Seguridad funcional para motores lineales industriales

22. noviembre 2021

Sistema de accionamiento seguro en formato estándar: Hasta ahora, los fabricantes de maquinaria dependían en gran medida de sus propios recursos para garantizar la seguridad funcional al utilizar motores lineales dinámicos. Ahora, por primera vez, está disponible un paquete completo que simplifica significativamente este proceso para los usuarios: el fabricante de motores lineales LinMot ha integrado funciones de seguridad y varias funciones adicionales directamente en el motor y el controlador, garantizando la compatibilidad con los productos existentes. Esto permite que tanto los conceptos de maquinaria nuevos como los ya existentes se beneficien por igual de las numerosas ventajas de la tecnología de seguridad integrada.

Los fabricantes de equipos de manipulación y montaje, máquinas de embalaje y soluciones de automatización de laboratorios, así como de muchos otros productos, valoran especialmente los motores lineales por su flexibilidad y dinamismo. Sin embargo, las elevadas aceleraciones y fuerzas que generan durante su funcionamiento también suponen un riesgo potencial para los operarios y las propias máquinas. Por lo tanto, los accionamientos afectados deben estar protegidos o supervisados ​​eficazmente mediante sistemas de seguridad y, en caso de emergencia, deben ponerse en un estado seguro para minimizar los riesgos durante el funcionamiento y cumplir con los requisitos de la Directiva de Máquinas vigente.

Los elevados valores de desplazamiento y aceleración que se pueden alcanzar con los motores lineales plantean a la tecnología de seguridad convencional desafíos prácticamente insuperables en la práctica. Una de las funciones de seguridad más comunes y fundamentales es la desconexión del motor de la fuente de alimentación (Desconexión Segura del Par, STO). El tiempo de desconexión necesario varía según la alimentación que se vaya a conmutar y el relé utilizado. Para los motores de uso común en la ingeniería mecánica general, suele estar entre 20 y 50 ms. Esto suele ser suficiente para los motores rotativos y las funciones STO más sencillas, que esperan a que se libere la puerta de seguridad. Sin embargo, estos largos tiempos de desconexión suponen un problema de seguridad para los motores lineales más dinámicos, ya que estos permanecen energizados incluso en el estado seguro con la mayoría de las funciones de seguridad, como la Limitación Segura de Velocidad, y pueden alcanzar altas velocidades de desplazamiento en muy poco tiempo. Por lo tanto, se requieren tiempos de reacción significativamente más cortos para lograr el nivel de seguridad necesario. Esto exige la integración de la función de seguridad requerida directamente en el controlador. Por lo tanto, LinMot ha desarrollado una solución de seguridad integrada correspondiente para sus motores lineales con los tiempos de reacción más pequeños posibles y la ha certificado TÜV Nord.

Paquete de seguridad completo certificado para aplicaciones de motores lineales

A finales de 2021, el fabricante de sistemas de motores lineales industriales lanzará su nueva serie de servomotores C1251 con tecnología de seguridad integrada. Simultáneamente, la compañía ofrecerá sus conocidos motores lineales de la serie P01 con un sistema de codificador seguro. Juntos, conforman una solución completa y certificada.

 

Esto significa que, por primera vez, los usuarios de motores lineales tienen acceso a un sistema de accionamiento seguro, como ya es práctica habitual en el campo de los motores rotativos. Los tiempos en que era necesario combinar productos de distintos fabricantes y garantizar la seguridad funcional en todos los aspectos son cosa del pasado. La consiguiente reducción del esfuerzo de certificación para el usuario es de suma importancia. Al fin y al cabo, no todas las combinaciones de un accionamiento y un controlador seguros son intrínsecamente seguras en su interacción, y la verificación correspondiente es compleja y requiere mucho tiempo. Sin embargo, con LinMot, el sistema compuesto por un controlador y un motor seguros (incluido el codificador) está certificado de serie.

Mismo diseño a pesar de las características de seguridad integradas.

En el desarrollo de sus nuevas familias de productos, LinMot se basó en su consolidado hardware de motores y controladores para ofrecer a los usuarios la mejor tecnología posible y facilitar la integración en conceptos de maquinaria nuevos y existentes. La serie de variadores C1251, por ejemplo, se basa en la tecnología de accionamiento de la serie de servovariadores C1250. Para que la transición fuera lo más fluida posible, se adoptaron los componentes de software no relacionados con la seguridad de los controladores existentes para la nueva familia de variadores C1251. Las nuevas funciones de seguridad se pueden añadir mediante el software de configuración LinMot-Talk, que ha sido mejorado para ello. De este modo, se integran directamente en el controlador y no requieren hardware adicional, lo que se traduce en tiempos de puesta en marcha más cortos y una mayor rentabilidad gracias a una ingeniería eficiente y una reducción del cableado.

 

Incluso con los motores lineales, se pudo mantener el diseño compacto y las condiciones de funcionamiento permitidas a pesar del sistema de encoder de seguridad adicional requerido, ya que LinMot, en colaboración con TÜV Nord, adaptó su probado sistema de encoder específicamente para estos motores y así cumplir con los requisitos de seguridad. Esto permite a los fabricantes de maquinaria ofrecer máquinas del mismo diseño, con y sin funciones de seguridad, de forma simultánea con un mínimo esfuerzo adicional y de una manera particularmente rentable.

Nuevas características de “Seguridad Funcional”

El fabricante de sistemas lineales también se ha centrado en simplificar significativamente el manejo de los variadores durante su desarrollo. Ahora es posible definir la interfaz de comunicación con el sistema de control de la máquina mediante software. Esto elimina la necesidad de que los fabricantes de maquinaria almacenen diferentes variadores o módulos de comunicación para distintos grupos de clientes. Las especificaciones que requieren el uso de diversos protocolos de comunicación o sistemas de control de máquina pueden implementarse con un solo producto. De serie, un único variador cubre todos los buses comunes, como PROFINET, EtherCAT, Ethernet IP, sercos y POWERLINK.

 

La combinación motor-accionamiento se integra en el sistema de seguridad mediante conexiones de bus seguras. LinMot fue pionera en esta tecnología con PROFIsafe. Otros perfiles de seguridad, como Safety over EtherCAT y CIP-Safety, se encuentran en desarrollo o en proceso de certificación. Alternativamente, el controlador de seguridad puede acceder a hasta dos de las funciones de seguridad integradas mediante E/S digitales seguras.

Las soluciones de accionamiento seguras y "grises" de LinMot no difieren en diseño ni en requisitos de espacio.

Además de estas E/S de seguridad adicional, los ingenieros de LinMot han equipado las unidades de la serie C1251 con una ranura para tarjeta flash. La configuración de la unidad, incluyendo la configuración de las funciones de seguridad, se almacena en la tarjeta SD correspondiente y se puede cargar al insertar la tarjeta. Esto permite reemplazar fácilmente el hardware de la unidad sin pérdida de datos, o programar nuevas unidades con el software deseado: basta con insertar la tarjeta flash con el conjunto de datos deseado en el controlador. Los datos se pueden leer la próxima vez que se inicie la unidad. No se requiere conectar un ordenador ni utilizar el software LinMot-Talk para este proceso, lo que simplifica y acelera el mantenimiento y la producción. La validación de la configuración de seguridad también se puede realizar directamente en la unidad introduciendo manualmente la suma de comprobación mediante interruptores rotativos específicos, sin necesidad de un ordenador in situ.

Solución de un solo cable también para seguridad funcional

Desde 1997, LinMot ha apostado por una solución de un solo cable para conectar el variador y el motor. La empresa aplica este concepto probado también a su solución de seguridad. El cable de alimentación y señal, ya utilizado en generaciones anteriores, ahora forma parte del paquete de seguridad, eliminando la necesidad de cables adicionales. Por lo tanto, los usuarios de motores LinMot no tienen que lidiar con cables separados para la señal del codificador y la alimentación, incluyendo los conectores necesarios, incluso con variadores de seguridad. Esto reduce significativamente los costes y el esfuerzo en ingeniería, montaje, almacenamiento y mantenimiento. Otras ventajas incluyen una menor necesidad de espacio, menos puntos de fallo potenciales y, por consiguiente, una mayor disponibilidad del sistema.
Los perfiles de comunicación seleccionables por software y una tarjeta SD para la copia de seguridad de datos reducen los costes de almacenamiento, logística, repuestos y servicio.

Conclusión y perspectivas: Sistema modular líder para movimiento lineal.

Desde 1997, LinMot ha apostado por una solución de un solo cable para conectar el variador y el motor. La empresa aplica este concepto probado también a su solución de seguridad. El cable de alimentación y señal, ya utilizado en generaciones anteriores, ahora forma parte del paquete de seguridad, eliminando la necesidad de cables adicionales. Por lo tanto, los usuarios de motores LinMot no tienen que lidiar con cables separados para la señal del codificador y la alimentación, incluyendo los conectores necesarios, incluso con variadores de seguridad. Esto reduce significativamente los costes y el esfuerzo en ingeniería, montaje, almacenamiento y mantenimiento. Otras ventajas incluyen una menor necesidad de espacio, menos puntos de fallo potenciales y, por consiguiente, una mayor disponibilidad del sistema.
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