Estat de l'art en la millora de la seguretat d'un tren de laminatge d'acer inoxidable
El nou PLC de seguretat de ABB ha proporcionat la plataforma perquè Sandvik Materials Technology integri les proteccions de seguretat zonal del tren de laminatge en fred de la seva planta situada en Sandviken, Suècia. Aquesta línia de laminatge és clau en aquesta planta per a la fabricació dels fleixos d'acer de precisió.
El tren de laminatge en fred de Sandvik ha estat millorat en diverses ocasions al llarg de la seva vida - incloent canvis recents on es van afegir servomotores i una nova màquina de control equipada amb el PLC AC500 d'ABB i els terminals d'operador tipus ‘touchscreen’.
L'última millora integra al sistema de control de la màquina, els mòduls del PLC de seguretat d'ABB, AC500-S, ha estat realitzada per millorar la seguretat de la línia de laminatge de 20m de llarg, amb una arquitectura connectada a una xarxa de camp Profinet usant el protocol Profisafe. Aquesta millora proporciona el control independent de sis zones de seguretat separades entre si;. L'arranjament zonal permet que certes zones de la màquina romanguin en funcionament mentre un operador accedeix de forma segura a una altra zona – on la seguretat està garantida deshabilitant el subministrament d'energia.
S'empra un PLC de seguretat amb unes 50 I/S per vincular l'interruptor de la porta i els dispositius de seguretat de cortina de llum amb els botons d'atur d'emergència. Les I/S supervisen els interruptors de precisió per detectar si l'energia hidràulica està deshabilitada, de tal forma que, el manteniment pugui dur-se a terme, i controlen el subministrament d'energia als motovariadores. El control de la velocitat de seguretat és un altre aspecte del control de seguretat proporcionat pel nou PLC, per assegurar que les mans o els dits de l'operari no quedin atrapats entre el cinturó i els corrons de la línia de laminatge.
Sandvik va escollir per a aquesta aplicació el PLC de seguretat d'ABB, AC500-S, gràcies a la bona experiència en l'arquitectura del PLC estàndard AC500, que havia estat instal·lat en aquesta màquina i en altres projectes. El PLC de seguretat d'ABB, AC500-S, també va oferir a Sandvik la possibilitat de realitzar càlculs amb punt flotant, que van simplificar el programa de seguretat requerit per a aquest projecte, com per exemple en els càlculs de velocitat.
El fet que la versió estàndard del PLC d'ABB ja havia estat utilitzada en aquesta línia de laminatge va simplificar indiscutiblement la integració del PLC de seguretat. Això gràcies a que aquest últim comparteix el mateix disseny que el primer, permetent que les funcions de seguretat i de control es puguin usar conjuntament en el mateix sistema. Aquesta compatibilitat inclou també les mateixes dimensions, les mateixes condicions de muntatge i de cablejat.
Tant la CPU de seguretat, com els mòduls d'I/S de seguretat, han estat integrats en la maquina juntament amb el PLC AC500 existent, el qual controla un total de sis variadors de CC i CA, així com els seus motors. Els motors CA ajusten la pisición dels corrons per assegurar la precisió requerida durant el procés del fleix de l'acer. El PLC estàndard està igualment vinculat amb quatre terminals d'operador de la seriï CP600 d'ABB.
La programació de la solució de seguretat es va simplificar gràcies a la utilització de l'eina d'enginyeria utilitzada per ABB per a la programació dels PLCs, Automation Builder, basada en un entorn CoDesys, la qual inclou la part del PLC de seguretat i les llibreries de suport a la programació basades en l'estàndard PLCOpen. ABB també va proporcionar el seu propi analitzador de codi de seguretat, SCA, que verifica el compliment de les regles de programació al programa de seguretat.
PLC de seguretat d'ABB.
La familiaritat de l'entorn de programació i la facilitat d'ús de les seves eines va ajudar als programadors de Sandvik a entendre ràpidament el concepte de programació del PLC de seguretat. Això els va permetre desenvolupar el programa de seguretat amb una arquitectura millorada per a la màquina en un termini molt curt – complint amb els curts temps de desenvolupament acordats per l'empresa per a aquest projecte d'ampliació – i així ràpidament col·locar novament la línia de laminatge en operació.
Aquest projecte va ocórrer, de fet, abans que ABB hi hagués en realitat llançat oficialment el PLC de seguretat AC500-S al mercat, el llançament comercial del qual no es va efectuar; fins a haver-hi extensivament provat el producte en camp en un gran nombre de projectes pilots, sent el de Sandvik un d'ells. Això va ser possible gràcies a l'excel·lent suport atorgat pel departament de recerca i desenvolupament d'ABB. Situació que va motivar a Sandvik a utilitzar des de llavors aquest PLC de seguretat en altres projectes per a la restauració de tres màquines addicionals.
“Vam estar molt contents de trobar una solució en l'estat de l'art de la tecnologia, fàcil d'aplicar, gràcies al PLC de seguretat d'ABB – la qual a més es va integrar perfectament amb el PLC existent en la màquina" diu Torbjörn Pettersson, un dels especialistes en enginyaria de desenvolupament en Sandvik Materials Technology.
"El fet que ABB va poder subministrar els components essencials pari el control de la màquina requerits per a aquest projecte, incloent tant aquells del PLC de seguretat com els de control, incloent els terminals d'operador, variadors, motors i contactores van simplificar i van accelerar la implementació de les millores“diu Jonas Rehnberg d'ABB Suècia.”La modularidad de la nova solució de seguretat també vol dir que ara és molt més senzill millorar o modificar la funcionalitat de la seguretat en el futur, augmentant encara més la seguretat de la línia de laminatge, o integrar aspectes addicionals del procés de producció”.
El PLC de seguretat AC500-S és una recent extensió a la ben coneguda gamma de PLCs d'ABB AC500, que aporta una arquitectura de processador dual que compleix amb els nivells funcionals de seguretat de l'estàndard SIL3 (IEC 61508:2010 i IEC 62061)/(PLe ISO 13849-1). La seguretat integrada en el PLC AC500-S pot seguir funcionant fins i tot en situacions en les quals el PLC de control es trobi en posició d'atur per efectes de manteniment. Això vol dir que el personal pot fàcilment continuar amb els seus moviments de rutina durant la fase de manteniment de la màquina, ja que el PLC de seguretat seguirà supervisant l'estat dels sensors de seguretat de la màquina i executant les funcions associades.
