Tecnología de seguridad.

La norma internacional DIN EN 61800-5-2 especifica los requisitos de seguridad de los accionamientos de potencia eléctricos con régimen de revoluciones regulable. Los fabricantes de reguladores de accionamiento pueden solicitar que organismos de inspección autorizados certifiquen la integridad de la seguridad de sus productos mediante la aplicación de los requisitos definidos.

Se entiende por función de seguridad la función de control de una máquina que reduce a un nivel aceptable los distintos riesgos que emanan de ella.

Para facilitar la lectura, clasificamos las funciones de seguridad en funciones de parada, limitación, posicionamiento, frenado y monitorización. Más información…

Las medidas que pueden o deben tomarse para asegurar los ejes sometidos a gravedad se indican, por ejemplo, en las siguientes publicaciones:

– Hoja informativa de la división DGUV n.º 005 09/2012: Ejes o ejes verticales que funcionan por gravedad
– DIN EN ISO 16090-1:2019-12: Seguridad de las máquinas-herramienta. Centros de mecanizado, fresadoras, máquinas de transferencia; anexo G: Ejes sometidos a gravedad.

Las publicaciones indican qué dispositivos de frenado son adecuados para asegurar los ejes sometidos a gravedad en función de la situación de peligro correspondiente.

La norma DIN se basa en la publicación del Seguro social alemán de accidentes de trabajo (DGUV por sus siglas en alemán), pero impone en parte mayores exigencias al concepto de solución. Ambas publicaciones describen las recomendaciones para la prueba de frenado cíclica. La norma DIN siempre la presupone.

Si una persona puede permanecer total o parcialmente debajo del eje vertical, las normas DIN y DGUV sugieren el uso de un freno de retención en combinación con un sistema de freno redundante. Más información…

Para este planteamiento, STÖBER Antriebstechnik ofrece una solución desarrollada conjuntamente con la empresa Pilz: el regulador de accionamiento SD6 con módulo de seguridad SE6 ofrece una función de seguridad innovadora e independiente del encoder, así como una gestión de frenos segura para hasta dos frenos.

Las múltiples funciones de seguridad cumplen los requisitos de la norma DIN EN 61800-5-2 y han sido homologadas según SIL 3, PL e (cat. 4). El regulador de accionamiento SD6 cumple los requisitos del DGUV y de la norma DIN EN ISO 16090-1:2019-12 para la protección de ejes sometidos a gravedad, por ejemplo, en interacción con otros dos componentes de STOBER: en combinación con un motor STOBER con freno de retención y el adaptador de motor ServoStop con freno integrado, STOBER ofrece una solución sencilla y segura para los planificadores y diseñadores de máquinas.

En general, la experiencia directa o indirecta con las máquinas de un fabricante suele ser decisiva a la hora de comprar máquinas y sistemas. A menudo, se prefieren los fabricantes de máquinas que son conocidos en el ámbito de la tecnología de funcionamiento o de la planificación de la producción por su especial discreción o facilidad de mantenimiento.

Debido a la especial relevancia de la seguridad de la máquina y de los componentes integrados en ella, se aplican mayores requisitos a los trabajos de servicio. Dependiendo del concepto de servicio, es posible que la tecnología operativa no permita realizar los trabajos de mantenimiento in situ. Por ejemplo, para un montaje seguro del encoder con verificación. O incluso que no se permita la ejecución en absoluto. Esto, a su vez, se traduce en un aumento de los tiempos de inactividad.

Por decirlo de forma provocativa: la capacidad de servicio de toda la máquina depende del concepto de servicio de la tecnología de seguridad.

Dependiendo de la norma aplicable, los niveles de seguridad requeridos o alcanzables se especifican en SIL (Safety Integrity Level) o PL (Performance Level). Ambos se basan en la probabilidad estadística de un fallo peligroso.

Mientras que en el ámbito de las normas de producto para componentes como los reguladores de accionamiento se utiliza la clasificación según SIL, en la construcción general de máquinas e instalaciones se utiliza PL, que suele orientarse en la norma DIN EN ISO 13849.

La DIN EN 61800-5-2 como norma de producto para reguladores de accionamiento clasifica el nivel de seguridad de SIL 1 a SIL 3, siendo SIL 3 el que ofrece el mayor nivel de seguridad.

La norma DIN EN ISO 13849 define el nivel de seguridad de PLa a PLe y describe su realización sobre la base de categorías en el rango B, 1, 2, 3 y 4. PLe en la categoría 4 ofrece la mayor seguridad en esta clasificación.

La función de seguridad Safely Limited Speed (SLS) supervisa una velocidad, mientras que la función de seguridad Safe Speed Range (SSR) supervisa todo un rango de velocidades.

SLS garantiza que un movimiento se ejecute a la máxima velocidad permitida, independientemente de la dirección.

SSR, en cambio, puede reducir selectivamente una velocidad permitida en un solo sentido. Una aplicación típica es el extremo del rango de desplazamiento de ejes lineales, donde, por ejemplo, se puede especificar un rango de desplazamiento permitido en metros por minuto.
Alternativamente, la función SSR controla si un accionamiento se ajusta a una ventana de velocidad definida. Una aplicación clásica de la tecnología de transporte de alimentos.

En general, se aplica lo siguiente: con el número de componentes (independientes del fabricante), aumenta la complejidad y, por tanto, también la propensión a errores de un sistema durante la planificación y la puesta en servicio, así como durante el funcionamiento y el mantenimiento.

Un buen ejemplo en términos de esfuerzo y definición del problema es la clásica implementación de la función de seguridad Safely-Limited Speed (SLS) en un servoaccionamiento altamente dinámico.

La determinación de la velocidad suele basarse en un dispositivo de medición, el encoder. Su instalación, su conexión, el encaminamiento de la señal asociada y la evaluación de las señales forman parte de la consideración de seguridad.

Además de las fuentes de error obvias, como el acoplamiento mecánico al actuador, también existen especificaciones concretas del fabricante para la calidad de la conexión o para la comprobación de la plausibilidad de los valores de medición por parte del usuario. Lo que a menudo enfrenta incluso a los expertos a grandes obstáculos y no siempre es posible.

Además, puede haber restricciones específicas del fabricante en la selección de accionamientos y dispositivos de medición, de modo que la combinación realmente requerida por un cliente no esté disponible en absoluto.

A más tardar cuando se requiere un servicio de mantenimiento, los amplios conocimientos del sistema necesarios para ello a menudo no están disponibles ni siquiera para el personal de servicio bien formado o les plantea grandes retos, lo que puede tener un efecto negativo en el tiempo de inactividad de las máquinas.

La gestión de frenos segura en la automatización de máquinas e instalaciones es un tema complejo e importante. Si se descuida, el hombre, el medioambiente y la máquina pueden resultar perjudicados.

Esto resulta especialmente evidente en el contexto de los ejes sometidos a gravedad (también ejes verticales): el desgaste mecánico o la suciedad de los frenos con aceite pueden hacer que el eje descienda o se desplome de manera involuntaria.

Si no es posible descartar un fallo de los frenos y puede haber personas en la zona de peligro, deben tomarse medidas para reducir el riesgo.

La gestión de frenos segura incluye tanto el control seguro de los frenos y sus pruebas cíclicas como el cumplimiento de los intervalos de prueba asociados. Más información…