Diagramm der Verdrahtung von Sicherheitslichtvorhängen + OSSD-Verbindung zu Allen-Bradley GuardLogix / Siemens

Ein Schaltplan für Sicherheitslichtvorhänge ist auf Papier einfach: zwei Ausgangsdrähte, eine 24-VDC-Versorgung und eine Masse. Im Panel ist das selten. Diese beiden Ausgangsdrähte sind OSSDs 2 Output Signal Switching Devices & wie Sie sie beenden, bestimmt, ob der Vorhang tatsächlich die Gefahr stoppt oder einfach zufällig auslöst. Diese Führung führt die Verkabelung von den Vorhangklemmen bis in ein Sicherheitsrelais, einen Allen-Bradley GuardLogix-Controller und eine Siemens SIMATIC-Ausfallsicherungs-SPS, mit den Felddetails, die in den üblichen einseitigen Diagrammen fehlen.

Die meisten veröffentlichten Diagramme halten am Relais und überspringen den Teil, der die meisten Serviceaufrufe verursacht: Abgleichen der OSSD-Testimpulse mit dem Empfangseingang Wir behandeln das, plus EDM, Reset und die Auswahlmöglichkeiten für die Verkabelung, die Ihre erreichbare Sicherheitsbewertung bestimmen Wenn Sie noch entscheiden, welches Gerät Sie installieren möchten, beginnen Sie mit Was für ein Sicherheitslichtvorhang ist und der Unterschied zwischen Sicherheitslichtvorhänge vom Typ 2 vs. Typ 4.

Grundlagen der Verdrahtung von Sicherheitslichtvorhängen: Was die OSSD-Ausgänge bewirken

Ein OSSD ist ein selbstüberwachender Festkörperausgang Ein Sicherheitslichtvorhang vom Typ 4 hat zwei davon, und sie schalten zusammen: wenn das geschützte Feld frei ist, sitzen beide auf 24 V; wenn ein Finger, eine Hand oder ein Körper einen Strahl bricht, fallen beide auf 0 V. Dieser Doppelausgang ist der gesamte Punkt Ein einzelner Kontakt könnte geschlossen schweißen, oder ein einzelner Draht könnte auf 24 V kurz kommen und Ihnen nie sagen, dass er fehlschlägt Zwei unabhängig geschaltete, ständig gegengeprüfte Ausgänge ermöglichen es dem Empfangsgerät, einen steckengebliebenen Kanal zu erkennen, weil die beiden Signale nicht mehr übereinstimmen, und dass die Diagnoseabdeckung es der Verkabelung ermöglicht, eine hohe Sicherheitsleistung zu erreichen, anstatt nur “normalerweise zu funktionieren”.”

Daraus folgt eine Regel eines beliebigen Sicherheitslichtvorhang-Verdrahtungsdiagramms: Jeder OSSD geht zu seinem eigenen Eingang. Springe OSSD1 und OSSD2 niemals zusammen, um ein Terminal zu retten. Sobald du sie zusammenführst, wirfst du die Diagnoseabdeckung weg, die das Dual-Channel-Design bieten soll, und du begrenzst das erreichbare Leistungsniveau, unabhängig davon, wie gut der Vorhang ist.

OSSD-Ausgabetypen: PNP vs. NPN und Lesen der Testimpulse

Vor einer Diagrammerstellung tut es die Ausgangslogik Die meisten modernen Sicherheitslichtvorhänge verwenden PNP-Ausgänge (Sourcing): der OSSD schaltet die +24 V-Versorgung auf den Eingang, und der Eingang teilt sich die 0 V-Referenz Ältere oder regionalspezifische Modelle verwenden NPN-Ausgänge (Sinking), die auf 0 V umschalten. Das Mischen ist der schnellste Weg zu einem Vorhang, der “nichts macht” oder sofort fehlerhaft ist, da der empfangende Eingang nie die erwartete Spannungsschwankung sieht.

Was ist der Unterschied zwischen NPN - und PNP-OSSD-Ausgängen?

Ein PNP-Ausgang quellt Strom – im EIN-Zustand verbindet er die Last mit +24 V, also geht der Eingang hoch, wenn das Feld frei ist Ein NPN-Ausgang senkt Strom (im EIN-Zustand zieht er die Last auf 0 V. Seine praktische Konsequenz ist die gemeinsame Referenz: Ein PNP-Vorhang erwartet, dass das Eingangsmodul seine 0 V (negative) Schiene teilt, während ein NPN-Vorhang eine gemeinsame +24 V-Schiene erwartet Sicherheitseingänge an Relais und Beschaffungs-SPS sind überwältigend für PNP-Geräte gebaut, weshalb PNP zum Standard geworden ist Wenn Ihr Vorhang NPN ist und Ihr Sicherheitseingang PNP ist, benötigen Sie einen anderen Vorhang oder einen Signalsignalwandler, keinen Verkabelungswandler.

Nun überspringt das Detail fast jede Verkabelungsführung: Testimpulse Jeder OSSD drückt seine Leitung periodisch für sehr kurze Zeit in den entgegengesetzten Zustand, um zu beweisen, dass er noch wechseln kann und um nach Kurzschluss zwischen den Kanälen zu suchen Pulsbreite ist kurz 200 irgendwo an einigen Vorhängen und ein paar Millisekunden an anderen & und der Zeitraum beträgt typischerweise ein paar hundert Millisekunden Diese Impulse sind normal und eine sicherheitsrelevante Eingabe erwartet sie Ein standardmäßiger digitaler Eingang normalerweise nicht, und dass einzelne Fakten die meisten Verbindungsprobleme später in diesem Leitfaden lösen.

Verkabelung eines leichten Vorhangs mit einem Sicherheitsrelais (Guardmaster, PNOZ)

Der mit Abstand häufigste Abschluss ist ein dediziertes Sicherheitsrelais – eine Allen-Bradley Guardmaster-Einheit wie eine 440 R oder eine Pilz PNOZ. Das Relais nimmt die beiden OSSDs an zweikanalsicheren Eingängen, überwacht sie auf Zustimmung, beobachtet die endgültigen Schaltgeräte über eine EDM-Schleife und lässt seine Sicherheitsausgänge fallen, sobald sich eines der beiden OSSDs öffnet. Wenn Sie noch keine Einheit ausgewählt haben, finden Sie unseren Leitfaden dazu Sicherheitsrelaismodule Abdeckungen der Familien und Bewertungen.

Bei einem typischen Relais im PNOZ-Stil ist die Endgerätkarte konsistent genug, um zu planen von: Kanal 1 landet auf S11/S12, Kanal 2 auf S21/S22 und der Reset-Schaltung auf S33/S34. OSSD1 verbindet sich mit dem Kanal-1-Eingang, OSSD2 mit Kanal-2, der Vorhang teilt sich das 0 V des Relais, und die EDM-Schleife (External Device Monitoring) führt die normalerweise geschlossenen Hilfskontakte Ihrer Downstream-Kontaktoren K1 und K2 zurück in das Relais, damit bestätigt werden kann, dass sie tatsächlich ausgefallen sind.

Ein Feldpunkt, der mehr wert ist als jedes Diagramm: Betreiben Sie den Vorhang von einer sauberen, nicht gepulsten 24 V-Versorgung – dieselbe Schiene, die Sie auf dem A1 des Relais landen würden, nicht eine Testimpulsausgabe von einem anderen Gerät. Feldtechniker melden regelmäßig Vorhänge, die intermittierend fehlerhaft sind, weil sie von einer gepulsten Quelle gespeist wurden, und die Überwachung des Vorhangs selbst liest die geliehenen Impulse als Fehler.

Verbinden von OSSD-Ausgängen mit Allen-Bradley GuardLogix

Hier werden die meisten veröffentlichten Diagramme ruhig Anders als bei einem kleinen Sicherheitsrelais hat ein GuardLogix-Controller keine sicheren Eingänge auf seinem Chassis – die OSSDs landen auf einem CIPSafety-I/O-Modul, am häufigsten ein GuardI/O-Block wie ein 1791ES auf EtherNet/IP, und die Sicherheitslogik läuft in der Sicherheitsaufgabe des Controllers in Studio 5000.

Kann man einen Sicherheitslichtvorhang direkt an GuardLogix anschließen?

Nicht an den Controller selbst, sondern an die Sicherheits-E/A auf dem Controller – und das ist der saubere Weg, das zu tun. Sie würden OSSD1 und OSSD2 in zwei sichere Eingänge auf der GuardLogix-Sicherheits-E/A (in unserem Fall die Guard-E/A) anschließen, dann konfigurieren Sie diese beiden Punkte als Zweikanal-Äquivalent in der sicheren E/A-Konfiguration, und der Controller sieht sie als eine einzige überwachte Eingabe an Sie ordnen dann dieses sichere Eingabe-Tag Ihrer sicheren Routine zu Sie haben kein separates Sicherheitsrelais in diesem Pfad, die Sicherheits-E/A und die GuardLogix-Sicherheitsaufgabe bieten eine Sicherheitsfunktion. Was passiert, ist eine übliche Alternative, da Guardix-Hardware-Controller bereits benötigt wird.

Die beiden Bits von Konfigurationsdaten, damit dies beim ersten Mal funktioniert: Erstens, um den sicheren Eingängen zu sagen, dass sie an diesen Punkten keine eigenen Testimpulse anwenden sollen (der OSSD führt bereits seinen eigenen Pulstest durch „ein generierter Puls bekämpft ihn, was dazu führt.), und zweitens, um eine aussagekräftige Diskrepanzzeit festzulegen (die Menge an Fenster zwischen Kanalunstimmigkeiten, um eine Reise zu erklären). Es ist nahezu augenblicklich, wenn der Vorhang OSSD1 und OSSD2 blockiert, also versuchen Sie nur, Geräusche zu vermeiden; Stellen Sie zu eng ein und Sie erhalten Scheinfahrten, legen Sie zu weit ein und reduzieren Sie die Fehlerabdeckung.

Bei einem OSSD-Gerät “darf der Controller-Eingang keinen eigenen Testimpuls auf dieser Leitung erzeugen ”der Ausgang selbst bereits impulstests und die Erzeugung eines anderen Impulses sorgt nur für eine Auslösung”, sagt der Techniker und Ingenieur, der für die Inbetriebnahme von Sicherheitsgeräten zuständig ist. ”Für die Lichtvorhangkanäle bedeutet dies, dass der sichere Eingang so eingestellt wird, dass keine Testimpulse verwendet werden.”

Anschließen von OSSD-Ausgängen an eine Siemens SIMATIC Fail-Safe SPS

Die Siemens-Hardwarelogik funktioniert in dieser Richtung, mit einigen Namensänderungen Sie würden OSSD1 und OSSD2 erneut in ein Paar ausfallsicherer digitaler Eingänge (auf einem ET200SP F-DI-Modul oder direkt auf einem S7-1500F) verkabeln und diese beiden Punkte für die 1oo2-Auswertung der sicheren Einstellungen des Ausfallsicheren im TIA-Portal festlegen. Der Siemens-Kanal, auf dem sich die Daten befinden, hat eine PROFIsafe-Adresse und das Sicherheitsprogramm verwendet die Ausgabe der sicheren Signale.

Einer der Punkte, die auf Siemens-Hardware oft Verwirrung stiften, betrifft die Netzteile für die Sensoren. Der ausfallsichere Eingang kann Ihren Sensor über eigene interne Testimpulse mit Strom versorgen, oder Sie können ihn so konfigurieren, dass er ein externes Gerät verwendet. Da ein Lichtvorhang bereits über eine eigene Stromversorgung verfügt und einen eigenen Pulstest an seinen OSSDs durchführt, wird der Siemens F-DI so konfiguriert, dass er ein externes Gerät verwendet, sodass das OSSD seine eigenen Tests durchführen kann Verbinden Sie OSSD1 und OSSD2 mit Ihren ausfallsicheren Eingängen, teilen Sie ihnen mit, dass sie von einer externen Stromquelle versorgt werden, gruppieren Sie sie als 1oo2-Gruppe und fahren Sie mit Ihrem Sicherheitsroutinessing-Design fort.

EDM-, Reset- und Restart-Interlock: Die Details, die Menschen auf den Markt bringen

EDM ist vom Reset getrennt und EDM ist vom Neustart-Interlock getrennt. EDM ist die Überwachung der letzten Schaltstufen: Wenn EDM implementiert ist, schauen Sie sich das Relais und die SPS die normalerweise geschlossenen Aux-Kontakte an den von diesem Relais/SPS kommandierten Schützern an; Wenn also ein Kontakt geschweißt wird, wird die Rückkopplungsschleife nicht abgeschlossen und Sie können nicht zurückgesetzt werden. Fehlende EDM-Verkabelung oder falsch verdrahtetes EDM ist die Nummer 1 “Es wird nicht zurückgesetzt”” rufen wir an.

Sicherheit Zurücksetzen vs Auto-Reset zurücksetzen versus Safeven - es gibt wirklich viel mehr Sicherheit als Komfort in Betracht gezogen wird Ein manueller Reset kann die Maschine erst wieder einschalten, wenn sie den Lichtvorhang frei sieht UND ein Bediener bewusst Maßnahmen ergreift, um sie wieder einzuschalten Sie müssen auch einen manuellen Reset verwenden, wenn ein Bediener in den Lichtvorhang-Schutzbereich gelangen kann, ohne von der Station seines normalen Bedieners aus sichtbar zu sein - das heißt, der Lichtvorhang dient als Zugangsschutz Wenn der automatische Reset auf eine Zugangsanwendung eingeschaltet wurde, ist das im Allgemeinen ein erheblicher Fehler.

Verdrahtungsfehler bei gewöhnlichen Lichtvorhängen und wie man sie diagnostiziert

Selbstüberwachte Vorhangtypen geben niemals einfach den Geist auf „Auch – sie werden gesperrt und tauchen bei einer Codelesung auf. Was benötigt wird, ist zu interpretieren, welches Problem hinter dem Code auf einem Verkabelungssystem steckt. Die meiste Zeit zur Fehlerbehebung wird mit den unten hervorgehobenen Ursachen verkaut.

Diese obere Reihe ist wichtig, denn das ist diejenige, mit der sich die Ingenieure wiederholt auseinandersetzen müssen, da es keine der Input Conditioning gibt, die in einem sicheren Eingang gefunden wurden, den der normale SPS-Eingang hat, und daher den gesamten OSSD-Testimpuls liest Eingang wird für einen Moment als AUS angezeigt, was die Maschine zum Ruck bringt. Wie leicht ersichtlich ist, gehört ein OSSD auf einen sicheren Eingang! Wenn Sie nun einen parallelen, nicht sicheren Eingang benötigen (nur zur Überwachung der Diagnose, nicht der Sicherheitsfunktion!), dann verwenden Sie Filterung oder eine RC-Schaltung und schließen Sie einfach nicht den Hauptsicherheitsstopp an den nicht sicheren an. Hier ist auch der Fall Stummschalten eines Sicherheitslichtvorhangs, und Stummlicht beginnt, ihre eigene Verkabelung hinzuzufügen, da ihre Eingabegeräte ein zusätzliches Paar Anschlüsse beanspruchen, und auch diese müssen gelesen und beobachtet werden.

Sicherheitsrelais vs. Sicherheits-SPS: Auswahl des richtigen Abschlusses

Und wohin diese Verkabelung führt, wird für mich den Schnitt machen: Bringen Sie den Vorhang in ein Sicherheitsrelais (das eigenständig sein sollte) oder in eine Sicherheits-SPS. Eine gute goldene Regel ist, dass Sie bei kurzer und fest verdrahteter Sicherheitsfunktion das Relais verwenden und wenn es lang ist oder möglicherweise geändert werden sollte, eine SPS verwenden.

Verkabelung für Category 4 / PLe Compliance

Und das ist das neue Denkmodell für das, was oben aufgeführt ist: Der Vorhang ‘eigent’ nicht die Sicherheitsbewertung - die Architektur schon.

Ein integrierter sicherer fotoelektrischer Lichtvorhang wird unter der Anleitung von IEC 61496-1:2020 als ‘elektroempfindliche Schutzausrüstung’ eingestuft, diese Bewertung gilt jedoch für die Sensorfunktion selbst. Das Leistungsniveau der gesamten Sicherheitsfunktion - Erkennung, Steuerung und Ausschalten der Gefahr - ist das Leistungsniveau (PL), das bei der Verkabelung und Überwachung des gesamten Systems gemäß ISO 13849-1 erreicht wird.

Aus diesem Grund ist Dual-Channel so wichtig. Diese Funktion - ein dualer oder separater Verkabelungspfad - oder das Äquivalent eines anderen Anbieters - ist das, was für eine Zwei-OSSD-Sicherheitsschaltung (ein Relais rein, ein anderes raus aus der unsicheren Zone) erforderlich ist, um PLe / Kategorie 4 zu erreichen. Verbinden Sie beide OSSD-Kanäle, umgehen Sie das zweite EDM oder verkabeln Sie den Vorhangausgang mit einem gewöhnlichen Relaisausgang, und Ihre Architektur sinkt von Kategorie 4 auf das Niveau, das Ihre Überwachung unterstützt.

Die Geschichte der EN 954-1 korreliert mit Typklassen, und moderne Systeme bewerten das erreichte Leistungsniveau anhand der Architektur. Für das breitere Bild, wo Vorhänge zwischen Sicherheitsvorrichtungen sitzen, siehe Maschinenschutz mit leichten Vorhängen, und in den Vereinigten Staaten, Überprüfung Anleitung zum Präsenzerkennungsgerät der OSHA Für die regulatorische Basislinie.

Die OSSD-Beendigungsmatrix

Bevor Sie Ihre nächste Maschine fertigstellen, überprüfen Sie diese grundlegende Architekturprüfkarte. Es werden mögliche Konfigurationen der Verkabelungsterminierung am Sicherheitssystem für OSSD-Testimpulse, Überwachung (beide Kanäle) und die höchste sichere PL überprüft, die Sie erhalten können.

Branchenausblick: Wohin die Integration leichter Vorhänge führt

Two broad forces will reshape the way you look at these charts in the near future. For one, the standards themselves continue to evolve. The fourth edition of ISO 13849-1:2023, released in April 2023, supersedes the 2015 version and consolidates into a single standard material formerly scattered in separate validation guides.

For machines built over the next few years during the overlapping application periods for these standards, verify that your 2026 project validation documentation specifies the correct standard and align your wiring architecture justification to that standard.

Architecture is the second force influencing how you’ll wire your machine is architectural in nature. Widespread adoption of safe integrated controls, the simplification of multiple control channels with networks like CIP Safety and PROFIsafe, and the growing importance of IO-Link Safety for device-level diagnostics, are all reducing reliance on individual safety relays. When considering wiring for a multi-machine setup in 2026, especially for any possibility of expansion, plan around a fail-safe PLC with safe network I/O rather than the single-wire, relay-logic approach which will soon seem hopelessly outdated. For multi-zone cells, our guide to Type 4 safety light curtain selection pairs well with this wiring guide.

Häufig gestellte Fragen