Regelaars en machineveiligheid
27-01-2025Bij veiligheid en de bescherming van personen op de werkplek kun je denken aan de volgende drie punten:
- Het verwijderen van gevaren
- Technische maatregelen – het ontwerp of de aanpassing van machines
- Het dragen van persoonlijke beschermingsmiddelen
Deze blog is gericht op elektrotechnische veiligheidsmaatregelen en dan met name bij het gebruik van frequentie- en servoregelaars. Het gebruik van regelaars in machines heeft niet alleen een positieve invloed op het energieverbruik, maar ook op de machineveiligheid. Er zijn bijvoorbeeld minder elektronische componenten nodig voor fail-safe mechanismen. Met eenvoudigere en snellere resetprocedures kan bovendien dure downtime worden geminimaliseerd.
Welke veiligheidscriteria gelden voor op aandrijvingen gebaseerde veiligheidssystemen in productiemachines?
Om te voldoen aan de veiligheidscriteria die vereist zijn door de EU-machinerichtlijn 2006/42/EG, moet de functionele veiligheid van frequentieregelaars voldoen aan productnorm EN/IEC 61800-5-2.
De veiligheidsmaatregelen die een aandrijfsysteem kan bieden, bestaan uit verschillende veiligheidsfuncties. Denk dan onder andere aan:
Safe Torque Off (STO), op dit gebied een fundamentele functie. STO schakelt eenvoudigweg de koppel genererende energietoevoer naar de motor uit. Hoe snel de machine stopt, hangt af van de belasting of wrijving. Gebruik van STO voorkomt ook onverwacht opnieuw opstarten.
Wanneer een mechanische actie op een gecontroleerde manier moet worden gestopt, instrueert de Safe Stop 1 (SS1)-functie de regelaar om de snelheid snel terug te brengen tot stilstand voordat STO automatisch wordt geactiveerd. Met een Safe Stop 1 voldoe je aan de noodstopvereisten van zware apparatuur zoals zaagmachines, slijpmachines en walsmolens.
Safe Stop 2 (SS2) werkt op bijna dezelfde manier als Safe Stop 1. Bij SS2 wordt de motor na het remmen alleen in een veilige bedrijfstoestand gezet. Bij gebruik van deze functie blijft het volledige koppel van de motor beschikbaar. Dit kan nodig zijn om onderdelen stabiel te houden die anders uit positie zouden raken.
In het geval van machines die met zeer zware lasten te maken hebben, zoals kranen en hijswerktuigen, wordt een Safe Brake Control (SBC) gebruikt om een mechanische houdrem te activeren op hetzelfde moment dat de hoofdaandrijving wordt gedeactiveerd door het STO-signaal.
Afbeelding 1: Safety bij Nidec Drives
Dankzij de functie Safely-Limited Speed (SLS) is het mogelijk de machine onder een bepaalde limiet te laten draaien. De regelaar zal bij een snelheid boven deze limiet automatisch een noodstop activeren via een STO- of SS1-signaal.
De SLS-functie is met name handig bij het instellen en onderhouden van apparatuur waarbij bijvoorbeeld kabels handmatig over draaiende wielen of trommels moeten worden geleid. Dankzij de SLS-functie hoeft een machine niet volledig te worden uitgeschakeld als de operator in de buurt van de apparatuur komt. De productie kan worden voortgezet met een verlaagd, veilig tempo totdat de operator een specifieke gevarenzone betreedt (dan wordt de stroom uitgeschakeld).
Nidec Drives heeft twee specifieke Safety modules: de MiS210 en de MiS250 Safety modules.
De functie van de MiS210 Safety module (geschikt voor Unidrive M600, M700, M701 en M702 regelaars) is het bewaken van de ingaande signalen en om de uitgangen volgens MSF-algoritmen te activeren. In- en uitgaande signalen kunnen direct of via een safe netwerk op de module worden aangesloten.
Afbeelding 2: MiS210 Safety module
De functie van de MiS250 Safety module (geschikt voor Digitax HD servoregelaars) is het bewaken van de ingaande signalen en om de uitgangen volgens MSF-algoritmen te activeren. In- en uitgaande signalen kunnen direct op de module of via een safe netwerk worden aangesloten.
De MSF-algoritmen kunnen zowel bij de MiS210 als bij de MiS250 module door de gebruiker worden geselecteerd en geconfigureerd in overeenstemming met de vereisten van de toepassing en tot Pl=e in overeenstemming met ISO 13849-1 en/of SIL 3 in overeenstemming met IEC 61508 en IEC 62061.
Afbeelding 3: geïntegreerde veiligheid
De MiS210 en de MiS250 modules maken gebruik van de volgende protocollen mogelijk:
· Safety over EtherCAT (FSoE – FailSafe over EtherCAT)
· CIP-Safety over EtherNet/IP
De verschillende veiligheidscontroles bieden veel flexibiliteit bij het systeemontwerp. En doordat de statusinformatie beschikbaar is in de regelaar interface, heeft de operator een betrouwbaar systeemoverzicht. Dit zorgt voor tijdige en nauwkeurige diagnostiek.
Het intelligente en aanpasbare karakter van deze oplossing betekent dat een op aandrijvingen gebaseerd veiligheidssysteem net zo goed in staat is om mechanische gevaren te voorkomen als het effectief is in het reageren erop. De daaruit voortvloeiende voordelen voor de werkplek, niet alleen in termen van veiligheid, maar ook in die van het stroomlijnen van het ontwerp en het verbeteren van de algehele efficiëntie, maken het een belangrijk onderdeel van de geautomatiseerde industrie.
Heeft u vragen over de invloed van regelaars op uw machineveiligheid?
Nidec Netherlands is de Nederlandse vertegenwoordiging van Nidec Drives. Nidec Drives is de producent van Control Techniques frequentie- en servoregelaars. In Sliedrecht hebben wij frequentieregelaars van 0,25 kW tot 2,8 MW op voorraad. Heeft u nog vragen? Neemt u dan contact met ons op. Wij helpen u graag verder!
