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Sicurezza perfettamente in forma

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Le macchine per la lavorazione della plastica stanno diventando più complesse e più modulari allo stesso tempo. Entrambe le caratteristiche danno luogo a un aumento della domanda di sistemi di controllo con funzioni di sicurezza intelligenti e tempi di risposta rapidi. Il supporto ideale per gli scambi di dati di rilievo per la sicurezza è costituito dal più diffuso bus di sistema ad alta velocità in uso nella macchina. openSAFETY è l'unico protocollo di sicurezza che soddisfa i requisiti di queste complesse applicazioni.

Le macchine impegnate nella produzione in serie di articoli in plastica sono totalmente automatizzate e funzionano in modo ininterrotto. Poiché i complessi utensili impiegati sono costosi da progettare e realizzare, le macchine devono essere in grado di realizzare grandi quantità di prodotti di elevata qualità in cicli di produzione molto brevi. Nel tentativo di conseguire tali obiettivi, i produttori di macchine per la lavorazione della plastica sono ormai da anni vere forze motrici dell'innovazione. Considerati come pionieri in numerosi ambiti, i nuovi sviluppi in questo settore si diffondono in genere nell'ingegneria dell'automazione.

I servo-azionamenti elettrici costituiscono un esempio di tale tendenza. Gli assi di movimento di queste macchine esercitano forze enormi. Di conseguenza, per gli azionamenti si utilizzano soluzioni idrauliche. Al tempo stesso, la pressione dei supporti non viene mantenuta costante, ma varia a seconda dei requisiti per migliorare l'efficienza. I servomotori entrano in gioco a questo punto. Oggi, la maggior parte delle macchine che richiedono forze inferiori viene già realizzata con una tecnologia di azionamento totalmente elettrica. Ciò migliora l'efficienza energetica e la precisione, nonché la prontezza di risposta.

La sicurezza è della massima importanza

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Le macchine per la lavorazione della plastica funzionano a velocità elevate e richiedono l'adozione di misure adeguate per garantire la sicurezza del personale addetto agli impianti. openSAFETY permette di implementare una sere completa di funzioni di sicurezza con tempi di risposta estremamente rapidi. (Fonte: iStock)

Il numero di assi di movimento presenti nelle macchine per la lavorazione della plastica è già elevato e continua ad aumentare. Ciò vale in particolare per le macchine di stampaggio a iniezione, dotate di utensili sempre più complessi e di innumerevoli estrattori di anime. Queste macchine funzionano in genere a velocità così elevate che risulta impossibile distinguere a occhio nudo i singoli processi in corso. Al tempo stesso, la presenza di forze di chiusura dell'ordine delle tonnellate rende vitale l'adozione di misure sufficienti a proteggere il personale che si trova presso gli impianti.

I prerequisiti di base per la tecnologia di sicurezza integrata su bus sono già implementati. Per sincronizzare i loro numerosi azionamenti, le macchine per la lavorazione della plastica sono in larga misura dotate di sistemi di bus di campo ad alta velocità basati su Ethernet. I circuiti di sicurezza cablati stanno pertanto diventando una rarità. L'entità delle masse in movimento e le loro velocità di spostamento richiedono spazi di frenata particolarmente ridotti, rendendo imperativo che le funzioni di sicurezza si attivino senza alcun ritardo e agiscano rapidamente.

Il tempo di risposta è decisivo

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Grazie a tempi di risposta estremamente rapidi, openSAFETY garantisce spazi di frenata minimi anche in presenza di movimenti a velocità estremamente elevata. Questo protocollo di sicurezza open-source consente inoltre agli azionamenti di adottare risposte di sicurezza intelligenti che assicurano un funzionamento di emergenza controllato e riavvii rapidi, garantendo contestualmente l'assoluta sicurezza del personale degli impianti.

Il protocollo openSAFETY utilizza il principio del "black channel" per trasferire i messaggi di rilievo per la sicurezza sul bus di sistema, garantendo così spazi di frenata straordinariamente brevi e riavvii rapidi. Unitamente all'integrazione della tecnologia di sicurezza direttamente nei servo-azionamenti e nei motori, openSAFETY è in grado di ridurre fino a pochi millisecondi i tempi di risposta dei sistemi.

"Ciò migliora la sicurezza sul lavoro, aumentando al tempo stesso la produttività delle macchine," afferma Stefan Schönegger, direttore generale dell’EPSG (Ethernet POWERLINK Standardization Group). "La riduzione degli spazi di frenata permette di diminuire le distanze di sicurezza, il che a sua volta riduce l'ingombro delle macchine o consente di aumentare la velocità alla quale possono funzionare con una limitazione di sicurezza della velocità."

La limitazione di sicurezza della velocità non è che una delle numerose risposte intelligenti rese possibili dagli azionamenti openSAFETY con logica di sicurezza integrata. Gli azionamenti intelligenti rappresentano spesso un'alternativa migliore rispetto alle semplici funzioni di arresto di emergenza, in quanto facilitano le interazioni uomo-macchina in condizioni di sicurezza e consentono riavvii più rapidi, migliorando notevolmente la produttività delle macchine.

openSAFETY per soluzioni modulari

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Nelle soluzioni complessive di automazione vengono integrati in misura crescente manipolatori robotici e altre apparecchiature di post-produzione. openSAFETY facilita tale approccio alla progettazione delle macchine fornendo cablaggi virtuali tramite la rete. (Fonte: iStock)
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Stefan Schönegger, direttore generale dell'EPSG (Ethernet POWERLINK Standardization Group)

La tendenza verso la completa automazione di interi processi è rilevabile in ogni settore e i macchinari per la lavorazione della plastica non fanno certo eccezione. In questo settore pionieristico, le apparecchiature di movimentazione sia delle materie prime, sia dei prodotti finiti vengono da tempo integrate in modo flessibile nelle soluzioni di automazione complessive. I dispositivi in questione vengono installati sulle macchine primarie come moduli opzionali, come nel caso delle cesoie utilizzate per rifilare tubi o profili estrusi in sincronia con la velocità di avanzamento.

openSAFETY agevola la realizzazione di macchine con una configurazione modulare fornendo cablaggi virtuali tramite la rete. Ciò consente di collegare facilmente i componenti delle macchine pronti per l'uso, compresi gli azionamenti di sicurezza, senza dover ricorrere ai complicati cablaggi richiesti dalle catene di arresto di emergenza. Un singolo controllore di sicurezza permette di effettuare in modo flessibile l'indirizzamento di un massimo di 200 azionamenti e canali di I/O di sicurezza.

openSAFETY è l'unico protocollo di sicurezza totalmente aperto attualmente disponibile; la sua filosofia aperta si esprime in due modi essenziali. In primo luogo, essendo un software open-source, openSAFETY è a disposizione dei produttori di dispositivi e sistemi senza alcun costo di licenza. Questa tecnologia non richiede l'acquisto di alcun hardware specifico, e può essere implementata in modo rapido, agevole ed economico senza alcun ostacolo legale.

L'aspetto più importante consiste tuttavia nel fatto che openSAFETY è in grado di scambiare dati associati alla sicurezza con qualunque sistema di bus di campo. Ciò consente di integrare nelle soluzioni di sicurezza complessive moduli e macchine periferiche anche se questi utilizzano controllori di marche diverse con un sistema di bus diverso da quello della macchina primaria.

"Le macchine utilizzate nel settore delle materie plastiche devono essere assolutamente flessibili, mantenere la massima velocità di produzione ed eliminare ogni minimo fermo macchina," afferma Schönegger. "openSAFETY supporta questi obiettivi combinando indipendenza dal produttore e prestazioni elevate, ed è proprio questo il motivo per cui è lo standard di elezione per le comunicazioni di sicurezza."

"openSAFETY è lo standard di elezione per le comunicazioni di sicurezza nel settore delle materie plastiche." Stefan Schönegger, direttore generale dell'EPSG (Ethernet POWERLINK Standardization Group)

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