Sicurezza senza encoder

La trasformazione tecnologica in atto, guidata dall’intreccio dei canoni di digitalizzazione (l’introduzione di dispositivi e processi capaci di trasmettere ed elaborare enormi masse di dati) ed automazione (la disponibilità di macchine capaci di svolgere mansioni, a medio-alta complessità, sin qui ad appannaggio dei soli esseri umani) posti dal concetto di Industry 4.0, implica un adattamento alle normative di riferimento (IEC61508 – ISO13849) in tema di sicurezza funzionale per il miglioramento dei processi produttivi.

Automazione 4.0

Per i costruttori di macchine, in ambito Automation, significa cercare nel mercato soluzioni «Smart» con alti livelli di integrazione e flessibilità per poter semplificare le architetture di macchina, ridurre i costi di produzione ed aumentare la flessibilità riducendo il Time To Market.

Ruolo e obiettivo della Sicurezza Funzionale

In questo processo di evoluzione delle macchine, la Sicurezza Funzionale gioca un ruolo fondamentale.
L'obiettivo è quello di ridurre al minimo i rischi che le apparecchiature tecniche comportano per l'uomo e l'ambiente e ridurre il pericolo per gli operatori ed i tecnici con utensili che ruotano ad alta velocità.

Soluzioni tradizionali vs soluzioni all'avanguardia

Il funzionamento sicuro delle macchine richiede spesso funzioni di sicurezza per limitare le velocità, i sensi di rotazione o le posizioni degli assi. Con le soluzioni di sicurezza tradizionali, gli stati di funzionamento pericolosi vengono rilevati ed evitati utilizzando moduli di sicurezza esterni. Questo aumenta la complessità del concetto di sicurezza della macchina.
Al contrario, oggi vengono utilizzati Azionamenti con funzioni di sicurezza integrate e PLC di sicurezza con blocchi funzione certificati, che riducono lo sforzo di cablaggio e semplificano il concetto di sicurezza.

Garantire sicurezza e certificazioni crea un vantaggio competitivo che può giocare un ruolo fortemente rilevante.

KEB #SafetyEncoderless

La tecnologia di KEB con l’azionamento Generazione 6 garantisce le necessarie funzioni di sicurezza senza encoder offrendo all'utente alcuni importanti vantaggi. Vediamo di seguito quali sono.

Vantaggi per l'utente

  • 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 o non possibile per l’ambiente dove è installata la macchina.
  • Applicazioni con Encoder Non Sicuro sul motore utilizzato per regolazione velocità (V/f o Sensorless) ed utilizzo funzionalità Safety Encoderless per gestione sicurezze.

Le funzioni di sicurezza senza encoder possono essere utilizzate in diverse applicazioni.

Vediamo insieme un esempio applicativo

Un'applicazione è rappresentata dalle macchine utensili sotto forma di centri di lavoro CNC, che possono eseguire diverse fasi di lavorazione su un unico pezzo. Tra queste vi sono macchine di tornitura, fresatura e foratura adatte, ad esempio, alla lavorazione completa di materiali come legno, plastica, vetro o metallo.

KEB #SafetyEncoderless integrate nell'azionamento

La sesta generazione di azionamenti KEB, nella sua variante PRO, offre funzioni di sicurezza scalabili senza Encoder, direttamente all’interno dell’Azionamento.
Il 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 utilizzato indipendentemente dal tipo di motore (Asincroni, Brushless, Riluttanza) e quindi per un gran numero di applicazioni.

Funzioni di sicurezza in anello aperto

SLS (Safely-Limited Speed)
Con la funzione SLS, l'azionamento controlla in modo affidabile la velocità. Se viene superato il limite di velocità impostato, si verifica una reazione all'errore, che viene definita durante la programmazione del dispositivo.
La funzione SLS protegge gli utensili dalla sovra velocità.

SLA (Safely-Limited Acceleration)
A questo scopo, la funzione SLA controlla le rampe di accelerazione.
Essa impedisce al motore di superare i limiti impostati e definiti durante l'accelerazione.

SS1 (Safe Stop 1)
L’arresto del motore è monitorato in modo sicuro dalla funzione SS1.
La coppia viene poi disinserita (funzione di sicurezza STO attivata).

SDCL (Safe Door-Lock Control)
La funzione SDLC può essere utilizzata per manutenzioni macchina con ripari / porte / griglie di protezione aperte, dove il motore deve stare fermo in modo sicuro (ad es. per il cambio utensile).

SSM (Safe Speed Monitor) e SMS (Safe Maximum Speed)
SSM fornisce un segnale digitale sicuro per il monitoraggio della velocità con il quale è possibile controllare altri componenti dell'impianto. SMS controlla costantemente una velocità massima senza dover attivare il monitoraggio.

Le funzioni di sicurezza ed i loro valori limite possono essere inoltre adattati in modo flessibile tramite I/O digitali e/o Safety-over-EtherCAT (FSoE).
Nel modulo di sicurezza, all’interno dell’azionamento si possono memorizzare fino a otto diversi valori di velocità per la funzione SLS, che possono essere selezionati tramite ingressi di sicurezza o tramite FSoE.
È inoltre possibile combinare diverse funzioni di sicurezza con un solo ingresso.
Se, ad esempio, la funzione SLS deve essere collegata con un senso di rotazione sicuro, questo può essere comodamente impostato.
Un'attivazione diretta dell'STO può essere definita come reazione ad una sovra velocità durante il monitoraggio SLS. In alternativa, si può utilizzare una rampa di errore per l’arresto del motore e questa può essere monitorata con la funzione SS1.

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.
Qui è possibile configurare le funzionalità e i limiti di sicurezza; inoltre queste impostazioni di sicurezza possono essere salvate e scaricate su altri azionamenti tramite COMBIVIS o tramite il controllore.
I parametri on-line e la cronologia degli errori possono essere utilizzati per la diagnostica approfondita del sistema.
La funzione di esportazione facilita la creazione della documentazione richiesta in ambito sicurezza funzionale della macchina.

Walter Naddeo

Walter Naddeo

Sales Application Drives & Control

Highlights

  1. Soluzioni «Smart» con alti livelli di integrazione e flessibilità.
  2. Safety Senza Encoder, garantendo sicurezza e certificazioni.
  3. Applicazioni in cui le funzioni di sicurezza senza encoder offrono vantaggi.
  4. Funzioni di sicurezza in anello aperto disponibili sul Drive KEB.
  5. Ulteriori vantaggi competitivi del prodotto KEB.
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