Sichere Servoantriebe 22.11.2022, 15:02 Uhr

Funktionale Sicherheit als integraler Bestandteil

Elmo Motion hat auf der SPS eine Controller-Baureihe mit integrierter Funktionaler Sicherheit vorgestellt, für Anwendungen in Maschinen und Robotern.

Platinum: Servoantriebsfamilie von Elmo Motion Control mit integrierter Funktionaler Sicherheit. Foto: Elmo Motion

Platinum: Servoantriebsfamilie von Elmo Motion Control mit integrierter Funktionaler Sicherheit.

Foto: Elmo Motion

Elmo Motion Control hat nach eigenen Angaben Funktionale Sicherheit als Bestandteil in die Platinum-Produktreihe integriert. Wie das Unternehmen ausführt, bieten sich für den Nutzer über die Sicherheit hinaus eine Vielzahl an Vorteilen. Im Vordergrund stehe die flexible, effiziente und vor allem vertrauenswürdige Möglichkeit, Personal und Ausrüstung zu schützen. Doch gleichzeitig werde die Gesamtanlageneffektivität erhöht, andererseits Kosten für bislang notwendige Hardware und deren Abnahmen drastisch reduziert.

Funktionale Sicherheit ersetzt, so das Unternehmen weiter, Sicherheitshardware durch Software. Mit der Platinum-Produktreihe vom Solo Twitter bis zum hochintegrierten Vierachsgerät Quartet biete Elmo Motion Control Funktionale Sicherheit, bei den Einzelachsantrieben sogar in zertifizierter Form. Insgesamt 17 Sicherheitsfunktionen von STO über SS1, SS2, SOS bis SLT seien in den Geräten integriert und auch so miteinander verknüpft, dass sie logisch ineinandergreifen würden. Dabei entsprechen die Funktionen den einschlägigen Normen und Vorgaben. Die Hardware der Geräte mit ihrer hohen Rechenleistung in Verbindung mit optimierter Software und extrem schneller Kommunikation ermöglicht ein sehr dynamisches Verhalten der Platinum-Geräte. Dabei sind die Sicherheitsfunktionen über das hauseigene Tool Application Studio zielgerichtet und schnell zu parametrisieren.

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Sicherheitsfunktionen können im Application Studio von Elmo Motion Control parametrisiert werden.

Foto: Elmo Motion

Aufgrund der Verlagerung der Sicherheitseigenschaften in die Software könne zumindest bei den Einzelachsantrieben auf Hardwarekomponenten verzichtet werden. Einen sicheren Notstopp schaffen alle Platinum-Geräte ausschließlich durch Software, heißt es weiter. Neben dem Platzgewinn aufgrund des möglichen Verzichts auf zuvor notwendige Relais, Schalter, Verkabelung und so weiter, werde auch der Zeitraum zur Markteinführung deutlich verkürzt, denn auf teure Zertifizierungen von zuvor sicherheitsrelevanten Teilen sowie teils endlose Sicherheitsüberprüfungen kann verzichtet werden.

Höhere Gesamtanlageneffektivität

Darüber hinaus erhöhe der Ansatz der Funktionalen Sicherheit grundsätzlich die Gesamtanlageneffektivität. Aufgrund der Minimierung der Anzahl von Notstopps bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung sicherer Bedingungen, trage die funktionale Sicherheit dazu bei, dass Komponenten wie Motoren und Antriebe länger in Betrieb seien. Beispiele sind die Verwendung von Safely Limited Speed (SLS), um die Reinigung effizienter zu gestalten, oder Safely Limited Torque (SLT), damit ein Scara-Roboter als Teil eines kollaborativen Robotersystems funktionieren kann. Somit erhöhe der Einsatz der Platinum-Geräte mit ihrer integrierten und zum Teil sogar zertifizierten Funktionalen Sicherheit auch die Produktivität der Maschinen und Anlagen.

Drei neue Motion Controller

Wie das Unternehmen weiter ausführt, gehören die drei neuen Motion Controller, die Elmo Motion Control auf der SPS 2022 vorgestellt hat, die zu den kleinsten und leistungsstärksten Servoantrieben mit Funktionaler Sicherheit in der Welt. Unter den Namen Solo Triple Twitter, Solo Quartet und String Quartet werde die nächste Generation kompakter, direkt einsatzfähiger Geräte für die Anwendung in Maschinen und Robotern angeboten, bei denen höchste Qualität von Motion Control und Sicherheit gefordert sei.

Allen drei neuen Geräten sei eine sehr kompakte Bauweise gemein. Hinzu kommen laut Elmo Motion eine sehr hohe Effizienz der Antriebe und Eigenschaften wie vernachlässigbar geringe Jitter und gegen Null gehende Latenz bei der Ether-CAT-Kommunikation. Mit Hilfe einfach zu nutzender Softwaretools seien die Controller der Platinum-Reihe zudem sehr einfach auf die individuellen Erfordernisse der jeweiligen Applikation einzustellen und zu integrieren.

Solo Triple Twitter der Platinum-Reihe: Kompakter smarter Servoantrieb.

Foto: Elmo Motion

Der Platinum Solo Triple Twitter hat einen Bauraum von knapp 166 cm3 und eine Leistung bis zu 17 kW. Der nominale Eingangsspannungsbereich liegt bei den vier Spannungsklassen des Geräts zwischen 45 und 170 VDC Volt DC. Besondere Eigenschaften des Motion Controllers in offener Bauform sind den Angaben zufolge die Eigenschaften der ultraschnellen Ether-CAT-Kommunikation, der Funktionalen Sicherheit nach IEC 61800–5–2 (SIL-3, Cat4 PL-e) und FSoE sowie die integrierten Sicherheits-I/Os. Letztere sind zwei SIL3-Inputs, zwei STO Hardwareinputs sowie SIL3 Bremsen-Outputs.

Solo Quartet der Platinum-Reihe: Vier smarte Servoantriebe mit Motion Control in offener Bauweise.

Foto: Elmo Motion

Ebenfalls in offener Ausführung zum Einbau in Kundensysteme bietet Elmo Motion Control den Platinum Solo Quartet an. Mit einem Volumen von 95 mm × 72 mm × 30,3 mm und einem Gewicht von 174 g sei auch dabei eine hochkompakte Ausführung ist auch dabei gegeben. Der Eingangsspannungen dieses Geräts mit vier integrierten intelligenten Servoantrieben mit jeweils 5 kW Spitzenleistung decken den Bereich von nominal 85 bis 170 VDC ab. Zwölf Leistungsabstufungen, also spezifische Kombinationen von Eingangsspannung und Strom stehen zur optimalen Anpassung an die Applikationsanforderungen zur Verfügung, wobei kurzzeitig Spitzenströme bis 70 A erreicht werden können, führt das Unternehmen aus.

String Quartet der Platinum-Reihe: Vier smarte Servoantriebe mit Motion Control in einem kompakten Gehäuse.

Foto: Elmo Motion

Hochkompakt ist laut Elmo Motion auch der Platinum String Quartet, der in einem Volumen von 224 mm × 133 mm × 80 mm (Höhe × Tiefe × Breite) vier smarte Servodrives mit Motion Controller integriert. In zwei Leistungsgrößen in IP20-Bookshelf-Gehäusen mit oder ohne Lüfter verarbeitet der String Quartet einen Eingangsspannungsbereich von 50 bis 400 VDC und liefert Systemleistungen von 8 oder 10,4 kW oder pro Achse von maximal 2 oder respektive 5,5 kW. Die Spitzenströme liegen entsprechend bei 18 oder 30 A.

Von Elmo Motion Control/Udo Schnell