Significativo risparmio sui costi
Carsten Gregorius, Manager Strategic Product Marketing Safety, e Udo Tappe, Manager Product Management Safety, entrambi di Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont, Germania
Economico, affidabile, facile da mettere in funzione e certificato fino a SIL3 e PLe: il modulo sicuro di controllo della velocità PSR-MM35 di Phoenix Contact monitora le velocità e gli intervalli di velocità degli azionamenti elettrici direttamente dall’azionamento, ossia senza l'uso di sensori esterni.
Il nuovo dispositivo di commutazione di sicurezza PSR-MM35 consente di implementare efficienti soluzioni di safe-motion, adatte sia per macchinari stazionari che mobili. A questo scopo, le funzioni di sicurezza STO (Safe Torque Off), SLS (Safely Limited Speed), SMM (Safe Speed Monitor) e SSR (Safe Speed Range) sono integrate nel dispositivo di controllo della velocità. Con questo dispositivo il monitoraggio diretto del movimento, sicuro e senza sensori, diventa un'alternativa tecnicamente ed economicamente convincente rispetto all'uso di sensori di sicurezza senza contatto, rotativi e lineari.
Nella realizzazione dei concetti di safe-motion, meno componenti significa anche minore complessità. Il monitoraggio del movimento, facile da installare, che misura direttamente sull’azionamento e non richiede encoder esterni, consente a costruttori ed integratori di macchinari una gestione controllata della progettazione durante l’implementazione di funzioni di sicurezza. Ulteriori requisiti per i dispositivi di monitoraggio dell'azionamento sicuro senza sensori sono un ingombro ridotto nel quadro elettrico del macchinario o nella centralina di bordo dei veicoli, un'interfaccia di configurazione intuitiva, una rapida messa in funzione del concetto di safe-motion ed un'elevata robustezza meccanica nonché immunità alle interferenze elettromeccaniche. Le soluzioni che soddisfano questi requisiti si traducono in significativi risparmi sui costi, oltre all'effettiva eliminazione dei sensori. Il modulo sicuro di controllo della velocità PSR-MM35 si dimostra quindi un trendsetter ed uno stato dell'arte quando si tratta di monitorare in modo sicuro i movimenti e gli arresti di azionamenti ed assi senza la zavorra dei sensori.
Valutazione bi-canale del campo rotante
Per il monitoraggio senza sensori della velocità di sicurezza degli azionamenti, PSR-MM35 si avvale del principio fisico della misurazione dei campi rotanti che si verificano continuamente attorno agli assi di rotazione nei motori CA e trifase. Il dispositivo di commutazione di sicurezza valuta il campo rotante su due canali, monitorando senza sensori, sulla base dei valori misurati, le velocità ed i campi di velocità degli azionamenti elettrici. Questa forma di analisi diretta delle informazioni sul movimento della cinematica si dimostra molto robusta e affidabile, soprattutto nelle condizioni operative industriali più difficili. Questo perché né i fattori di interferenza meccanica - come oscillazioni, urti o vibrazioni - né i campi elettromagnetici influenzano la misurazione del campo rotante. I sensori di sicurezza contactless, rotativi o lineari, invece, sono spesso direttamente esposti a tali influenze ambientali esterne. Inoltre, non sempre raggiungono il massimo livello di integrità di sicurezza (SIL) o il massimo livello di prestazione (PL).
Al contrario, il modulo di controllo della velocità sensorless PSR-MM35, che, come modulo sottile per guida di supporto da 12,5 millimetri, occupa pochissimo spazio nel quadro elettrico, soddisfa i più elevati requisiti di sicurezza con SIL3 e PLe. Per l'arresto sicuro dalla modalità automatica di un macchinario o di un'unità mobile, nonché per il monitoraggio sicuro della velocità durante i lavori di installazione, di ammodernamento o di assistenza tecnica, Phoenix Contact ha integrato le funzioni di sicurezza safe-motion STO, SLS, SSM e SSR nel modulo di controllo della velocità.
L’arresto completo della macchina non è necessario
Se il monitoraggio diretto del movimento del PSR-MM35 rileva un errore, ad esempio un superamento o un calo di velocità o l'uscita da un intervallo di velocità definito, l'unità attiva la funzione di sicurezza STO (disattivazione sicura della coppia). In tal modo l'azionamento viene posto in uno stato di sicurezza e bloccato per evitare l'avvio o il riavvio automatici. Solo dopo una conferma da parte dell'operatore della macchina, la cinematica riceve nuovamente energia per i movimenti o le rotazioni.
Per eliminare i possibili rischi di lesioni durante l'installazione o la manutenzione di una macchina, la velocità di funzionamento viene ridotta tramite il regolatore dell'azionamento in modo da consentire l'intervento manuale nella zona di pericolo. Se la macchina supera la velocità ridotta, la funzione di sicurezza SLS integrata in PSR-MM35 disattiva in modo sicuro l'azionamento. In pratica, la funzione offre un vantaggio significativo per quanto riguarda l'aspetto della sicurezza: lavorando su una macchina, questa non deve necessariamente essere fermata completamente, ma può continuare a funzionare a velocità ridotta. Questo supporta la disponibilità e la produttività ottimali dei processi.
La funzione di sicurezza SSM del modulo di controllo della velocità senza sensori rileva se la velocità di rotazione di un azionamento scende al di sotto di un valore limite specificato. L'SSM viene utilizzato, ad esempio, per monitorare dispositivi di protezione a separazione meccanica su macchine che hanno aperture di accesso o di intervento protette da porte o cofani. La funzione di sicurezza garantisce che gli elementi di protezione possano essere aperti solo quando la velocità preimpostata di un azionamento o di un asse della macchina non viene più superata.
La funzione di monitoraggio della velocità SSR consente un corridoio di velocità, permettendo quindi di controllare contemporaneamente le velocità minime e massime definite. Se i valori limite di velocità vengono superati o non raggiunti, l'azionamento viene spento e arrestato in modo sicuro.
Integrazione ideale della gamma esistente
Le funzioni del modulo di controllo della velocità PSR-MM35 aprono la possibilità di nuovi concetti sensorless per il monitoraggio orientato alla sicurezza degli azionamenti elettrici. Allo stesso tempo, il dispositivo di commutazione di sicurezza rappresenta un'integrazione ideale della gamma Safe-Motion di Phoenix Contact che, con il rilevatore di arresto PSR-MM25 per il monitoraggio senza sensori dell'arresto e con il dispositivo combinato di controllo della velocità e di arresto PSR-MM30, consente tutte le opzioni per un monitoraggio ottimale senza sensori del movimento di azionamenti ed assi.
Riquadro:
Molteplici campi di applicazione
I campi di impiego per il monitoraggio sicuro dell'azionamento senza sensori con PSR-MM35 sono molteplici. Nelle macchine utensili, gli azionamenti possono essere controllati senza sensori per garantire un movimento sicuro durante la movimentazione dei pezzi, il cambio degli utensili e gli interventi di manutenzione. Nel difficile ambiente delle macchine per la lavorazione del legno, PSR-MM35 convince per la sua affidabilità, poiché raccoglie le informazioni sul movimento nei servomotori a prova di interruzione. Nei ponti ad azionamento elettrico, le velocità e gli arresti durante il sollevamento e l'abbassamento di elementi del ponte pesanti tonnellate possono essere monitorati senza sensori. PSR-MM35 garantisce il rispetto delle velocità di movimento nelle fasi di avvio, di funzionamento normale e di frenata.
Didascalie:
Figura 1:Il modulo sicuro di controllo della velocità PSR-MM35, certificato TÜV, monitora le velocità senza sensori aggiuntivi
Figura 2: L'intuitivo software di configurazione PSRmotion riduce ulteriormente i tempi di installazione e messa in servizio del modulo sicuro di controllo della velocità
Figura 3a: Safe Torque Off - coppia disinserita in modo sicuro
Figura 3b: Safe Limited Speed - velocità limitata in modo sicuro
Figura 3c: Safe Speed Monitor - monitoraggio sicuro della velocità
Figura 3d: Safe Speed Range – intervallo di velocità sicura
Figura 4: Il modulo sicuro di controllo della velocità monitora le velocità dell'azionamento all'interno dell’area di lavoro dell'operatore
