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Codificador rotativo de seguridad RVK58S: soluciones de accionamiento conformes a SIL3/Ple

Las compañías de ingeniería de maquinaria y de fábrica confían cada vez más en componentes a prueba de fallos para cumplir los requisitos de seguridad especificados en la versión actual de la Directiva de Maquinaria 2006/42/EC. El codificador rotativo de seno/coseno de seguridad RVK58S es una elección ideal ya que también permite detectar la posición del rotor del motor con los niveles más altos de precisión.

Codificador rotativo de seguridad RVK58S: soluciones de accionamiento conformes a SIL3/Ple

Sólo los conceptos rigurosos de seguridad integral pueden garantizar verdaderamente el nivel de seguridad. Esto significa que la capacidad de una solución de seguridad en la práctica sólo es tan buena como el eslabón más débil de la cadena. Ha sido práctica habitual configurar los componentes importantes del sistema de forma redundante y detectar el mal funcionamiento potencial comparando los correspondientes parámetros del sistema. Aunque esto cumple el objetivo, no es deseable actualmente debido a la duplicación de costes del equipamiento y del material, así como el gran esfuerzo de instalación y cableado. Además, al incrementar el número de componentes aumenta la probabilidad de que se produzcan fallos y se encarece la certificación de conformidad.

La automonitorización sustituye a la redundancia En la actualidad se utiliza a menudo la automonitorización en lugar de la redundancia para asegurar un funcionamiento correcto de las diversas unidades funcionales. El nuevo codificador rotativo de seno/coseno RVK58S de Pepperl+Fuchs Drehgeber GmbH desempeña un papel fundamental en el desarrollo de soluciones para un accionamiento seguro. Este codificador de alta resolución, suministrado en una carcasa de 58 mm, tiene 1024 incrementos por revolución y aplica un concepto de seguridad funcional, así como un seguimiento de la posición absoluta como función añadida. El acondicionamiento de señal se gestiona mediante un ASIC especial que también se encarga del diagnóstico interno.

Los fallos en el disco del codificador incremental o los errores en la ruta de señal se pueden detectar de manera fiable mediante la fórmula sin²(x) + cos²(x) = 1 para evaluar las señales incrementales de seno y coseno procedentes del codificador, que tienen un desfase de 90 grados. También se monitorizan la tensión de alimentación, la temperatura, el control del LED y la suma de control de los datos de calibración. Si se incumple alguna condición, la electrónica del codificador pone las salidas en estado de alta impedancia de manera que el controlador puede detector el mal funcionamiento inmediatamente por medio de su función de detección de circuito abierto. Gracias a esta función, el nuevo codificador rotativo simplifica considerablemente el desarrollo de máquinas seguras y al mismo tiempo elimina la necesidad de recurrir a componentes sensores redundantes tal como se hace de manera convencional. El codificador rotativo de seno/coseno ya está certificado y la certificación del seguimiento añadido de la posición absoluta se está realizando a través de TÜV. Una vez emitida esta certificación, el dispositivo obtendrá su homologación para productos de accionamiento que cumplan los requisitos de seguridad hasta SIL3/PLe con un solo codificador.

Detección de posición del rotor con seguimiento de posición absoluta en un solo ciclo Además de los seguimientos incrementales de alta resolución, el codificador rotativo tiene un seguimiento de posición absoluta de seno/coseno con un ciclo por revolución exactamente. Ofrece información sobre la posición real del rotor en el motor. Esta información es necesaria para funciones como la comunicación de arranque en motores síncronos. La posición absoluta se genera a la salida como una señal digitalizada con una resolución de 13 bit, utilizando para ello el protocolo de Interface Serie Síncrono (Synchronous Serial Interface, SSI) o Bidireccional Síncrono Serie (Bidirectional Synchronous Serial, BiSS). Mediante la combinación del interface seno/coseno, SSI y BiSS, el codificador utiliza las rutas de comunicación existentes y elimina la necesidad de protocolos propios de seguridad.

Junto con un controlador adecuadamente certificado, el codificador rotativo de seguridad de Pepperl+Fuchs permite disponer de soluciones con un solo codificador sin necesidad de integrar un segundo codificador para cumplir unos requisitos más exigentes en cuanto a seguridad. No obstante, un requisito previo es que ambos canales de sensor estén siempre conectados al controlador. Con esta configuración del sistema resulta sencillo obtener la clasificación para un mayor nivel de prestaciones ISO 13849 (PL e) o el nivel de integridad de la seguridad (safety integrity level, SIL 3) de IEC 62061. Todas las actividades del motor se llevan a cabo y se monitorizan de forma fiable, permitiendo la implementación de las funciones comunes de seguridad basadas en la velocidad como la limitación segura de la velocidad, monitorización segura de la velocidad, monitorización segura de parada, dirección segura de rotación, aceleración/desaceleración seguras, entre otras.

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El codificador rotativo de seguridad como sustituto de las soluciones de seguridad mecánica Las innovadoras funciones de seguridad permiten sustituir en numerosas aplicaciones los dispositivos convencionales de seguridad mecánica, que están sujetos al desgaste, por funciones de software. Por ejemplo, en almacenes de gran altura se pueden suprimir completamente los buffers hidráulicos de fin-parada en los extremos del almacenamiento y se pueden eliminar por completo las guías de la maquinaria de recogida. Además, se necesita menos espacio vacío y los vehículos pueden ser más ligeros gracias a la menor desaceleración de frenado. Junto con una adecuada unidad de control de seguridad instalada localmente o en el controlador de accionamiento, el RVK58S monitoriza el cumplimiento de la pendiente de frenado especificada (desaceleración limitada por seguridad) así como la velocidad de desplazamiento (velocidad limitada por seguridad) de la maquinaria de almacenamiento y recogida. Si se supera alguno de los límites configurados, el sistema se frena con la ayuda del accionamiento o (en el caso de un fallo total de accionamiento) se aplica un freno mecánico en el vehículo.

Funciones de seguridad que simplifican el arranque y la reparación Los operarios de maquinaria están más expuestos a accidentes durante el arranque, la puesta en marcha y la reparación, ya que estas actividades se suelen llevan a cabo directamente en la zona peligrosa El codificador rotativo de seguridad permite implementar numerosas funciones con un mayor nivel de seguridad y gestionarlas con un mínimo esfuerzo.

Resumen

Los fabricantes y operarios de maquinaria están obligados a cumplir los requisitos de seguridad especificados en EN ISO 13849, y el primer codificador rotativo funcionalmente seguro que existe en el mundo con un seguimiento suplementario de la posición absoluta contribuye de forma valiosa para implementar eficientemente soluciones de accionamiento seguro. El RVK58S combina a la perfección conceptos modernos de seguridad y facilita a las compañías de ingeniería de maquinaria y de fábrica la conformidad de sus productos al nivel de prestaciones (performance level, PL) o el nivel de integridad de la seguridad (safety integrity level, SIL) exigidos. Gracias al seguimiento integrado de la posición absoluta, el codificador es apropiado para aplicaciones de tipo general en una amplia variedad de soluciones de accionamiento, con independencia de que se basen en motores síncronos o asíncronos.

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