Магнітні та RFID датчики безпеки Pizzato Elettrica
Магнітні та RFID датчики безпеки Pizzato Elettrica
Кодовані магнітні датчики SR B та RFID датчики ST D - принцип роботи, підключення та порівняння двох технологій безконтактного захисту огороджень
Зміст статті
- Що таке кодовані датчики безпеки і навіщо вони потрібні
- Магнітні датчики безпеки SR B - принцип роботи
- Технічні особливості магнітних датчиків SR B
- З'єднання та сумісні модулі безпеки SR B
- RFID датчики безпеки ST D - принцип роботи
- Технічні особливості RFID датчиків ST D
- З'єднання кількох RFID датчиків у ланцюг
- Магнітні чи RFID - порівняння технологій
- Виконання, підключення та сумісні модулі
- Де застосовуються датчики безпеки Pizzato
- Часті запитання
- Підсумок
1. Що таке кодовані датчики безпеки і навіщо вони потрібні
Уявіть промислову машину з рухомими частинами, поруч з якою встановлено захисне огородження або двері. Поки двері закриті, машина може працювати. Але щойно хтось відкриває огородження, система повинна миттєво зупинити небезпечний рух - інакше оператор ризикує отримати травму. Саме для контролю таких дверей і огороджень використовуються датчики безпеки.
Pizzato Elettrica пропонує дві основні технології безконтактних кодованих датчиків безпеки для цієї задачі: кодовані магнітні датчики серії SR B - простіше і перевірене часом рішення, та RFID датчики серії ST D - технологічно складніший варіант на основі цифрового радіочастотного кодування. Обидві технології, у парі з відповідним модулем безпеки, дозволяють системі досягти рівня PL e (Performance Level e) та Category 4 за EN ISO 13849-1, а також SIL 3 за EN IEC 62061 - це найвищі рівні безпеки, які взагалі застосовуються у промисловій автоматизації для захисту людей.
Нижче ми розглянемо кожну технологію окремо - спочатку простіші магнітні датчики, потім RFID - а після цього прямо порівняємо їх між собою, щоб було легше визначитися з вибором під конкретну задачу.
Простими словами про рівні безпеки: PL e (Performance Level e) і Category 4 - найвищі рівні продуктивності безпеки за стандартом EN ISO 13849-1. SIL 3 (Safety Integrity Level 3) - аналогічна найвища планка за стандартом EN IEC 62061. Якщо коротко: система з таким рівнем здатна витримати одну несправність окремого елемента і при цьому залишитися безпечною.
2. Магнітні датчики безпеки SR B - принцип роботи
Кодовані магнітні датчики - найпростіший з двох типів безконтактних датчиків безпеки. Система складається з двох частин: сенсора, який виявляє магнітне поле і кріпиться на нерухомій частині конструкції машини, та кодованого магнітного актуатора, закріпленого на рухомому огородженні чи дверях. Коли двері закриваються, актуатор наближається до сенсора, сенсор виявляє його магнітне поле і перемикає внутрішні електричні контакти.
Головна відмінність від звичайного магнітного вимикача - саме в слові "кодований": сенсор реагує лише на "свій" актуатор із певним магнітним кодуванням, а не на будь-який сторонній магніт. Це знижує ризик випадкового чи навмисного обходу захисту порівняно зі звичайними магнітними герконами.
Важливий нюанс: сам по собі кодований магнітний датчик - ще не повноцінна система безпеки. За стандартами принцип його роботи, на відміну, наприклад, від механічних вимикачів з примусовим розмиканням контактів, не вважається безпечним сам по собі. Тому магнітний датчик, призначений для застосувань з безпекою, обов'язково підключається до модуля безпеки, який контролює справність його роботи через щонайменше два незалежні канали.
3. Технічні особливості магнітних датчиків SR B
Незважаючи на простоту принципу дії, серія SR B має низку продуманих конструктивних рішень. Розгорніть потрібний блок, щоб дізнатися більше.
Широкий діапазон спрацювання: завдяки вбудованим конструктивним рішенням магнітні датчики добре підходять для застосувань з великими допусками або де механічні властивості огородження змінюються з часом. Дистанція спрацювання при цьому може відрізнятися залежно від напрямку зміщення актуатора відносно сенсора.
Спрацювання з кількох напрямків: датчик реагує на актуатор з різних боків, що дає максимальну гнучкість при розміщенні пристроїв по периметру огороджень.
Пластини з нержавіючої сталі: захищають кріпильні отвори від пошкодження при монтажі на нерівних поверхнях і роблять сенсор більш стійким до механічних навантажень навіть на ідеально рівних поверхнях.
Запобіжні гвинти для актуаторів: за вимогою EN ISO 14119 актуатор повинен бути нерухомо закріплений на рамі дверей. Для цього доступні гвинти з напівкруглою головкою і однобічним затягуванням - актуатор неможливо зняти чи розкрутити звичайним інструментом.
Встановлення кількох систем на одній машині: можна встановити більше однієї пари сенсор-актуатор на одному й тому самому обладнанні - мінімальна відстань між сусідніми системами становить лише 50 мм.
Нечутливість до бруду: корпус повністю герметичний, тому датчик зберігає захисні характеристики навіть при наявності бруду і пилу, за умови що вони не феромагнітні. У поєднанні з конструкцією без заглиблень це робить датчики особливо зручними для харчової промисловості.
Ступені захисту IP67 та IP69K: пристрої проходять тест на занурення за EN 60529 (IP67) і витримують миття гарячою водою під високим тиском за ISO 20653 - струмінь під тиском до 100 бар і температурою до 80 °C (IP69K).
Лазерне гравіювання: усе маркування наноситься лазером, а не наклейками - воно не стирається і не відклеюється навіть у жорстких умовах експлуатації.
4. З'єднання та сумісні модулі безпеки SR B
Датчики серії SR B, наприклад SR BD40A••, SR BD41A•• та SR BD42A••, протестовані та схвалені для роботи з цілою лінійкою модулів безпеки Pizzato Elettrica - серій CS AR (CS AR-01, 02, 04, 05, 06, 08, 46, 91, 94, 95), CS AT (CS AT-0, CS AT-1, CS AT-3), CS FS-5, а також програмованих модулів CS MP і CS MF. Залежно від обраної пари сенсор-модуль вихідні контакти можуть бути миттєвими або з витримкою часу.
Датчики випускаються у виконаннях з кабелем (варіанти контактів 2NC, 1NO+1NC або 1NO+2NC) та з роз'ємом M12 чи M8 (також кілька варіантів контактів) - це дозволяє підібрати зручний спосіб підключення під конкретний проєкт.
- Датчики SR B можна з'єднувати послідовно - основне обмеження тут не кількість пристроїв, а сумарний електричний опір усіх сенсорів та проводки
- Опір не повинен перевищувати максимально допустиме значення для обраного модуля безпеки - як правило, близько 50 Ом
- Це доволі висока межа, яка при звичайній розводці дозволяє під'єднати десятки датчиків без проблем
- Можливі й змішані ланцюги, де магнітні датчики з'єднуються послідовно з іншими запобіжними вимикачами, з тим самим обмеженням за сумарним опором
Важливо: послідовне з'єднання двох і більше кодованих магнітних датчиків знижує здатність системи до самоконтролю (детальніше - у ISO/TR 24119). Виробник рекомендує використовувати саме модулі безпеки Pizzato Elettrica, протестовані разом із цими сенсорами.
Приклад типової схеми послідовного з'єднання: датчики SR AD40A•• та SR BD40A•• у зв'язці з діагностичним блоком FX 693-M2, модулем безпеки CS AR-08•••• та додатковим блоком FR 1896-M2.
5. RFID датчики безпеки ST D - принцип роботи
Якщо магнітні датчики SR B - це простий і перевірений часом підхід, то серія ST D пропонує технологічно складніший рівень захисту, побудований на технології RFID (Radio Frequency Identification - радіочастотна ідентифікація).
В основі роботи ST D лежить не магнітне поле, а обмін цифровими радіочастотними сигналами. Актуатор - частина, яка кріпиться на рухомій стулці огородження чи дверях - постійно транслює свій унікальний код. Коли актуатор наближається до сенсора на потрібну відстань, датчик зчитує цей код через вбудовану RFID-антену і звіряє його з очікуваним значенням.
Завдяки цій технології кожен актуатор Pizzato має власну унікальну комбінацію коду - виробник заявляє про мільйони можливих варіантів кодування. Це дозволяє класифікувати актуатори ST D як пристрої з високим рівнем кодування (high level coded) за стандартом EN ISO 14119, тобто ризик випадкового чи навмисного обходу захисту зведений до мінімуму.
Ще одна перевага RFID-принципу - широкий діапазон спрацювання. Датчики ST D впевнено розпізнають актуатор навіть при певних відхиленнях по осях, що зручно для дверей і огороджень, які з часом можуть трохи просісти чи розхитатися. Додатково актуатор SM D•T можна закріпити у двох взаємно перпендикулярних напрямках, а сам сенсор здатний спрацьовувати з декількох боків - це дає монтажнику більше свободи при виборі місця встановлення.
- Безконтактний обмін унікальним цифровим RFID-кодом між сенсором та актуатором
- Мільйони можливих комбінацій кодування - високий рівень захисту від обходу за EN ISO 14119
- Широкий діапазон спрацювання, стійкий до незначних перекосів та люфтів огородження
- Актуатор SM D•T кріпиться у двох взаємно перпендикулярних напрямках
- Сенсор реагує на актуатор з кількох сторін корпусу
Так само, як і резервована (redundant) електронна схема всередині одного корпусу дозволяє отримати рівень PL e разом із SIL 3, встановивши лише один фізичний датчик на кожні двері чи огородження. Прилад має два незалежні електронні безпечні виходи з напівпровідниковими ключами, які підключаються до сумісного модуля безпеки Pizzato серії CS або до безпечного програмованого логічного контролера (safety PLC).
6. Технічні особливості RFID датчиків ST D
Серія ST D включає низку практичних рішень, які спрощують монтаж, обслуговування та діагностику системи безпеки. Розгорніть потрібний блок, щоб дізнатися більше.
Програмованість: програмована версія ST D дозволяє перенавчити датчик на новий актуатор без заміни самого сенсора. Активувавши спеціальний вхід, датчик переходить у безпечний режим очікування нового коду і перевіряє, чи відповідає він параметрам RFID-технології. Якщо перевірка успішна, світлодіоди підтверджують завершення процедури, і після цього датчик "пам'ятає" лише останній запрограмований актуатор.
Чотири світлодіоди для діагностики: окремий LED для кожного входу і виходу дозволяє одразу побачити, який елемент ланцюга активний або де сталася несправність - без розшифровки складних послідовностей блимання.
Функція EDM (External Device Monitoring): за запитом датчик доукомплектовується функцією контролю зовнішніх пристроїв - вона перевіряє справність реле чи контакторів, підключених до безпечних виходів. Такий зовнішній пристрій повинен надсилати сигнал зворотного зв'язку на вхід EDM, який звіряється зі станом виходів датчика.
Захист від несанкціонованого доступу: на кожен датчик і актуатор встановлюються захисні ковпачки на кріпильні отвори - вони не дають бруду накопичуватися і водночас блокують доступ до гвинтів кріплення актуатора, тому можна використовувати звичайні гвинти замість спеціальних антивандальних.
Пластини з нержавіючої сталі: додаткові фіксувальні пластини захищають монтажні вушка на нерівних поверхнях і допомагають датчику витримувати механічні навантаження.
Лазерне гравіювання: усе маркування наноситься лазером, а не наклейками - тому воно не стирається і не відклеюється навіть у жорстких умовах експлуатації.
Нечутливість до бруду: корпус повністю герметичний, тому датчик зберігає свої захисні характеристики навіть при накопиченні бруду чи забруднень, за умови що вони не феромагнітні.
Ступені захисту IP67 та IP69K: пристрої проходять тест на занурення за EN 60529 (IP67) і витримують миття гарячою водою під високим тиском за ISO 20653 - струмінь під тиском до 100 бар і температурою до 80 °C (IP69K).
Коротка затримка сигналу: близько 7 мс після деактивації входів - швидка реакція особливо важлива при послідовному з'єднанні кількох датчиків у ланцюг.
Збільшена дистанція спрацювання: окрім стандартних 12 мм доступна версія з дистанцією 20 мм - для випадків, коли неможливо забезпечити точне і стабільне позиціонування актуатора відносно сенсора.
Розширений діапазон живлення: окрім стандартного живлення 24 Vdc доступні артикули ST D•••1•• з діапазоном 12...24 Vdc - зручно для автомобільної галузі та техніки, яка живиться від акумуляторних систем, як легкої, так і важкої.
Новий компактний актуатор SM L•T: тонкий актуатор товщиною лише 7 мм з одним, фронтальним напрямком монтажу; зберігає ту саму дистанцію спрацювання 12 мм, що і SM D•T, і підходить для огороджень з обмеженим простором.
7. З'єднання кількох RFID датчиків у ланцюг
Одна з ключових переваг серії ST D - можливість з'єднувати датчики послідовно, в один ланцюг, не жертвуючи рівнем безпеки.
- До 32 датчиків ST можна з'єднати в один ланцюг, і рівень PL e при цьому зберігається для всієї системи
- В кінці ланцюга обов'язково встановлюється модуль безпеки Pizzato серії CS, який контролює стан останнього датчика в ланцюзі
- Кожен датчик ST D має два безпечні входи та два безпечні виходи, тому ланцюг можна доповнювати не лише датчиками ST, а й іншими пристроями безпеки Pizzato - наприклад, безпечними завісами з нержавіючої сталі серії HX BEE1 або датчиками блокування дверей серій NG чи NS
- Незалежно від кількості і типу сумісних пристроїв у ланцюзі, максимальний рівень PL e та SIL 3 залишається досяжним
Це особливо зручно на великих машинах чи виробничих лініях з кількома дверима і люками обслуговування: замість того, щоб тягнути окремий кабель від кожних дверей до контролера, всі точки контролю з'єднуються послідовно в один безпечний ланцюг, а модуль безпеки на кінці відстежує стан усього ланцюга одразу.
Важливо для довгих ланцюгів: сигнал у датчиках ST D має затримку розповсюдження приблизно 7 мс після деактивації входів. Це невеликий показник, але його варто враховувати при проєктуванні систем, де сигнал повинен послідовно пройти через велику кількість пристроїв.
8. Магнітні чи RFID - порівняння технологій
Обидві технології вирішують одну й ту саму задачу - контроль стану огородження - але роблять це по-різному. Нижче наведено порівняння за ключовими критеріями, які варто врахувати при виборі.
| Критерій | SR B (магнітні) | ST D (RFID) |
|---|---|---|
| Принцип кодування | Магнітне поле кодованого актуатора | Цифровий RFID-код актуатора |
| Захист від обходу | Реагує лише на "свій" кодований актуатор, не на звичайний магніт | Мільйони цифрових комбінацій, high level coded за EN ISO 14119 |
| Рівень безпеки з модулем | до PL e, Category 4, SIL 3 | до PL e, Category 4, SIL 3 |
| Потреба в модулі безпеки | Обов'язкова - сенсор сам по собі не безпечний | Обов'язкова для роботи одного пристрою чи ланцюга |
| Послідовне з'єднання | Обмежено сумарним опором (типово до 50 Ом - практично десятки датчиків) | До 32 датчиків, з явним збереженням PL e |
| Самоконтроль у ланцюзі | Знижується при з'єднанні кількох датчиків (див. ISO/TR 24119) | Виробник наголошує на збереженні PL e навіть при 32 пристроях |
| Перепрограмування на новий актуатор | Не описано виробником - актуатор підбирається парою | Доступна окрема програмована версія |
| Вбудована діагностика | Діагностика через модуль безпеки | 4 світлодіоди на корпусі, опціонально EDM |
| Мінімальна відстань між системами | 50 мм (кілька систем на одній машині) | Не вказано виробником |
| Розширене живлення | Не вказано виробником | 12...24 Vdc (артикули ST D•••1••) |
Спільні риси обох технологій: повна герметичність корпусу і нечутливість до бруду (за умови, що він не феромагнітний), широкий діапазон спрацювання, реакція з кількох напрямків, пластини з нержавіючої сталі для монтажу, лазерне маркування та ступінь захисту IP67/IP69K.
Як обрати: магнітні датчики SR B - це, як правило, простіше і економічніше базове рішення для контролю огороджень, особливо там, де важлива стійкість до бруду без заглиблень у корпусі, наприклад у харчовій промисловості. RFID датчики ST D - технологічно просунутіший варіант: вищий рівень захисту від обходу, гнучке послідовне з'єднання до 32 різнотипних пристроїв, можливість перепрограмування та розширений діапазон живлення для автомобільної й акумуляторної техніки. Це порівняння - узагальнення на основі відкритих характеристик виробника, а не офіційна рекомендація Pizzato Elettrica.
9. Виконання, підключення та сумісні модулі
Магнітні датчики SR B
| Параметр | Варіанти виконання |
|---|---|
| Тип підключення | Кабель або роз'єм M12 / M8 |
| Кабельні версії | 2NC, 1NO+1NC, 1NO+2NC |
| Версії з роз'ємом M12 | 1NO+2NC, 2NC, 1NO+1NC |
| Версії з роз'ємом M8 | 2NC, 1NO+1NC |
| Сумісні модулі безпеки | CS AR-01…95, CS AT-0/1/3, CS FS-5, CS MP, CS MF |
RFID датчики ST D
| Параметр | Стандартне виконання | Альтернативне виконання |
|---|---|---|
| Дистанція спрацювання | 12 мм | 20 мм (збільшена) |
| Живлення | 24 Vdc | 12...24 Vdc (артикули ST D•••1••) |
| Актуатор | SM D•T (2 напрямки монтажу) | SM L•T (компактний, 7 мм, 1 напрямок монтажу) |
| Програмованість | базова версія | програмована версія (перенавчання на новий актуатор) |
| Функція EDM | без EDM | з EDM (за запитом) |
10. Де застосовуються датчики безпеки Pizzato
Огородження та двері промислових машин
Контроль захисних огороджень і дверей на верстатах та лініях без інерції, де потрібен найвищий рівень PL e та SIL 3 - магнітними SR B або RFID ST D
Харчова промисловість
Герметичний корпус без заглиблень і нечутливість до бруду роблять магнітні датчики SR B зручним вибором для гігієнічних умов
Лінії з великою кількістю точок контролю
SR B дозволяють десятки датчиків у ланцюзі в межах допустимого опору, а ST D - до 32 датчиків з явним збереженням PL e
Автомобільна галузь та акумуляторна техніка
Розширений діапазон живлення 12...24 Vdc робить датчики ST D зручними для легких і важких транспортних засобів
Обладнання з миттям під тиском
Ступінь захисту IP69K обох серій дозволяє використовувати датчики там, де обладнання регулярно миють гарячою водою під високим тиском
Кілька систем на одній машині
Мінімальна відстань лише 50 мм між сусідніми системами SR B дозволяє щільно розташувати кілька пар сенсор-актуатор
Огородження з обмеженим простором
Тонкий компактний актуатор SM L•T (7 мм) серії ST D підходить для встановлення там, де стандартний актуатор просто не поміститься
11. Часті запитання
Кодований магнітний датчик реагує лише на "свій" кодований актуатор, а не на будь-який сторонній магніт, на відміну від звичайного магнітного вимикача. Це знижує ризик випадкового чи навмисного обходу захисту.
Ні. Сам по собі кодований магнітний датчик не вважається безпечним пристроєм за стандартами і завжди повинен підключатися до модуля безпеки, який контролює його роботу через щонайменше два незалежні канали.
Обмеження визначається не кількістю, а сумарним електричним опором усіх сенсорів і проводки - зазвичай до 50 Ом для обраного модуля. На практиці це дозволяє під'єднати десятки датчиків, хоча послідовне з'єднання знижує здатність системи до самоконтролю.
До 32 датчиків серії ST можна з'єднати в один ланцюг, і рівень безпеки PL e при цьому зберігається для всієї системи, за умови модуля безпеки Pizzato серії CS в кінці ланцюга.
Якщо потрібне просте й економічне рішення для базового контролю огороджень, зокрема в харчовій промисловості - SR B. Якщо важлива підвищена стійкість до обходу захисту, гнучке налаштування ланцюга з кількома типами пристроїв чи робота при змінному живленні - варто розглянути RFID ST D.
EDM (External Device Monitoring) контролює справність зовнішніх реле чи контакторів на безпечних виходах. У явному вигляді ця функція описана виробником для серії ST D. Для SR B каталог описує підключення до модулів безпеки з різними типами вихідних контактів, але окрема функція EDM на самому сенсорі не заявлена.
Для RFID серії ST D існує окрема програмована версія, яка дозволяє перенавчити датчик на новий актуатор. Для магнітних SR B така можливість у каталозі не описана - актуатор зазвичай підбирається парою з датчиком від виробника.
Обидві серії - і SR B, і ST D - мають ступінь захисту IP67 та IP69K, тобто витримують занурення за EN 60529 та миття гарячою водою під високим тиском за ISO 20653, до 100 бар і 80 °C.
12. Підсумок
Pizzato Elettrica пропонує дві технології безконтактних датчиків безпеки для контролю огороджень - кодовані магнітні SR B та RFID ST D. Обидві дозволяють досягти найвищих рівнів PL e, Category 4 та SIL 3 у парі з модулем безпеки, обидві нечутливі до бруду і мають ступінь захисту IP67/IP69K. Різниця - у способі кодування, гнучкості послідовного з'єднання та додаткових можливостях на кшталт перепрограмування чи розширеного діапазону живлення.
Якщо коротко підсумувати, на що звернути увагу при виборі:
- Магнітні SR B - простіше і, як правило, економічніше рішення для базового контролю огороджень, добре підходить для харчової промисловості
- RFID ST D - технологічно просунутіший варіант з вищим рівнем захисту від обходу, гнучким послідовним з'єднанням до 32 пристроїв та можливістю перепрограмування
- Для довгих ланцюгів з кількома типами пристроїв варто рахувати сумарний опір для SR B або кількість датчиків для ST D
- Для автомобільної техніки чи живлення від акумуляторів варто розглянути розширений діапазон живлення ST D
- Для обмеженого простору монтажу підійде компактний актуатор SM L•T серії ST D
Ви можете купити в Україні, з ПДВ по безготівковому розрахунку кінцевики, інтерлоки, датчики та кінцеві вимикачі безпеки Pizzato зі складy або під замовлення. Ми пропонуємо широкий асортимент обладнання температури Pizzato за найкращими цінами в Україні. У нас ви можете отримати консультацію фахівців, які допоможуть вам вибрати оптимальне рішення для ваших потреб. Наша компанія є офіційним дистриб'ютором Pizzato Elettrica в Україні, тому вам гарантується 100% оригінальність та якість продукції. Купуючи у нас, ви отримуєте офіційну гарантію від виробника
Супутні товари
Схожі статті
Надійний, потужний, міцний. Індуктивні датчики наближення від SICK Мільйони індуктивних датчиків наближення зараз використовуються практично в усіх галузях промисловості. Вони безконтактн..
Виявлення наявності або відсутності металу може здатися досить простою концепцією, але звуження вибору до конкретного датчика іноді може бути складним проектом. Ці 6 ключових характеристик можуть допо..
Як підібрати електромагнітний витратомір Siemens SITRANS FM Повне керівництво по моделях Сіменс, футерівках, електродах та застосуванням - простою мовою, з таблицями та порадами Selection Guid..
Як підібрати датчик тиску Siemens SITRANS P Повне керівництво по моделях Сіменс, принципах роботи та застосуванням - простою мовою, з таблицями та прикладами Selec..
Датчики наближення Pepperl+Fuchs - керівництво по вибору для початківців Як обрати правильний індуктивний, ємнісний або магнітний датчик Pepperl+Fuchs для вашого завдання: типи, моделі, па..