רכיבי בטיחות בתעשייה (Industrial Safety) מבית OMRON.
בעולם האוטומציה, בעיקר מכונות שצריכות להיות עם מערכות בטיחות (הגנה על עובדים מפני מכונות, לחצני חירום, דלתות גידור, מסכי אור) דורשות רכיבים ייעודיים עם ארכיטקטורה כפולה (Redundancy) כדי להבטיח שבמקרה של תקלה ברכיב, המכונה עדיין תעצור בבטחה. יעוץ חינם יבוא מקביל של OMRON בפחות מחיר צעד יעיל לחברה.
להלן הסבר טכני וממוקד שמסדר את הדגמים שכתבת – מהממסר הפשוט ביותר ועד לבקרי הבטיחות המתקדמים ביותר ברשת:
אלו הם רכיבי "קופסה שחורה" שמנטרים התקן בטיחות אחד או שניים (כמו לחצן חירום או מפסק דלת) ומנתקים אקטיבית את מתח הפיקוד למנועים/מגענים.
G9SB (הסדרה המיניאטורית): ממסרי בטיחות קומפקטיים מאוד (ברוחב 17.5 מ"מ או 22.5 מ"מ). מיועדים למכונות קטנות שבהן יש רק לחצן חירום אחד או שניים, ומקום מצומצם בלוח החשמל.
G9SE (הסדרה הסטנדרטית והמודרנית): החליפה במידה רבה סדרות ישנות יותר (כמו G9SA). אלו ממסרים דקים עם חיבורי קפיץ (Push-in) המאפשרים חיווט מהיר ללא ברגים, ומגיעים עם פונקציות מובנות כמו השהיית כיבוי בטיחותית (Safety Delay off).
G9SX (הממסר המודולרי/החכם): ממסר בטיחות מתקדם המאפשר שרשור והרחבה. ניתן לחבר מספר יחידות G9SX יחד כדי ליצור לוגיקת בטיחות (למשל: "לחצן חירום א' מכבה את כל קו הייצור, אבל פתיחת דלת ב' מכבה רק את הסטיישן המקומי") מבלי לעבור לבקר מתוכנת יקר.
כאשר יש במכונה יותר מדי לחצני חירום, דלתות ומסכי אור, החיווט של ממסרים רגילים הופך לסיוט ("ספגטי של חוטים"). כאן עוברים לבקר בטיחות מתוכנת במחשב.
G9SP: בקר בטיחות עצמאי (Stand-alone) ומתוכנת. הוא כולל מספר קבוע של כניסות ויציאות בטיחותיות (למשל 10 או 20 כניסות). מתכנתים אותו באמצעות תוכנה גרפית פשוטה, והוא אידיאלי למכונות בגודל בינוני הדורשות לוגיקת בטיחות מורכבת אך לא דורשות תקשורת מורכבת בין מספר בקרים.
ברצפת ייצור גדולה או במכונות ענק, רכיבי הבטיחות מפוזרים לאורך עשרות מטרים. במקום להריץ קילומטרים של כבלים ללוח המרכזי, משתמשים ברשתות תקשורת בטיחותיות (כמו DeviceNet Safety או Safety over EtherCAT – FSoE).
NE1A: בקר בטיחות מתוכנת המבוסס על רשת DeviceNet Safety. הוא משמש כמנהל הרשת (Master) ויכול לנהל רכיבי קצה בטיחותיים מבוזרים ברחבי המפעל.
DST1 (כרטיסי אינטגרציה מבוזרים): אלו הן יחידות קצה (I/O Blocks) של בטיחות בתקשורת DeviceNet Safety. מחברים את לחצני החירום המקומיים ל-DST1 שנמצא פיזית ליד המכונה, והוא מעביר את המידע בבטחה אל בקר ה-NE1A באמצעות כבל תקשורת בודד.
NX (הפלטפורמה המודרנית ביותר – Sysmac): סדרת ה-NX מייצגת את חזית הטכנולוגיה הנוכחית של אומרון. זוהי מערכת מודולרית שבה כרטיסי הבטיחות (בצבע צהוב בוהק) יושבים על אותו פסי שורש (Rack) יחד עם כרטיסי האוטומציה הרגילים, ומדברים ברשת EtherCAT מהירה מאוד. בבקר ה-NX (כמו NX102 או NX1P2) לוגיקת הבטיחות ולוגיקת המכונה הרגילה מתוכנתות באותה תוכנה מרכזית (Sysmac Studio), מה שמקצר דרמטית את זמן הפיתוח והדיאגנוסטיקה.
יש לך לחצן חירום בודד? קח G9SB או G9SE.
יש לך 3-4 דלתות ולחצנים שצריכים להשפיע זה על זה? קח G9SX.
יש לך מכונה עצמאית עם 15 גורמי בטיחות? תכנת G9SP.
אתה בונה קו ייצור חדש, מודרני וגדול מבוסס EtherCAT? תתקדם לפלטפורמת NX.
מוצרי הבטיחות של OMRON, נחלק אותם לפי שלוש קטגוריות טכנולוגיות: ממסרים עצמאיים, בקרים קומפקטיים, ומערכות רשת מבוזרות.
רכיבים אלו מוגדרים תחת תקני בטיחות בינלאומיים מחמירים, ומפרטיהם מציגים רמות עמידות גבוהות ביותר.
ממסרים אלו מתאפיינים בארכיטקטורה אלקטרונית כפולה (Redundant) ובמגעים מכניים מאולצים (Force-guided relays) המונעים מצב שבו מגע "נדבק" ומאפשר למכונה להמשיך לעבוד במצב סכנה.
מתח הזנה: $24\text{V DC}$ (בדגמים מסוימים קיימת תמיכה ב-$100-240\text{V AC}$).
דירוג בטיחות מרבי:
PLe לפי תקן ISO 13849-1 (הדרגה הגבוהה ביותר).
SIL 3 לפי תקן IEC 61508 / IEC 62061.
זמן תגובה (Response Time):
סדרת G9SE: פחות מ-$15\text{ms}$ מרגע הלחיצה על לחצן החירום ועד לניתוק המגעים.
סוגי חיבורים:
ברגים סטנדרטיים (סדרות ישנות/G9SB).
קפיציים (Push-In Plus) בסדרת G9SE – לחיבור מהיר העמיד ברעידות.
רוחב פיזי על פס דין (DIN Rail):
G9SB: $17.5\text{mm}$ או $22.5\text{mm}$.
G9SE: $17.5\text{mm}$ עד $45\text{mm}$ (בהתאם למספר מגעים היציאה).
פונקציית השהיה (Delay): בדגמי ה-G9SX-AD וה-G9SE-221-T ניתן להגדיר השהיית ניתוק בטיחותית (למשל, כדי לאפשר לציר המנוע לעצור עצירה מבוקרת לפני שמתנתק כוח החירום).
הבקר משלב בין הגמישות של כתיבת קוד (לוגיקה) לבין האמינות החומרתית של ממסר בטיחות.
דגמים מובילים: G9SP-N10S (עם 10 כניסות), G9SP-N10D (עם 10 כניסות ו-16 יציאות), G9SP-N20S (עם 20 כניסות).
כניסות בטיחותיות (Safety Inputs): כניסות כפולות (Dual-channel) התומכות בבדיקת פולסים (Test Pulses) לזיהוי קצרים בין חוטים.
יציאות בטיחותיות (Safety Outputs):
יציאות חצי-מוליך (Solid State / Semiconductor) – עמידות למספר אינסופי של מיתוגים ללא שחיקה מכנית.
זרם מוצא מרבי ליחידה: 0.5או 8A לכל יציאה.
יציאות בדיקה (Test Outputs): מוציאות אותות בתדר מיוחד המשמש לבדיקת תקינות המעגלים החיצוניים (לחצנים, מפסקים).
תקשורת אופציונלית: אפשרות להוספת כרטיס אופטי/אתרנט (כמו כרטיס NB-Comm או Ethernet) להעברת מידע דיאגנוסטיקה (לא בטיחותי) לבקר ה-PLC המרכזי.
תוכנת תכנות: G9SP Configurator (סביבה גרפית של בלוקים לוגיים – AND, OR, Emergency Stop, Mutting).
כאן המפרט עובר מעולם המגעים והחוטים לעולם הפרוטוקולים הדיגיטליים המאובטחים.
פרוטוקול תקשורת: DeviceNet Safety (שכבת הגנה מיוחדת על גבי רשת ה-CANbus התעשייתית).
קצב העברת נתונים: $125\text{kbit/s}$ עד $500\text{kbit/s}$ (תלוי באורך הכבל – עד 500 מטר).
קיבולת רשת (NE1A): מסוגל לנהל עד 32 תחנות בטיחות מבוזרות (DST1).
דירוג הגנה פיזי ליחידות קצה DST1: מגיעות לרוב בדירוג IP20 לתוך הלוח, או דגמים מיוחדים בדירוג IP67 להתקנה ישירות על גוף המכונה בשטח (עמיד למים ואבק).
פרוטוקול תקשורת: FSoE (Safety over EtherCAT) – תקשורת בטיחותית במהירות גבוהה מאוד המשולבת בתוך קו הנתונים הרגיל של המכונה.
רכיבים מרכזיים: בקר בטיחות NX-SL3300 / NX-SL5500 המתחבר פיזית לצד כרטיסי כניסות/יציאות בטיחותיים (כמו NX-SI4000 ל-4 כניסות, או NX-SO4000 ליציאות).
זמן מחזור (Cycle Time): מהיר במיוחד – יכול לרדת מתחת ל-$2\text{ms}$, מה שמאפשר עצירת מכונות במהירויות אדירות בצורה בטוחה.
אינטגרציה: הגדרה ותכנות ישירות מתוך תוכנת האוטומציה המרכזית של אומרון – Sysmac Studio (בתקן הבינלאומי IEC 61131-3).
