Funzione Inverter Enable

Descrizione funzionale

Con la funzione Inverter Enable (IE), è possibile portare gli azionamenti a un arresto sicuro definito.

Per quanto riguarda le normative pertinenti, è possibile rispettare i requisiti delle categorie di arresto 0 (Safe Torque Off, STO) e 1 (Safe Stop 1, SS1). Entrambe le categorie determinano un motore privo di coppia mentre SS1 assume tale stato dopo un tempo predefinito. A seguito dell'analisi dei rischi e pericoli, potrebbe essere necessario scegliere un freno aggiuntivo come opzione di sicurezza (ad esempio, per carichi sospesi).

Con il Lexium 62 varianti E/F, è inoltre possibile realizzare funzioni di sicurezza estese come Safely Limited Speed (SLS) insieme con il Safety Logic Controller TM5CSLC•00FS e il software EcoStruxure Machine Expert - Safety associato.

Ambito di funzionamento (Funzione di sicurezza designata)

I Lexium 62 Servo Drives sono disponibili nelle varianti a due canali C/D/G Inverter Enable. Le varianti C/D/G sono state sviluppate per eseguire la funzione Inverter Enable secondo SIL 3 o PL e. Per questo scopo, deve essere presente una connessione a due canali. Le varianti del dispositivo C/D/G hanno così la connessione aggiuntiva CN11.

Il raggiungimento della categoria 4 SIL 3 / PL e / è limitato a 100 assi per funzione di sicurezza.

Le varianti C/D/G possono essere collegate in una configurazione a singolo canale. Il secondo contatto in questo caso è ponticellato. Per questo scopo, viene fornita una proposta di applicazione separata (Per ulteriori informazioni, consultare Proposta di applicazione – Varianti C/D/G a singolo canale ponticellato).

Le varianti C/D/G a due canali possono essere collegate in condizioni diverse in cui è possibile evitare alcuni errori potenziali. Se non è possibile evitare un errore potenziale, sono richieste ulteriori misure (diagnostica o impulso di test).

Poiché le varianti C/D/G possono essere collegate in una configurazione a canale singolo o doppio, ne consegue una combinazione delle applicazioni. Per verificare la corretta connessione per questa applicazione, è fornita una procedura di test.

Principio operativo

• Dopo l'attivazione del dispositivo di arresto di emergenza, si verifica una decelerazione controllata dell'azionamento.

• Nel processo, la tensione del bus DC aumenta fino all'attivazione della resistenza di frenatura.

• Nella resistenza di frenatura, l'energia erogata dal motore viene convertita in calore.

• Il segnale Inverter Enable e/o l'interruttore di alimentazione K1 deve restare alimentato fino all'arresto dell'azionamento.

• Dopo il normale tempo di decelerazione, il segnale Inverter Enable viene disattivato dai contatti ritardati di K3.

• In seguito, l'azionamento è in uno stato di arresto definito.

Diagramma a blocchi Inverter Enable:

1 Trifase (AC)

2 Contattore di rete K1

3 IP54 (armadio di controllo) o superiore

4 Parte della funzione di sicurezza

5 Alimentazione del Lexium 62 Drive System (non parte della funzione di sicurezza)

6 Dispositivo di commutazione di sicurezza K3

7 Pulsante di arresto di emergenza

Stato sicuro definito

Inverter Enable è sinonimo di "Safe Torque Off (STO)" in base a IEC 61800-5-2. A questo stato privo di coppia si accede automaticamente quando vengono rilevati errori e perciò lo stato sicuro definito dell'azionamento.

Modalità di funzionamento

Il circuito di sicurezza con InverterEnable è stato sviluppato per ridurre l'usura sul contattore di rete. Quando si preme il pulsante di arresto di emergenza o di arresto, il contattore di rete non viene disattivato. L'arresto sicuro definito viene raggiunto rimuovendo “InverterEnable” per l'accoppiatore ottico nello stadio finale. Quindi, i segnali PWM non possono controllare lo stadio finale in modo da impedire un avvio degli azionamenti (blocco modello impulsi).

È possibile utilizzare la funzione Inverter Enable (attivazione inverter) per implementare la funzione di controllo “Arresto in caso di emergenza” (EN 60204-1) per le categorie di arresto 0 e 1. Utilizzare un circuito di sicurezza esterno appropriato per impedire il riavvio non intenzionale dell'azionamento dopo un arresto, come richiesto nella direttiva sulle macchine.

Categoria arresto 0

Nella categoria di arresto 0 (Safe Torque Off, STO), l'azionamento continua a girare fino a fermarsi (sempre che non intervengano forze esterne a impedirlo). Lo scopo della funzione di sicurezza STO è evitare un avvio imprevisto, non arrestare il motore e perciò corrisponde a un arresto non assistito in conformità con IEC 60204-1.

In situazioni in cui siano presenti influssi esterni, il tempo di arresto del motore dipende dalle caratteristiche fisiche dei componenti impiegati (come ad es. massa, coppia, attrito e così via); inoltre possono essere necessarie misure supplementari, come freni meccanici, per evitare l'insorgenza di rischi. Ciò significa che si devono adottare misure idonee, se questo comporta un pericolo per il personale o l'impianto (consultare Analisi dei pericoli e dei rischi).

Categoria arresto 1

Per gli arresti della categoria 1 (Safe Stop 1, SS1) è possibile richiedere un arresto controllato tramite il Logic Motion Controller. L'arresto controllato dal Logic Motion Controller è non rilevante per la sicurezza, né monitorato e non si comporta come definito nel caso di mancanza di alimentazione o se viene rilevato un errore. La disattivazione finale nello stato sicuro definito è ottenuta disattivando l'ingresso Inverter Enable. Ciò deve essere implementato mediante un dispositivo di commutazione di sicurezza esterno con ritardo di sicurezza (consultare proposta di applicazione).

Indipendentemente dalla funzione di sicurezza, gli errori rilevabili che non influiscono sulla funzione di sicurezza sono riconosciuti dal controller, impedendo così all'azionamento di avviarsi disattivando il contattore di rete. Il contattore K2 impedisce l'attivazione del contattore di rete.

Esecuzione del muting

Per eseguire il muting, determinare il tempo di reazione di muting per la disattivazione, ossia, senza la funzione Inverter Enable, nell'applicazione. Se è richiesto un tempo di risposta a causa della valutazione del rischio della macchina, si deve prendere in considerazione il tempo di risposta totale della macchina. Ossia, si devono considerare i componenti correlati alle funzioni di sicurezza dal sensore all'albero dell'azionamento o alla meccanica azionata. Il tempo di reazione determinato deve corrispondere ai risultati dell'analisi dei pericoli e dei rischi.

Funzioni estese di sicurezza - Principio operativo

Il concetto di sicurezza si basa sulla considerazione generica che un movimento di spostamento di sicurezza viene eseguito dal controller e dall'azionamento. Il sistema di sicurezza monitora la corretta esecuzione del movimento e se non viene rispettata, il sistema di sicurezza avvia il livello di posizionamento di sicurezza richiesto (ad esempio lo stato sicuro definito).

Un esempio di velocità limitata di sicurezza (SLS, Safe Limited Speed) è fornito di seguito:

Una barriera fotoelettrica è collegata a un ingresso digitale di sicurezza. Non appena una persona entra nella zona protetta oltrepassando la barriera fotoelettrica, le informazioni corrispondenti vengono trasmesse al Safety Logic Controller (SLC) e al Logic Motion Controller (LMC) attraverso il bus Sercos. Il Logic Motion Controller inizia quindi un movimento di spostamento adeguato, ad esempio utilizzando decelerazione e rallentando il movimento. Dopo un intervallo di tempo regolabile, questo movimento lento viene monitorato da Lexium 62 varianti E/F. Se viene superato il valore di soglia regolabile (ad esempio, alta velocità), si entra nel livello di posizionamento di sicurezza richiesto, ad esempio, lo stato sicuro definito.

Applicazione della funzione di sicurezza SLS:

Funzioni di sicurezza estese - Inverter Enable tramite ingresso hardware

Le varianti del Lexium 62 E/F sono state sviluppate principalmente per realizzare le funzioni di sicurezza estese, dotate di ingresso hardware per il Inverter Enable a 2 canali sul connettore CN11. Il connettore CN6 supporta inoltre il Inverter Enable a 1 canale per le varianti C/D/G. Tuttavia, solo questa funzione Inverter Enable a 2 canali deve essere utilizzata per il Lexium 62 varianti E/F. Il dispositivo deve essere ancora configurato e impostato con il software. Se è collegato tramite cavi, la funzione Safe Torque Off (STO) può essere attivata tramite gli ingressi Inverter Enable IEA/IEB o il bus Sercos. Il modulo di sicurezza Lexium 62 Drive System può essere configurato per ignorare l'ingresso hardware. In questo caso, la funzione Safe Torque Off (STO) può essere attivata solo su richiesta sul bus Sercos. In alternativa, se l'ingresso hardware non viene ignorato, entrambe le richieste (ingresso hardware e bus Sercos) vengono verificate e la funzione Safe Torque Off (STO) viene attivata se sono attive una o entrambe le richieste. La configurazione predefinita prende in considerazione l'ingresso hardware.

Funzioni di sicurezza estese - Stato sicuro definito

Validità del caso di sicurezza

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a Rappresentante Schneider Electric.

Interfaccia e controllo