07.06.2017
Работа практически любой машины, которая используется в промышленной среде, является опасной для производственного и обслуживающего персонала. Обычными ситуациями, требующими безопасного положения машины, являются ввод в эксплуатацию, наладка, устранение неисправностей и, в общем, любая ситуация, при которой персонал находится в непосредственной близости к производственному процессу. Сервоприводы с соответствующими одобренными и сертифицированными усилителями помогают производителям машин отвечать действующим правилам техники безопасности. Функции безопасности, встроенные в приводы, обеспечивают оптимальную защиту оператора в чрезвычайных ситуациях, а также уменьшают нагрузку на управление обработки. Хорошим примером является способ применения, описанный ниже.
Компания «ESABGmbH», у которой имеется головной офис в г. Золинген, Германия и около 30 производственных площадок по всему миру, выпускает сварочное оборудование и вспомогательные материалы, а также системы резки, почти для любого процесса сварки и резки, и покрывает, фактически, все сферы отраслей промышленности по производству и обработке стали с их широким ассортиментом товаров. Головной офис подразделения компании, которое занимается системами резки, располагается в г. Карбен, возле г. Франкфурт, Германия. Подразделение выпускает портальные станки с подвижными платформами для лазерной, автогенной и плазменной резки. В зависимости от размера, способы обработки подходят разному листовому металлу, включая конструктивную сталь, нержавеющую сталь и алюминий. Машины для кислородной резки наиболее точно настроены под соответствующую область применения; как правило, на основании образцов материала пользователя, компания «ESAB» определяет все параметры резки, лучшую технику резки, а также скорость обработки, тип насадки, технологические газы и др.
Защита оператора и оборудования – это важная задача
Компания всегда уделяла особое внимание защите оператора и оборудования на своих машинах, и видит себя самой современной с точки зрения «интегрированной техники безопасности». Сервоприводы, которые применяются в машинах для кислородной резки, вносят важный вклад в безопасность. Подразделение компании «ESAB» в г. Карбен, которое занимается системами резки, более 10 лет успешно сотрудничает с компанией «Yaskawa», и намерено продолжать совместную работу и в будущем. Приводные решения компании «Yaskawa» не только предоставили лучшее исполнение, в условиях надежности и долговечности, но и являются самым последним поколением приводов, предлагающими максимальную безопасность для оператора, благодаря встроенным функциям безопасности, без ущерба для удобства пользования. Даже, если требования безопасности изменились из-за корректировки основных требований Директивы по машиностроению ЕС, повышенная защита не должна осложнять работу с машиной для пользователя. В то же время, устройство управления освобождено от всех специфичных приводных задач безопасности, так как все характеристики приводов Sigma-5, компании «Yaskawa», отвечают действующим правилам техники безопасности (см. рисунок 3) и сертифицированы немецкой экспертной организацией «TÜVSüd».
Как только в действие вступили стандарты ENISO13489-1:2008 «Безопасность машинного оборудования – Безопасность деталей систем управления», компоненты управления, использованные при разработке безопасной машины, сейчас уже оценены либо с точки зрения Уровня эффективности (PLa– e), либо в отношении их Уровня полноты безопасности (SIL1 – 4). Функции, по обеспечению безопасности для привода с регулируемой скоростью, определены в стандарте IEC61800-5-2.
Техника безопасности на практике
В машинах для кислородной резки, компания «ESAB» использует из этих расширенных функций безопасности две : SLS(Безопасное ограничение скорости, т.е. безопасно уменьшенная скорость) и SS1 (Безопасная остановка 1, т.е. безопасная остановка после остановки категории 1). STO(Безопасное отключение крутящего момента, т.е. безопасное безэлектролизное переключение) является стандартной характеристикой во всех сервоусилителях серии Sigma-5. Функции безопасности SS1 и SLSмогут устанавливаться при помощи платы опций. Последнее также применимо к SS2 (Безопасная остановка 2, безопасная остановка с контролем позиции), незаменимая функция для технологических процессов прессования и перфорирования. При внештатной ситуации, станок не только необходимо остановить, но также обеспечить безопасность, чтобы избежать нанесения повреждения операторам или оборудованию.
Практическое применение встроенных мер безопасности в машинах для кислородной резки показано на следующем примере. При открытии запасной двери для наладки или обслуживания, встроенный контроллер движения сервоусилителя ограничит скорость движения до безопасного значения. Затем, модуль безопасности, встроенный в модели Sigma-5, проконтролирует, чтобы заданная скорость не была превышена (SLS= безопасное ограничение скорости). Если безопасное ограничение скорости превышено, привод будет выключен напрямую, например, при помощи функции STO. Эти действия производятся всякий раз, когда машина выключается после получения сигнала светового барьера, либо активации аварийного выключения. Функция безопасности SS1 управляет контролируемой последовательностью отключения. Функция безопасности STO,таким образом, обеспечивает безопасное отключение приводов от источника питания, чтобы обслуживающий персонал и наладчики могли безопасно работать с машиной. Серворегулятор Sigma-5 управляет всеми этими функциями, связанными с безопасностью; управление машины более высокого порядка не зависит от этих функций.
В зависимости от размера машины для кислородной резки, в системе имеются минимум три сервопривода: два привода для помещения подвижной платформы вдоль оси Х, а один для перемещения режущего инструмента по направлению оси Y. Двигатели в такой небольшой машине должны передавать мощность 400 Вт каждый. Данные двигатели рассчитаны на максимальную мощность 800 Вт для того, чтобы преодолеть большие моменты инерционной массы. И даже иные диапазоны мощности не являются проблемой для сервоприводов Sigma-5; комплексное предложение приводов компании «Yaskawa» включает уровни мощности двигателя от 50 Вт до 15 кВт, таким образом, требуемые значения мощности, даже для больших машин для кислородной резки, могут быть легко покрыты. Все обычные системы шин доступны для простой интеграции в сети управления высшего порядка, включая сети Ethernet/IP, EtherCat, PowerLinkи CANopen. С весны 2012 г., также доступна сеть Profinet. Таким образом, приводы могут быть последовательно встроены в автоматизированную рабочую среду современного пользователя. Это открывает интересные возможности для машиностроителей.