Aandrijvingen en machineveiligheid

Volgens een algemeen geraadpleegde hiërarchie van controles, de veiligheid van mensen op de werkplek is afhankelijk van verschillende soorten beschermende maatregelen. De meest effectieve hiervan wordt geclassificeerd als verwijdering van gevaar – duidelijk genoeg. Aan de andere kant van de schaal staat het dragen van persoonlijke beschermingsmiddelen. Halverwege tussen de twee ligt het gebied van engineering controls – het ontwerp of de aanpassing van machines om de werknemer te isoleren van risico's.

Deze categorie omvat een breed scala aan technische ideeën. Liften en platforms helpen voorkomen dat mensen vallen (of vallen op) ). Opofferingsonderdelen zoals zekeringen of breekplaten zijn ontworpen om machines te beschermen tegen bezwijken onder belasting. Ventilatiesystemen zorgen ervoor dat de atmosfeer schoon en veilig is om te ademen.

Machineveiligheidssystemen in productie

Machines met snel bewegende delen, zoals vliegwielen, aandrijfriemen en ventilatorbladen, vormen een bijzonder gevaar en, waar mogelijk, zijn afschermingen om contact met lichaamsdelen te voorkomen wettelijk verplicht. Deze afschermingen variëren van goed gefabriceerde kappen en schilden tot, in het geval van robots en andere grotere machines, draadomtrekkooien.

Waar menselijke tussenkomst in de apparatuur nodig is, om inspectie of reparatie uit te voeren, is het essentieel dat gevaarlijke machines worden gedeactiveerd en veilig uitgeschakeld worden bewaard. Traditioneel worden een aantal apparaten gebruikt om deze procedure uit te voeren. Meestal schakelen elektrische vergrendelingen die aan toegangspoorten zijn bevestigd automatisch machines uit wanneer poorten worden geopend.

Lichtbalken en gordijnen vervullen dezelfde functie voor kleinere machines of waar gaaskooien anders niet geschikt zouden zijn. (Het elektrische circuit wordt onderbroken wanneer een persoon een lichtveld doorbreekt dat tussen twee punten wordt geprojecteerd. ) Drukmatten zijn een ander veelgebruikt aanwezigheidsdetectieapparaat.

Zo'n veiligheid systeem werkt conventioneel door middel van een reeks vastbedrade elektromechanische componenten:schakelaars, relais, schakelaars, encoders enzovoort. De veiligheidscontroles die door deze externe apparaten worden uitgevoerd, worden echter steeds vaker geïntegreerd in de programmering van aandrijvingen met variabele snelheid .

Op aandrijving gebaseerde veiligheidssystemen zijn minder ingewikkeld en tijdrovend om te installeren dan hun niet-digitale voorgangers. Ze vermijden de extra elektronische structuren die vereist zijn door traditionele faalveilige mechanismen en zijn minder kwetsbaar voor defecte onderdelen. Met eenvoudigere en snellere resetprocedures kan bovendien dure uitvaltijd worden geminimaliseerd.

Op aandrijving gebaseerde veiligheidssystemen in productiemachines

Zoals alle aspecten van machinebouw, op aandrijving gebaseerde veiligheidsfuncties moet een bepaalde mate van betrouwbaarheid hebben. Normen die zijn opgesteld door instanties zoals de International Electrotechnical Commission, vormen de basis voor wetgeving die is opgesteld door de Europese Unie en andere autoriteiten over de hele wereld. Om te voldoen aan de veiligheidscriteria die zijn vereist door de EU-machinerichtlijn 2006/42/EG, moet de functionele veiligheid van frequentieregelaars voldoen aan de productnorm EN/IEC 61800-5-2.

De veiligheidsmaatregelen die een op een aandrijving gebaseerd systeem kan nemen, omvatten een reeks gevarenreacties. De fundamentele functie, en die het meest wordt gebruikt, is de Safe Torque Off (STO) signaal. Hierdoor wordt eenvoudig de koppelgenererende energietoevoer naar de motor uitgeschakeld. Hoe snel de machine stopt, hangt af van de belasting of wrijving, en het is gegarandeerd tegen onverwachte herstart.

Waar mechanische actie op een gecontroleerde manier moet worden gestopt, is de Veilige Stop 1 (SS1) functie instrueert de omvormer om de snelheid snel omlaag te brengen tot stilstand voordat automatisch STO wordt geactiveerd. Dit voldoet aan de noodstopvereisten van zware spinapparatuur zoals zagen, slijpmachines en walserijen.

Veilige stop 2 (SS2) werkt op dezelfde manier, behalve dat, na het remmen, de motor in een veilige bedrijfstoestand wordt gehouden. Het kan nodig zijn om deze functie te gebruiken om het volledige koppel van de motor beschikbaar te houden om onderdelen van de uitrusting stabiel te houden die anders uit positie zouden vallen.

Bij machines zoals kranen en takels die zeer zware lasten aankunnen een Safe Brake Control (SBC) wordt gebruikt om een ​​mechanische houdrem te activeren op hetzelfde moment dat de hoofdaandrijving wordt gedeactiveerd door het STO-signaal.

Dankzij de Safely-Limited Speed ​​(SLS) functie, kunnen machines worden gemaakt om onder een gespecificeerde grens te lopen. Zoals bewaakt door de omvormer, zal een snelheid die die limiet overschrijdt automatisch een noodstop activeren via een STO- of SS1-signaal.

De SLS-functie is met name handig bij het opzetten en onderhouden van apparatuur waarbij bijvoorbeeld kabels handmatig over draaiende wielen of trommels moeten worden geleid. Het is over het algemeen ook een manier om het verlies van werk tot een minimum te beperken. In plaats van een machine volledig uit te schakelen wanneer een operator zich in de buurt van apparatuur bevindt, kan deze worden gebruikt om door te gaan met de productie tegen een gereduceerde, veilige snelheid totdat de operator een specifieke gevarenzone betreedt (op welk moment de stroom uitvalt ).

En omdat scherpe dalingen, evenals stroompieken, ertoe kunnen leiden dat sommige machines zich gevaarlijk gaan gedragen, kan een lagere snelheidslimiet worden geprogrammeerd in combinatie met een bovenlimiet door middel van de Safe Speed ​​Range (SSR) functie.

Het beschikbaar hebben van deze reeks veiligheidsbesturingen, afzonderlijk of in combinatie via plug-in-modules en veldbusmodules, geeft de automatiseringsontwerper aanzienlijk meer flexibiliteit en vrijheid dan voorheen. En met statusinformatie die beschikbaar is in de aandrijfinterface, heeft de operator een betrouwbaar systeemoverzicht dat zich uitstrekt tot tijdige en nauwkeurige diagnose.

Zijn intelligente en aanpasbare karakter betekent uiteindelijk dat een op de aandrijving gebaseerd veiligheidssysteem even goed in staat is mechanische gevaren te voorkomen als effectief te reageren. De daaruit voortvloeiende voordelen voor de werkplek, niet alleen in termen van veiligheid, maar ook wat betreft het stroomlijnen van het ontwerp en het verbeteren van de algehele efficiëntie, maken het een natuurlijk onderdeel van de geautomatiseerde industrie.