Welkom! "Drive Based Safety" en de nieuwe machinerichtlijn. We presenteren u: Ede, 12 november 2009

Transcriptie

1 Welkom! We presenteren u: "Drive Based Safety" en de nieuwe machinerichtlijn Ede, 12 november 2009

2 Text Doelstelling Aan de hand van een voorbeeldapplicatie verduidelijken van: De eisen van de nieuwe machinerichtlijn De mogelijkheden van Drive Based Safety en ProfiSafe Het toetsen van het veiligheidssysteem aan de nieuwe norm 2

3 Text Programma Normen en regelgeving. 3

4 Normen en regelgeving 4

5 Huidige Machinerichtlijn Huidige machinerichtlijn 98/37/EG: EN 954-1: 1996 Categorie: B, 1 t/m 4 Gebaseerd op analyse van de structuur 5

6 Nieuwe Machinerichtlijn Nieuwe machinerichtlijn 2006/42/EG: IEC EN 62061: 2005 Safety Integrity Level (SIL) 1 t/m 4 EN-ISO : 2006 Performance Level (PL): a t/m e SIL-norm is gebaseerd op betrouwbaarheid van componenten. PL-norm is een combinatie van de oude norm EN en de SIL normering. 6

7 Actie is nu nodig De huidige norm EN komt te vervallen Rechtstreeks vergelijk van de oude en de nieuwe richtlijn is niet mogelijk Redesign van uw safety-systeem leidt tot mogelijke verbeteringen van uw machine 7

8 8

9 Flexodrukmachine 4 kleuren drukmachine voor het bedrukken van verpakkingskarton Bestaande uit een afwikkelaar, vier druktorens en een opwikkelaar Uitgebreide veiligheidseisen aan het systeem 9

10 Principe flexodrukmachine Cliché wals Rakel Infeedwals Inkt resevoir Rubber drukwals 10

11 Engineering-PC PLC Supply-Module Remote-PC WAN Ethernet NRT Profibus/ProfiSafe Ethernet NRT Motion CAN DC-bus Afwikkelaar Infeedwals Clichéwals Drukwals Opwikkelaar 11

12 alternatief Engineering-PC ProfiNet switch PLC Profinet/ProfiSafe Supply-Module Motion CAN DC-bus Afwikkelaar Infeedwals Clichéwals Drukwals Opwikkelaar 12

13 L-force Servodrive 9400 voor synchronisatie van de walsen Servo motorreductor met sincos-encoder Motion CAN sc Feedback Motor Profibus Ethernet NRT Wals Gearbox 13

14 14

15 Bij activeren van de noodstop wordt de gehele machine synchroon stilgezet in ca. 2,5 sec. Het uitvoeren van een noodstop mag niet leiden tot baanbreuk in de machine Na noodstop is een snelle heropstart gewenst 15

16 Het tijdens bedrijf openen van een kap leidt tot een noodstop van de gehele machine. D.m.v. een toestemmingschakelaar kan bij een geopende kap een reinigingsmodus worden geactiveerd. In deze reinigingsmodus draaien de walsen op een lage (veilige) snelheid waarbij de kap geopend kan blijven. Bij het wisselen van de drukwals is het nodig de aandrijving veilig af te schakelen. 16

17 Hoe kunnen we dit realiseren? 17

18 18

19 Uitgangspunten: Beklemmingsgevaar tussen de walsen Regelmatig reinigen van de cliché-walsen Regelmatig wisselen van de drukbeelden Risicograaf S = Sevirity F = Frequency P = Possibility PLr (Performance Level required) e 19

20 Safe Stop 2 (SS2) Safe Stop 2 / Safe Operating Stop Safe Limited Speed Safe Limited Speed (SLS) Safe Torque Off Safe Torque Off (STO) 20

21 Sensoren: Noodstop Toestemmingschakelaar Toerentalbewaking Enc 21

22 Veiligheidssysteem conventioneel Drive Veiligheidscomponent Toerental bewaking M ~ SC Enc 22

23 STO (Safe torque off) SS1 (Safe stop 1) SS2 (Safe stop 2) SLS (Safely limited speed) SMS (Safe maximum speed) STM (Safe tip mode) Safe inputs Safe output Safe parameter setting PROFIsafe 23

24 Eenvoudige veiligheidssystemen Sensoren direct aansluiten op drive Programmeerbare veiligheidsfunctionaliteit Drive Drive Based M ~ SC 24

25 ProfiSafe Safety PLC gekoppeld via ProfiSafe SM301 tevens te gebruiken als lokaal safety IO-station ProfiSafe wordt gebruikt voor safety-data en normale processdata 25

26 26

27 Stappenplan 1. Bepalen structuur 2. Bepalen Mean Time To Failure (dangerous) 3. Bepalen DC Diagnostic Coverage 4. Bepalen CCF 27

28 Vier verschillende structuren beschreven in de norm: Categorie 1 Categorie 3 28

29 Gemiddelde tijd totdat een gevaarlijke uitval in het veiligheidssysteem optreedt B10d = T cyclus = 1 uur MTTFd = 275 jr See specs n op n op d = op h t op cyclus = = B10d MTTFd = 0, 1 n op See specs See specs MTTFd = 77 jr MTTFd A = = 275 jaar 0, MTTFd 1 = MTTFd MTTFd 30 jaar ( = hoog) A MTTFd E 29

30 . Voorbeeld: Er zijn 10 verschillende manieren waarop een relais defect kan gaan. Hiervan worden 9 mogelijkheden gedetecteerd. Dit resulteert in een DC van See specs 90% See specs See specs DC gem = DCA MTTF 1 MTTF A A DCB + MTTF 1 + MTTF B B DCC + MTTF 1 + MTTF C C DCD + MTTF 1 + MTTF D D DCE + MTTF 1 + MTTF E E See specs DC = 99 % MTTFd = 77 jaar DC DC DC DC gem gem gem gem = DC < 60% = No = 60% DC < 90% = Low = 90% DC < 99% = Medium = 99% DC = High 30

31 CCF: Fout van diverse componenten door een gemeenschappelijke oorzaak. Fysieke scheiding tussen de signaalkanalen 15 Diversiteit 15 Bescherming tegen overspanning, overdruk, etc. 0 Gebruik van beproefde componenten 5 Inachtneming van de resultaten van de analyse van de foutmodi en 5 hun effecten om fouten met een algemene oorzaak bij het ontwerp te vermijden Competentie / opleiding van de ontwikkelaar 5 EMV of filtering van het drukmedium en bescherming tegen besmetten Temperatuur, vochtigheid, schokken, vibraties, etc. 5 Totaal (maximaal 100 punten) 70 Minimale score: 65 punten 20 31

32 32

33 PL required e PL berekend e Met dit veiligheidssysteem wordt het restrisico voldoende gereduceerd De eisen van de EN-ISO zijn hiermee vervuld 33

34 34

35 Functionaliteit Servo-systeem Extension-slots Hardware-IO Diagnose LED s Montage-sokkel Memory-module Safety-slot 35

36 Parametrering en diagnose Programmering en diagnose via L-force Engineer Communicatie mogelijkheden: CANopen Diagnose-adapter Ethernet NRT Profinet Profibus (TCI) Standaard applicaties voor de meeste toepassingen Uitgebreide diagnose-mogelijkheden 36

37 Vergelijking Safety-systeem Veel componenten Moeilijke diagnose Veel engineering noodzakelijk Weinig componenten Goede diagnose Zeer geschikt voor kleinere safetysystemen Weinig componenten Goede diagnose Zeer geschikt voor uitgebreide safety-systemen 37

38 Functionaliteit Safety-systeem Alle bekende stop-functies beschikbaar (STO, SOS, SLS, SDI) Functies lokaal (Safe-IO) of remote (ProfiSafe) aan te roepen Safe-IO van de SM301 is als Safe-IO beschikbaar in de S7 Parametrering van de SM301 via L-force Engineer. Diagnose van het safety-systeem via de diagnose van de drive 38

39 Qualificatie Safety-systeem Veiligheidssysteem heeft eenvoudige structuur. Toepassen van gecertificeerde componenten 39