Document downloaden () van 20

Toepassingsvoorbeeld: Beveiliging van 24 V DC circuits in machines op Eaton-productielocaties

Betrouwbare beveiliging voor circuits van 24 VDC met geïntegreerde connectiviteit: PXS24 – elektronische beveiligingsmodule

Een hogere machine-beschikbaarheid met elektronische overbelastingsbeveiliging

Systeemfouten komen voor. Geen enkele operator is volledig gevrijwaard van dit type storingen. De grote vraag is echter: wat nu? Is de uitvaltijd van invloed op het gehele systeem of is deze beperkt tot het onderdeel dat defect is? Zijn er uren aan diagnostiek nodig voor het identificeren van een storing of kan deze binnen een kort tijdsbestek worden geïdentificeerd? Dieter Beyer, afdelingshoofd besturingstechniek bij Schrems, neemt geen risico’s op het gebied van de technologie die wordt gebruikt door zijn technici: Hij vertrouwt op de speciale mogelijkheden van Eaton’s elektronisch beveiligingsmodule PXS24.

Uitdaging

Op globaal niveau is de trend duidelijk: het gebruik van elektronische installatieautomaten neemt toe. Dit geldt met name bij moderne voedingen en grote machines met lange leidingen, waarbij conventionele elektromechanische oplossingen het niet meer kunnen opnemen tegen het hoge veiligheidsniveau en de functionaliteit van elektronische beveiligingsmodules. Daarnaast vragen klanten, in het tijdperk van industrie 4.0, steeds vaker om beveiligingsapparaten met meer functionaliteiten. Connectiviteitsopties worden bijvoorbeeld steeds belangrijker. “Eén blik op de bedieningsterminal van de machine volstaat voor het personeel om te bepalen wat er moet gebeuren,” zegt Alexander Peutl, elektrisch ontwerper op de afdeling besturingstechniek, die bijzonder blij is met de mate van data-transparantie die “zijn” systeem nu biedt. “We zijn nu in staat om precies te identificeren welke functiegroepen worden getroffen door een storing tot op kanaalniveau.”

Aangezien de input en output van de PXS24 voldoen aan IEC-EN 61131-2, is een soepele communicatie met de PLC gegarandeerd. Deze input kan worden toegekend aan sensoren en kan daarmee functies besturen waarvoor voorheen een afzonderlijke PLC-output was vereist. In het geval van een storing kan een PXS24 onder meer andere PXS24-modules in het systeem binnen enkele milliseconden afschakelen.

Beproefd

Ondanks dat Alexander Peutl werkt voor de automatiseringstak van Eaton, beschouwt hij de divisie voor stroomdistributie in Wenen als een externe leverancier. “Natuurlijk is onze eerste keuze altijd het gebruik van Eaton-producten. We installeren Eaton-componenten echter alleen als deze aan onze vereisten voldoen en de juiste functionaliteit bieden voor de desbetreffende toepassing.”

Bij Schrems moest de PXS24 ook de test doorstaan voordat deze werd geïnstalleerd in een machine die juk-eenheden met een lage stroomsterkte produceert voor installatieautomaten. De gemiddelde productie van de machine bedraagt ongeveer 5500 eenheden per dienst. Deze draait meestal dag en nacht, maar niet altijd. Door downtijd als gevolg van incidenten in het 24 V DC circuit, werd het tijd voor een elektronische beveiligingsoplossing.

eaton-roboter_1500_1000
“Ons systeem beval tal van onderdelen die voortdurend in beweging zijn. Hun taak is het integreren van een grote verscheidenheid aan afzonderlijke componenten in één product. Hoewel we bijzonder belastingbestendige kabels gebruiken met het oog op de best mogelijke bescherming tegen kabelbeschadiging, deed dit soort incidenten zich in het verleden toch af en toe voor. Als een dergelijk probleem optrad, lagen de machines stil totdat de storing was verholpen. Vervolgens moest een daartoe bevoegd personeelslid de uitgeschakelde installatieautomaat (toen nog een elektromechanisch model) opnieuw inschakelen,” aldus Alexander Peutl. Dit had te maken met het feit dat uitsluitend bevoegd en daartoe opgeleid personeel toegang had tot de vergrendelde besturingskasten van de machine. Het was mogelijk om twee problemen af te handelen: Aan de ene kant is een veilige en betrouwbare beveiliging gewaarborgd en aan de andere kant kan een operator op elk gewenst moment dat dit nodig is, een reset uitvoeren via de bedieningsterminal en kan een operator dat zelfs op afstand doen als dat nodig is. Deze voorziening is bijzonder nuttig voor Eaton’s automatiseringsteam, aangezien veel machines op andere productielocaties via service op afstand eveneens worden onderhouden door Schrems. “Als er bijvoorbeeld een PXS24 is afgeschakeld in onze faciliteit in Sarbi, in Roemenië, kan een technicus van Schrems op afstand assistentie verlenen op het gebied van de diagnostiek. Deze informatie wordt bovendien verzonden naar een systeem voor machinedata-acquisitie op een hoger niveau en is daarom niet alleen beschikbaar via een Eaton-touchpaneel op de locatie, maar ook vanaf elke andere locatie”. Dit is nog een reden waarom de elektronische PXS24 beveiligingsmodule voor 24 V DC circuits de voor de hand liggende keuze is voor alle nieuwe machines, naast Eaton’s digitale aardlekschakelaars en NZM-vermogensautomaten en lastscheiders. Daarnaast beschikt de PXS24 over een UL-goedkeuring en is deze dus geschikt voor de Noord-Amerikaanse markt.

Selectiviteit is van essentieel belang

Er zijn een aantal andere kenmerken dat de PXS24-modules bijzonder geschikt maakt voor de beveiliging van afzonderlijke 24 V DC functiegroepen. De elektronische beveiligingsmodule kent een modulair ontwerp, kan rechtstreeks worden aangesloten op maximaal drie belastingen, en ondersteunt nauwkeurige controle, schakeling en signalering tot op kanaalniveau. Zoals al eerder is vermeld, beschikt deze bovendien over een remote-reset functien, en is de module eenvoudig te installeren dankzij de push-in klemmen en kamrails. Daarnaast kan het apparaat per kanaal een foutmelding geven, zodat de implementatie van professionele systeembewaking en -visualisering mogelijk is. Wat de PXS24 bijzonder interessant maakt voor fabrikanten van gestandaardiseerde machines, is het feit dat deze de noodzaak van interfacerelais tijdens operationeel schakelen aanzienlijk reduceert.

Er zijn momenteel in totaal tien PXS24-modules geïnstalleerd in het juk-eenheidsysteem in de Eaton-faciliteit in Schrems, die waarborgen dat in het geval van een storing, uitsluitend het getroffen circuit wordt uitgeschakeld in plaats van de gehele productielijn. Installatieautomaten detecteren daarentegen storingen in 24 V DC circuits meestal niet snel genoeg, waardoor de voeding op een hoger niveau het gehele systeem uitschakelt in het geval van een storing. Het spreekt voor zich dat dit moet worden vermeden omdat het diagnosticeren wordt bemoeilijkt en de machinebeschikbaarheid wordt gereduceerd. Dit kan daarnaast leiden tot gevaarlijke machinestatussen.

“De gehele periferie moet afzonderlijk worden beveiligd,” merkt Alexander Peutl op. “Gerichte en goed doordachte selectiviteit is daarom de belangrijkste factor voor het handhaven van een hoge machine- en systeembeschikbaarheid.”

Door het gebruik van een PXS24 elektronische beveiligingsmodule in de productie-installatie in Schrems was het mogelijk om hinderlijk afschakelen te vermijden, (remote-)diagnose te versnellen, en om het inschakelingsproces na een storing te versnellen. Dit heeft nadrukkelijk bijgedragen aan het reduceren van de downtime in het geval van een storing.

eaton-pxs24-in cabinet-1500_1000
eaton-graphic-pxr24-us-en.png