Válvula Dupla Série RSe Categoria de segurança. 4 PL e, Monitoramento Externo

Visão geral do produto

A válvula dupla da série RSe da ROSS Controls é uma válvula de controle pneumática redundante, do tipo carretel, projetada para oferecer o mais alto desempenho de segurança disponível – Categoria de Segurança 4, Nível de Desempenho e (PL e) de acordo com a norma ISO 13849-1 e Nível de Integridade de Segurança 3 (SIL 3) de acordo com a norma IEC 61508 – quando utilizada com um sistema de monitoramento externo devidamente configurado. A série RSe foi projetada especificamente para circuitos de segurança que devem detectar falhas na válvula antes que elas resultem em movimentos perigosos da máquina.

A Série RSe é construída com dois elementos de válvula de carretel e manga paralelos que operam em conjunto como uma única unidade. Ambos os solenoides devem ser energizados simultaneamente para acionar a válvula; se um dos solenoides não energizar ou se um dos carretéis não se deslocar, a válvula permanece desenergizada (em estado seguro). Cada elemento de válvula individual é equipado com um sensor de proximidade PNP que monitora a posição do carretel. Quando ambos os sensores são monitorados em cada ciclo de acionamento e desacionamento por um controlador externo com classificação de segurança, obtém-se uma cobertura de diagnóstico (CD) de 99%.

A válvula da Série RSe funciona como uma válvula 5/2 com retorno por mola e acionamento piloto por solenóide único. O acionamento simultâneo adequado direciona a pressão de entrada (porta 1) para a porta de extensão do cilindro (porta 4), enquanto a porta 2 libera o ar pela porta 3. Quando desenergizada, a porta 1 direciona o ar para a porta 2 (retração do cilindro), enquanto a porta 4 libera o ar pela porta 5. Essa configuração é compatível tanto com o controle padrão de cilindros quanto com aplicações especializadas de Retorno Seguro e Seleção Segura de Pressão.

A Série RSe está disponível em configurações de carretel duplo 3/2 e duplo 5/2 com opções de montagem em base e rosca NPT ou G (BSPP). Disponível nos tamanhos de base de 1/8", 1/4" e 1/2" em 24 VCC, com reinicialização automática na desenergização do solenóide. As certificações incluem CE, DGUV, CSA/UL e EAC.

Principais características de engenharia

• Construção redundante de carretel duplo - Dois elementos de válvula de carretel e manga paralelos devem se mover simultaneamente para que a válvula seja acionada. Uma falha em qualquer um dos elementos deixa a válvula no estado seguro desenergizado, proporcionando redundância inerente sem hardware de redundância externo.
• É necessário o acionamento simultâneo de dois solenoides - Ambos os solenoides devem ser energizados simultaneamente para acionar a válvula RSe. A falha de um único solenoide não produz saída, eliminando falhas em um único ponto do circuito de acionamento.
• Monitoramento da posição do sensor de proximidade PNP - Cada elemento do carretel está equipado com um sensor de proximidade PNP individual que fornece feedback em tempo real da posição do carretel. O controlador de segurança externo monitora ambos os sensores para detectar movimentos discordantes ou incompletos do carretel.
• Cobertura de diagnóstico de 99% com monitoramento externo - O monitoramento das saídas dos sensores de proximidade PNP em cada ciclo de atuação e desativação por meio de um controlador externo com classificação de segurança atinge uma cobertura de diagnóstico de 99%, atendendo aos requisitos da Categoria 4 PL e.
• Categoria de segurança 4 PL e, SIL 3 - Quando utilizada com controles e monitoramento de segurança externos adequados, a Série RSe atinge a Categoria de Segurança 4, PL e de acordo com a ISO 13849-1 e SIL 3 de acordo com a IEC 61508, os mais altos níveis de desempenho para válvulas de segurança pneumáticas.
• Suporte para aplicações de retorno seguro com dupla pressão - A série RSe pode controlar a atuação de cilindros com dupla pressão - estendendo com pressão na porta 3 e retraindo com pressão na porta 5 - para aplicações de retorno seguro onde são necessárias pressões diferentes para os cursos de avanço e retração.
• Suporte para aplicação de seleção segura de pressão - A Série RSe oferece suporte à seleção segura da pressão aplicada à operação da máquina, permitindo que o sistema de segurança direcione o nível de pressão correto para os atuadores sob controle redundante e monitorado.
• Reinicialização automática após desenergização - A válvula RSe reinicia automaticamente para seu estado normal desenergizado quando ambas as solenoides são desenergizadas. Nenhuma intervenção manual é necessária para restaurar a válvula à sua condição de pronta para uso após uma parada normal.
• Base com entrada/saída em ambos os lados - O design com base e portas de entrada e saída acessíveis por ambos os lados oferece opções flexíveis de tubulação. Parafusos de fixação da válvula à base inclusos. Tampões para as portas não utilizadas também são fornecidos.
• Biblioteca SISTEMA disponível - A biblioteca de dados SISTEMA publicada está disponível para download para dar suporte à verificação ISO 13849-1 PL e à documentação de circuitos de segurança.

Especificações técnicas

Especificações gerais

Dados de desempenho de fluxo

Dados do coeficiente de vazão para válvulas duplas da série RSe por tamanho de base. Todos os valores de vazão são referentes a 24 VCC e pressão máxima de operação de 145 psig.

Certificações e Conformidade

Aplicações e setores típicos

Prensas mecânicas e estampagem

• Controle de ar redundante para mecanismos pneumáticos de embreagem/freio em prensas mecânicas onde a Categoria 4 PL e é exigida pela OSHA 29 CFR 1910.217 e ANSI B11.1 para prensas de embreagem de revolução completa.
• Controle de retorno seguro com dupla pressão em circuitos de cilindros de prensa, onde o RSe direciona a pressão máxima da prensa na porta 3 para o curso de trabalho e uma pressão de retração menor na porta 5 para o curso de retorno.
• Controle piloto para válvulas de proteção contra sobrepressão em prensas hidráulicas, onde a arquitetura de controle de segurança da prensa exige acionamento pneumático redundante com monitoramento externo.
• Redução da pressão no modo de troca de matriz e configuração, onde a função RSe Safe Pressure Select direciona a pressão reduzida para os atuadores da prensa durante as operações manuais de configuração da ferramenta.

Moldagem por Injeção e Processamento de Plásticos

• Controle redundante de circuitos piloto de atuadores de fechamento de moldes em máquinas de moldagem por injeção que exigem desempenho de segurança de Categoria 4 para a função de proteção do molde.
• Controle seguro de seleção de pressão para atuadores de tração do núcleo e de ação lateral, onde diferentes níveis de pressão são necessários para os cursos de inserção e extração, sob controle do sistema de segurança.
• Dispositivo de desligamento redundante nos atuadores pneumáticos de proteção de purga, onde o monitoramento de Categoria 4 é necessário para garantir que a proteção não possa abrir enquanto o cilindro estiver na temperatura do processo.

Células de montagem robóticas e automatizadas

• Controle pneumático redundante para atuadores pneumáticos de braços robóticos em células robóticas colaborativas onde a Categoria 4 PL e é necessária para evitar movimentos inesperados do robô durante a operação colaborativa.
• Seleção segura de pressão para atuadores de garras de dupla força em robôs industriais, onde é necessária baixa força de preensão para o manuseio de peças delicadas e alta força de preensão para a transferência de peças pesadas.
• Controle redundante de atuadores pneumáticos de portas e portões em células de montagem automatizadas com requisitos de intertravamento de segurança de Categoria 4.

Sistemas de travamento de portões e proteções de segurança

• Controle pneumático redundante de mecanismos de travamento de portões de segurança, onde o monitoramento de Categoria 4 por um CLP de segurança garante que o portão não possa ser destravado enquanto houver movimento perigoso.
• Controle de dupla pressão de atuadores pneumáticos de proteção, onde baixa pressão é usada para o posicionamento da proteção e alta pressão para a confirmação do travamento, com o RSe monitorando ambos os estados de pressão.
• Intertravamentos pneumáticos em cercas perimetrais ao redor de sistemas robóticos de alta velocidade que exigem a categoria mais alta de controle de segurança disponível.

Operações de conformação e forjamento de metais

• Controle piloto redundante de válvulas direcionais hidráulicas em prensas de forjamento onde o controle de segurança pneumático de Categoria 4 é exigido pelas normas de segurança da prensa e auditorias de segurança do cliente.
• Controle de retorno seguro para atuadores de martelos de forjamento em matrizes, onde é necessária a retração rápida do martelo em caso de parada de emergência, com controle pneumático de dupla pressão que garante o monitoramento dos cursos de avanço e retração.
• Controle do atuador do porta-matriz e do extrator em prensas de estampagem profunda usando controle redundante RSe para evitar a extensão descontrolada do atuador durante o acesso à matriz.

Máquinas para processamento de madeira e painéis

• Controle pneumático redundante para atuadores de proteção de lâminas e sistemas de frenagem de lâminas de serra em centros de fresagem e serragem CNC onde a Categoria 4 é exigida pela norma EN 848 e normas similares para máquinas de trabalhar madeira.
• Controle seguro de sistemas de fixação pneumática em centros de usinagem CNC com base em máquinas aninhadas, onde a liberação da peça durante a usinagem pode resultar em risco de projeção de objetos.
• Controle seletivo de pressão para atuadores de fixação de máquinas de colagem de bordas e acabamento, que exigem diferentes forças de fixação para diferentes espessuras de painel, sob controle de segurança monitorado.

Configuração de pedidos e números de modelo

As válvulas duplas da série RSe são encomendadas especificando a função da válvula (3/2 ou 5/2), o tamanho da base, o tipo de rosca e as opções de monitoramento. Exemplos de números de modelo: RSe3EDA10A31P (dupla 3/2, base 1/8, rosca G), RSe6EDB20A31P (dupla 5/2, base 1/4, rosca G), RSe6EDB40A31P (dupla 5/2, base 1/2, rosca G).

Todas as válvulas da série RSe operam com 24 VCC. Não há outras opções de voltagem disponíveis.

O tipo de conexão do solenoide é EN 175301-803 Forma C em todos os modelos.

Os sensores de feedback utilizam conectores M8 em todos os modelos. Certifique-se de que o controlador de segurança externo possua entradas M8 compatíveis.

Estão disponíveis modelos de rosca NPT - especifique o tipo de rosca no momento do pedido.

Para aplicações de retorno seguro com dupla pressão, confirme se as fontes de pressão das portas 3 e 5 são separadas e reguladas independentemente.

Acessórios

Controlador externo de monitoramento de segurança

A Série RSe requer um controlador externo com classificação de segurança (CLP de segurança ou módulo de relé de segurança dedicado) para monitorar as saídas dos sensores de proximidade PNP em cada ciclo de atuação e desativação. O sistema de monitoramento deve ser capaz de inibir a operação da válvula ao detectar uma falha. A ROSS recomenda consultar um engenheiro de segurança qualificado para a seleção do controlador e o projeto do circuito de segurança.

Cabos de sensor M8

Cabos conectores M8 são necessários para conectar os sensores de proximidade PNP em cada elemento da válvula RSe ao controlador externo de monitoramento de segurança. O comprimento e a blindagem do cabo devem ser selecionados com base na distância de instalação e no ambiente de ruído elétrico.

Produtos e acessórios relacionados

• Válvula de detecção da série SV27 (Categoria 2 PL c) - Válvula de detecção tipo poppet da série 27 com interruptor DPST para aplicações de Categoria 2 PL c com requisitos de vazão mais baixos. https://www.rosscontrols.com/en/series/1298-directional-control-valve-sv27-series
• Válvula de partida suave EEZ-ON Série 27 - Válvula de partida suave para controle da pressão durante a inicialização da máquina. Categoria de segurança 1, PL c. https://www.rosscontrols.com/en/series/1299-27-series-soft-start-eez-on-valve
• Válvula dupla Série 77 (monitoramento interno, reinicialização automática) - Válvula dupla com monitoramento interno que não requer controlador de monitoramento externo. https://www.rosscontrols.com/en/series/1301-77-series-double-valve
• Série CrossMirror CM26 (Monitoramento Interno, Reinicialização Manual) - Válvula dupla com automonitoramento e reinicialização manual dedicada para aplicações de montagem em base. https://www.rosscontrols.com/en/series/1302-crossmirror-cm26-series-double-valves
• Válvulas de bloqueio (LOX, Série 15) - Válvulas de bloqueio pneumáticas para isolamento de energia em conformidade com as normas da OSHA durante a manutenção. https://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series

Perguntas frequentes (FAQ)

P: O que é uma válvula dupla e como funciona a Série RSe?

A: Uma válvula dupla contém dois elementos de válvula de carretel paralelos em um único invólucro. Na Série RSe, ambos os solenoides devem ser energizados simultaneamente para deslocar ambos os carretéis e produzir uma saída. Se um dos solenoides não energizar ou se um dos carretéis não deslocar, a saída não será produzida e o sistema permanecerá ou retornará ao estado seguro. Essa redundância elimina falhas pontuais no caminho de controle.

P: Por que é necessário monitoramento externo para a Série RSe?

A: A Série RSe foi projetada para monitoramento externo, pois os sinais do sensor de proximidade PNP são enviados a um controlador externo com classificação de segurança, em vez de um circuito de monitoramento interno independente. Isso permite que a Série RSe seja integrada a um sistema de segurança de máquinas mais amplo, onde o controlador de monitoramento também gerencia outras funções de segurança, fornecendo cobertura de diagnóstico em nível de sistema e resposta a falhas.

P: Qual o nível de desempenho em segurança que pode ser alcançado com a Série RSe?

A: Quando utilizado com um sistema externo de monitoramento de segurança devidamente configurado, que monitora ambos os sensores de proximidade PNP em cada ciclo de atuação e desativação, a Série RSe atinge a Categoria de Segurança 4, PL e de acordo com a ISO 13849-1 e SIL 3 de acordo com a IEC 61508. Para atingir esses níveis, é necessário que o próprio sistema de monitoramento seja classificado adequadamente e que a arquitetura geral do circuito de segurança seja validada por um engenheiro de segurança qualificado.

P: Que cobertura de diagnóstico a Série RSe oferece?

A: O monitoramento das saídas dos sensores de proximidade PNP em cada acionamento e desacionamento proporciona uma cobertura de diagnóstico (CD) de 99%. Este é o nível de CD mais alto reconhecido na estrutura ISO 13849-1 e contribui significativamente para alcançar a Categoria 4 PL e.

P: O que é uma aplicação de dupla pressão com retorno seguro?

A: Em uma aplicação de Retorno Seguro com Pressão Dupla, a Série RSe controla um cilindro de dupla ação usando duas pressões de alimentação diferentes. A porta 3 fornece pressão para estender o cilindro (curso de trabalho) e a porta 5 fornece uma pressão diferente para retrair o cilindro (curso de retorno). A função de roteamento RSe garante que ambas as pressões sejam controladas por meio de um controle redundante e monitorado por válvulas, de modo que a posição de retorno seguro seja sempre alcançada na desenergização.

P: O que é uma aplicação de seleção de pressão segura?

A: Uma aplicação de Seleção Segura de Pressão utiliza a Série RSe para selecionar qual das duas pressões disponíveis será direcionada para um atuador ou processo da máquina. Por exemplo, uma pressão máxima para a produção e uma pressão reduzida para o modo de preparação. O RSe garante que essa seleção ocorra somente sob controle redundante e com classificação de segurança, com monitoramento externo de posição.

P: O que acontece se um dos carretéis não se deslocar durante a atuação?

A: Se um dos carretéis se deslocar e o outro não, os sensores de proximidade reportarão estados discordantes ao controlador de segurança externo. O sistema de monitoramento deve detectar essa discordância dentro do período de diagnóstico definido e inibir a operação da válvula — normalmente desenergizando ambos os solenoides — até que a falha seja corrigida e o sistema seja reiniciado.

P: A série RSe reinicia automaticamente após uma falha?

A: A própria válvula RSe reinicia automaticamente quando ambas as solenoides são desenergizadas – os carretéis retornam às suas posições desenergizadas pela força da mola. No entanto, o sistema externo de monitoramento de segurança deve detectar e eliminar a falha antes de permitir que as solenoides sejam reenergizadas. O comportamento de reinicialização do sistema de segurança geral (automático ou manual) é determinado pelo controlador de monitoramento externo, e não pela própria válvula RSe.

P: Quais são os tamanhos de base disponíveis?

A: A Série RSe está disponível em bases de 1/8 de polegada, 1/4 de polegada e 1/2 polegada, com tamanhos correspondentes de portas de entrada, saída e exaustão. Os coeficientes de fluxo variam de 0,9 Cv para a base de 1/8 de polegada até 3,06 Cv para a base de 1/2 polegada.

P: Qual a voltagem disponível para a Série RSe?

A: Todas as válvulas da série RSe operam com 24 VCC. O consumo de energia é de 1,5 watts por solenóide. Não há opções de tensão CA disponíveis.

P: Quais certificações a Série RSe possui?

A: A Série RSe possui certificação CE, certificação DGUV (Seguro Social Alemão contra Acidentes de Trabalho, exigido para segurança de impressoras na Alemanha), certificação CSA/UL para os mercados norte-americanos e Declaração EAC para os mercados da Eurásia. O desempenho de segurança é de Categoria 4 PL e de acordo com a ISO 13849-1 e SIL 3 de acordo com a IEC 61508.

P: Existe uma biblioteca SISTEMA disponível para a Série RSe?

R: Sim. A ROSS Controls disponibiliza uma biblioteca SISTEMA para a Série RSe, que pode ser baixada em rosscontrols.com. A biblioteca contém os dados de segurança necessários (B10D, MTTFd, DC) para os cálculos de verificação do nível de proteção (PL) da norma ISO 13849-1.

Diretrizes de Instalação e Manutenção

• Monte a válvula da série RSe na base correta, compatível com o tipo de rosca da porta (NPT ou G) e o tamanho da base. Os parafusos de montagem são fixos; siga os valores de torque especificados nas instruções de instalação.
• Tampe todas as portas não utilizadas com os tampões fornecidos. Portas desconectadas podem causar liberação de pressão acidental ou contaminação do suprimento de ar.
• Os dois conectores do solenoide (EN 175301-803 Forma C) devem ser conectados a saídas separadas do controlador de segurança externo. Ambos os solenoides devem ser energizados simultaneamente para produzir a saída da válvula. Nunca conecte ambos os solenoides ao mesmo canal de saída.
• Conecte os dois conectores do sensor de proximidade M8 às entradas de canal duplo separadas do controlador de monitoramento de segurança externo. Monitore as saídas de ambos os sensores em cada ciclo de acionamento e desacionamento.
• Programe o controlador de segurança externo para detectar a discrepância entre os dois sinais do sensor de proximidade. Uma janela de tempo predefinida para a detecção da discrepância (normalmente baseada no tempo de resposta da válvula mais uma margem) deve ser estabelecida e validada.
• O sistema de monitoramento externo deve ser capaz de inibir a reenergização da válvula ao detectar uma falha. Verifique se essa função de inibição opera corretamente antes de colocar a máquina em serviço.
• Forneça ar filtrado conforme ISO 8573-1 Classe 7:4:4, no máximo. A pressão de operação não deve exceder 145 psi (10 bar). Verifique se a alimentação do piloto está ajustada dentro da faixa necessária.
• A alimentação do piloto pode ser interna ou externa. Para alimentação externa do piloto, certifique-se de que a pressão do piloto seja igual ou superior à pressão de entrada e esteja dentro da faixa de operação especificada.
• Após a instalação, realize um teste funcional completo: acione a válvula e verifique se ambos os sensores de proximidade confirmam o acionamento; desative-a e verifique se ambos os sensores confirmam a desativação. Em seguida, simule uma falha em um dos carretéis e verifique se o sistema de monitoramento detecta a falha e impede a religação.
• Estabeleça um procedimento e intervalo de teste de comprovação documentados, consistentes com o cálculo da PFD (Fator de Fluxo de Potência) para a função de segurança. Testes de comprovação anuais são um ponto de partida típico.

Garantia e suporte global

A ROSS Controls oferece garantia de um ano para todos os produtos da Série RSe, cobrindo defeitos de material e fabricação a partir da data da compra.

O suporte técnico para instalação da Série RSe, integração de circuito de segurança e configuração de monitoramento externo está disponível na ROSS Controls USA em (800) 438-7677 ou +1-248-764-1800.

Os escritórios globais da ROSS oferecem suporte técnico local nos EUA (sede em Ferndale, Michigan), Canadá, Brasil, Alemanha, França, Reino Unido, Índia, China e Japão.

Para obter dados do sistema, documentação de certificação TUV, desenhos dimensionais e modelos CAD, visite a página do produto da Série RSe em rosscontrols.com.

Baixe o catálogo: https://www.rosscontrols.com/en/series/1300-rse-series-double-valve