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Controllare la gru in tutta sicurezza

Nell’inverter ACS880 è integrato tutto il software necessario per gestire le operazioni di sollevamento, dall’interfaccia all’utilizzo, fino alla sicurezza. Nell’inverter ACS880 è integrato tutto il software necessario per gestire le operazioni di sollevamento, dall’interfaccia all’utilizzo, fino alla sicurezza.

ABB propone un pacchetto “crane” completo di tutto ciò che serve per movimentare una gru in sicurezza: un motore standard o ad alta efficienza, un azionamento ACS880 e un controllo di sicurezza AC500-S.

di Alma Castiglioni

Novembre 2016

ABB è presente da anni nell’industria del sollevamento, identificata con il termine “crane”. La multinazionale è stata fra le prime ad approcciare questo settore, dapprima con soluzioni di azionamento (drive) specifiche e, più recentemente, con un pacchetto completo che include anche la parte di controllo con PLC AC500.
Per ABB, “crane” non significa solo gru o carroponte, ma ogni applicazione che prevede il sollevamento o la movimentazione di carichi, sospesi o inclinati, soggetti a gravità: gru di officina, gru portuali, nastri trasportatori, benne per lo smaltimento di rifiuti, macchine per edilizia.
Il punto di forza dell’offerta di ABB per il comparto del crane è la sicurezza: con l’introduzione di normative sempre più severe, la sicurezza è diventata l’elemento chiave di queste applicazioni e l’origine di gran parte delle richieste dei clienti. Infatti ogni operazione di sollevamento deve essere assolutamente sicura; in caso di caduta accidentale del carico, devono intervenire i freni di sicurezza. In presenza di più carriponte all’interno di una fabbrica o di diverse gru installate nello stesso cantiere, queste attrezzature devono essere movimentate a determinate velocità per non collidere. In applicazioni con un alto livello di complessità, un controllo di sicurezza che funga da “supervisore” è fondamentale.

Un pacchetto completo per movimentare le gru in totale sicurezza
ABB propone un pacchetto “crane” completo di tutto ciò che serve per movimentare una gru in sicurezza: un motore standard o ad alta efficienza, un azionamento ACS880 (inverter) e un controllo di sicurezza AC500-S (dove S sta per “safety”). La soluzione offre all’utilizzatore la massima flessibilità e scalabilità. L’end-user può infatti scegliere di allestire un carroponte movimentato da un drive ACS880 senza la necessità di prevedere un PLC di sicurezza per il controllo dell’applicazione. Questo è possibile non solo nelle applicazioni fino a 20 tonnellate dove la normativa prevede che si possa non avere il freno di sicurezza, ma anche per carichi superiori. ACS880 è infatti in grado di gestire in piena autonomia un freno di emergenza con i moduli di sicurezza FSO e quindi può tranquillamente lavorare senza PLC anche per carichi molto elevati. Infine, per garantire la massima sicurezza nella maggior parte dei contesti applicativi, grazie al controllo integrato tra AC500 e ACS880, è possibile supervisionare la gru o il carroponte in ogni sua fase operativa, dal controllo degli accessi per gli operatori al freno di sicurezza di emergenza.

PLC con CPU di sicurezza indipendente
La soluzione AC500-S per la sicurezza vanta punti di forza specifici per questo tipo di applicazioni. L’architettura è costituita da una CPU Safety SM560-S fisicamente indipendente, ma allo stesso tempo in grado di interfacciarsi in maniera integrata alla CPU che gestisce l’applicazione standard.  Questo valore aggiunto, rispetto a una soluzione avente un’unica CPU per tutto il controllo della macchina, garantisce una performance superiore nella gestione di applicazioni complesse e soprattutto una sicurezza intrinseca maggiore. Su impianti complessi, la soluzione AC500 con due CPU separate (una per le attività standard e una dedicata esclusivamente al safety) offre efficienza e prestazioni superiori a fronte di costi inferiori del 30-40%.  
Il secondo plus della serie AC500-S è il modulo di ingressi analogici con verifica della discrepanza. Secondo la normativa, i canali di comunicazione del PLC di sicurezza devono essere ridondati e controllati a vicenda. Nelle soluzioni finora più diffuse, il cliente fornisce segnali analogici indipendenti e la discrepanza fra i segnali viene controllata via software, con molte ore di ingegneria per la programmazione del software ed esigenze di certificazione del software stesso, con tutti i possibili errori. Il modulo AI581-S della serie AC500-S affida la stessa funzione all’hardware, con due schede collegate a due ingressi che effettuano il controllo di discrepanza con tolleranza configurabile.
Un altro valore aggiunto della piattaforma è l’ambiente di sviluppo Automation Builder, il quale integra in un’unica suite linguaggi standard IEC61131-3 per la gestione dell’applicazione standard e analogamente lo stesso standard in versione safety per la gestione della sicurezza. Il software di controllo può essere quindi sviluppato in testo strutturato (ST) sia per la parte di controllo standard che per quella di sicurezza, offrendo una elevata flessibilità per lo sviluppo di algoritmi complessi e calcoli trigonometrici. Per software particolarmente complessi, il testo strutturato riduce gli errori e accorcia i tempi di programmazione. Sono disponibili, inoltre, librerie per la gestione della sicurezza a standard PLCOpen certificate TUV, in cui è possibile utilizzare diversi blocchi funzione già presenti, come ad esempio per la gestione del comando a due mani. Grazie a funzioni trigonometriche certificate, è possibile governare due gru e, in base ai segnali provenienti dai sensori, conoscere in ogni momento l’esatta posizione dei due bracci, potendo quindi fermare l’uno o l’altro o rallentarne il movimento. L’elenco dei plus della gamma AC500-S di ABB racchiude inoltre la disponibilità di scegliere l’hardware in versione Extreme Condition (XC), compatibile con temperature da -40° a +70 °C e resistente a tassi di umidità elevati e sollecitazioni e vibrazioni estreme.

Inverter con funzioni “anti-sway” e “slew control”
I punti di forza specifici della proposta di ABB per il mondo del crane si estendono anche all’azionamento ACS880. Nell’inverter è integrato il software necessario per gestire le operazioni di sollevamento, dall’interfaccia all’utilizzo, fino alla sicurezza.
Per le applicazioni che richiedono standard di sicurezza conformi alle norme TÜV è possibile montare direttamente sull’inverter ACS880 una CPU di sicurezza SIL3-PLe che si interfaccia con l’encoder di sicurezza. Per manovrare e posizionare qualsiasi carico in tempi più rapidi e con meno rischi è disponibile la funzione di antipendolamento del carico (anti-sway), che offre un notevole incremento della produttività e della sicurezza soprattutto in ambienti ristretti come gli impianti di smaltimento dei rifiuti. Un ulteriore contributo alla sicurezza viene dal controllo di rotazione del braccio delle gru (slew control): quando il braccio ruota, la torre centrale della gru si carica come una molla e trasferisce la forza accumulata al braccio al momento dell’arresto. La funzione “Slew Control” dell’inverter di ABB gestisce la coppia al motore per smorzare l’effetto molla sulla torre, in modo che il braccio si arresti esattamente nel punto desiderato.
Grazie alla master-slave integrata nell’inverter, l’ACS880 può gestire la ripartizione del carico fra più motori o la sincronizzazione di due motori con la funzione Sincro Control. Ad esempio, su un carroponte dotato di due ganci per sollevare una trave lunga, i due motori dei ganci possono essere collegati in asse elettrico in modo che se ne possa controllare uno solo.
Un altro plus dell’azionamento di ABB è il controllo del freno con funzione Torque Memory: la coppia motore viene memorizzata durante l’arresto e riutilizzata alla successiva partenza in modo da evitare la caduta del carico. Questa funzione ottimizza la coppia alla partenza, riducendo lo stress sulla parte meccanica.
Infine, l’inverter ACS880 verifica il rischio di scivolamento carico prima di aprire il freno e dopo averlo chiuso. Il software applicativo all’interno del convertitore di frequenza gestisce il freno meccanico attraverso un relè della scheda di controllo. Se il freno resta aperto, il convertitore di frequenza genera un allarme e mantiene il carico sospeso a velocità zero con piena coppia. L’operatore potrà così abbassare il carico in sicurezza se il freno meccanico non funziona correttamente.
A completamento della propria offerta per il sollevamento, ABB affianca all’inverter ACS880 la famiglia ACS355 per la gestione delle traslazioni sui carrelli.

Ultima modifica ilMartedì, 08 Novembre 2016 14:29

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