Ustawienie pozycji albo znalezienie usterki zwykle wymaga podejścia do maszyny. A gdy człowiek sięga rękami do strefy zagrożenia, każdy ruch w układzie musi być bezpiecznie kontrolowany. W wielu maszynach stosuje się wtedy pełne zatrzymanie. To często niezbędne, ale oznacza również ponowne uruchomienie i powtarzanie procedury, nawet po krótkiej interwencji.
Koszty przestojów szybko rosną. Presja na ograniczanie przestojów może też skłaniać do niebezpiecznego obchodzenia zabezpieczeń. Rozwiązaniem nie jest rezygnacja z ochrony, lecz odpowiednio zaprojektowany tryb bezpiecznej interwencji. W systemie LinMot z opcją -2S funkcje bezpieczeństwa są zintegrowane z napędem i silnikiem, dzięki czemu w przewidzianych do tego warunkach można pracować z bezpiecznie ograniczoną prędkością, bez całkowitego wyłączania napędu.
Certyfikat TÜV Nord
IEC/DIN EN 61508
7 funkcji bezpieczeństwa
GARDENA: drzwi ochronne mogą zostać otwarte
W systemach GARDENA Micro-Drip (MDS) drzwi ochronne można otworzyć, a silnik pozostaje zasilony. Powód to sezonowość: produkty do nawadniania nie sprzedają się równomiernie przez cały rok, tylko w krótkim okresie. Czego nie uda się wtedy wyprodukować, tego nie da się sprzedać.
Operator przy maszynie koryguje pozycję albo diagnozuje usterkę, a napęd cały czas jest zasilany i monitorowany. Umożliwiają to napędy LinMot z opcją -2S, które mają w obudowie zintegrowany, certyfikowany moduł bezpieczeństwa. Razem z silnikami w wersji -2S realizuje on funkcje SLS (bezpiecznie ograniczona prędkość) i SOS (bezpieczne zatrzymanie robocze). SLS nadzoruje ograniczenie prędkości podczas dopuszczonego ruchu, a SOS monitoruje zatrzymanie osi przy zachowaniu zasilania napędu. Pozwala to ograniczać zbędne postoje bez rezygnacji z wymaganego poziomu bezpieczeństwa.
Trzy elementy, jeden producent
W konwencjonalnych układach elementy realizujące funkcje bezpieczeństwa osi, czujnik pozycji i silnik mogą pochodzić od różnych producentów. LinMot integruje kluczowe elementy bezpieczeństwa samej osi napędowej:
- napęd C1251-MI-XC-2S, który sam realizuje funkcje bezpieczeństwa,
- silnik liniowy ze zintegrowanym bezpiecznym czujnikiem pozycji,
- jeden kabel łączący oba elementy.
To mniej części do zamówienia, mniej interfejsów do zaprojektowania i mniej okablowania do diagnozowania w przyszłości. Ułatwia to również uzyskanie wsparcia technicznego od jednego dostawcy. Funkcje bezpieczeństwa są certyfikowane przez TÜV Nord według normy IEC/DIN EN 61508, czyli sprawdzone niezależnie, a nie tylko zadeklarowane przez producenta.
Wersje standardowe i wersje z bezpieczeństwem mają te same wymiary, więc tę samą maszynę można zbudować z funkcjami bezpieczeństwa albo bez nich. Dla konstruktora oznacza to:
Ta sama przestrzeń montażowa
Te same punkty montażowe
To samo prowadzenie kabli
Bez osobnego modułu bezpieczeństwa dla osi napędowej
Moduł bezpieczeństwa znajduje się wewnątrz obudowy napędu, a bezpieczny czujnik pozycji jest zintegrowany z silnikiem. Między silnikiem a napędem nadal wystarcza jeden kabel. Nie oznacza to jednak, że cała maszyna nie wymaga innych elementów bezpieczeństwa – dobór urządzeń oraz funkcji musi wynikać z oceny ryzyka konkretnej aplikacji.
Siedem funkcji bezpieczeństwa
Przydatna ściągawka do kolejnych specyfikacji:
Zatrzymanie nie zawsze jest najlepszym wyjściem. Podczas regulacji i diagnostyki nie zawsze trzeba całkowicie wyłączać napęd. SOS pozwala nadzorować zatrzymaną oś, a SLS – jej ruch z ograniczoną prędkością. Odpowiedni tryb pracy trzeba jednak przewidzieć już na etapie projektowania bezpieczeństwa maszyny.
SLS czy SOS – co sprawdzi się w Twojej maszynie?
Obie funkcje pomagają ograniczyć niepotrzebne postoje, ale rozwiązują różne problemy. Wybór zależy od tego, czy podczas interwencji oś ma pozostać nieruchoma, czy wykonywać ruch.
SLS – gdy ruch jest potrzebny
Przy ustawianiu mechanizmu lub obserwacji jego pracy oś może poruszać się z ograniczoną i monitorowaną prędkością.
SOS – gdy oś ma pozostać w miejscu
Podczas diagnostyki albo krótkiej regulacji można nadzorować zatrzymaną oś bez całkowitego wyłączania napędu.
Przykłady te nie zastępują oceny ryzyka. Samo uruchomienie SLS lub SOS nie oznacza automatycznie, że dostęp operatora do strefy zagrożenia jest dopuszczalny. Znaczenie mają również pozostałe ruchy maszyny, sposób nadzorowania osłon i wymagane środki ochronne.
Konfiguracja w znanym narzędziu
Do funkcji bezpieczeństwa nie trzeba dodatkowego oprogramowania. Standardowe narzędzie konfiguracyjne LinMot-Talk zostało rozszerzone, więc wszystkie siedem funkcji parametryzuje się w tym samym miejscu co ruch. Kto już konfiguruje silniki liniowe w LinMot-Talk, pracuje w znanym środowisku. LinMot-Talk jest bezpłatny, bez opłat licencyjnych.
Bezpieczeństwo także w modułach liniowych
To, co dotyczy silników liniowych i napędów LinMot, dotyczy też modułów liniowych. W wersji z bezpieczeństwem są już dostępne moduły DM01 i DM03 oraz wybrane moduły FM01 i EM01.
Gotowy do montażu moduł krótkiego skoku DM01, ze sztywną skrętnie prowadnicą i łatwą do czyszczenia aluminiową obudową, jest dostępny także w wersji -2S z funkcją SLS, która pozwala na bezpieczną interwencję w trakcie ruchu. DM01 to prowadnica liniowa, zintegrowany stator LinMot i opcjonalne wyposażenie, dostarczane jako kompletna jednostka. Wersja -2S ma te same wymiary co standardowa i dodatkowo zintegrowany bezpieczny czujnik pozycji. Oba warianty łączy jeden kabel: jeden moduł, jeden numer katalogowy. Kolejne warianty modułów mają pojawić się w I kwartale 2027 roku.
Dwa pytania przy kolejnej maszynie
Kto zada te pytania na wczesnym etapie projektu, nie będzie musiał wybierać między bezpieczeństwem a dostępnością. W przypadku GARDENA odpowiedzią była opcja -2S w napędzie i silniku, bez konieczności zmiany gabarytów i punktów montażowych zastosowanych komponentów napędowych.
Źródło: LinMot – Functional safety in the drive: Intervention without downtime. Opracowanie i uzupełnienia: MultiProjekt.