Montage en série d’interrupteurs de verrouillage de portes de sécurité

Pour réduire les coûts et simplifier le câblage, une méthode standard de connexion de plusieurs interrupteurs de verrouillage consiste à les connecter en guirlande. Le chaînage en guirlande consiste à connecter plusieurs appareils en série linéaire. Mais cette façon de procéder peut entraîner ce que l’on appelle le masquage de fautes, c’est-à-dire des fautes que le système de sécurité peut ne pas détecter.

Interrupteurs d’interverrouillage mécanique en guirlande

Dans cet exemple (voir image), trois interrupteurs d’interverrouillage à clé sont connectés en série. Chaque interrupteur possède deux contacts normalement fermés qui s’ouvrent lorsque la clé est retirée.

Le chaînage en guirlande de commutateurs de cette manière peut être une solution intéressante parce qu’elle permet d’utiliser moins de câbles, en particulier lorsque les commutateurs sont proches les uns des autres.

Masquage des défauts

Le masquage des fautes est un problème critique qui se pose lors de la connexion en série d’interrupteurs de verrouillage de sécurité dans les circuits de sécurité de protection des machines, en particulier dans les applications à haut risque.

Bien que l’enchaînement de verrouillages soit rentable, il peut entraîner une perte de la fonction de sécurité en raison de défauts non détectés tels que les courts-circuits. Il y a masquage des défauts lorsqu’un défaut dans le circuit de sécurité n’est pas détecté, ce qui peut compromettre la fonction de sécurité du système.

Introduisons maintenant une erreur dans le système. Dans cet exemple, l’un des contacts est court-circuité ou soudé sur la porte 3, comme le montre l’image ci-dessous.

Que se passe-t-il ? Tout dépend de la porte que l’on ouvre.

Porte 1 ouverte :

Si la porte 1 est ouverte puis fermée, le système fonctionne normalement. Si la porte est ouverte, la machine s’arrête et, lorsqu’elle est refermée, l’opérateur peut appuyer sur le bouton de démarrage pour reprendre le travail.

Porte 3 ouverte :

Si la porte 3 est ouverte, le système s’arrête, mais le relais de sécurité détecte le défaut (un seul des deux contacts change d’état) et passe en mode défaut.

Après la fermeture de la porte 3, il peut être nécessaire de réinitialiser manuellement le relais de sécurité ou d’interrompre l’alimentation pour éliminer le défaut. Le relais de sécurité peut également être réinitialisé en fermant la porte 3 et en ouvrant et fermant la porte 1 ou 2. Bien entendu, cela peut également se produire si toutes les portes sont ouvertes.

En résumé, le relais de sécurité peut être réinitialisé en ouvrant et en fermant les portes sans détecter le défaut et en permettant à la machine de redémarrer et de continuer à fonctionner, même si le défaut subsiste.

Solutions pour le masquage des fautes

Pour connecter plusieurs interrupteurs entre eux, Ferndale Safety utilise des interrupteurs RFID. Ces commutateurs disposent déjà de sorties électroniques d’autocontrôle, de diagnostics internes intégrés et d’une architecture cat-IV interne à deux canaux.

Une autre solution consiste à utiliser un relais de sécurité par interrupteur de verrouillage ou, si vous avez plus de trois interrupteurs de verrouillage, un automate ou un contrôleur de sécurité à entrées multiples. De cette manière, chaque interrupteur de verrouillage aura son propre dispositif de sécurité.

Les références

Parmi les normes pertinentes en la matière figurent la norme ISO 13849-1, qui exige que les parties des systèmes de contrôle liées à la sécurité détectent au moins 60 % des défaillances, et la norme ISO 14119, qui définit les principes de conception des dispositifs de verrouillage. La norme ISO/TR 24119 détaille l’évaluation du masquage des défauts et son impact sur la couverture du diagnostic.