KEB Safety per una sicurezza funzionale senza encoder

Sommario

• Funzioni di sicurezza in anello aperto
• Funzioni SLA (Safely-Limited Acceleration)
• Funzioni SS1 (Safe Stop 1)
• Funzioni SDCL (Safe Door-Lock Control)
• Funzioni SSM (Safe Speed Monitor) e SMS (Safe Maximum Speed)

L'importanza della sicurezza funzionale nel contesto dell'odierna trasformazione tecnologica è sempre più evidente. Con l'avvento della digitalizzazione e dell'automazione, guidati dal concetto di Industry 4.0, siamo testimoni di un'integrazione di dispositivi e processi in grado di gestire enormi quantità di dati e di svolgere compiti complessi che, in passato, erano riservati esclusivamente agli esseri umani.

In questo contesto, diventa essenziale adattarsi alle normative di sicurezza funzionale di riferimento, come ad esempio la IEC61508 e la ISO13849, al fine di migliorare i processi produttivi. Oggi, possiamo constatare l'utilizzo sempre più diffuso di Azionamenti con funzioni di sicurezza integrate e PLC di sicurezza con blocchi funzione certificati. Queste soluzioni riducono lo sforzo di cablaggio e semplificano l'implementazione dei concetti di sicurezza.

Pertanto, garantire la sicurezza funzionale e ottenere le certificazioni pertinenti può conferire un vantaggio competitivo significativo alle aziende. 

Nel prosieguo di questo articolo, esploreremo più a fondo l'importanza dell'implementazione di soluzioni come l'encoderless safety, che rappresentano un passo avanti verso la creazione di ambienti di lavoro più sicuri ed efficienti.

Dove applicare KEB Safety Encoderless?

La tecnologia di KEB con l'Azionemento Generazione 6 garantisce le necessarie funzioni di sicurezza senza encoder offrendo all'utente alcuni importanti vantaggi:

• Applicazioni con motori compatti o motori mandrino ad alta frequenza, dove il montaggio dell'encoder non è possibile.
• Applicazioni dove l’utilizzo dell’encoder non è previsto per l’ambiente dove è installata la macchina.
• Applicazioni con Encoder Non Sicuro sul motore utilizzato per regolazione velocità (V/f o Sensorless) e utilizzo funzionalità Safety Encoderless per gestione sicurezza.

Vuoi saperne di più sui nostri azionamenti e ricevere contenuti esclusivi dedicati al tema della sicurezza? Visita la pagina dedicata e iscriviti alla Newsletter!

Le funzioni di sicurezza senza encoder offrono molteplici possibilità applicative. Abbiamo già approfondito un'applicazione in cui la sicurezza è gestita tramite il bus di comunicazione EtherCAT e Safety over EtherCAT. 
Ora, esploreremo come e dove è possibile gestire la sicurezza delle macchine senza l'utilizzo dell'encoder a bordo del motore, utilizzando la soluzione di KEB Safety Encoderless.

Anche quando non si può installare un encoder a causa dell'ambiente aggressivo in cui la macchina è posizionata, grazie alla soluzione KEB Safety encoderless, è comunque possibile garantire le funzionalità di sicurezza e controllare in modo affidabile la velocità, anche senza l'encoder sul motore.

Un esempio di applicazione si riscontra nelle macchine utensili come i centri di lavoro CNC, che eseguono diverse fasi di lavorazione su un unico pezzo. Queste macchine, che includono torni, fresatrici e trapanatrici, sono adatte per lavorare materiali come legno, plastica, vetro e metallo, consentendo una lavorazione completa.

La sesta generazione dei nostri azionamenti, nella variante PRO, offre funzioni di sicurezza scalabili senza l'uso dell'encoder, integrate direttamente all'interno dell'azionamento stesso. Questo dispositivo determina i parametri di velocità sicura dalla modulazione della larghezza di impulso (PWM) dell'alimentazione del motore.

Inoltre, il monitoraggio sicuro della velocità senza encoder può essere impiegato indipendentemente dal tipo di motore utilizzato (asincroni, brushless, riluttanza), rendendolo adatto a numerose applicazioni.

1. Funzioni di sicurezza in anello aperto

Funzioni di sicurezza in anello aperto come SLS (Safely-Limited Speed) sono essenziali per il controllo affidabile della velocità dell'azionamento. Con la funzione SLS, è possibile impostare un limite di velocità, e se tale limite viene superato, si attiva una reazione di errore predefinita durante la programmazione.
Questa funzione è particolarmente utile per proteggere gli utensili dall'eccessiva velocità, garantendo la sicurezza durante le operazioni di lavoro. 
Inoltre, le applicazioni non si limitano solo a questa, ci sono anche situazioni in cui si desidera utilizzare un encoder a bordo del motore per ottenere un controllo preciso della velocità. 
E se l'encoder montato sul motore non è certificato e non fornisce un'informazione affidabile sulla velocità per gestire le funzioni di sicurezza? Non è un problema: il nostro algoritmo è in grado di gestire contemporaneamente il feedback proveniente dall'encoder non certificato e ricostruire il feedback di velocità sicura necessario per le funzioni di sicurezza.

2. Funzioni SLA (Safely-Limited Acceleration)

Per garantire una gestione sicura dell'accelerazione, la funzione SLA (Safely-Limited Acceleration) è essenziale. Controllando attentamente le rampe di accelerazione del motore, la SLA impedisce che vengano superati i limiti predefiniti durante il processo di accelerazione. Questo evita accelerazioni eccessive che potrebbero mettere a rischio l'integrità della macchina o degli utensili utilizzati.

Per monitorare in modo sicuro l'arresto del motore, viene impiegata la funzione SS1 (Safe Stop 1). Questa funzione assicura un arresto controllato e sicuro del motore, garantendo che venga interrotta l'alimentazione in modo adeguato e che tutti i movimenti siano fermati in modo sicuro.
Inoltre, la coppia del motore viene disinserita attraverso l'attivazione della funzione di sicurezza STO (Safe Torque Off). Questa funzione garantisce che la coppia del motore sia completamente disattivata, prevenendo così qualsiasi movimento indesiderato o rischio di infortunio.

La funzione SDLC (Safe Door Lock Control) è utilizzata per situazioni in cui è necessario eseguire manutenzioni sulla macchina con ripari, porte o griglie di protezione aperte, ma è fondamentale che il motore rimanga fermo in modo sicuro. 
La funzione SDLC blocca il motore e garantisce, in modo certificato, la sicurezza di queste azioni (ad esempio, durante il cambio utensile).
Questo permette agli utenti di effettuare le necessarie operazioni di manutenzione in modo sicuro, tenendo il motore immobilizzato e prevenendo eventuali rischi o incidenti.

Il SSM (Safe Speed Monitoring) offre un monitoraggio sicuro della velocità, controllando componenti dell'impianto senza attivare il monitoraggio completo. Le funzioni di sicurezza e i valori limite sono adattabili tramite I/O digitali o Safety-over-EtherCAT (FSoE). È possibile memorizzare diverse velocità sicure nell'azionamento per l'SLS (Safe Limited Speed) e selezionarle tramite ingressi di sicurezza o FSoE. 
Questa tecnologia è ampiamente utilizzata in settori come la lavorazione del legno e le macchine utensili, garantendo sicurezza certificata alle normative vigenti.
Inoltre, KEB offre la possibilità di comandare sia il motore di fresatura che quello di foratura con un solo Azionamento COMBIVERT F6/S6 nell'applicazione.
La parte di sicurezza viene monitorata senza encoder ed è possibile passare dinamicamente tra i diversi limiti sicuri per ciascun motore.

La configurazione e programmazione della scheda Safety integrata nei Drive KEB viene effettuata utilizzando l'editor di sicurezza certificato, integrato nell'ambiente di configurazione KEB, COMBIVIS 6.

Inoltre, queste impostazioni di sicurezza possono essere salvate e scaricate su altri azionamenti tramite COMBIVIS o tramite il controllore. I parametri online e la cronologia degli errori possono essere utilizzati per la diagnostica approfondita del sistema. 
Pertanto, la funzione di esportazione facilita la creazione della documentazione richiesta in ambito sicurezza funzionale della macchina.

Vantaggi competitivi e riduzione dei costi con KEB Safety Encoderless

Questa tecnologia KEB rappresenta un importante passo avanti nel settore. 
Essere stati precursori in questa innovazione ci ha permesso di offrire vantaggi competitivi significativi a chi costruisce macchine. La possibilità di implementare funzioni di sicurezza senza la necessità di un encoder su motori asincroni, sincroni o a riluttanza, compatibili con il controllo in anello aperto V/F in modalità Sensorless Close Loop (SCL), apre nuove opportunità di flessibilità ed efficienza per le applicazioni dei nostri clienti. Con un ampio range di velocità fino a 128.000 RPM, possiamo garantire un controllo sicuro della velocità senza la necessità di un encoder montato sul motore.
Questa soluzione non solo migliora l'efficienza dell'architettura applicativa, ma offre anche importanti vantaggi in termini di riduzione dei costi. Eliminando la necessità di un encoder, si riducono i cablaggi e si semplificano le valutazioni, le certificazioni e la documentazione richiesta per la conformità dell'intera macchina e soluzione di sicurezza. Questo rappresenta un notevole risparmio di risorse e tempo per i nostri clienti.

Vuoi approfondire gli argomenti trattati in questo articolo? Clicca sul bottone quì sotto e guarda il video!