IndraDrive Antriebsplattform

Nog veiliger verpakken
Ronald Driesen
account manager Electric Drives & Controls
14-04-2004
Nog veiliger verpakken
Agenda
 Motivatie (waarom nog veiliger).
 Trends (wat willen onze klanten en waarom).
 Norm EN 954-1.
 Mogelijkheden met techniek.
 IndraDrive (de Rexroth oplossing).
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
2
Motivatie
Media aandacht voor bedrijfsongevallen
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
3
Motivatie
Kosten van bedrijfsongevallen
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
4
Motivatie
Veilige (volgens norm) bewaking van bewegingen
De Europese machinerichtlijn EN60204 geeft aan, dat voor
personenbescherming, de bewaking van gevaarlijke bewegingen in
bijzonder bedrijf (met geopende veiligheidsdeuren) bewaakt moet
worden. Deze bewaking moet redundant zijn.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
5
Motivatie
Verpakkingsmachines
Het instellen van de machine of bij
het oplossen van een productstatus
(foutmelding).
De operator bevindt zich dan vaak
in de bewegende „onbeschermde“
delen van de machine.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
6
Motivatie
Inregelen van Pick & Place applicaties
Bij het inleren van nieuwe posities
voor pick en Place toepassingen
Tijdens deze procedure kunnen er
ongecontroleerde bewegingen
optreden. Deze kunnen tot
levensbedreigende situaties leiden.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
7
Nog veiliger verpakken
Agenda
 Motivatie (waarom nog veiliger).
 Trends (wat willen onze klanten en waarom).
 Norm EN 954-1.
 Mogenlijkheden met techniek.
 Indradrive (de Rexroth oplossing).
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
8
Nog veiliger verpakken
Agenda
 Motivatie (waarom nog veiliger).
 Trends (wat willen onze klanten en waarom).
 Norm EN 954-1.
 Mogenlijkheden met techniek.
 Indradrive (de Rexroth oplossing).
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
14
Normen 60204 en 954-1
Machine richtlijn en veiligheid
Veilig voor operators
maar ook
Veilig voor ontwerpers
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
15
Nog veiliger verpakken
Agenda
 Motivatie (waarom nog veiliger).
 Trends (wat willen onze klanten en waarom).
 Norm EN 954-1.
 Mogelijkheden met techniek.
 Indradrive (de Rexroth oplossing).
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
17
Beweging
Stilstand
Actuele stand van techniek in verschillende situaties
Afschakelen van de primaire Power
Wachttijd, snelle veroudering
Beveiligingen in de motorleidingen
Kosten, Plaats
Positioneren naar een veilige positie
Tijdverlies
Afschakelen van vermogensdeel in
de versterker
Alleen maar veilige stilstand
Reducering van de spanning
Transformator (kosten, plaats),
vermogensafname
Separaat meetsysteem en
bewakingsrelais
Kosten, plaats, langere
reaktietijden
„3-delige toestemmingniveau“
Beduidend langere reactietijden,
geen veiligheid bij hoog
dynamische toepassingen.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
18
Uitvoeringen in verschillende oplossingen (cat. 0,1 of 2)
 Startblokkering (conventioneel)
 Stop Categorie 0*
 Tweekanalig onderbreken van
de voeding (Power)
 Gecertificeerd volgens
Categorie 3, EN 954-1
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
 Veiligheids in en uitgangen (modern)
 Stop in de Categorie 1 en 2*
 flexibeler in verwerking
 Gecertificeerd volgens Categorie 3,
EN 954-1
* volgens EN 60204-1
19
Stopcategorieen
Beveiliging tegen onverwachts starten van aandrijving
Startblokkering (Stopcategorie 0*)
v
Vrijloop van de motor
Motor is gescheiden van het vermogensdeel
t
t0
Veilige stop (Stopcategorie 1*)
Bewaakt (met gebruikmaking van elektronica) stilzetten
van de aandrijving
Stilstand zonder koppel
Motor is gescheiden van het vermogensdeel
v
t0
t1
t
v, s
t0
t
t1
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
Veilige stilstand (Stopcategorie 2*)
Bewaakt (met gebruikmaking van elektronica) stilzetten
van de aandrijving
Motor is niet gescheiden van het vermogensdeel
Houdt de motor in positie terwijl alle regelfuncties
gehandhaafd blijven.
* volgens EN 60204-1
20
Veilige beweging
Veilige gereducerde beweging of afstand
 In een gecontroleerde bedrijfmodus bestaat er de
mogelijkheid om met een gereduceerde snelheid of
afstand te bewegen. Zeker met het opstarten en
inleren van de machine geeft dit een enorme
flexibiliteit.
v
t0
t1
t
 Indien deze waarden door een (onbekende) oorzaak
overschreden wordt, dan wordt de aandrijving alsnog
gestopt.
v, s
t
 Deze grenswaarden zijn met wachtwoorden
beveiligd
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
21
Draairichting
Veilige draairichting
 In een gecontroleerde bedrijfmodus bestaat
er de mogelijkheid om met een
gereduceerde snelheid of afstand te
bewegen.
v
0
t
 Additioneel op deze functionaliteit kan nog
een veilige draairichting ingegeven worden
(rechts, links).
 Het alsnog aanvragen door een gebruiker
van een andere draairichting heeft tot gevolg
dat de aandrijving wordt stilgezet.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
22
Veilig gebied
Veilig absoluut gebied
Veilig
Absoluut gebied
Position 1
Position 2
 In een gecontroleerde bedrijfmodus
bestaat er de mogelijkheid om met
een gereduceerde snelheid of
afstand te bewegen.
 Additioneel is het mogelijk op een
veilig absoluut gebied te definiëren
(in combinatie met een
absoluutgever in de motor en
referentie schakelaars).
 Bij het verlaten van het veilige gebied
(door welke oorzaak dan ook) wordt
de aandrijving stilgezet.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
23
Veilig stilzetten
Veilig bewaakte ramp naar stilstand
n
Remmen op maximale kracht
(stroom)
Remmen volgens een gedefinieerd
patroon
Synchroon remmen (bij gekoppelde
assen)
t1
Vrijloop
Bij het niet bereiken van de stilstand na t1 wordt het vermogensdeel alsnog
afgeschakeld.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
24
Geïntegreerde besturing (als optie veiligheidstechniek)
Veiligheids in- en uit-gangen
 Veilige stop
 Veilige gereduceerde snelheid
 Veilige begrenste stap
 Veilige draairichting
 Veilig bewaakt afremmen(stopzetten)
 Veilige toegangsdeur bewaking (elektrisch slot)
 Veilige positie (absoluut)
 Veilige software-eindschakelaar
 Veilige maximale snelheid
 Veilig remmanagement (controle)
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
25
Nog veiliger verpakken
Agenda
 Motivatie (waarom nog veiliger).
 Trends (wat willen onze klanten en waarom).
 Norm EN 954-1.
 Mogenlijkheden met techniek.
 IndraDrive (de Rexroth oplossing).
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
26
IndraDrive
Evolution in Motion
 kompleet
 intelligent
 veilig
IndraDrive
Evolution in Motion
IndraDrive is de volgende stap
in de evolutie van het
automatiseringsplatform van
Rexroth:
Een platform dat
duidelijk toegesneden is
op de marktbehoeften.
IndraDrive is kompleterder*, intelligenter en veiliger als andere
besturingen.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
* Dit woord is pas uitgevonden sinds de Indradrive bestaat
28
Veiligheidsfuncties in de aandrijving
Voordelen van deze oplossingen t.o.v. conventioneel
 Grote betrouwbaarheid door geïntegreerde en gecertificeerde soft- en
hardware functionaliteit.
 Hele snelle reactietijden ( 2 ms) door direct ingrijpen bij aandrijving
 Tijdkritische benadering van de beweging in combinatie met de veiligheid
te programmeren (met of zonder PLC functionaliteit)
 Geen additionele hard- of software nodig (alles zit in de
aandrijfversterker en motor)
 Certificering niet meer noodzakelijk omdat de
combinatie een keuring heeft.
 Vrij in het gebruiken van bovenliggende besturingen
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
29
 kompleet
 intelligent
 veilig
IndraDrive
Basic en Advanced stuurdeel
Optie 1
Standaardfeedback
Memory
Kaart
Optie 1
Optie 2
Memory
Kaart
Optie
Startblokkering
Optie
Veiligheidstechniek
of Startblokkering
Optie 3
Interface-Velbus
communicatie
Interface-Veldbus
communicatie
HP
B5
Basic
Advanced
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
30
 kompleet
 intelligent
 veilig
Veiligheidsfuncties in de drive
Aansluiting van veiligheidsfuncties 1
totaal vier redundante ingangen ter beschikking van veiligheidfuncties
Aandrijfversterker
SERCOS, Veldbus
Besturing
PLC/PC
besturingsdeel
Vermogensdeel
E/A
Kanaal 1
Prosessor
M
E/A
Veiligheidsbus
I/Okoppeling
Kanaal 2
Co-Prosessor
SI aktiv
Kanaal 1
SI aktiv
Kanaal 2
SI-Option
In-uitgangen
24 Vdc
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
31
 kompleet
 intelligent
 veilig
Veiligheidsfuncties in de drive
Aansluiting van veiligheidsfuncties 2
Alternatief:
SERCOS, Veldbus,
Geen Veiligheidsbus!
Besturing
V
E
L
D
B
U
S
S
E
R
C
O
S
Kanaal 1
S
E
R
C
O
S
v
E
L
D
B
U
S
aandrijfversterker
Besturings Vermogens
deel
deel
Kanaal 1
Processor
I/O
M
Kanaal 2
Co-Processor
I
/
O
Veiligheidsbus
I/OInterface
SI
aktief
SI-Optie
Kanaal 1
Kanaal 2
SI
aktief
Aansluiting en terugmelding
24 V I/O
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
32
Realisatie programmerings software
Inbedrijfname-Assistent in Drive Top
 kompleet
 intelligent
 veilig
Te gebruiken:
 1. Inbedrijfname
 2. Diagnose
 3. Optimalisatie
Benodigdheden:
 DriveTop 16
 Dubbele ingaven
(redundant)
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
33
IndraDrive
Veiligheidstechniek - Certificaat
 kompleet
 intelligent
 veilig
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
34
 kompleet
 intelligent
 veilig
IndraDrive (Een van de andere opties)
PLC ingebouwd in versterker
OPEN LOOP
CLOSED LOOP
BASIC
 Alleen (prefab) BRC-Technologiepaketten, bv.:
- Vliegende zaag
- Temperatuurregeling
- Drukmarkeringsregeling
.
 Programmeersysteem voor AWL, ST,


ADVANCED
 Programmierbaar volgens IEC 61131-3






Geintegreerte logica besturing
Een-assig Motion Control
BRC-Technologiepaketten
Systeembibliotheken
Motion bibliotheek volgens PLC open
Klanteigen bibliotheken



AS, CFC, KOP, FUP (Online-switching,
Debugging, Offline-Simulatie)
RAM-geheugencapaciteit:
512 KB
Programmgeheugencapaciteit: 64 KB
met MMC:
512 KB
Remanent geheugen:
256 Byte
met I/O-Module:
2 KB
Quellcodeablage auf Antrieb:
mit MMC möglic
Tot 4 Taken parralel te programmeren:
periodiek:
cyclustijd min. 1ms
event gestuurd : Reaktietijd min. 1 ms
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
35
IndraDrive
De belangrijkste eigenschappen
Kompleet
 kompleet
 intelligent
 veilig
Een platform voor servo- en
frequentieregelaars
Modulaire vermogensdelen van
1…120 kW
Modulaire funktionaliteit
van low- tot high-end
Interfacetechniek
van resolver tot veldbus
Kompleet motorenprogramma
- van lineair tot roterend
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
36
IndraDrive
De belangrijkste eigenschappen
 kompleet
 intelligent
 veilig
Kompleet
Motion Control met geïntegreerde PLC
volgens IEC 61131,
Geïntegreerde technologiefunkties
Intelligent
Snelle inbedrijfname door voortzetting van
Drivetop (de inbedrijfname assistent)
Automatische motoridentificatie en
regelkringinstellingen
Software-agent met bewaking van
onderhoudstoestand
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
37
IndraDrive
De belangrijkste eigenschappen
 kompleet
 intelligent
 veilig
Kompleet
Geïntegreerde veiligheidstechniek
gecertificeerd volgens EN 954-1,
veiligheidscategorie 3
Intelligent
Extra opties, van startblokkering tot
veilige beweging, positie etc.
Veilig
Eenvoudig
Zeer korte reactietijden
Slogan:
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
38
 komplett
 intelligent
 sicher
IndraDrive
Automation Award 2002
IndraDrive bereikte de 3de Plaats in de
Automation Award 2002
van het tijdschrift „Elektro Automation“
 Platz 1: Pilz
 Platz 2: ABB
17,7%
17,5%
Sicherheitsschaltgerät Pnozmulti
Drahtfreier Näherungsschalter
 Platz 3: Bosch Rexroth
16,3%
Antriebssystem Indradrive







14,9%
10,2%
6,7%
6,6%
4,8%
3,4%
1,9%
Multifunktionssensor Osiris XUX
Antriebssystem Simotion D
Add-on 3D-Visualizer
Funktionales Engineering
Zugriffskontrolle EKS
Han ID-Modul
PC-Tool Protocol Developer
Platz 4: Schneider Electric
Platz 5: Siemens A&D
Platz 6: tarakos
Platz 7: Lenze
Platz 8: Euchner
Platz 9: Harting
Platz 10: Deutschmann
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
39
Meer veiligheidstechniek
Veilig remmanagement (in ontwikkeling)
 kompleet
 intelligent
 veilig
 Veilig remmanagement ter beveiliging van
vertikale bewegingen.
 Scheidende vergrendeling van hekwerk met
elektronisch slot.
 Redundant stoppen van de as via veilige
stilstand en houdrem.
 Remtest voor inbedrijfname en tijdens
veilige stilstand (in regeling).
 Vrijgave van de vertikale applicatie na
succesvol doorlopen van deze remtesten.
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
40
D&C Food and Packaging dag 14-04-2004
 kompleet
 intelligent
 veilig
43