Page 21 - Attualità Elettrotecnica Ottobre 2021

Figure 2a-2f - Funzioni di sicurezza parziali standardizzate secondo EN 61800-5-2
di prossimità, tuttavia, i segnali degli encoder possono essere diagnosticati in modo ancora più preciso. Oltre ad un confronto incrociato, per i segnali seno/coseno vengono analizzati anche la tensione di offset di 2,5 V, il segnale differenziale di 1Vpp o il cerchio unitario risul- tante. Queste diagnosi sono necessarie per la valutazione dei cosiddetti encoder di sicurez- za, che possono essere equiparati agli enco- der standard sul lato del segnale.
Livelli di sicurezza
nella tecnologia dei sensori
La struttura tipica di un encoder mostra che alcune parti funzionali possono essere proget- tate a canale singolo e altre a canale doppio. Guasti meccanici sull’albero, sul cuscinetto e sul disco di codifica possono agire simulta- neamente sulle strutture a doppio canale al- l’interno dell’encoder. Se, per esempio, l’albe- ro dell’encoder si stacca dal disco del motore, questo errore non sarà rilevato senza ulteriori misure, poiché i segnali di uscita dell’encoder si troveranno ancora nel campo consentito. Anche gli errori dei componenti elettronici inter- ni devono essere controllabili, perché portano ad una distorsione dei segnali di uscita (vedasi EN 61800-5-2). A seconda del tipo di tecnolo-
di velocità ed arresto a due canali PSR-MM30 della gamma PSRmotion, è possibile monito- rare fino a tre diverse modalità operative di una macchina, oltre all’arresto. Il software PSRmotion supporta l’utente nella parametriz- zazione, messa in esercizio e diagnostica del modulo di sicurezza. Il relè di sicurezza com- patto PSR-MM25 monitora l’arresto dei motori monofase e trifase AC e DC, senza la necessi- tà di sensori aggiuntivi. Per rilevare un arresto si valuta la tensione residua indotta dagli av- volgimenti del motore.
Adattamento del sistema
di sicurezza ai requisiti dell’applicazione
Il sistema di sicurezza modulare della gamma PSRmodular di Phoenix Contact permette la realizzazione di applicazioni fino a PL e (EN ISO 13849) nonché SIL 3 (IEC 61508 o EN 62061). Grazie al connettore bus per guide di supporto TBUS, l’utente può adattare ed espandere il sistema in modo flessibile secon- do le proprie esigenze, rendendo quindi la so- luzione utilizzabile sia per piccole applicazioni con tre funzioni di sicurezza così come per ap- plicazioni con fino a 160 I/O sicuri in un’unica stazione. A prescindere dal monitoraggio dei classici segnali digitali, sono disponibili anche moduli per il rilevamento affidabile del movi- mento, in grado di analizzare diversi segnali di trasduttori quali sensori di prossimità, TTL,
gia di sensore utilizzata, è possibile raggiungere diversi livelli di sicurezza in base alle proprietà strutturali.
Figura 3 - Selezione di sistemi di sensori comuni per il rilevamento della velocità e dell’arresto
Diagnostica migliorata
del segnale dell’encoder
I sensori di prossimità o i trasduttori di posizio- ne angolare (encoder rotativi) sono spesso uti- lizzati per registrare il movimento di un ele- mento di azionamento (figura 3). Se l’utente ha deciso di utilizzare sensori di prossimità, è ne- cessario collegare due sensori ad una ruota dentata o ad un disco forato per implementa- re un’architettura ridondante. La frequenza generata dagli impulsi di movimento in funzio- ne del tempo è analizzata dalla logica del mo- dulo Safe Motion. La frequenza misurata può essere utilizzata come parametro di riferimen- to rispetto alle soglie di commutazione para- metrizzate per il monitoraggio della sovravelo- cità o della velocità limite inferiore.
Il rilevamento del movimento tramite un enco- der installato sulla trasmissione funziona in modo simile. Sebbene gli encoder rotativi sia- no disponibili con diverse caratteristiche, ven- gono spesso utilizzati modelli monogiro con interfacce HTL, TTL o seno/coseno. Analiz- zando i periodi del segnale, il modulo Safe Motion può quindi analizzare con sicurezza anche la direzione del movimento oltre alle funzioni di sicurezza per il monitoraggio della velocità. Rispetto all’osservazione dei sensori
Figura 4 - La gamma completa dei prodotti di sicurezza di Phoenix Contact offre agli utenti un reale valore aggiunto
Il prerequisito è un’adeguata unità di valuta- zione che esegua i necessari controlli di plau- sibilità.
La seguente panoramica fornisce una sintesi delle architetture tipiche con i massimi SIL o PL ottenibili prendendo in considerazione i re- quisiti della categoria:
1 encoder standard: PL b (cat. B) / SIL 1
2 encoder standard: PL e (cat. 3) / SIL 3
1 encoder standard più 1 sensore di prossimi- tà: PL e (cat. 3) / SIL 3
2 sensori di prossimità: PL e (cat. 3) / SIL 3
1 sensore di prossimità: PL b (cat. B) / SIL 1
1 encoder di sicurezza: PL e / SIL 3
Rilevamento di albero fermo senza sensori aggiuntivi
I moduli di sicurezza stand-alone sono univer- salmente utilizzabili, indipendenti dall’aziona- mento e facili da parametrizzare e gestire.
I moduli compatti stand-alone della serie PSRmotion di Phoenix Contact si caratterizza- no, inoltre, per la ridotta larghezza di installa- zione a partire da 12,5 millimetri. Ciò significa che anche le misure di retrofit possono essere implementate senza problemi. Con il rilevatore
HTL o SIN/COS. La libreria di moduli funziona- li comprende funzioni di sicurezza secondo EN 61800-5-2, come arresto operativo sicuro (SOS), velocità limitata di sicurezza (SLS), campo di velocità sicuro (SSR) o direzione si- cura del movimento (SDI).
Conclusione
Che si tratti di un concetto di sicurezza stand- alone o integrato: con la famiglia PSR, Phoenix Contact offre una gamma completa di soluzio- ni per un uso versatile nella costruzione di macchinari ed impianti, fornendo all’utente un reale valore aggiunto in combinazione con al- tri componenti di sicurezza dell’ampia gamma prodotti (figura 4).
*Ing. (FH) Carsten Gregorius, Senior Specialist Safety nella divisione Automation Infrastructure, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont, Germania; **Udo Tappe, Product Manager Safety nella divisione Automation Infrastructure, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont, Germania
attualità elettrotecnica - ottobre 2021 - numero 8
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