre exemple de calcul du niveau de performance PL, le score de 65 requis pour satisfaire aux exigences de CCF est supposé être atteint. Une procédure complète d évaluation effective de ces CCF devra cependant être exécutée lors de la mise en pratique de cet exemple. Les calculs sont basés sur 1 sollicitation de l arrêt de sécurité par heure ; soit 8760 sollicitations à l année. Les résultats obtenus pour chacun des sous-systèmes de sécurité sont représentés ci-dessous.

23 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 23 Vitesse limite de sécurité Sens de rotation de sécurité Le niveau de la fonction de sécurité globale pour chacune de ces fonction de sécurité est indiqué comme dans les illustrations ci-dessous. Vitesse nulle

24 24 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Vitesse limite de sécurité Sens de rotation de sécurité

25 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 25 Les différentes fonctions de sécurité peuvent être modélisées comme illustré dans les schémas fonctionnels suivants : Vitesse nulle 800FP Arrêt d urgence Voie A 800FP Arrêt d urgence Voie B 1734-IB8S 1768-L43S 1734-OB8S S1 TLS3-GD2 Voie A TLS3-GD2 Voie B Codeur Voie A Codeur Voie A Sous-système 1 Sous-système 2 Sous-système 3 Sous-système 4 Sous-système 5 Sous-système 6 Sous-système 7 Vitesse limite de sécurité 800FM Commutateur à clé Voie A TLS3-GD2 Voie A Codeur Voie A 1734-IB8S 1768-L43S 1734-OB8S S1 800FM Commutateur à clé Voie B TLS3-GD2 Voie B Codeur Voie B Sous-système 1 Sous-système 2 Sous-système 3 Sous-système 4 Sous-système 5 Sous-système 6 Sous-système 7 Sens de rotation de sécurité Codeur Voie A S1 Codeur Voie B Sous-système 1 Sous-système 2

26 26 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Plan de vérification et de validation Tout au long du processus de conception et de développement du système de sécurité, la vérification et la validation jouent un rôle important dans la prévention des défauts. La norme ISO EN fixe les exigences de vérification et de validation en requérant qu un plan documenté soit établi pour confirmer que toutes les exigences de sécurité fonctionnelle ont été satisfaites. La vérification consiste à analyser la pertinence du système de commande de sécurité résultant. Le calcul du niveau de performance (PL) du système de commande de sécurité sert à vérifier que celui-ci est bien conforme au niveau de performance requis (PLr) spécifié. L outil logiciel SISTEMA est habituellement employé pour effectuer ces calculs dans le respect des exigences de la norme ISO La validation est un test fonctionnel du système de commande de sécurité destiné à démontrer qu il répond bien aux exigences spécifiées pour la fonction de sécurité. Le système de commande de sécurité est testé de façon à confirmer que toutes les sorties à caractère de sécurité répondent conformément aux signaux d entrée à caractère de sécurité correspondants. Ce test fonctionnel doit reproduire les conditions de fonctionnement normales et l apparition des défauts potentiels correspondant aux modes de défaillance. Une liste de contrôle est généralement utilisée pour justifier la validation du système de commande de sécurité. La validation des développements logiciels (programme de commande) est une procédure dont les méthodes et les techniques ressemblent à celles utilisées pour les développements matériels. Les défauts qui se produisent suite à des erreurs dans la procédure de développement du programme sont de nature systémique, tandis que ceux qui sont liés au matériel sont considérés comme aléatoires. Avant de procéder à la validation du système de sécurité GuardLogix, assurezvous que le système de sécurité et le programme d application de sécurité ont bien été conçus conformément aux recommandations de nos documentations «Systèmes automates GuardLogix Manuel de référence sur la sécurité» (publication 1756-RM093 pour les automates GuardLogix 5560 et Compact GuardLogix, et publication 1756-RM099 pour les automates GuardLogix 5570) et «GuardLogix Application Instruction Safety Reference Manual» (publication 1756-RM095).

27 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 27 Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte Nom/Numéro de modèle de machine Numéro de série de la machine Nom du client Date du test Nom(s) du testeur Numéro du schéma de câblage ID signature de configuration S1 Nom d automate ID signature de sécurité RSLogix 5000 Numéro(s) de réseau de sécurité Version du logiciel RSLogix 5000 Informations générales sur la machine Modules du système de commande de sécurité Automate de sécurité GuardLogix Passerelle Ethernet CompactLogix Adaptateur Ethernet POINT I/O Modules d entrée POINT Guard I/O Modules de sortie POINT Guard I/O Modules du système GuardLogix 1768-L43S 1768-ENBT 1734-AENT 1734-IB8S 1734-OB8S Version du firmware

28 28 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Configuration du système de sécurité et vérification du câblage Étape du test Vérification Bon/Mauvais Changements/Modifications Vérifiez que le variateur de vitesse de sécurité a été câblé et configuré conformément aux recommandations de la publication 750-RM001, «Safe Speed Monitor Option Module for PowerFlex 750-Series AC Drives Safety Reference Manual». Vérifiez que le système de sécurité a été conçu conformément aux recommandations de la publication 1756-RM093, «Systèmes automates GuardLogix Manuel de référence sur la sécurité», pour les automates GuardLogix 5560 et Compact GuardLogix, et de la publication 1756-RM099 pour les automates GuardLogix Vérifiez que le programme d application de sécurité a été conçu conformément à la publication 1756-RM095, «GuardLogix Application Instruction Safety Reference Manual». Inspectez visuellement le réseau du système de sécurité et les E/S afin de s assurer qu ils sont câblés conformément aux schémas de principe. Inspectez visuellement le programme RSLogix 5000 afin de vérifier que le réseau du système de sécurité et les modules d E/S sont configurés conformément à la documentation. Inspectez visuellement le programme d application RSLogix 5000 pour vérifier que les instructions utilisées sont convenablement certifiées pour la sécurité. Vérifiez que la logique est lisible, compréhensible et testable et comporte des commentaires clairs. Tous les dispositifs d entrée sont qualifiés par la coupure et l établissement de l alimentation de leurs actionneurs correspondants. Surveillez l état dans la fenêtre des points d automate (Controller Tags) dans RSLogix Tous les dispositifs de sortie sont qualifiés par la coupure et l établissement de l alimentation de leurs actionneurs correspondants. Surveillez l état dans la fenêtre des points d automate (Controller Tags) dans RSLogix 5000.

29 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 29 Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Vérification du fonctionnement normal Le système de sécurité répond correctement à toutes les commandes normales de démarrage, d arrêt, de sollicitation de vitesse limite de sécurité, d arrêt d urgence, de verrouillage et de réinitialisation. Étape du test Vérification Bon/Mauvais Changements/Modifications Lancez une commande de démarrage. Le fonctionnement normal de la machine doit se traduire par l activation du variateur. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Lancez une commande d arrêt. L arrêt normal de la machine doit se traduire par la désactivation immédiate du variateur. Après l expiration de la temporisation prédéfinie, vérifiez que la porte est déverrouillée. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Pendant le fonctionnement du système, tentez d ouvrir la porte de protection. La porte doit rester fermée et verrouillée. Pour une condition normale, le variateur doit rester activé. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Renouvelez l opération pour toutes les portes de protection. Pendant l arrêt du système, tentez d ouvrir la porte de protection. La porte doit être déverrouillée et capable d être ouverte. Pour une condition normale sûre, le variateur doit rester désactivé. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Renouvelez l opération pour toutes les portes de protection. Lorsque le système est arrêté avec la porte de protection ouverte, lancez une commande de démarrage. Pour une condition normale sûre, le variateur doit rester désactivé. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Renouvelez l opération pour toutes les portes de protection. Lancez une sollicitation de vitesse limite de sécurité. Le variateur doit s activer et fonctionner à la vitesse limite de sécurité prédéfinie. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix 5000.

30 30 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Vérification du fonctionnement normal Le système de sécurité répond correctement à toutes les commandes normales de démarrage, d arrêt, de sollicitation de vitesse limite de sécurité, d arrêt d urgence, de verrouillage et de réinitialisation. Étape du test 7 Vérification Bon/Mauvais Changements/Modifications Lancez une commande de réinitialisation. Le variateur doit rester désactivé. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Validation du fonctionnement anormal Le système de sécurité répond correctement à tous les défauts prévisibles avec les diagnostics correspondants. Tests de la surveillance de porte SLS et de l entrée de verrouillage du module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 Étape du test Validation Bon/Mauvais Changements/Modifications Pendant que le système fonctionne, retirez du module de vitesse de sécurité (SLS) le câble de la voie 1 de la surveillance de porte. Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au +24 V c.c. le câble de la voie 1 de la surveillance de porte relié au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au 0 V c.c. le câble de la voie 1 de la surveillance de porte relié au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2.

31 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 31 Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Validation du fonctionnement anormal Le système de sécurité répond correctement à tous les défauts prévisibles avec les diagnostics correspondants. Tests de la surveillance de porte SLS et de l entrée de verrouillage du module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit les câbles des voies 1 et 2 de la surveillance de porte reliés au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage des voies 1 et 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit le câble de la voie 1 à la source de test 1 du module de vitesse de sécurité (SLS). Ouvrez la porte de protection. Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, retirez du module de vitesse de sécurité (SLS) le câble de la voie 1 de la surveillance du verrouillage. Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au 24 V c.c. le câble de la voie 1 de la surveillance de verrouillage relié au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2.

32 32 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Validation du fonctionnement anormal Le système de sécurité répond correctement à tous les défauts prévisibles avec les diagnostics correspondants. Tests de la surveillance de porte SLS et de l entrée de verrouillage du module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au 0 V c.c. le câble de la voie 1 de la surveillance de verrouillage relié au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit les câbles des voies 1 et 2 de la surveillance de verrouillage reliés au module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Vérifiez que le redémarrage et la réinitialisation du variateur sont impossibles en présence du défaut. Rétablissez le câblage des voies 1 et 2. Tests de l automate GuardLogix et du réseau des E/S de sécurité Étape du test Validation Bon/Mauvais Changements/Modifications Pendant le fonctionnement, retirez la connexion réseau Ethernet entre le module d E/S de sécurité et l automate. Le variateur doit se désactiver. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle de l état de la connexion d E/S dans le programme d application de sécurité RSLogix Rétablissez la connexion réseau du module d E/S de sécurité et laissez à la communication le temps de se rétablir. Vérifiez le bit d état de connexion dans le programme d application de sécurité RSLogix Renouvelez l opération pour toutes les connexions d E/S de sécurité. Pendant le fonctionnement, mettez l automate hors du mode Exécution. Le variateur doit se désactiver. Remettez le commutateur à clé en mode Exécution. Le variateur doit rester désactivé. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix 5000.

33 Fonction de sécurité : vitesse nulle, vitesse limite de sécurité, sens de rotation de sécurité 33 Liste de contrôle pour la vérification et la validation de la fonction de sécurité GuardLogix et vitesse de sécurité PowerFlex 750 avec verrouillage de porte (suite) Tests des commandes SS et SLS et des sorties de verrouillage du module optionnel de surveillance de la vitesse de sécurité PowerFlex 750 Étape du test Validation Bon/Mauvais Changements/Modifications Lancez une commande de démarrage. Le fonctionnement normal de la machine doit se traduire par l activation du variateur. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Pendant que le système fonctionne, retirez du module de vitesse de sécurité (SLS) l entrée SS sur la voie 1. Le variateur doit se désactiver. Tentez de lancer une commande de réinitialisation. Le système ne doit ni redémarrer ni se réinitialiser. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au 24 V c.c. l entrée SS sur la voie 1 du module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Tentez de lancer une commande de réinitialisation. Le système ne doit ni redémarrer ni se réinitialiser. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit au 0 V c.c. l entrée SS sur la voie 1 du module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Tentez de lancer une commande de réinitialisation. Le système ne doit ni redémarrer ni se réinitialiser. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Rétablissez le câblage de la voie 1 et renouvelez l opération pour la voie 2. Pendant que le système fonctionne, mettez en court-circuit l entrée SS sur les voies 1 et 2 du module de vitesse de sécurité (SLS). Le variateur doit se désactiver. Tentez de lancer une commande de réinitialisation. Le système ne doit ni redémarrer ni se réinitialiser. Vérifiez que l indication d état de la machine est correcte ainsi que celle du programme d application de sécurité RSLogix Rétablissez le câblage des voies 1 et 2.