Przemiennik częstotliwości Lenze 8400 - certyfikowany według nowych norm

SZYBKIE ZATRZYMANIE

Fot. 1. Nowa linia przemienników częstotliwości Lenze - 8400

Funkcje bezpieczeństwa można zrealizować od strony technicznej na dwa podstawowe sposoby. W klasycznych rozwiązaniach wykorzystuje się zewnętrzne komponenty - najczęściej styczniki, które odłączają zasilanie napędu. W nowoczesnym, innowacyjnym rozwiązaniu zatrzymanie realizowane jest bezpośrednio w napędzie poprzez odłączenie źródła impulsów przez optoizolator. Zalety takiego systemu wdrożonego przez Lenze są wielorakie. Układ zintegrowany z napędem zapewnia zdecydowanie szybsze rozłączenie napędu - a dzięki temu wzrost bezpieczeństwa. W porównaniu z tym stykowe przerywanie zasilania pracuje biernie i wymaga nierzadko 50ms czasu do przerwania dopływu prądu. W tym czasie napęd może osiągnąć już obroty, które stwarzać będą zagrożenie.

Dalsze zalety integracji wynikają z oszczędności na komponentach, wielkości szaf sterujących i okablowania, co ma znaczenie również przy kalkulacji kosztów dla całego czasu eksploatacji urządzenia (tzw. LCC - Live Cycle Cost). Skrócenie czasów uruchamiania oraz zmniejszenie kosztów związanych ze szkoleniem pracowników odgrywa tutaj również znaczącą rolę.

Omawiana koncepcja oparta jest o nowoczesne rozwiązania PLC, które zapewniają bezpieczeństwo oraz możliwość opracowywania procesów związanych z kontrolą maszyny w jednym urządzeniu. Komunikacja wspomagana jest przez systemy bezpieczeństwa, które transmitują jednocześnie bezpieczne i standardowe dane z wykorzystaniem jednej magistrali.

WYMOGI ZWIĄZANE Z NOWYMI NORMAMI

Fot. 2. Napędy w ruchu

Funkcje bezpieczeństwa wbudowane w przemienniki firmy Lenze certyfikowane są zgodnie z wymogami nowych norm. W związku ze zmianą w zakresie obowiązujących norm Lenze wspiera producentów maszyn i urządzeń przy odbiorze dopuszczeniowym całej maszyny. W końcu 2009 roku zmieniły się istotne dla konstruktorów maszyn normy, wprowadzając zastosowanie zintegrowanej technologii bezpieczeństwa. Ponieważ od 28 grudnia 2009 roku obowiązuje EN ISO 13849-1, obecnie producenci maszyn i urządzeń muszą uwzględnić przy określaniu bezpieczeństwa swoich wyrobów również prawdopodobieństwo występowania awarii.

Nowa norma, w przeciwieństwie do EN 954-1, korzysta z probabilistycznego (statystycznego) podejścia do bezpieczeństwa. Obejmuje to systemy elektroniczne, których stara norma nie obejmowała całkowicie. Dla producentów maszyn oznacza to, że muszą oni uwzględniać parametry ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa poprzez określenie poziomów bezpieczeństwa wykorzystując parametry MTTFd (Mean Time To Failure dangerous) i DC (Diagnostic Coverage). W produktach Lenze istotne parametry bezpieczeństwa, można określić za pomocą zwykłych narzędzi programowych (na przykład „Sistema” BGIA). Dzięki temu wyznacza się poziomy bezpieczeństwa dla poszczególnych funkcji bezpieczeństwa.

Fot. 3. Od 28 grudnia 2009 obowiązuje EN ISO 13849-1

Firma Lenze uwzględnia rosnące wymagania użytkowników w stosunku do konstruktorów maszyn i urządzeń oraz intensywnie wspiera swoich klientów przy certyfikacji technologii bezpieczeństwa poprzez:

• produkty, których bezpieczeństwo działania jest już obecnie certyfikowane zgodnie z nowymi normami,
• oddanie do dyspozycji biblioteki oprogramowania dla Tool Sistema, która uwzględnia wszystkie istotne pod względem bezpieczeństwa parametry produktów z funkcjami bezpieczeństwa,
• opracowanie nowych wymogów wynikających z wdrażania nowych norm w postaci obszernej broszury,
• aktywną współpracę w ramach TÜV Rheinland, co ma zapewnić przygotowanie dostępnej na całym świecie bazy danych, w której zgromadzone mają być wszystkie aktualne parametry związane z bezpieczeństwem produktów o określonym bezpieczeństwie działania.

PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE FUNKCJI SAFE TORQUE OFF

Fot. 4. Bezpieczne zatrzymanie części maszyny realizowane za pomocą nowego przemiennika serii 8400

Sygnały dochodzące ze środowiska producentów maszyn i urządzeń potwierdzają, że zintegrowana technologia bezpieczeństwa ma rosnące znaczenie dla wydajności i efektywności maszyn. „Dzięki integracji bezpieczeństwa funkcjonalnego w przemiennikach częstotliwości osiągamy wyraźnie wyższe częstotliwości cykli. Z kolei coraz niższe koszty jednostkowe skutkują wzrostem wydajności produkcji, zyskują na tym nasi klienci” - podkreśla szef działu konstrukcji elektrycznych jednego z najważniejszych producentów pras na północy Niemiec.

W urządzeniu służącym do produkcji laminatów osoby obsługujące maszyny muszą regularnie wchodzić do obszaru zabezpieczonego ogrodzeniem, aby uzupełnić zapas folii powierzchniowej czy papieru dekoracyjnego. W takim przypadku dana część instalacji - i to tylko i wyłącznie ta część - zostaje przez system bezpieczeństwa zatrzymana w sposób bezpieczny, ale sąsiednie procesy dalej przebiegają z wysoką prędkością. Po uzupełnieniu zapasu w kasetach i odblokowaniu omawianej części produkcja natychmiast ponownie rusza.

Fot. 5. Przemiennik częstotliwości serii 9400 - funkcje bezpieczeństwa realizowane są za pomocą wyjmowanych modułów

Jako następną zaletę zastosowanego rozwiązania wymienić można skrócenie czasów uruchamiania. Wszystkie napędy oraz systemy bezpieczeństwa urządzenia mogą być sterowane centralnie i regulowane za pomocą oprogramowania użytkowego L-force Engineer firmy Lenze, przez co „zamówione urządzenia mogą być szybciej oddane do eksploatacji i zacząć zarabiać“ .

SKALOWALNE FUNKCJE Z BEZPIECZNYM POMIAREM PRĘDKOŚCI

Przemienniki częstotliwości serii Servo Drives 9400 cechują się zaawansowanymi funkcjami bezpieczeństwa, które implementowane są w postaci wymiennych modułów bezpieczeństwa o skalowalnym zakresie funkcjonalności. Bezpiecznie wyłączany moment (STO) jest funkcją bazową, dodatkowo wspierane są funkcje: bezpieczne zatrzymanie 1, bezpieczne zatrzymanie 2, a także bezpieczne ograniczanie prędkości. Dopełnieniem jest zastosowanie bezpiecznych sieci komunikacyjnych - takich jak Profisafe.

PODSUMOWANIE

O ile w ostatnich latach najbardziej innowacyjne rozwiązania w technice napędowej związane były z integracją elementów sterujących i decentralizacją systemów, obecnie trendem w branży maszynowej jest integracja w napędach funkcji bezpieczeństwa związanych z nowymi normami. Przykładem na to jest w przypadku nowego przemiennika 8400 firmy Lenze funkcja drive-based safety - a konkretnie safe torque off (STO). Tak jak wszystkie funkcje bezpieczeństwa w przypadku produktów Lenze - jest ona już zgodna z nowymi normami, które zaczęły obowiązywać w końcu 2009 roku.

Tobiasz Witor