Partendo da una serie di valvole robusta ed affidabile come quelle a norma ISO 5599/1, sono state aggiunte alcune caratteristiche peculiari quali la presenza di un sistema di diagnostica dello stato della valvola e la realizzazione di un doppio canale che garantisce la ridondanza dell architettura. La versione più semplice è ricavata partendo da una valvola 5/2 monostabile con comando elettropneumatico. Come noto, quando questo tipo di valvola è in stato di riposo (bobina non eccitata) la porta 1 è collegata alla porta 2 e la porta 4 è messa a scarico; quando la valvola è azionata (bobina eccitata) la porta 1 è collegata alla porta 4 e la porta 2 è a scarico. Quando la bobina viene nuovamente diseccitata il ritorno della valvola nella posizione di riposo (e quindi la messa a scarico della porta 4) è assicurato da una molla che riporta la spola nella posizione di partenza. Può capitare che, per un qualsiasi guasto, la spola rimanga in posizione di azionamento anche con bobina diseccitata lasciando in pressione la bocca 4. Per ovviare a tale problema è stato inserito un sensore ad effetto Hall che legge la posizione della spola: in tal modo quando la valvola è disazionata il sensore è in stato ON, quando la valvola è azionata il sensore è in stato OFF. La condizione con sensore in stato OFF a bobina diseccitata è indice di un problema. Per diminuire i pericoli in fase di manutenzione dell impianto, l operatore manuale montato sul comando elettrico Cnomo è di tipo monostabile. Il sensore montato nella valvola è disponibile nella versione standard con cavo trifilare da 2,5 m (standard o certificato ATEX) oppure con connettore M8 e cavo da 300 mm. Questa valvola, realizzata nelle 3 taglie disponibili per la serie ISO 5599/1, è un componente classificato in categoria 2 secondo la ISO EN 13849 ed è idoneo ad essere utilizzato in circuiti di sicurezza fino a PL = c. Per chi avesse la necessità di raggiungere PL più elevati è stata realizzata anche una versione a doppio canale (ridondante) che prevede l utilizzo di due valvole ISO 5599/1 con spola monitorata disposte in modo che le porte 2 siano in parallelo e le porte 4 siano in serie: basta che una sola delle due valvole sia diseccitata per mandare a scarico la porta 4 quindi, anche se una delle due spole rimane bloccata, l altra assicura la messa a scarico del circuito pneumatico; anche in questo caso, si può sfruttare la presenza dei sensori di posizione della spola per monitorarne lo stato. Anche la doppia valvola viene realizzata nelle 3 taglie disponibili per la serie ISO 5599/1, è un componente classificato in categoria 4 secondo la ISO EN 13849 ed è idoneo ad essere utilizzato in circuiti di sicurezza fino a PL = e. Sia la valvola singola che la valvola doppia sono provviste di: - certificato di Type Approval n P13104/11/MC/nb redatto da Bureau Veritas secondo la normativa EN ISO 13849; - attestato d esame di conformità alla direttiva macchine 2006/42/CE n CV 002-10-2011 rilasciato da Bureau Veritas. 2-126
VALVOLA SINGOLA ISO 5599/1 SERIE SAFE AIR DATI TECNICI Fluido Funzione valvola Pressione di funzionamento: bar non asservita asservita Pressione minima di asservimento bar Temperatura di funzionamento C Diametro nominale mm Conduttanza C bar Rapporto critico b bar/bar Portata a 6.3 bar p 0.5 bar Portata a 6.3 bar p 1 bar Conduttanza C in scarico bar Rapporto critico b in scarico bar/bar Portata in scarico libero a 6.3 bar TRA/TRR a 6.3 bar ms/ms Installazione Montaggio Elettropilota Operatore manuale Lubrificante consigliato Compatibilità con olii Bobine Grado di protezione Livello di rumorosità Coppia max ghiera bobina Marcatura CE Categoria ATEX (solo pe versioni con sensore ATEX) Funzione di sicurezza svolta Tipo di sensore utilizzato B10d Categoria - ISO EN 13849 DC PL - ISO EN 13849 Nm ISO 1 ISO 2 ISO3 Aria filtrata (50µm) senza lubrificazione; la lubrificazione, se utilizzata, deve essere continua 5/2 monostabile 2.5 10 Vuoto 10 2.5-10 +60 (-10 +45 per versioni Atex) 7.5 12 15 250 657 971 0.36 0.43 0.43 700 1800 3200 1100 2700 4600 267 817 1095 0.34 0.24 0.56 1850 5900 6500 12 / 30 24 / 43 50 / 120 In qualsiasi posizione Su basi singole e manifold a norma ISO 5599/1 (*) A norme CNOMO Monostabole sull elettropilota e sul corpo valvola ISO e UNI FD 22 Vedere www.metalwork.it/ita/materiali_compatibilità.html Lato 30 mm foro ø 8 connessione EN175301-803 forma A Lato 22 mm foro ø 8 connessione EN175301-803 forma B Certificate EN 60204.1 e VDE 0580 Per le caratteristiche elettriche riferirsi alla sezione accessori pag. 2-113 (*) IP65 con bobina e connettore montati Max 78 dba con scarichi silenziati 1 Ai sensi della Direttiva Macchine, Allegato V (**) II 3G Ex na c IIC T4 Gc x -10 C<Ta<45 C II 3D Ex tc IIIC T135 C IP65 Dc Interruzione dell alimentazione e messa a scarico del ramo di circuito pneumatico collegato con la porta 4 Ad effetto Hall (per i dati del sensore vedere pag. 2-135) 40 x 10 6 cicli 2 Low (80 %) Idonea ad essere utilizzata inirciti di sicurezza fino a PL=c * Per evitare inconvenienti nel funzionamento, si consiglia l utilizzo di accessori Metal Work ** Dichiarazione scaricabile dal sito www.metalwork.it ATTENZIONE: Evitare di montare 2 o più valvole SAFE AIR in posizioni adiacenti. Eventuali masse metalliche ferromagnetiche devono distare almeno 30 mm dal sensore. Evitare che vi siano campi magnetici di disturbo nell area prossima ai sensori. COMPONENTI a CORPO VALVOLA: alluminio b FONDELLO: Hostaform c SPOLA: alluminio nichelato chimicamente d DISTANZIALI: materiale plastico e GUARNIZIONI: NBR f PISTONE: Hostaform g GUARNIZIONE PISTONE: NBR h FILTRO: bronzo sinterizzato i MOLLA: acciaio speciale j OPERATORE: tubo in ottone - nucleo in inox k ANELLO DI FERMO: acciaio speciale l MAGNETE: neodimio m SENSORE: ad effetto hall 2-127
CURVE DI PORTATA VALVOLA SINGOLA ISO 1 - IN MANDATA ISO 1 - IN SCARICO ISO 2 - IN MANDATA ISO 2 - IN SCARICO ISO 3 - IN MANDATA ISO 3 - IN SCARICO CHIAVI DI CODIFICA ISV I S V 5 5 S O S O O 3 F FAMIGLIA DIMENSIONE FUNZIONE AZIONAMENTO 14 RIPOSIZIONAMENTO 12 ULTERIORE DESCRIZIONE SENSORE ISO 5 ISO1 5 5/2 SO solenoide S molla meccanica OO 5/2 3F 2.5 m 3 fili elettropneumatiche 6 ISO2 SE solenoide M8 0.3 m M8 7 ISO3 asservito AT 2 m ATEX 2-128
5/2 MONOSTABILE - ISO 1 Simbolo Codice Sigla Sensore Peso [g] 7057021100 ISV 55 SOS OO 3F 2.5 m 3 fili 380 7057121100 ISV 55 SOS OO M8 0.3 m M8 350 7057221100 ISV 55 SOS OO AT 2 m ATEX 370 7057021400 ISV 55 SES OO 3F 2.5 m 3 fili 380 7057121400 ISV 55 SES OO M8 0.3 m M8 350 7057221400 ISV 55 SES OO AT 2 m ATEX 370 5/2 MONOSTABILE - ISO 2 Simbolo Codice Sigla Sensore Peso [g] 7058021100 ISV 65 SOS OO 3F 2.5 m 3 fili 750 7058121100 ISV 65 SOS OO M8 0.3 m M8 720 7058221100 ISV 65 SOS OO AT 2 m ATEX 740 7058021400 ISV 65 SES OO 3F 2.5 m 3 fili 750 7058121400 ISV 65 SES OO M8 0.3 m M8 720 7058221400 ISV 65 SES OO AT 2 m ATEX 740 5/2 MONOSTABILE - ISO 3 Simbolo Codice Sigla Sensore Peso [g] 7059021100 ISV 75 SOS OO 3F 2.5 m 3 fili 1240 7059121100 ISV 75 SOS OO M8 0.3 m M8 1210 7059221100 ISV 75 SOS OO AT 2 m ATEX 1230 7059021400 ISV 75 SES OO 3F 2.5 m 3 fili 1240 7059121400 ISV 75 SES OO M8 0.3 m M8 1210 7059221400 ISV 75 SES OO AT 2 m ATEX 1230 2-129
ESEMPIO DI CIRCUITO DI SICUREZZA CON VALVOLA SINGOLA Di seguito riportiamo un esempio di schema elettrico per il comando delle valvole singole serie SAFE AIR Metal Work mediante componenti Pilz. Il circuito è costituito da: - un modulo di sicurezza PNOZ s3 di Pilz per il controllo del pulsante di arresto di emergenza; il morsetto Y32, che segnala lo stato del modulo, può essere inviato alla logica di controllo della macchina - un pulsante di arresto di emergenza S1 (Pilz - PIT es Set) collegato ai morsetti S11-S12-S22-S23 del PNOZ s3 - un elettrovalvola Metal Work SAFE AIR, la cui bobina a 24 VDC è alimentata mediante il morsetto 14 del PNOZ s3 (l altro terminale della bobina è a 0V); il sensore Hall della valvola è alimentato a 24 VDC - un pulsante di start/ripristino S2 - un relè K1 che viene comandato dal sensore della valvola; un contatto NO del relè viene messo in serie al pulsante S2 del PNOZ s3 Il comportamento atteso in caso di corretto funzionamento del sistema è il seguente: - a sistema disazionato: il contatto 14 è OFF la bobina è diseccitata il sensore è ON il relè K1 è eccitato il contatto K1 è chiuso il contatto Y32 è OFF - azionando il sistema mediante il pulsante di start/ripristino S2: il contatto 14 è ON la bobina viene eccitata il sensore è OFF il relè K1 viene diseccitato il contatto K1 viene aperto il contatto Y32 è ON Nel caso di malfunzionamento (ad esempio bloccaggio spola) la bobina viene diseccitata ma il sensore rimane in stato OFF, il relè K1 rimane diseccitato, il contatto K1 rimane aperto (impedendo successivi ripristini) e il contatto Y32 è OFF. Il circuito schematizzato, in caso di guasto della valvola, non assicura la messa a scarico dell impianto pneumatico: è necessario monitorare lo stato del sensore per valutare il funzionamento della valvola. Il contatto Y32 indica lo stato del PNOZ s3 e non lo stato del sensore. Tutti i collegamenti elettrici fra i vari componenti vanno eseguiti secondo le normative vigenti in termini di sicurezza. Nell ipotesi che il pulsante di emergenza venga azionato con una frequenza di 1 azionamento ogni ora il circuito realizza una funzione di sicurezza con PL = c (calcoli effettuati con il programma PAScal di Pilz ). La verifica finale del raggiungimento del PL è a carico di chi assembla il circuito. 2-130
VALVOLA DOPPIA ISO 5599/1 SERIE SAFE AIR DATI TECNICI ISO 1 ISO 2 ISO3 Fluido Funzione valvola Pressione di funzionamento: bar non asservita asservita Pressione minima di asservimento bar Temperatura di funzionamento C Conduttanza C bar Rapporto critico b bar/bar Portata a 6.3 bar p 0.5 bar Portata a 6.3 bar p 1 bar Conduttanza C in scarico bar Rapporto critico b in scarico bar/bar Portata in scarico libero a 6.3 bar TRA/TRR a 6.3 bar ms/ms Installazione Elettropilota Operatore manuale Lubrificante consigliato Compatibilità con olii Bobine Grado di protezione Livello di rumorosità Marcatura CE Categoria ATEX (solo pe versioni con sensore ATEX) Coppia max ghiera bobina Funzione di sicurezza svolta Tipo di sensore utilizzato B10d Categoria - ISO EN 13849 DC CCF PL - ISO EN 13849 Nm Aria filtrata (50µm) senza lubrificazione; la lubrificazione, se utilizzata, deve essere continua doppia 5/2 monostabile 2.5 10 Vuoto 10 2.5-10 +60 (-10 +45 per versioni Atex) 228 498 720 0.40 0.24 0.44 770 1250 2500 1050 1750 3400 222 554 724 0.30 0.02 0.41 1600 4000 5300 12 / 30 24 / 43 50 / 120 In qualsiasi posizione A norme CNOMO Monostabile sull elettropilota e sul corpo valvola ISO e UNI FD 22 Vedere www.metalwork.it/ita/materiali_compatibilità.html Lato 30 mm foro ø 8 connessione EN175301-803 forma A Lato 22 mm foro ø 8 connessione EN175301-803 forma B Certificate EN 60204.1 e VDE 0580 Per le caratteristiche elettriche riferirsi alla sezione accessori pag. 2-113 (*) IP65 con bobina e connettore montati Max 78 dba con scarichi silenziati Ai sensi della Direttiva Macchine, Allegato V (**) II 3G Ex na c IIC T4 Gc x -10 C<Ta<45 C II 3D Ex tc IIIC T135 C IP65 Dc 1 Interruzione dell alimentazione e messa a scarico del ramo di circuito pneumatico collegato con la porta 4 Ad effetto Hall (per i dati del sensore vedere pag. 2-135) 40x10 6 cicli 4 High ( 99 %) 80 Idonea ad essere utilizzata in circuiti di sicurezza fino a PL = e * Per evitare inconvenienti nel funzionamento, si consiglia l utilizzo di accessori Metal Work ** Dichiarazione scaricabile dal sito www.metalwork.it ATTENZIONE: Eventuali masse metalliche ferromagnetiche devono distare almeno 30 mm dal sensore. Evitare che vi siano campi magnetici di disturbo nell area prossima ai sensori. SCHEMA DI COLLEGAMENTO 2-131
CURVE DI PORTATA VALVOLA DOPPIA ISO 1 - IN MANDATA ISO 1 - IN SCARICO ISO 2 - IN MANDATA ISO 2 - IN SCARICO ISO 3 - IN MANDATA ISO 3 - IN SCARICO CHIAVI DI CODIFICA ISV I S V 5 5 S O S D D 3 F FAMIGLIA DIMENSIONE FUNZIONE AZIONAMENTO 14 RIPOSIZIONAMENTO 12 ULTERIORE DESCRIZIONE SENSORE ISO 5 ISO1 5 5/2 SO solenoide S molla meccanica DD doppia 5/2 3F 2.5 m 3 fili elettropneumatiche 6 ISO2 SE solenoide M8 0.3 m M8 7 ISO3 asservito AT 2 m ATEX 2-132
DOPPIA 5/2 MONOSTABILE Codice Taglia Sigla A B C D E F1 F2 G H I L S Sensore Peso [g] 7057021110 ISO 1 ISV 55 SOS DD 3F 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 2.5 m 3 fili 2100 7057121110 ISO 1 ISV 55 SOS DD M8 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 0.3 m M8 2100 7057221110 ISO 1 ISV 55 SOS DD AT 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 2 m ATEX 2100 7057021410 ISO 1 ISV 55 SES DD 3F 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 2.5 m 3 fili 2100 7057121410 ISO 1 ISV 55 SES DD M8 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 0.3 m M8 2100 7057221410 ISO 1 ISV 55 SES DD AT 112 152.5 100 118 86 G 1/4 M5 50 100 88 6 23.5 2 m ATEX 2100 7058021110 ISO 2 ISV 65 SOS DD 3F 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 2.5 m 3 fili 4000 7058121110 ISO 2 ISV 65 SOS DD M8 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 0.3 m M8 4000 7058221110 ISO 2 ISV 65 SOS DD AT 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 2 m ATEX 4000 7058021410 ISO 2 ISV 65 SES DD 3F 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 2.5 m 3 fili 4000 7058121410 ISO 2 ISV 65 SES DD M8 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 0.3 m M8 4000 7058221410 ISO 2 ISV 65 SES DD AT 146 176 116 145 113 G 3/8 G 1/8 63 134 104 13 29 2 m ATEX 4000 7059021110 ISO 3 ISV 75 SOS DD 3F 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 2.5 m 3 fili 5300 7059121110 ISO 3 ISV 75 SOS DD M8 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 0.3 m M8 5300 7059221110 ISO 3 ISV 75 SOS DD AT 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 2 m ATEX 5300 7059021410 ISO 3 ISV 75 SES DD 3F 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 2.5 m 3 fili 5300 7059121410 ISO 3 ISV 75 SES DD M8 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 0.3 m M8 5300 7059221410 ISO 3 ISV 75 SES DD AT 186 188 116 155 123 G 1/2 G 1/8 78 174 104 9 31.5 2 m ATEX 5300 NOTE 2-133
ESEMPIO DI CIRCUITO DI SICUREZZA CON VALVOLA DOPPIA Di seguito riportiamo un esempio di schema elettrico per il comando delle valvole doppie SAFE AIR Metal Work mediante componenti Pilz. Il circuito è costituito da: - un sistema di sicurezza modulare PNOZ mm 0.1p di Pilz - un pulsante di arresto di emergenza S1 (Pilz - PIT es Set) collegato ai morsetti T0-T1-I8-I9 del PNOZ mm 0.1p - una doppia elettrovalvola Metal Work SAFE AIR, le cui bobine a 24 VDC sono alimentate mediante i morsetti O0 (EV1) e O1 (EV2) del PNOZ mm 0.1p (gli altri terminali delle bobine sono a 0V); i sensori Hall delle valvole sono alimentati a 24 VDC - i segnali dei sensori sono inviati ai morsetti 16 (EV1) e 17 (EV2) del PNOZ mm 0.1p - un pulsante di start/ripristino S2 Il comportamento atteso in caso di corretto funzionamento del sistema è il seguente: - a sistema disazionato: i contatti O0 e O1 sono OFF le bobine sono diseccitate i sensori sono ON (e di conseguenza i segnali ai morsetti 16 e 17) se uno dei sensori è OFF il modulo PILZ non permette un successivo start/ripristino - azionando il sistema mediante il pulsante di start/ripristino: i contatti O0 e O1 sono ON le bobine vengono eccitate i sensori sono OFF (e di conseguenza i segnali ai morsetti 16 e 17) Il modulo PNOZ mm 0.1p va programmato in modo che: - quando uno dei due sensori è a OFF e le bobine sono diseccitate il modulo non permetta un nuovo ripristino - quando le valvole vengono eccitate i 2 sensori devono spegnersi entro il tempo di azionamento della valvola (12 ms per le ISO1, 24 ms per le ISO2 e 50 ms ISO3) altrimenti le 2 valvole vengono nuovamente spente. Il programma è scaricabile dal sito www.metalwork.it (non è inclusa la licenza per la programmazione dei moduli Pilz ). Tutti i collegamenti elettrici fra i vari componenti vanno eseguiti secondo le normative vigenti in termini di sicurezza. Nell ipotesi che il pulsante di emergenza venga azionato con una frequenza di 1 azionamento ogni ora il circuito realizza una funzione di sicurezza con PL = e (calcoli effettuati con il programma PAScal di Pilz ). La verifica finale del raggiungimento del PL è a carico di chi assembla il circuito. 2-134
DATI TECNICI SENSORE Tipo contatto Interruttore Tensione di alimentazione (Ub) V Potenza W Variazione di tensione Caduta di tensione V Consumo ma Corrente di uscita ma Frequenza di commutazione Hz Protezione da corto circuito Soppressione sovratensione Protezione all inversione polarità EMC Visualizzazione comunicazione Led Sensibilità magnetica Ripetibilità Grado di protezione (EN 60529) Resistenza alle vibrazioni e urti Vita elettrica Temperatura di lavoro C Materiale capsula sensore Cavo di connessione 2.5 m/2 m Cavo di connessione con M8x1 Numero di conduttori Categoria ATEX Certificazioni SCHEMA ELETTRICO SENSORE ATEX Effetto Hall Effetto Hall N.O. N.O. PNP PNP 10 30 DC 18 30 DC 3 # 1.7 # 10% di Ub # 10% di Ub # 2 # 2.2 # 10 # 10 # 100 # 70 # 5000 1000 EN 60 947-5-2 EN 60 947-5-2 Giallo Giallo 2.8 mt ± 25% 2.6 # 0.1 mt # 0.1 (Ub e ta costanti) IP 67 IP 68, IP 69K 30 g, 11 ms, 10 55 Hz, 1 mm 30 g, 11 ms, 10 55 Hz, 1 mm 10 9 impulsi 10 9 impulsi -25 +75-20 +45 PA66 + PA6I/6T PA PVC; 3 x 0.14 mm 2 PVC; 3 x 0.12 mm 2 Poliuretano; 3 x 0.14 mm 2-3 3 - II 3G Ex na op is IIC T4 Gc X II 3D Ex tc IIIC T135 C Dc IP67 X ACCESSORI Per bobine e connettori vedere pag. 2-113 NOTE 2-135