Dzisiaj zajmiemy się tematem drzwi ochronnych wyposażonych w elektrorygiel.
W poprzednich lekcjach pracowaliśmy z kurtynami bezpieczeństwa oraz łącznikami krańcowymi monitorującymi drzwi. Teraz pokażę Ci, jak rozbudować ten układ o funkcję ryglowania, która uniemożliwia otwarcie drzwi, dopóki maszyna nie znajdzie się w bezpiecznym stanie.
Czym jest elektrorygiel?
Elektrorygiel to łącznik krańcowy z kluczem mechanicznym (aktuator), który oprócz sygnalizacji położenia drzwi ma możliwość ich fizycznego zaryglowania. Klucz mechaniczny jest trwale połączony z drzwiami przesuwnymi lub obrotowymi, co uniemożliwia obejście systemu.
Dopóki cewka elektromagnesu w ryglu nie zostanie zasilona, drzwi pozostają zamknięte. Otworzenie drzwi możliwe jest dopiero po podaniu napięcia na cewkę i zwolnieniu mechanizmu. Dzięki temu operator nie może otworzyć drzwi w momencie, gdy maszyna znajduje się w stanie zagrożenia (np. wirujący wał, obrabiarka w ruchu).
W praktyce spotyka się dwa podstawowe typy elektrorygli:
- Typ z ryglowaniem sprężynowym i zwolnieniem cewką – w tym rozwiązaniu drzwi są domyślnie zaryglowane przez mechanizm sprężynowy. Aby je otworzyć, należy zasilić cewkę, która zwalnia zatrzask. Jest to rozwiązanie szczególnie bezpieczne, ponieważ w przypadku zaniku napięcia (np. awaria zasilania) drzwi pozostają zamknięte, co uniemożliwia dostęp do strefy zagrożenia.
- Typ normalnie otwarty z zatrzaskiem cewką – tutaj sytuacja jest odwrotna. Drzwi są swobodnie otwarte, a dopiero podanie napięcia na cewkę powoduje ich zaryglowanie. Rozwiązanie tego typu stosuje się tam, gdzie w razie awarii zasilania drzwi muszą być dostępne (np. konieczność szybkiej ewakuacji operatora ze strefy).
Dobór rodzaju elektrorygla zależy więc od aplikacji – w maszynach o wysokim poziomie zagrożenia najczęściej stosuje się wariant sprężynowy, natomiast w aplikacjach wymagających bezpiecznego otwarcia w przypadku awarii częściej wybiera się typ z zatrzaskiem cewką.
Struktura układu z elektroryglem
- Pulpit operatora: przyciski Start, Stop, Reset (Acknowledge) oraz dodatkowy przycisk Unlock – żądanie wejścia.
- Sterownik Safety: CPU S7-1500F z wyspą ET200SP, moduły wejść/wyjść standardowych oraz Fail-Safe.
- Styczniki Q1, Q2: sterujące napędami maszyny, podłączone do modułu wyjściowego Safety.
- Łącznik krańcowy (standardowy): sygnalizuje zamknięcie drzwi.
- Elektrorygiel: monitoruje zarówno stan zamknięcia drzwi, jak i stan zasilania elektromagnesu (odryglowania).
Dwa obwody w elektroryglu
Schemat elektrorygla składa się z dwóch sekcji styków:
- Sekcja zamknięcia drzwi:
- Styki NC/NO reagują na obecność aktuatora w rygielu.
- Informują sterownik, czy drzwi są zamknięte (ale niekoniecznie zaryglowane).
- Sekcja elektromagnesu:
- Styki NC/NO monitorują stan cewki zasilającej trzpień elektromagnesu.
- Pozwalają wykryć, czy rygiel został faktycznie odblokowany.
Dzięki temu system może zarówno kontrolować położenie drzwi, jak i poprawność działania funkcji ryglowania.
Logika działania
- Operator naciska Unlock → sterownik podaje sygnał na cewkę elektromagnesu.
- Rygiel zwalnia trzpień → drzwi mogą zostać otwarte.
- Druga sekcja styków informuje sterownik, że rygiel został faktycznie odryglowany.
- W logice PLC stosujemy mechanizm feedback, podobny do monitorowania styczników – sprawdzamy zgodność sygnału sterującego i zwrotnego.
Dokumentacja i projekty
Siemens udostępnia gotowy przykład tej aplikacji pod nazwą:
Protective Door with Spring Loaded Interlocking with an S7-1500 Controller.
W materiałach znajdziesz:
- kompletny projekt w TIA Portal,
- dokumentację PDF,
- oraz plik do TIA Selection Tool do obliczenia Performance Level dla układu z elektroryglem.
👉 Wszystko znajdziesz w naszym kursie programowania Safety na PLC Siemens
Podsumowanie
Elektrorygiel to rozwiązanie stosowane tam, gdzie samo monitorowanie drzwi nie wystarczy – np. w prasach, obrabiarkach CNC, robotyce.
- Chroni operatora przed wejściem do strefy zagrożenia, dopóki maszyna nie jest w stanie bezpiecznym.
- Zapewnia dwie niezależne informacje: stan zamknięcia drzwi i stan ryglowania.
- Współpracuje z modułami Safety w sterownikach Siemens, umożliwiając spełnienie wymagań SIL i PL.
To kolejny krok w budowie kompletnych aplikacji bezpieczeństwa.
O autorze
