RSeシリーズ ダブルバルブ 安全カテゴリー 4 PL e、外部モニタリング
- 冗長制御は、適切な安全制御と併用することで、カテゴリ 4、PL e を達成できます。
- セーフリターンデュアル圧力アプリケーションに利用して、供給でシリンダを延長するために圧力を制御できます。ポート 3 の圧力を上昇させ、ポート 5 の供給圧力で後退します
- 機械の動作にかかる圧力を安全に制御するために、安全圧力選択アプリケーションに利用できます
- 各単一バルブRSe シリーズには PNP 近接センサーが装備されています
- RSe シリーズ バルブの作動時と作動停止時にこれらのセンサーの両方を監視することで、最大 99% の診断範囲を提供します
- これらのセンサーの監視は、外部監視システムによって行われます。
- バルブを作動させるために同時に操作する必要がある 2 つの動作ソレノイドを備えた冗長スプール タイプのバルブ。さらに、各バルブ要素には、位置検出用の PNP タイプ センサーとして配線された単一の近接センサーがあります
- ソレノイドの通電を切ることによる自動リセット
- SISTEMA ライブラリがダウンロード可能
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製品概要
ROSS Controls社のRSeシリーズダブルバルブは、冗長構成のスプール式空気圧制御バルブで、適切な外部監視システムと併用することで、ISO 13849-1に基づく安全カテゴリ4、性能レベルe(PL e)、およびIEC 61508に基づく安全度水準3(SIL 3)という、最高レベルの安全性能を実現するように設計されています。RSeシリーズは、危険な機械動作を引き起こす前にバルブの故障を検出する必要のある安全回路向けに特別に設計されています。
RSeシリーズは、2つの並列スプール・スリーブ式バルブ要素が一体となって動作する構造になっています。バルブを作動させるには、両方のソレノイドに同時に通電する必要があります。いずれかのソレノイドに通電しない場合、またはいずれかのスプールがシフトしない場合は、バルブは非通電(安全)状態のままになります。各バルブ要素には、スプールの位置を監視するPNP近接センサーが装備されています。外部の安全規格準拠コントローラーによって、作動および非作動の各サイクルで両方のセンサーが監視されるため、診断カバレッジ(DC)は99%に達します。
RSeシリーズのバルブ機能は、単一のソレノイドパイロット作動式スプリングリターン5/2バルブとして動作します。適切な同時作動により、入口圧力(ポート1)はシリンダー伸長ポート(ポート4)に送られ、ポート2はポート3から排気されます。非通電状態では、ポート1はポート2(シリンダー収縮)に送られ、ポート4はポート5から排気されます。この構成は、標準的なシリンダー制御と、特殊な安全復帰および安全圧力選択アプリケーションの両方をサポートします。
RSeシリーズは、デュアル3/2およびデュアル5/2スプール構成で、ベースマウントとNPTまたはG(BSPP)ネジオプションが選択可能です。ベースサイズは1/8インチ、1/4インチ、1/2インチで、24VDCに対応し、ソレノイドの非通電時に自動リセットされます。CE、DGUV、CSA/UL、EACの各認証を取得しています。
主なエンジニアリング機能
- 冗長デュアルスプール構造- バルブを作動させるには、2つの並列スプール・スリーブ式バルブ要素が同時に作動する必要があります。いずれかの要素に不具合が生じた場合でも、バルブは非通電の安全状態となり、外部冗長ハードウェアなしで本質的な冗長性を実現します。
- 同時デュアルソレノイド作動が必要- RSeバルブを作動させるには、両方のソレノイドを同時に通電する必要があります。片方のソレノイドが故障しても出力は発生しないため、作動経路における単一箇所の故障は排除されます。
- PNP近接センサーによる位置監視- 各スプールエレメントには個別のPNP近接センサーが搭載されており、リアルタイムでスプールの位置フィードバックを提供します。外部安全コントローラーは両方のセンサーを監視し、スプールの不一致や不完全な動きを検出します。
- 外部監視による99%の診断カバレッジ- 外部の安全規格準拠コントローラを介して、作動および非作動サイクルごとに両方のPNP近接センサ出力を監視することで、99%の診断カバレッジが達成され、カテゴリ4 PL eの要件を満たします。
- 安全カテゴリ4 PL e、SIL 3対応- 適切な外部安全制御および監視と併用することで、RSeシリーズはISO 13849-1に基づく安全カテゴリ4、PL e、およびIEC 61508に基づくSIL 3を達成し、空気圧安全弁の最高性能レベルを実現します。
- 安全復帰デュアル圧力アプリケーションのサポート- RSeシリーズは、ポート3の圧力で伸長し、ポート5の圧力で収縮するデュアル圧力シリンダの作動を制御できます。これにより、前進ストロークと収縮ストロークで異なる圧力が必要となる安全復帰アプリケーションに対応できます。
- 安全圧力選択アプリケーションのサポート- RSeシリーズは、機械の動作に適用される圧力の安全な選択をサポートし、監視された冗長制御の下で、安全システムが適切な圧力レベルをアクチュエータにルーティングできるようにします。
- 電源遮断時の自動リセット- RSeバルブは、両方のソレノイドの電源が遮断されると、自動的に通常の電源遮断状態にリセットされます。通常停止後、バルブを運転可能な状態に戻すために手動での操作は必要ありません。
- ベースマウント式、両側に吸気口と排気口を装備- ベースマウント式で、吸気口と排気口が両側からアクセスできるため、配管の選択肢が広がります。バルブとベースを固定するためのネジが付属しています。未使用ポート用のプラグも付属しています。
- SISTEMAライブラリが利用可能になりました- ISO 13849-1 PL検証および安全回路ドキュメント作成をサポートするために公開されたSISTEMAデータライブラリがダウンロード可能です。
技術仕様
一般仕様
| パラメータ | 仕様 |
| シリーズ | RSe |
| バルブ機能 | デュアル5/2シングルソレノイド、デュアル3/2シングルソレノイド |
| 工事 | スプールとスリーブ(ステンレス製スプール) |
| アクチュエーション | 電気式(2つのソレノイドの同時通電が必要) |
| 監視 | 外部接続(安全規格に準拠した外部監視コントローラが必要) |
| フィードバック | PNP近接センサー(スプールエレメントごとに1個) |
| フィードバック接続 | M8コネクタ |
| ソレノイド接続タイプ | EN 175301-803 フォームC |
| 電圧 | 24VDC |
| 消費電力 | ソレノイド1個あたり1.5ワット |
| フィードバックセンサー定格 | 23mA未満 |
| ベースサイズ | 1/8インチ、1/4インチ、1/2インチ |
| スレッドの種類 | NPTとG(BSPP) |
| 吸気口/排気口/排気口のサイズ | 1/8インチ(1/8ベース)、1/4インチ(1/4ベース)、1/2インチ(1/2ベース) |
| 最大作動圧力 | 145 psi (10 bar) |
| パイロットサプライ | 内部/外部選択可能 |
| 取り付け | ベースマウント |
| リセット | 自動(ソレノイドの通電停止時) |
| 周囲温度範囲 | 40~120°F(4~50°C) |
| 媒体温度範囲 | 40~120°F(4~50°C) |
| フローメディア | ISO 8573-1クラス7:4:4に準拠した圧縮・ろ過空気 |
| バルブ本体材質 | 鋳造アルミニウム |
| スプール材質 | ステンレス鋼 |
| シール材 | ブナN |
| 安全カテゴリー | カテゴリー4(外部監視あり) |
| パフォーマンスレベル | PL e |
| 安全完全性レベル | SIL 3 |
流量性能データ
RSeシリーズ二連弁の流量係数データ(ベースサイズ別)。すべての流量値は24VDC、最大作動圧力145psigにおける値です。
| ベースサイズ | ポート1-2流量Cv | ポート1~4の流量Cv | ポート2-3流量Cv | ポート4-5流量Cv | 長さ | 幅 | 身長 | 重さ |
| 1/8インチ | 0.9 | 0.87 | 0.68 | 0.59 | 3.97インチ(100.8mm) | 2.96インチ(75.0mm) | 3.67インチ(93.2mm) | 2.9ポンド(1.3kg) |
| 1/4インチ | 1.09 | 1.04 | 0.91 | 0.80 | 4.41インチ(112.0mm) | 3.23インチ(82.0mm) | 3.99インチ(101.4mm) | 3.7ポンド(1.7kg) |
| 1/2インチ | 3.06 | 2.96 | 1.95 | 1.91 | 6.81インチ(173.0mm) | 3.66インチ(93.0mm) | 4.56インチ(115.9mm) | 6.6ポンド(3.0kg) |
認証およびコンプライアンス
| 認証/規格 | 詳細 |
| 安全カテゴリー | EN ISO 13849-1:2015のカテゴリー4に準拠し、適切な外部監視システムによって達成されています。 |
| パフォーマンスレベル | PL e は EN ISO 13849-1:2015 に準拠しています。 |
| 安全完全性レベル | IEC 61508に基づくSIL 3。 |
| 診断範囲 | 両方のPNPセンサーが外部安全コントローラーによって作動および非作動サイクルごとに監視されている場合、99%のDC値が得られます。 |
| CEマーキング | EU機械指令に準拠したCE認証取得済み。 |
| DGUV認証 | プレスおよび機械の安全用途に対するドイツ社会傷害保険 (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung) の認定。 3/2 構成は保留中です。 |
| CSA/UL認証 | 北米の電気安全認証。 |
| EAC宣言 | EAC認証を必要とする市場向けのユーラシア適合宣言書。 |
| システマ図書館 | ISO 13849-1 PL検証文書に関するSISTEMAデータライブラリが公開されています。 |
代表的な用途と産業分野
機械式プレス機およびスタンピング機
- OSHA 29 CFR 1910.217およびANSI B11.1で全回転クラッチプレスにカテゴリ4 PL eが要求される機械式動力プレスの空気圧クラッチ/ブレーキ機構用の冗長空気制御。
- プレスシリンダ回路における二重圧力安全戻り制御では、RSeは作動ストローク時にポート3に全プレス圧力を、戻りストローク時にポート5に低めの引き戻し圧力を供給します。
- 油圧プレスの過圧保護弁に対するパイロット制御。プレス安全制御アーキテクチャにおいて、外部監視機能を備えた冗長な空気圧作動が必要とされる場合。
- 金型交換およびセットアップモードにおける圧力低減。RSeセーフ圧力選択機能により、手動工具セットアップ作業中にプレスアクチュエータへの圧力が低減されます。
射出成形およびプラスチック加工
- 射出成形機において、金型保護機能に関してカテゴリー4の安全性能が求められる場合の、金型クランプアクチュエータパイロット回路の冗長制御。
- 安全システム制御下で挿入行程と引き抜き行程で異なる圧力レベルが必要とされる、コアプルアクチュエータおよびサイドアクションアクチュエータ向けの安全な圧力選択制御。
- カテゴリー4の監視が必要な場合、バレルがプロセス温度に達している間はガードが開かないようにするため、パージガードエアアクチュエータに冗長な遮断機能を設ける。
ロボットおよび自動化組立セル
- 協働ロボットセルにおける空気圧式ロボットアームアクチュエータのための冗長な空気圧制御。協働作業中に予期せぬロボットの動きを防ぐために、カテゴリ4 PL eが要求される。
- 産業用ロボットにおけるデュアルフォースグリッパーアクチュエータ向けに、安全な圧力選択機能を提供します。繊細な部品の取り扱いには低い把持力が必要であり、重い部品の搬送には高い把持力が必要です。
- カテゴリー4の安全インターロック要件を満たす自動組立セルにおける、空気圧式ドアおよびゲートアクチュエータの冗長制御。
安全ゲートおよびガードロックシステム
- 安全ゲートのロック機構には冗長な空気圧制御が採用されており、安全PLCによるカテゴリ4の監視により、危険な動作が発生している間はゲートのロックが解除されないようになっている。
- 空気圧式ガードアクチュエータの二重圧力制御では、ガードの位置決めには低圧を、ロック確認には高圧を使用し、RSeは両方の圧力状態を監視します。
- 高速ロボットシステムの周囲の境界フェンスに設置された空気圧式インターロックは、最高レベルの安全制御を必要とする。
金属成形および鍛造作業
- プレス安全基準および顧客の安全監査によりカテゴリー4の空気圧安全制御が義務付けられている鍛造プレスにおける、油圧プレス方向制御弁の冗長パイロット制御。
- 緊急停止時にラムの迅速な後退が必要な金型鍛造ラムアクチュエータの安全な復帰制御。前進ストロークと後退ストロークの両方を監視するデュアル圧力空気圧制御を採用。
- 深絞りプレスにおけるブランクホルダーおよびノックアウトアクチュエータの制御には、金型アクセス時のアクチュエータの意図しない伸長を防止するために、RSe冗長制御が採用されている。
木工およびパネル加工機械
- EN 848および同様の木工機械規格でカテゴリー4が要求されるCNCルーターおよびソーイングセンターにおける、ブレードガードアクチュエータおよび鋸刃ブレーキシステム用の冗長空気圧制御。
- 加工中にワークピースが解放されると飛散物の危険性が生じる可能性がある、CNCネスト型加工センターにおける空気圧クランプシステムの安全な制御。
- エッジバンディングおよび仕上げ機のクランプアクチュエータに対し、パネルの厚さに応じて異なるクランプ力を必要とする場合の圧力選択制御を、監視された安全制御下で実施する。
注文と型番構成
RSeシリーズのダブルバルブは、バルブ機能(3/2または5/2)、ベースサイズ、ねじの種類、および監視オプションを指定して注文します。モデル番号の例:RSe3EDA10A31P(デュアル3/2、1/8ベース、Gねじ)、RSe6EDB20A31P(デュアル5/2、1/4ベース、Gねじ)、RSe6EDB40A31P(デュアル5/2、1/2ベース、Gねじ)。
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型番構成:RSe 6 ED B 20 A 31 P RSeシリーズ(RSeシリーズダブルバルブ) 6 バルブ機能コード(3 = デュアル 3/2、6 = デュアル 5/2) ED要素設計コード B 改訂レベル 20 ベースサイズコード(10 = 1/8インチ、20 = 1/4インチ、40 = 1/2インチ) 設定コード 31 ねじの種類(31 = G、30 = NPT) P 追加オプションコード |
RSeシリーズのバルブはすべて24VDCで動作します。その他の電圧オプションはありません。
全モデルにおいて、ソレノイドの接続タイプはEN 175301-803フォームCです。
フィードバックセンサーは全モデルでM8コネクタを使用しています。外部安全コントローラに互換性のあるM8入力端子があることを確認してください。
NPTねじモデルもご用意しております。ご注文時にねじの種類をご指定ください。
安全戻り二重圧力アプリケーションの場合、ポート3とポート5の圧力源が別々であり、独立して制御されていることを確認してください。
アクセサリー
外部安全監視コントローラー
RSeシリーズでは、作動および非作動サイクルごとにPNP近接センサの出力を監視するために、外部の安全規格準拠コントローラ(安全PLCまたは専用安全リレーモジュール)が必要です。監視システムは、故障を検出した場合にバルブの動作を阻止できる必要があります。ROSSは、コントローラの選定および安全回路の設計について、資格を有する安全エンジニアに相談することを推奨します。
M8センサーケーブル
各RSeバルブ素子上のPNP近接センサを外部安全監視コントローラに接続するには、M8コネクタケーブルが必要です。ケーブルの長さとシールドは、設置距離と電気ノイズ環境に基づいて選択する必要があります。
関連製品およびアクセサリー
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よくある質問(FAQ)
Q:ダブルバルブとは何ですか?また、RSeシリーズはどのように動作しますか?
A:ダブルバルブは、単一のハウジング内に2つの並列スプールバルブ要素を備えています。RSeシリーズでは、両方のスプールを切り替えて出力を生成するには、両方のソレノイドを同時に通電する必要があります。いずれかのソレノイドが通電されない場合、またはいずれかのスプールが切り替えられない場合は、出力は生成されず、システムは安全状態を維持するか、安全状態に戻ります。この冗長性により、制御経路における単一障害点が排除されます。
Q:RSeシリーズでは、なぜ外部モニタリングが必要なのですか?
A: RSeシリーズは、PNP近接センサーの信号が内蔵の監視回路ではなく、外部の安全規格準拠コントローラーに供給されるため、外部監視を前提として設計されています。これにより、RSeはより広範な機械安全システムに統合することが可能となり、監視コントローラーが他の安全機能も管理することで、システムレベルの診断機能と故障対応を実現します。
Q:RSeシリーズでは、どの程度の安全性能レベルを達成できますか?
A: RSeシリーズは、作動および非作動サイクルごとに両方のPNP近接センサを監視する、適切に構成された外部安全監視システムと併用することで、ISO 13849-1に基づく安全カテゴリ4、PL e、およびIEC 61508に基づくSIL 3を達成します。これらのレベルを達成するには、監視システム自体が適切に評価されていること、および安全回路全体のアーキテクチャが資格のある安全エンジニアによって検証されている必要があります。
Q:RSeシリーズはどのような診断機能を提供しますか?
A:各作動時および非作動時に両方のPNP近接センサ出力を監視することで、診断カバレッジ(DC)が99%になります。これはISO 13849-1フレームワークで認められている最高のDCレベルであり、カテゴリ4 PL eの達成に大きく貢献します。
Q:安全戻り二重圧力アプリケーションとは何ですか?
A:安全復帰二重圧力アプリケーションでは、RSeシリーズは2つの異なる供給圧力を使用して複動シリンダを制御します。ポート3はシリンダを伸長させる圧力(作動ストローク)を供給し、ポート5はシリンダを収縮させる圧力(復帰ストローク)を供給します。RSeルーティング機能により、両方の圧力が冗長化された監視バルブ制御下で制御されるため、電源遮断時に常に安全な復帰位置が確保されます。
Q:安全圧力選択アプリケーションとは何ですか?
A:安全圧力選択アプリケーションでは、RSeシリーズを使用して、利用可能な2つの圧力のうちどちらを機械アクチュエータまたはプロセスに供給するかを選択します。たとえば、生産時には最大圧力、セットアップモード時には減圧された圧力などです。RSeは、この選択が冗長化された安全規格準拠の制御と外部位置監視の下でのみ行われることを保証します。
Q:作動中にスプールの一つが移動しなかった場合、どうなりますか?
A:片方のスプールがシフトし、もう片方がシフトしない場合、近接センサーは外部安全コントローラーに不一致の状態を報告します。監視システムは、定義された診断時間内にこの不一致を検出し、故障が解消されシステムがリセットされるまで、バルブのさらなる動作を阻止する必要があります(通常は両方のソレノイドへの通電を停止することによって)。
Q:RSeシリーズは故障後、自動的にリセットされますか?
A: RSeバルブ自体は、両方のソレノイドへの通電が停止すると自動的にリセットされます。スプールはバネの力で非通電位置に戻ります。ただし、外部安全監視システムが故障状態を検出し、解消してからでないと、ソレノイドへの再通電は許可されません。安全システム全体のリセット動作(自動または手動)は、RSeバルブ自体ではなく、外部監視コントローラによって決定されます。
Q:利用可能なベースサイズは?
A: RSeシリーズは、1/8インチ、1/4インチ、1/2インチのベースサイズがあり、それぞれに対応する入口、出口、排気ポートのサイズが用意されています。流量係数は、1/8インチベースの0.9 Cvから1/2インチベースの3.06 Cvまでです。
Q:RSeシリーズで使用可能な電圧はどれくらいですか?
A: RSeシリーズのバルブはすべて24VDCで動作します。消費電力はソレノイド1個あたり1.5ワットです。AC電圧オプションはありません。
Q:RSeシリーズはどのような認証を取得していますか?
A: RSeシリーズは、CE認証、DGUV認証(ドイツ社会災害保険、ドイツにおける印刷機の安全性に必須)、北米市場向けのCSA/UL認証、およびユーラシア市場向けのEAC宣言を取得しています。安全性能は、ISO 13849-1に基づくカテゴリ4 PL e、およびIEC 61508に基づくSIL 3です。
Q: RSeシリーズ用のSISTEMAライブラリはありますか?
A:はい。ROSS Controls社は、rosscontrols.comからダウンロードできるRSeシリーズ用のSISTEMAライブラリファイルを公開しています。このライブラリには、ISO 13849-1 PL検証計算に必要な安全データ(B10D、MTTFd、DC)が含まれています。
設置およびメンテナンスに関するガイドライン
- RSeシリーズバルブは、ポートのねじタイプ(NPTまたはG)とベースサイズに合った適切なベースに取り付けてください。固定用の取り付けネジが付属していますので、取り付け説明書に記載されている規定のトルク値に従って締め付けてください。
- 使用していないポートはすべて、付属のポートプラグで塞いでください。ポートが塞がれていないと、意図しない圧力解放や空気供給の汚染の原因となります。
- 両方のソレノイドコネクタ(EN 175301-803 フォームC)は、外部安全コントローラの別々の出力に配線する必要があります。バルブ出力を生成するには、両方のソレノイドを同時に通電する必要があります。両方のソレノイドを同じ出力チャンネルに配線しないでください。
- 両方のM8近接センサーコネクタを、外部安全監視コントローラの別々のデュアルチャンネル入力に接続します。作動および非作動の各サイクルで、両方のセンサー出力を監視します。
- 外部安全コントローラをプログラムして、2つの近接センサ信号間の不一致を検出するようにします。不一致検出のための時間枠(通常はバルブ応答時間にマージンを加えた時間)を事前に設定し、検証する必要があります。
- 外部監視システムは、故障状態を検知した際にバルブの再通電を阻止できる機能を備えている必要があります。機械を稼働させる前に、この阻止機能が正しく動作することを確認してください。
- ISO 8573-1クラス7:4:4の基準を満たすろ過空気を供給してください。運転圧力は145psi(10bar)を超えてはなりません。パイロット供給圧力が規定の範囲内に設定されていることを確認してください。
- パイロット供給は内部供給または外部供給のいずれかです。外部供給の場合は、パイロット圧力が入口圧力以上であり、かつ規定の動作範囲内であることを確認してください。
- 設置後、完全な機能テストを実施します。バルブを作動させ、両方の近接センサーが作動を確認することを確認します。次に、バルブを非作動状態にし、両方のセンサーが非作動を確認することを確認します。その後、シングルスプール故障をシミュレートし、監視システムが故障を検出し、再通電を阻止することを確認します。
- 安全機能に関するPFD計算に準拠した、文書化された実証試験手順と間隔を確立する。一般的な出発点としては、年次実証試験が挙げられる。
保証とグローバルサポート
ROSS Controlsは、RSeシリーズの全製品に対し、購入日から1年間の保証を提供します。この保証は、材料および製造上の欠陥を対象としています。
RSeシリーズの設置、安全回路の統合、外部監視構成に関する技術サポートは、ROSS Controls USA((800) 438-7677または+1-248-764-1800)までお問い合わせください。
ROSSは世界各地に拠点を持ち、米国(本社:ミシガン州ファーンデール)、カナダ、ブラジル、ドイツ、フランス、英国、インド、中国、日本で現地技術サポートを提供しています。
SISTEMAデータ、TUV認証文書、寸法図、CADモデルについては、rosscontrols.comのRSeシリーズ製品ページをご覧ください。
カタログのダウンロード: https://www.rosscontrols.com/en/series/1300-rse-series-double-valve
