SS1
Bezpieczny stop SS1 to dwuetapowa funkcja bezpieczeństwa (rys. 2). W pierwszej fazie następuje stopniowe zmniejszanie prędkości silnika aż do jego zatrzymania. Następnie aktywowana jest funkcja STO (oraz SBC, jeżeli jest dostępna). W normie PN-EN 61800-5-2 założono pewną dowolność w zakresie realizacji funkcji SS1, dopuszczając dwie możliwości.
W pierwszym przypadku prędkość silnika jest monitorowana i dopiero, gdy jest mniejsza niż wartość graniczna, aktywowana zostaje funkcja bezpiecznego wyłączenie momentu. W wypadku, gdy zmiana prędkości silnika w czasie jego hamowania nie jest kontrolowana, funkcja STO zostaje załączona po pewnym czasie, z góry określonym i dostosowanym do potrzeb danej aplikacji.
Bezpieczny stop typu pierwszego odpowiada kontrolowanemu zatrzymaniu kategorii 1 według normy PN-EN 60204-1 (a po wyłączeniu silnika - zatrzymaniu kategorii 0). Funkcja SS1 jest zalecana, gdy wymagane jest jak najszybsze zatrzymanie maszyny, zwłaszcza ciężkich, wirujących obciążeń mechanicznych lub silnika pracującego z dużą prędkością. Typowe zastosowania bezpiecznego stopu 1 to m.in. hamowanie napędów pił, wrzecion szlifierek, wirówek oraz pras.
|
Integracja funkcji bezpieczeństwa to najnowszy trend w zakresie konstrukcji napędów elektrycznych. Urządzenia takie w swojej ofercie ma większość producentów, m.in. Mitsubishi Electric, Siemens, Lenze, Rockwell Automation i B&R. Poniżej prezentujemy przykładowe produkty:
Wybrane funkcje i cechy: bezczujnikowe sterowanie wektorowe, autotuning (identyfikacja parametrów silnika), przeciążalność 200% przez 3 s (150% przez 60 s), ograniczanie momentu / prądu w czasie rozruchu i hamowania, możliwość podłączenia zewnętrznego hamulca załączanego przez przetwornicę, kontrolowane hamowanie po chwilowym braku zasilania, automatyczny restart po awarii zasilania, zintegrowana funkcja STO według PN-EN 61800-5-2, rozwiązania konstrukcyjne wydłużające żywotność; zakres mocy 0,1÷2,2 kW (FR-E720S), 0,4÷15 kW (FR-E740), stopień ochrony IP20. www.mitsubishi-automation.pl
Wybrane funkcje i cechy: konstrukcja modułowa (jednostka sterująca + moduł mocy), sterowanie wektorowe, skalarne i FCC (Flux Current Control), zintegrowane funkcje bezpieczeństwa (kategorii 3 według PN-EN 954-1, SIL 2 według PN-EN 61508, PL d według PN-EN 13849-1), bez enkodera: bezpieczne wyłączenie momentu, bezpieczny stop 1, bezpiecznie ograniczona prędkość, bezpieczny kierunek ruchu, interfejsy komunikacyjne: Profinet, Profibus, Profisafe, Modbus RTU, CANopen, BacNet, MS / TP, port USB, zintegrowane funkcje PLC, zakres mocy 0,37 kW - 250 kW. www.automatyka.siemens.pl
Wybrane funkcje i cechy: zakres mocy 0,75÷250 kW (PowerFlex 753), 0,75÷900 kW, 200÷1000 kW ( PowerFlex 755), karty rozszerzeń dla sieci Ethernet/IP, ControlNet, DeviceNet i różnych sieci przemysłowych, wbudowany port Ethernet (funkcje zależne od modelu); typy silników: indukcyjne (Power Flex 753), indukcyjne i z magnesem trwałym (PowerFlex 755), wbudowany sterownik PLC DeviceLogix, zintegrowane funkcje bezpieczeństwa (SIL 3, PL e, kategoria 3 lub 4): bezpieczne wyłączenie momentu, bezpieczne zatrzymanie, ograniczona prędkość bezpieczna, maksymalna prędkość bezpieczna, maksymalne przyspieszenie bezpieczne, kierunek bezpieczny, monitorowanie prędkości zerowej, sterowanie i monitorowanie drzwi. www.rockwellautomation.pl |
SS2 Z SOS
Rys. 5. Funkcja SBC służy do sterowania zewnętrznym hamulcem i zwykle jest aktywowana razem z STO
Funkcja bezpiecznego stopu 2, podobnie jak SS1, jest dwuetapowa (rys. 3). Po jej aktywowaniu silnik zostaje w określonym czasie wyhamowany, a następnie inicjowana jest funkcja SOS. W jej wypadku, w przeciwieństwie do STO, zasilanie napędu silnika nie jest wyłączane. Dzięki temu podtrzymywany jest moment obrotowy - w rezultacie silnik zostaje unieruchomiony w określonej pozycji.
Przez cały czas działania tego zabezpieczenia położenie jest monitorowane oraz odpowiednio utrzymywane przez sterownik napędu. Funkcja SS2 odpowiada kontrolowanemu zatrzymaniu kategorii 2 według PN-EN 60204-1. Bezpieczny stop 2, podobnie jak SS1, gwarantuje szybkie zatrzymanie silnika. Równocześnie dzięki temu że zasilanie nie jest odłączane, restart silnika jest szybszy.
Dlatego funkcja SS2 jest zwykle wykorzystywana, gdy maszyna lub jej część powinna przez krótki czas pozostać unieruchomiona przy włączonym zasilaniu. Wymagać tego może specyfika procesu produkcyjnego lub konieczność wykonania okresowych, krótkotrwałych prac konserwacyjnych. Przykładem jest czyszczenie lub regulacja komponentów systemu wizyjnego zainstalowanego w obrębie danej linii produkcyjnej lub usunięcie z niej resztek materiałów.
SLS, SSR, SDI, SBC
Rys. 6. Zatrzymanie silnika można zrealizować z wykorzystaniem rozłącznika bezpieczeństwa (a), przekaźnika oraz stycznika umieszczonego przed (b) lub za napędem (c); alternatywą są napędy ze zintegrowanymi funkcjami bezpieczeństwa (d)
Działanie funkcji SLS polega na monitorowaniu prędkości silnika (rys. 4). W razie przekroczenia ustalonej wartości granicznej podejmowane jest odpowiednie działanie określone na etapie konfiguracji. Zwykle aktywowane jest wówczas bezpieczne wyłączenie momentu i silnik jest zatrzymywany.
Funkcja bezpiecznego ograniczenia prędkości jest użyteczna wtedy, gdy operator musi wykonać pewne czynności (konserwacyjne, konfiguracyjne, itp.) w pracującym urządzeniu, a niemożliwe lub nieefektywne jest jego całkowite zatrzymanie. Przykładem są maszyny, których podajniki trzeba co jakiś czas ręcznie uzupełnić. Dzięki SLS po zakończeniu tej czynności można płynnie przełączyć maszynę w tryb pracy na pełnych obrotach.
Bezpieczne zmniejszenie prędkości ułatwia również konserwację m.in. przenośników. Oprócz ochrony ludzi funkcja ta jest wykorzystywana także do zabezpieczania maszyn przed uszkodzeniem w wyniku przekroczenia ich granicznych parametrów pracy. Innym przykładem jest dostosowanie prędkości obrotowej do rodzaju narzędzia używanego w danym momencie.
Rozszerzeniem SLS jest funkcja bezpiecznego zakresu prędkości. W jej wypadku wykrywany jest również spadek szybkości silnika poniżej minimalnej wartości granicznej. Z kolei funkcja SDI monitoruje kierunek obrotów wału silnika i jest przydatna wtedy, gdy wymagany jest ruch tylko w jedną stronę.
Podobnie jak SLS umożliwia ona operatorom bezpieczny dostęp do strefy zabronionej w czasie pracy maszyny. Przykładowe jej zastosowanie to blokada drzwi osłonowych maszyny w czasie, gdy kierunek obrotów ma zwrot w stronę obsługi. Funkcja SBC umożliwia z kolei sterowanie zewnętrznym hamulcem. Zwykle jest aktywowana razem z funkcją STO (rys. 5).
|
