De stigende sikkerhedskrav i det europæiske maskindirektiv på den ene side og det stadigt voksende pres på forbrug af tid og omkostninger på den anden side har sat produktionsfolk og -ledere i et dilemma i nogle år. Bihl+Wiedemann’s fleksible løsninger til sikker hastighedsovervågning er med til effektivt at løse dette problem ved at reducere dyre driftsstop.
Der var en gang, da rationaliseringsfolkenes stopure til beregning af produktionsomkostningerne ikke behøvede den store viser endsige sekundviseren. Man kunne i ro og mag lukke hele produktionslinjer for at foretage en manuel indgriben – eksempelvis med henblik på vedligehold. I dag har et stadigt stigende pres på omkostningerne også resulteret i et stadigt større tidspres. Nu kan man på kroner og ører beregne hvor meget, hvert enkelt stop i produktionen koster virksomheden. Det er indlysende, at en effektiv optimering ikke må ske på bekostning af sikkerheden – det fremgår også meget klart af kravene i det europæiske maskindirektiv 2006/42 / EF.
Disse krav forpligter maskinbyggeren at foretage en risikovurdering for at bestemme alle de risici, der er forbundet med en maskine. Den nyeste version af maskindirektivet angiver blandt andet: “Maskinen skal være konstrueret og fremstillet således, at den er indrettet til sin funktion og kan betjenes, indstilles og vedligeholdes, uden at personer udsættes for fare, når disse operationer foretages på de betingelser, der er fastsat, men også under hensyntagen til eventuelt, rimeligt forudseeligt misbrug heraf”. Hvad dette betyder for systemer med hastighedsregulerede drev er blevet specifikt behandlet i IFA-rapporten ”Safe drive controls with frequency inverters” (IFA Report 7 / 2013e): “Bevægelse af en maskindel med variabel hastighed giver som på drev uden hastighedskontrol ofte anledning til en risiko, mod hvilken brugere af maskinen skal beskyttes”.
Det enkleste middel til at forebygge, at der sker bevægelser i en maskine under manuel indgriben i farezoner, er en (sikker) afbrydelse af den energi, der driver relevante motorer. Ofte er dette dog ikke muligt, eksempelvis hvis der skal gribes ind, mens maskinen kører med henblik på fejlretning, opsætning, tests under drift o.s.v. Sådanne operationer kræver, at maskinen kan betjenes med værnemidler deaktiveret. For – på trods af dette – at sikre brugerens sikkerhed udføres de farlige bevægelser i sådanne tilfælde med en begrænset og sikker hastighed og/eller moment, og hyppigt i inching mode og/eller kun når et bestemt afbryder er aktiveret. Kort sagt kan den situationen for et produktionsanlæg skitseres som følger: Man kan ikke lukke hele systemet ned for at kunne udføre en række manuelle indgreb, da den handling, der skal udføres, i så fald ikke vil være mulig. Og i et formentlig endnu større antal tilfælde ønsker man ikke at lukke helt ned for at undgå produktionsstop og dermed unødvendige omkostninger.
Dette besvarer til fulde, spørgsmålet om, hvorfor sikker hastighedsovervågning bliver mere og mere vigtigt. Herefter er det opgaven at bestemme, hvordan dette opnås bedst, og her varierer svarene afhængigt af applikationen.
Sikker hastighedsovervågning med Bihl+Wiedemann: Så mange facetter som systemet kræver
Sikkerhedseksperterne hos Bihl+Wiedemann blev tidligt opmærksomme på den hastigt voksende fokus på dette område og har i de seneste år arbejdet intenst på udvikling af særligt effektive løsninger. Resultatet er en række produkter, der er lige så forskellige som de teknologiske muligheder for at realisere en sikker funktion samt de forskellige krav, som de respektive systemer stiller: Bihl+Wiedemann tilbyder hastighedssmonitorer for både sensorer og encodere. Produktlinjen spænder fra løsninger til små applikationer til koncepter for store, distribuerede systemer. “Vores portefølje er så fuldstændig, at vi har det rigtige koncept klar til næsten enhver applikation”, siger medstifter og CEO Bernhard Wiedemann.
Sikker hastighedsovervågning af sensorer: Et lille multitalent spiller en stor rolle
Når det kommer til sikker hastighedsovervågning af sensorer spiller et lille multi-talent en stor rolle: Safety Basis Monitor fra Bihl+Wiedemann er kun 22,5 millimeter bred og indeholder fire to-kanals, sikre indgange eller standard input og status output og udfylder dermed rollen som en autonom, kompakt sikkerhedscontroller. Den har også to sikre elektroniske udgange, USB- eller Ethernet-interface til konfiguration og detaljeret diagnostik herunder indkoblingshistorik. De integrerede hastighedsmonitorer er placeret på de lokale inputs og kan overvåge to akser med to kanaler op til SIL2 / PLd eller fire akser med én kanal op til SIL1 / PLc. Stilstandsmonitorer kan yderligere overvåge fire akser med to kanaler op til SIL2 / PLd med deres elektroniske øje.
Sikker hastighed overvågning af encodere: Går ét sikkerhedsniveau højere
De sikre hastighedsmonitorer til encodere fra Bihl+Wiedemann går i deres sikkerhedskrav et niveau højere op og har ligeledes den kompakte installationsbredde på kun 22,5 millimeter. De kan overvåge op til to akser op til SIL3 / PLe og er kompatible med alle almindeligt anvendte encodere: fra sinus/cosinus til SSI- og TTL- til HTL-versioner. Her skiller Bihl+Wiedemanns seneste innovation sig ud: Den elektroniske monitor er nu tilgængelig i en version med to lokale, sikre udgange, hvorved man opnår en afbrydertid på mindre end fem millisekunder samtidig med et vilkårligt antal konfigurerbare sikkerhedsfunktioner. Hvis encoderen kun skal udføre sikker overvågning af én akse, kan hastighedsmonitoren tilsluttes direkte. Men i mange tilfælde er encoderen allerede tilsluttet en omformer, som skal bruge signalet til hastighedskontrol. Så signalet udtages mellem encoder og omformer ved blot at bruge en passende adapter, såsom en Sub D-kabel adapter til tilslutning mellem omformeren og encoder-kablet eller et adapter-modul for udtagning af to encodersignaler.
Sikker hastighedsovervågning af drev: Så simpelt, som det kan blive ved at bruge Safety Gateways med sikker feltbustilslutning
Ved at bruge Safety Gateways fra AS-Interface specialisterne Bihl+Wiedemann kan hastigheden lige så sikkert og simpelt også overvåges direkte i drevet: Eksempelvis sammen med CIP Safety via Sercos, protokollen for overførsel af sikkerhedsrelevante signaler, hvorved der ikke er påkrævet yderligere kabler for en sikkerhedsbus. Integration af drive-, standard I/O- og sikkerhedsbus samt standard Ethernet i ét enkelt netværk forenkler håndteringen og reducerer hardware- og installationsomkostningerne. På den måde kan man nemt realisere integrerede sikkerhedscontrollere og homogene sikkerhedsløsninger. Selvfølgelig kan Safety Gateways også kombineres med en sikker PLC (F-CPU): PROFIsafe via PROFIBUS, PROFIsafe via PROFINET og CIP Safety via EtherNet/IP.
Sikker hastighedsovervågning på Gateway eller modul: Med direkte forbindelse til hele automatiseringverdenen
Hastighedensmonitorerne fra Bihl+Wiedemann er åbne for hele automatiseringsverdenen. Dette skyldes at alle hastighedsmonitorerne, uanset om hastigheden overvåges direkte i Gateway eller i modulet, kan tilsluttes via Gateways til stort set alle fælles feltbussystemer fra PROFIBUS og PROFINET til EtherNet/IP, Modbus TCP og CC-Link til CANopen og EtherCAT. Tolv terminaler på den integrerede sikkerhedsmonitor er frit konfigurerbare – eksempelvis som seks sikre udgange plus tre sikre, to-kanals indgange, som seks sikre, to-kanals indgange, som standard I/O’er eller som en kombination heraf. Hastighedsmonitorerne er placeret på de lokale input på Gateways og overvåger tre akser med to kanaler op til SIL2 / PLd eller seks akser med én kanal op til SIL1 / PLC.
Konfigurationen af alle de sikre AS-interface I/O-moduler og hastighedsmonitorer er gjort lettere ved hjælp af den intuitive ASIMON 3 G2 software, som medfører, at alle de nødvendige indstillinger kan foretages hurtigt og nemt. Funktioner såsom indkoblingshistorik og online diagnostik samt mulighed for remote-vedligehold er også kun et klik væk i dette program.
Hvad angår beslutningen om, hvilke af de her skitserede løsninger for sikker hastigheds- og drevovervågning, der er den rigtige for et bestemt system, er der faktisk kun en tommelfingerregel: For mindre maskiner med minimale sikkerhedskrav er induktive følere eller optoelektroniske sensorer generelt den mest omkostningseffektive og enkleste metode. Til encodere stilles der normalt større sikkerhedskrav. I systemer, hvor højtydende drev håndterer komplekse feedbacks eller positioneringsopgaver anbefales sikker hastighedsovervågning i drevet. Men i sidste ende kan spørgsmålet altid bedst besvares ved at se på den konkrete anvendelse – gerne sammen med de professionelle hos Bihl+Wiedemann.
