Segnalatori, elettrovalvole, linee di alimentazione e carichi devono essere controllati e monitorati rapidamente da relè intelligenti in grado di garantire la trasmissione del segnale in conformità con gli standard IEC 61508 e SIL 3.
Rispetto ai relè standard i relè di sicurezza intelligenti consentono di monitorare in modo affidabile la linea e il carico. È il caso dei vari modelli GM International della serie D5000. Dal punto di vista della sicurezza funzionale tali relè – diseccitati in condizioni di sicurezza - possono essere utilizzati in aree di automazione di processo che richiedono uno spegnimento funzionalmente affidabile secondo i requisiti SIL3 e IEC 61508. In questo senso gestiscono in sicurezza gli stati di offline, normalmente eccitato e stato di sicurezza. Dal punto di vista del funzionamento “smart” questi modelli sono dotati di ingressi/uscite ausiliarie e interfaccia di comunicazione. Permettono inoltre di effettuare operazioni diagnostiche come la configurazione della tensione di alimentazione e della resistenza del carico, la verifica dell’integrità della bobina interna e della dispersione di terra.
Perché scegliere uno smart relè
Per prima cosa va considerato che gli smart relè rendono disponibile la diagnostica al sistema. In secondo luogo, rispetto ai relè standard ampliano i range di tensione e corrente disponibili. Infine, supportano una tecnologia di comunicazione. Riguardo a quest’ultimo punto i moduli relè D5294S e D5295S supportano la comunicazione Modbus su cavo RS485. Fino a 127 moduli possono essere disposti in una rete multi-drop e monitorati e configurati da un’unica unità master. Ogni “slave” è identificato univocamente attraverso un indirizzo e, quando richiesto, rende disponibile il suo valore per le operazioni di lettura/scrittura. I vantaggi derivanti dall’utilizzo del protocollo Modbus sono evidenti: una sola interfaccia di comunicazione per tutti i relè collegati; una connessione multidrop fino a 1200 metri; nessuna necessità di ingressi digitali di sistema per il monitoraggio degli allarmi; disponibilità di informazioni sul tipo di guasto reale (mentre l’allarme può avvisare solo sulla condizione di guasto generico).
In alcune applicazioni è possibile riflettere il guasto verso il PLC o il DCS che pilota il solenoide. Il prerequisito necessario è che il modulo di uscita digitale del sistema di azionamento possa impostare una soglia di guasto a circuito aperto sulla corrente di uscita. Questa è chiamata anche funzionalità mirroring. Essa riduce la necessità di un ulteriore ingresso digitale di guasto nel sistema.
Rappresentazione schematica Smart Relè
Tipiche applicazioni pratiche degli smart relè comprendono elettrovalvole normalmente eccitate, segnalatori acustici e luminosi in ambito Fire&Gas, elettrovalvole a doppia bobina ad alta disponibilità, elettrovalvole di interruzione del carico monofase. Tramite software è garantita la configurazione dei parametri che permettono l’attivazione degli allarmi in funzione della tensione, della corrente, della resistenza. Via software sono rilevabili anche l’integrità della bobina e lo stato del driver. Sono disponibili anche funzionalità di monitoraggio in tempo reale e la registrazione dei dati. Nel caso di un’elettrovalvola normalmente eccitata in cui la corrente di carico è al valore nominale, il carico risulta ancora eccitato. Tuttavia, poiché il relè intelligente ha perso la ridondanza, si è forzato un guasto. Nel caso di un’elettrovalvola a doppia bobina, poiché ogni bobina è sufficiente per attivare la valvola, le due bobine evitano falsi interventi in caso di apertura di una sola di esse, aumentando così la disponibilità. In questo contesto, il relè intelligente può rilevare l’apertura della singola bobina della valvola. Nel caso di un segnalatore per applicazioni Fire&Gas, se la valvola è interessata da un parziale corto circuito dell’avvolgimento del solenoide, può compromettere la sua capacità di attivazione su richiesta. Se la resistenza misurata di carico è inferiore al valore accettabile, viene segnalato il guasto.
Questi esempi dimostrano come i relè di sicurezza intelligente siano il miglior sistema per assicurare diagnostica in tempo reale e completa trasparenza nel rilevamento di guasti anomalie della linea e del carico.
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