www.technologieenindustrie.com
08
'11
Written on Modified on
PEPPERL+FUCHS FACTORY AUTOMATION
Safety rotatie encoder RVK58S: SIL3/PLe overeenkomstige aandrijfoplossingen, inclusief rotorpositiedetectie
Machinebouwers en installatiebedrijven vertrouwen steeds meer op failsafe componenten om te voldoen aan de veiligheidseisen volgens de nieuwe Machinerichtlijn 2006/42/EG. De safety sinus/cosinus rotatie encoder RVK58S is een ideale keuze, omdat ermee ook de positie van de rotor zeer nauwkeurig te detecteren is.
Alleen rigoureuze end-to-end veiligheidsconcepten zijn in staat om daadwerkelijk het vereiste veiligheidsniveau te realiseren. Dit betekent dat de draagwijdte van een veiligheidsoplossing net zo doeltreffend is als de zwakste schakel in de keten. Het is al langer gebruikelijk om belangrijke systeemcomponenten redundant uit te voeren en om potentieel falen te detecteren door middel van het vergelijken van overeenkomstige systeemparameters.
Hoewel dit voldoet, is het vandaag de dag onwenselijk door de kostenverdubbeling wat betreft uitrusting en materiaal, alsmede door de extra inspanningen wat betreft installatie en bekabeling. Bovendien vergroot een groter aantal componenten de faalkans en maakt het een verklaring van overeenstemming duurder.
‘Self-monitoring’ vervangt redundantie
Intelligente ‘self-monitoring’ wordt nu vaak in plaats van redundantie toegepast om een goede werking van de verschillende functionele units te waarborgen. De nieuwe RVK58S sin/cos rotatie encoder van Pepperl + Fuchs Drehgeber GmbH speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van veilige aandrijfoplossingen. Deze hogeresolutie encoder, ingebouwd in een 58 mm behuizing, heeft 1024 stappen per omwenteling en beschikt over een functioneel veiligheidsconcept, samen met een absolute positievolger als extra feature. De signaalconditionering wordt verzorgd door een speciale ASIC, die tevens de interne diagnostiek verzorgt.
Storingen op de incrementele encoderschijf of fouten in het signaalpad kunnen betrouwbaar worden gedetecteerd met gebruik van de formule sin²(x) + cos²(x) = 1 voor het evalueren van de incrementele sinus- en cosinus-signalen van de encoder, die 90 graden worden verschoven worden. De voedingsspanning, temperatuur, LED drive en ijkgegevenscontrolesom worden ook gemonitord. Als er een overschrijding plaatsvindt schakelt de encoder-elektronica de uitgangen in een hoge-impedantie toestand, zodat de besturing de storing onmiddellijk kan detecteren door middel van de open-circuit detectiefunctie. Met deze functie vereenvoudigt de nieuwe rotatie encoder de ontwikkeling van veilige machines aanzienlijk en elimineert tegelijkertijd de noodzaak om redundante sensoren toe te passen, zoals in conventionele concepten gebruikelijk is. De sinus/cosinus rotatie encoder is al gecertificeerd en aan certificering van de additionele absolute positievolger wordt momenteel gewerkt bij TÜV. Nadat deze certificering is afgegeven, zal het apparaat worden goedgekeurd voor gebruik in aandrijfproducten die voldoen aan veiligheidseisen tot SIL3/PLe met slechts één encoder.
Rotorpositiedetectie met behulp van een ‘single-cycle’ absolute positievolger
Naast de hoge resolutie incrementele volgers, heeft de rotatie encoder een sinus/cosinus absolute positievolger met exact één cyclus per omwenteling. Deze levert informatie over de actuele positie van de rotor in de motor. Deze informatie is nodig voor doeleinden als de opstartcommutatie van synchroonmotoren. De absolute positie wordt doorgegeven in de vorm van een gedigitaliseerd signaal met 13-bit resolutie met behulp van, of de Synchronous Serial Interface (SSI), dan wel het Bidirectional Synchronous Serial (BISS) interfaceprotocol. Met de combinatie van de sinus/cosinus interface, SSI en BISS, maakt de encoder gebruik van bestaande communicatiepaden en elimineert zo de noodzaak voor propriëtaire veiligheidsprotocollen.
In combinatie met een correct gecertificeerde besturing maakt de safety rotatie encoder van Pepperl + Fuchs single-encoder oplossingen mogelijk, waarmee de noodzaak om een tweede encoder te integreren om te voldoen aan strengere veiligheidseisen, komt te vervallen. Echter, voorwaarde hiervoor is wel dat beide sensorkanalen continu zijn aangesloten op de besturing. Met deze systeemconfiguratie is de classificatie voor een hoger ISO 13849 Performance Level (PLe) of IEC 62061 Safety Integrity Level (SIL3) eenvoudig. Alle motoractiviteiten worden betrouwbaar uitgevoerd en gemonitord, zodat de uitvoering van typische snelheidgebaseerde veiligheidsfuncties mogelijk wordt, zoals veilige beperkte snelheid, veilige snelheidcontrole, veilige stilstandbewaking, veilige draairichting, veilige acceleratie/deceleratie, etc.
Safety rotatie encoder vervangt mechanische veiligheidoplossingen
Met de innovatieve veiligheidsfuncties kunnen conventionele mechanische beveiligingen, die onderhevig zijn aan slijtage, in vele toepassingen worden vervangen door softwarefuncties. Zo kunnen in hoogbouwmagazijnen de dure hydraulische eindstop buffers aan het eind van de geleidebanen van de opslag- en retrievalvoertuigen compleet worden weggelaten. Bovendien is minder lege ruimte nodig en kunnen de voertuigen lichter worden uitgevoerd dankzij de kleinere remvertraging. In combinatie met een geschikte safety control unit, ofwel lokaal geïnstalleerd, of in de aandrijfbesturing, monitort de RVK58S de juiste uitvoering van het gespecificeerde remverloop (veiligheidsbeperkte vertraging), alsmede de snelheid (veiligheidsbeperkte snelheid) van de opslag- en retrievalvoertuigen. Als één van de geconfigureerde grenzen wordt overschreden, wordt het systeem ofwel afgeremd met behulp van de aandrijving of er wordt (in geval van compleet aandrijffalen) een mechanische rem in het voertuig geactiveerd.
Veiligheidsfuncties vereenvoudigen opstarten en onderhoud
Machineoperators raken doorgaans gewond tijdens het opstarten, de set-up en het onderhoud, aangezien deze activiteiten meestal in de gevarenzone worden uitgevoerd. De safety rotatie encoder zorgt ervoor dat de implementatie van veel uitgebreide veiligheidsfuncties mogelijk wordt, zodat deze activiteiten op een veilige manier kunnen worden uitgevoerd en met minimale inspanning.
Samenvatting
Machinebouwers en -operators zijn verplicht zijn om te voldoen aan de veiligheidseisen volgens EN ISO 13849 en ‘s werelds eerste functioneel veilige rotatie encoder met additionele absolute positievolger levert een waardevolle bijdrage aan de efficiënte uitvoering van veilige aandrijfoplossingen. De RVK58S combineert naadloos met moderne veiligheidsconcepten en maakt het machine- en installatiebedrijven makkelijker om aan te tonen dat hun producten voldoen aan het vereiste Performance Level (PL) of Safety Integrity Level (SIL). Dankzij de geïntegreerde absolute positievolger is de encoder geschikt voor algemeen gebruik in een breed scala van aandrijfoplossingen, ongeacht of deze zijn gebaseerd op synchrone of asynchrone motoren.
Hoewel dit voldoet, is het vandaag de dag onwenselijk door de kostenverdubbeling wat betreft uitrusting en materiaal, alsmede door de extra inspanningen wat betreft installatie en bekabeling. Bovendien vergroot een groter aantal componenten de faalkans en maakt het een verklaring van overeenstemming duurder.
‘Self-monitoring’ vervangt redundantie
Intelligente ‘self-monitoring’ wordt nu vaak in plaats van redundantie toegepast om een goede werking van de verschillende functionele units te waarborgen. De nieuwe RVK58S sin/cos rotatie encoder van Pepperl + Fuchs Drehgeber GmbH speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van veilige aandrijfoplossingen. Deze hogeresolutie encoder, ingebouwd in een 58 mm behuizing, heeft 1024 stappen per omwenteling en beschikt over een functioneel veiligheidsconcept, samen met een absolute positievolger als extra feature. De signaalconditionering wordt verzorgd door een speciale ASIC, die tevens de interne diagnostiek verzorgt.
Storingen op de incrementele encoderschijf of fouten in het signaalpad kunnen betrouwbaar worden gedetecteerd met gebruik van de formule sin²(x) + cos²(x) = 1 voor het evalueren van de incrementele sinus- en cosinus-signalen van de encoder, die 90 graden worden verschoven worden. De voedingsspanning, temperatuur, LED drive en ijkgegevenscontrolesom worden ook gemonitord. Als er een overschrijding plaatsvindt schakelt de encoder-elektronica de uitgangen in een hoge-impedantie toestand, zodat de besturing de storing onmiddellijk kan detecteren door middel van de open-circuit detectiefunctie. Met deze functie vereenvoudigt de nieuwe rotatie encoder de ontwikkeling van veilige machines aanzienlijk en elimineert tegelijkertijd de noodzaak om redundante sensoren toe te passen, zoals in conventionele concepten gebruikelijk is. De sinus/cosinus rotatie encoder is al gecertificeerd en aan certificering van de additionele absolute positievolger wordt momenteel gewerkt bij TÜV. Nadat deze certificering is afgegeven, zal het apparaat worden goedgekeurd voor gebruik in aandrijfproducten die voldoen aan veiligheidseisen tot SIL3/PLe met slechts één encoder.
Rotorpositiedetectie met behulp van een ‘single-cycle’ absolute positievolger
Naast de hoge resolutie incrementele volgers, heeft de rotatie encoder een sinus/cosinus absolute positievolger met exact één cyclus per omwenteling. Deze levert informatie over de actuele positie van de rotor in de motor. Deze informatie is nodig voor doeleinden als de opstartcommutatie van synchroonmotoren. De absolute positie wordt doorgegeven in de vorm van een gedigitaliseerd signaal met 13-bit resolutie met behulp van, of de Synchronous Serial Interface (SSI), dan wel het Bidirectional Synchronous Serial (BISS) interfaceprotocol. Met de combinatie van de sinus/cosinus interface, SSI en BISS, maakt de encoder gebruik van bestaande communicatiepaden en elimineert zo de noodzaak voor propriëtaire veiligheidsprotocollen.
In combinatie met een correct gecertificeerde besturing maakt de safety rotatie encoder van Pepperl + Fuchs single-encoder oplossingen mogelijk, waarmee de noodzaak om een tweede encoder te integreren om te voldoen aan strengere veiligheidseisen, komt te vervallen. Echter, voorwaarde hiervoor is wel dat beide sensorkanalen continu zijn aangesloten op de besturing. Met deze systeemconfiguratie is de classificatie voor een hoger ISO 13849 Performance Level (PLe) of IEC 62061 Safety Integrity Level (SIL3) eenvoudig. Alle motoractiviteiten worden betrouwbaar uitgevoerd en gemonitord, zodat de uitvoering van typische snelheidgebaseerde veiligheidsfuncties mogelijk wordt, zoals veilige beperkte snelheid, veilige snelheidcontrole, veilige stilstandbewaking, veilige draairichting, veilige acceleratie/deceleratie, etc.
Safety rotatie encoder vervangt mechanische veiligheidoplossingen
Met de innovatieve veiligheidsfuncties kunnen conventionele mechanische beveiligingen, die onderhevig zijn aan slijtage, in vele toepassingen worden vervangen door softwarefuncties. Zo kunnen in hoogbouwmagazijnen de dure hydraulische eindstop buffers aan het eind van de geleidebanen van de opslag- en retrievalvoertuigen compleet worden weggelaten. Bovendien is minder lege ruimte nodig en kunnen de voertuigen lichter worden uitgevoerd dankzij de kleinere remvertraging. In combinatie met een geschikte safety control unit, ofwel lokaal geïnstalleerd, of in de aandrijfbesturing, monitort de RVK58S de juiste uitvoering van het gespecificeerde remverloop (veiligheidsbeperkte vertraging), alsmede de snelheid (veiligheidsbeperkte snelheid) van de opslag- en retrievalvoertuigen. Als één van de geconfigureerde grenzen wordt overschreden, wordt het systeem ofwel afgeremd met behulp van de aandrijving of er wordt (in geval van compleet aandrijffalen) een mechanische rem in het voertuig geactiveerd.
Veiligheidsfuncties vereenvoudigen opstarten en onderhoud
Machineoperators raken doorgaans gewond tijdens het opstarten, de set-up en het onderhoud, aangezien deze activiteiten meestal in de gevarenzone worden uitgevoerd. De safety rotatie encoder zorgt ervoor dat de implementatie van veel uitgebreide veiligheidsfuncties mogelijk wordt, zodat deze activiteiten op een veilige manier kunnen worden uitgevoerd en met minimale inspanning.
Samenvatting
Machinebouwers en -operators zijn verplicht zijn om te voldoen aan de veiligheidseisen volgens EN ISO 13849 en ‘s werelds eerste functioneel veilige rotatie encoder met additionele absolute positievolger levert een waardevolle bijdrage aan de efficiënte uitvoering van veilige aandrijfoplossingen. De RVK58S combineert naadloos met moderne veiligheidsconcepten en maakt het machine- en installatiebedrijven makkelijker om aan te tonen dat hun producten voldoen aan het vereiste Performance Level (PL) of Safety Integrity Level (SIL). Dankzij de geïntegreerde absolute positievolger is de encoder geschikt voor algemeen gebruik in een breed scala van aandrijfoplossingen, ongeacht of deze zijn gebaseerd op synchrone of asynchrone motoren.
