Seguridad de accionamientos y máquinas

Según una jerarquía de controles comúnmente consultada, la seguridad de las personas en el lugar de trabajo depende de varios tipos de medidas de protección. El más efectivo de estos se clasifica como eliminación de peligros – obviamente suficiente. En el otro extremo de la escala está el uso de equipo de protección personal. A medio camino entre los dos se encuentra el campo de los controles de ingeniería – el diseño o adaptación de maquinaria para aislar al trabajador del riesgo.

Esta categoría comprende una amplia variedad de ideas de ingeniería. Los ascensores y las plataformas ayudan a evitar que las personas se caigan (o caigan sobre ). Las piezas de sacrificio, como los fusibles o los discos de ruptura, están diseñadas para proteger las máquinas contra fallas bajo estrés. Los sistemas de ventilación aseguran que las atmósferas estén limpias y seguras para respirar.

Sistemas de seguridad de máquinas en la fabricación

Las máquinas con piezas que se mueven rápidamente, como volantes, correas de transmisión y aspas de ventiladores, representan un peligro particular y, cuando son factibles, las protecciones para evitar el contacto con las partes del cuerpo son un requisito legal. Estos protectores van desde capotas y escudos adecuadamente fabricados hasta, en el caso de robots y otras máquinas más grandes, jaulas perimetrales de alambre.

Cuando se requiera la intervención humana en el equipo, para realizar una inspección o reparación, es esencial que la maquinaria peligrosa se desactive y se mantenga apagada de manera segura. Tradicionalmente se utilizan varios dispositivos para llevar a cabo este procedimiento. Más comúnmente, los enclavamientos eléctricos adjuntos a las puertas de acceso desactivan automáticamente la maquinaria cuando se abren las puertas.

Las barras de luz y las cortinas realizan la misma función para máquinas más pequeñas o donde las jaulas de malla serían inapropiadas. (El circuito eléctrico se interrumpe cuando una persona rompe un campo de luz proyectado entre dos puntos. ) Los tapetes de presión son otro dispositivo de detección de presencia que se usa con frecuencia.

Tal seguridad El sistema opera convencionalmente por medio de una serie de componentes electromecánicos cableados:interruptores, relés, contactores, codificadores, etc. Sin embargo, cada vez más, los controles de seguridad promulgados por estos dispositivos externos se están integrando en la programación de variadores de velocidad. .

Sistemas de seguridad basados ​​en la conducción son menos complicados y lentos de instalar que sus predecesores no digitales. Evitan las estructuras electrónicas adicionales requeridas por los mecanismos tradicionales a prueba de fallas y son menos vulnerables a fallas en las piezas. Además, con procedimientos de reinicio más simples y rápidos, se puede minimizar el costoso tiempo de inactividad.

Sistemas de seguridad basados ​​en accionamientos en máquinas de fabricación

Como todos los aspectos de la ingeniería de máquinas, las funciones de seguridad basadas en el accionamiento debe operar a un cierto nivel de confiabilidad. Los estándares elaborados por organismos como la Comisión Electrotécnica Internacional informan la legislación producida por la Unión Europea y otras autoridades de todo el mundo. Para cumplir con los criterios de seguridad requeridos por la Directiva de Máquinas de la UE 2006/42/EC, la seguridad funcional de los variadores de velocidad debe cumplir con el estándar de producto EN/IEC 61800-5-2.

Las medidas de seguridad que un sistema basado en variadores puede aportar a las operaciones cubren una variedad de respuestas a los peligros. La función fundamental, y la más utilizada, es la Safe Torque Off (STO) señal. Esto simplemente desconecta el suministro de energía generadora de par al motor. La rapidez con la que la máquina se detiene dependerá de la carga o la fricción, y está garantizada contra un reinicio inesperado.

Cuando la acción mecánica deba detenerse de manera controlada, la Parada segura 1 (SS1) La función indica al variador que aumente rápidamente la velocidad hasta detenerse antes de activar automáticamente STO. Esto se adapta a los requisitos de parada de emergencia de equipos de hilatura pesados, como sierras, rectificadoras y trenes de laminación.

Parada segura 2 (SS2) funciona de la misma manera excepto que, después del frenado, el motor se mantiene en un estado de funcionamiento seguro. Es posible que sea necesario usar esta función para mantener el par total disponible del motor para mantener firmes las piezas del equipo que, de lo contrario, se saldrían de su posición.

En el caso de maquinaria como grúas y polipastos que manejan cargas muy pesadas, un Safe Brake Control (SBC) se utiliza para activar un freno de mantenimiento mecánico al mismo tiempo que la señal STO desactiva el accionamiento principal.

Gracias a la Velocidad Limitada con Seguridad (SLS) función, se puede hacer que la maquinaria funcione por debajo de un límite especificado. Según lo monitoreado por el variador, una velocidad que exceda ese límite activará automáticamente una parada de emergencia a través de una señal STO o SS1.

La función SLS es particularmente útil en la configuración y el mantenimiento de equipos en los que, por ejemplo, los cables deben pasarse manualmente sobre ruedas giratorias o tambores. También es generalmente una forma de minimizar la pérdida de trabajo. En lugar de apagar una máquina por completo cuando un operador está cerca del equipo, se puede usar para continuar con la producción a un ritmo reducido y seguro hasta que el operador ingrese a una zona de peligro específica (en cuyo punto se corta la energía ).

Y debido a que las caídas bruscas, así como los picos de potencia, pueden hacer que algunas máquinas se comporten de manera peligrosa, se puede programar un límite de velocidad inferior junto con un límite superior mediante el Rango de velocidad segura (SSR). función.

Tener esta gama de controles de seguridad disponibles, individualmente o en combinación a través de módulos enchufables y módulos de bus de campo, brinda al diseñador de automatización una flexibilidad y libertad significativamente mayores que antes. Y con la información de estado disponible en la interfaz del variador, el operador tiene una visión general confiable del sistema que se extiende a diagnósticos oportunos y precisos.

Su carácter inteligente y adaptable significa, en última instancia, que un sistema de seguridad basado en el accionamiento es tan capaz de anticiparse a los peligros mecánicos como efectivo para responder a ellos. Los consiguientes beneficios para el lugar de trabajo, no solo en términos de seguridad, sino también en términos de optimización del diseño y mejora de la eficiencia general, lo convierten en un componente natural de la industria automatizada.