Zastosowanie Safety Integrated na przykładzie obrabiarki
Scharmann Heavycut
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Charakterystyka maszyny - Scharmann Heavycut
ż�
Rodzaj maszyny  wytaczarka
ż�
Układ sterowania
-
Stary  Sinumerik 8 + Sinumerik 840D (MMC 103)
-
Nowy  Sinumerik 840D Powerline (PCU 50)
ż�
Liczba osi  7 + wrzeciono
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Przyczyny zastosowania SI
ż�
Wielkość obrabiarki
-
obróbka wielkogabarytowych detali
-
duże odległości pomiędzy szafą sterowniczą a elementami
wykonawczymi
ż�
Ingerencja obsługi w proces technologiczny
-
pomiary
-
wymiana narzędzi
ż�
Winda obsługi
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Zastosowane funkcje SI
ż�
Bezpieczne wyłączenie momentu SH
ż�
Bezpieczny stop operacyjny SBH
ż�
Bezpieczne ograniczenie prędkości SG
ż�
Bezpieczne wyłączniki krańcowe SE
ż�
Bezpieczna logika programowalna SPL
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
 Rodzaje zatrzymania maszyny
Kategoria stopu zgodnie z EN60204 część 1
0 1 2
STOP STOP STOP STOP STOP STOP
A B C D E F
z wartością z wartością z wartością z wartością
zadaną  0" zadaną  0" zadaną  0" zadaną  0"
 bezpieczny stop operacyjny SBH
(Napęd w pętli regulacji położenia )
 bezpieczny stop SH
(Silnik bez momentu obrotowego )
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Błąd porównania krzyżowego
Bezpieczne odcięcie energii  stop kategorii 0
Napęd
Zasilacz
1
Wyłącznik główny
Zintegrowany
4
stycznik wewnątrz
2
napędu (term.) 48
2
3 Blokada generatora
impulsów sterujących
3
dla IGBT (dbx2.1)
Blokada napięć zasilających
trnsoptory sterujące
4
M
tranzystorami IGBT
1
(term 663)
Przetwarzanie w dwóch niezależnych kanałach,
wymuszone cykliczne testowanie
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczne zatrzymanie  stop kategorii 1
ż�
Bezwarunkowe skasowanie wartości zadanej prędkości dla danego
napędu do wartości  0
ż�
Natychmiastowe wyhamowanie napędów z użyciem maksymalnego
dopuszczalnego prądu hamowania silnika
ż�
Po upływie czasu zdefiniowanego w danej maszynowej, układ
przechodzi w tzw.  Bezpieczny stop operacyjny  napięcie nie jest
wyłączane przez przekształtnik
ż�
Możliwy szybki restart po potwierdzeniu stanu zatrzymania
ż�
Napęd pozostaje w pętli regulacji położenia (funkcja SBH)
ż�
Napęd nie jest wyłączony elektrycznie
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Wyłączenie awaryjne
ż�
Bezwarunkowe skasowanie wartości zadanej prędkości dla danych
napędów do wartości  0
ż�
Natychmiastowe wyhamowanie napędów z użyciem maksymalnego
dopuszczalnego prądu hamowania silnika
Bezpieczny stop (SH )
ż�
Blokada impulsów sterujących bramki IGBT
ż�
Blokada napięć sterujących tranzystorami IGBT
ż�
Zasilanie sekcji mocy odcięte elektroniczne
ż�
Przez silnik nie płynie prąd (brak momentu obrotowego)
ż�
Wyłączenie głównego wyłącznika mocy
ż�
Blokada ponownego uruchomienia
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Wyłączenie awaryjne
" Przycisk  wyłączenie awaryjne
" Przycisk  reset
" Przycisk  wyłączenie maszyny
" Przycisk  załączenie maszyny
" Wyłącznik główny obwodów
pomocniczych
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczny stop operacyjny - SBH
ż�
Postój silnika w trybie regulacji położenia
ż�
Monitorowanie postoju (pozycja, prędkość=0)
ż�
Silnik dysponuje pełnym momentem obrotowym
w trybie regulacji położenia
ż�
Możliwe szybkie uruchomienie napędów
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczne ograniczenie prędkości - SG
ż�
Nadzór nad prędkościami osi (podczas pracy z pulpitu
przenośnego - BHG)
ż�
Wykorzystano jedną funkcje ograniczenia prędkości o
różnych nadstawach dla każdej z osi
Pulpit przenośny wraz
z przyciskiem wyłącznika
awaryjnego i przyciskiem
Zezwolenia (dł. kabla 10m.)
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczne wyłączniki krańcowe - SE
ż�
Zmienne ograniczenie przejazdu osi
ż�
Naruszenia pola pracy powoduje załączenie  bezpiecznego stopu
operacyjnego SBH
ż�
Dostępne są dwie pary wyłączników krańcowych ustalanych programowo
- w Scharmann Heavycut wykorzystano jedną
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczna logika programowalna - SPL
ż�
Uniwersalna logika programowalna aktywna po załączeniu systemu
ż�
Cyklicznie wykonywana, niezależnie od programu użytkownika
ż�
Cykliczne wymuszenie wykonywania procedur testowych
ż�
Aktywna we wszystkich trybach pracy
ż�
Realizacja dwukanałowa w NC i PLC
NCK -
SGE SGA
operacje
logiczne
Maks. 64 bezpieczne
Maks. 64 bezpieczne
wejścia do
wyjścia do podłączenia
bezpośredniego
elementów
Porównanie
podłączenia
krzyżowe
wykonawczych
(np. zmiana trybu,
(np. rygle drzwi,
bariery świetlne,
luzowniki silników)
wyłącznik awaryjny)
PLC -
operacje
SGE SGA
logiczne
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Bezpieczna logika programowalna - SPL
IDS=15 DO E_STOP_ALL = E_STOP_SZAFA AND E_STOP_PULPIT AND E_STOP_AXES
Network: 5 IDS=15
A "SPL".SPL_DATA.E_STOP_SZAFA
NC
A "SPL".SPL_DATA.E_STOP_PULPIT
PLC
A "SPL".SPL_DATA.E_STOP_AXES
= "SPL".SPL_DATA.E_STOP_ALL
IDS=18 DO STOP_A_ODW = M_STOP_A_ODW AND NOT T_STOP_A
Network: 10 IDS=18
NC
A "SPL".SPL_DATA.M_STOP_A_ODW
PLC
AN M 169.2
= "SPL".SPL_DATA.STOP_A_ODW
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Zadania logiki programowalnej - SPL
ż�
Załączanie głównego włącznika mocy
ż�
Wyłączenie awaryjne
ż�
Załączanie napędów
ż�
Sterowanie luzownikami silników
ż�
Zezwolenia na ruchy windy, oraz sprawowanie kontroli nad
zainstalowanymi na niej  bramkami i ryglami
ż�
Inicjalizacje test  stop oraz luzownika osi Y (oś wisząca)
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Przykład obsługi z zastosowaniem SPL  winda
ż�
Automatyczne ryglowanie bramek przy załączeniu ruchu windy lub ruchu osi X
oraz w pozycji innej niż położenie dolne windy (bezpieczne)
ż�
Brak pozwolenia dla ruchu windy w przypadku braku potwierdzenia zamknięcia
bramek i osłon
DO
DI
ż�
Możliwość opuszczenia windy
1 2 10 9 1 2
w pozycji innej niż bezpieczna za
pomocą przycisku  ucieczkowego
Y1
Y1
ż�
Automatyczne zatrzymanie windy
po naciśnięciu przycisku  ucieczkowego
a) b)
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Czujniki systemu bezpieczeństwa maszyny
ż�
Przyciski (wyłączniki awaryjne)
ż�
Rygle blokujące otwarcie bramek (osłon) operatora
ż�
Przyciski sterujące na szafie sterowniczej
ż�
Wył. krańcowe drogowe dla osi X, Y, Z, V, W
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Elementy wykonawcze systemu bezpieczeństwa maszyny
ż�
Przekaz
niki sterujące (wysokiej jakości)
ż�
Cewki rygli blokujące otwarcie bramek (osłon) operatora
ż�
Luzowniki dla osi X, Y, Z, V, W, kompensacja
ż�
Cewka podnapięciowa wyłącznika głównego
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Podsumowanie
Funkcje bezpieczeństwa w maszynie zostały
zakwalifikowane do 3 kategorii bezpieczeństwa
zgodnie z normą PN EN 954-1
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl
Dziękujemy za uwagę
Małgorzata Żandarska
Bełchatów 10-11.04.2008 Dariusz Czabon
www.grupapartner.pl