Blogg om motion & control-teknologier | Parker Sverige

Vad innebär spjutspetsteknik för funktionella säkerhetsstyrningssystem?

What does state-of-the-art mean for functional safety control systems? Lift Mobile Systems Division EuropeMaskinbyggare på den europeiska marknaden vet att deras maskiner måste uppfylla kraven i maskindirektivet för att kunna CE-märkas och säljas. Det här är ingen nyhet för någon. Men känner du till att kraven har formulerats med förutsättningen att nya tekniska lösningar ständigt utvecklas över tid? 

Maskindirektivet, 2006/42/EG, har följande lydelse:

(14) De grundläggande hälso- och säkerhetskraven bör uppfyllas för att säkerställa att maskinerna är säkra. Dessa krav bör tillämpas med omdöme med hänsyn till den tekniska utvecklingsnivån vid tillverkningstillfället och till tekniska och ekonomiska krav.

Spjutspetsteknik förändras ständigt. Det kommer alltid att vara en utmaning för maskintillverkare att hålla jämna steg med den senaste utvecklingen. Tekniska lösningar utvecklas och öppnar för nya metoder att göra säkrare maskiner än tidigare.

 

Den första epoken av programmerbar elektronik för maskiner

I mitten av 1990-talet lanserade Parker IQAN, som bestod av programmerbar elektronik för förbättrad maskinsäkerhet genom smartare säkerhetsförreglingar. Exempel på dessa säkerhetsfunktioner är begränsningar av lastmoment på kranar samt stopp av alla rörelser när föraren lämnar hytten. Vid denna tidpunkt kännetecknades de bästa systemen av robust maskinvara som utformades för tuffa miljöer och elektromagnetisk kompatibilitet. Sådana krav anses numera vara grundläggande. För att återgå till IQAN blev maskinerna mindre benägna till implementeringsfel tack vare programvara som framtagits specifikt för att utveckla tillämpningsprogram. Dock fanns ingen etablerad metod som maskintillverkare kunde använda för att utvärdera programvaran på ett objektivt sätt. De standarder för maskinsäkerhet som tillämpades vid denna tidpunkt lade stort fokus på olika nivåer av redundans. Samtidigt tog man mindre hänsyn till programvaruaspekter eller analys av elektronik. Standardiserade lösningar kan vara avskräckande dyra och dessutom misslyckas med hanteringen av viktiga aspekter avseende kontrollsystemet.

 

What does state-of-the-art mean for functional safety control systems? refuse truck Mobile Systems Division EuropeMed lanseringen av ISO 13849-1:2006 Maskinsäkerhet fick konstruktörerna vägledning för att på ett metodiskt sätt utveckla ett styrsystem med säkerhetsfunktioner genom att fokusera på maskinvarans tillförlitlighet, diagnostikutrustning och programvarukvalitet, varvid den önskade prestandanivån (PL) kunde uppnås. I takt med att erfarenheten av att använda programmerbar elektronik har ökat och data om komponenternas tillförlitlighet blivit alltmer tillgänglig, har kraven i standarden anpassats. Genom ISO 13849-1-standarden tillåts maskindesigners att välja den bästa lösningen för varje del av en säkerhetsfunktion. Här avses exempelvis sensorer med redundanta signaler, standardiserade styrsystem, PAC, som certifierats enligt IEC 61508 samt väl beprövade, tillförlitliga hydrauliska komponenter.

 

Parkers framsteg inom teknologi

När Parker år 2010 introducerade den IEC 61508 SIL2-certifierade styrenheten IQAN-MC3 gav de maskintillverkarna en effektiv metod för att implementera säkerhetsfunktioner från SIL2/PLd. IQAN-MC3-styrenheten har utformats enligt konceptet om att nyckeln till effektiv diagnostikutrustning för maskinvara baseras på djupgående kunskap om komponenterna. Det grundläggande paketet med diagnostikutrustning innehåller en teknik som kallas utmaning–respons, en uppsättning cykliska tester som ger bra diagnostisk täckning utan att tillföra alltför mycket extra maskinvara. Detta ger en realistisk maskinvarukostnad, men den omfattande inbyggda programvaran för utrustning för självdiagnostik belastar beräkningshastigheten.

Ett exempel på en tillämpning där teknologin har tillämpats är lastmomentstyrning av en containerstaplare, där maskinens stabilitet beräknas för att förhindra att den välter. Ett annat exempel är hjulstyrning på gaffeltruckar.

Efter hand som tillverkare av mobila maskiner får erfarenhet av att använda standarder för de mest kritiska säkerhetsfunktionerna är nästa steg att överföra detta strukturerade förhållningssätt till normala driftsfunktioner. I mobila sammanhang har det alltid varit svårt att urskilja vissa av de normala driftsfunktionerna från säkerhetsfunktionerna. Begränsningar av belastningsmoment och stopp av alla rörelser när föraren lämnar hytten är exempel på funktioner vars främsta syfte är att uppnå säkerhet. Att hydrauliken avbryts när föraren släpper spaken är en del av den normala maskindriften, men det kan även vara en säkerhetsfunktion. Efterhand som priserna för mobila maskinstyrsystem med säkerhetscertifiering blir allt mer överkomliga, är det klokt att öka kraven på alla rörelsestyrningsfunktioner.

What does state-of-the-art mean for functional safety control systems? lift Mobile Systems Division EuropeIden allra modernaste teknologin förenas säkerhet och prestanda

Den nya serien från IQAN-MC4xFS är ett perfekt exempel på hur tekniken förändras.

IQAN-MC4xFS bygger vidare på erfarenheterna från IQAN-MC3, och återanvänder den beprövade IQAN-programvaruplattform som utgör grunden för alla IQAN-mästare. Den har också övertagit konceptet för utdatan hos effektdrivare med en kombinerad växling på den höga respektive låga sidan och detektering av kablagefel för säkerhetsrelaterade laster. Kärnelektroniken har också utvecklats. En nyckelkomponent är Infineons mikrostyrenhet som har utformats för både fordons- och maskintillämpningar. Den framtogs redan från början med maskinvarubaserad utrustning för självdiagnostik. Jämfört med föregångaren IQAN-MC3 innebär detta att körtiden hos IQAN-MC4xFS har blivit effektivare; den kan utföra större tillämpningar med kortare cykeltid.

 

What does state-of-the-art mean for functional safety control systems?  IQANMC4X product - Parker Hannifin Med någon av de större modulerna IQAN-MC42FS eller IQAN-MC43FS kan maskindesignern välja att använda en certifierad styrenhet på alla sektioner på en hydraulisk riktningsmanöverventil. Detta ger en kostnadseffektiv metod att uppnå prestandanivå ”c” för säkerhetsfunktionen utan att tillföra extra hydrauliska komponenter. För funktioner som kräver den högre prestandanivån, ”d”, kan IQAN-MC4xFS användas för att avläsa slidlägets sensorer och aktivera pumpavloppsventiler för att få en andra hydraulisk avstängningsväg.

 

 

Sammanfattning

MC4xFS ger möjlighet att uppfylla nuvarande och framtida krav på funktionssäkerhet utan att kompromissa med prestandan hos maskinens funktioner. Den gör det möjligt att skapa både säkra och användarvänliga funktioner på ett kostnadseffektivt sätt. Teknologiutvecklingen inom elektronik har tagit oss till en avancerad nivå som låter oss implementera säkerhetsfunktioner i och på praktiskt taget alla rörelsestyrningsfunktioner i en maskin. Den låter dig fokusera på det som är viktigast – maskinens funktioner. Läs mer.

 

What does state-of-the-art mean for functional safety control systems? Gustav Widen Mobile Systems Division EuropeTill denna artikel medverkade Gustav Widén, systemingenjör elektronik, Parker Hannifin Manufacturing Sweden AB.

 

 

 

 

 

Relaterat innehåll:

Slösa inte bort möjligheten att ta kontroll med ökad säkerhet och förbättrad effektivitet

Korrosion: typer, orsaker och strategier för att förhindra

Hur förbättrar ett smart användargränssnitt maskinens effektivitet?

 

Kategorier

Har du frågor om Parkers produkter och tjänster? Vi hjälper dig gärna – Kontakta oss!

Note to Vad innebär spjutspetsteknik för funktionella säkerhetsstyrningssystem?


Observera att kommentarer med hyperlänkar inte publiceras, som en del av arbetet att motverka skräppost

Lämna en kommentar





Captcha