Maximální bezpečnost díky spolehlivým brzdám

Technologie brzd 4.0 od společnosti mayr® Antriebstechnik se používá u monitorovacích modulů nejnovější generace: Modul ROBA®-brake-checker tak umožňuje neustálé monitorování brzd a přizpůsobuje bezpečnostní brzdy požadavkům Industrie 4.0.

S technologií brzd 4.0 je navíc pevně svázán technologicky vyspělý třecí systém a důsledné dodržování bezpečnostních principů. Kompletní, perfektně sladěný systém nejen zajišťuje nejvyšší míru provozní a funkční bezpečnosti, ale díky preventivní detekci vad a údržbě zvyšuje také produktivitu strojů a zařízení.

Díky Industrie 4.0, této čtvrté průmyslové revoluci, mají firmy přes internet zajištěn přístup k procesům a službám. Tento proces na celém světě využívají a podporují nejvýznamnější hospodářské a průmyslové svazy.

V Německu jsou to například BitKom, VDMA a ZVEI, které pomocí Industrie 4.0 překračují hranice jednotlivých oborů a interdisciplinárně spolupracují. U Industrie 4.0 jde o digitální zobrazení informačních toků ve výrobě - od snímače až po nákupní košík, popř. cloud. Přitom nestačí "big data" jen shromažďovat; hodnotu získávají teprve při zpracování a využití. Industrie 4.0 tedy cílí na využívání dat a na to, aby je využila nejen při etablování inteligentních procesů, například v projektování, výrobě a toku zboží, ale také při zajištění preventivní údržby nebo generování zcela nových obchodních modelů. A to má dopady i na techniku elektrických pohonů a speciálně na elektromagnetické bezpečnostní brzdy, které u strojů a zařízení po celém světě zajišťují bezpečnost osob a věcí. Vzorovým příkladem může být například osa obráběcího stroje, která zaznamenává frekvenci brzdění, detekuje opotřebení a tak umožňuje plánování údržby a její efektivnější a popř. i cenově výhodnější provádění.

Standardní monitorování brzd

Základem těchto inteligentních koncových produktů je zabudování snímačů. To odpovídá prvnímu stupni nástrojového vybavení pro produkty, tak jako ho VDMA definovala ve svém "návodu k Industrie 4.0". Neinteligentní výkonné prvky, např. bezpečnostní brzdy, jsou tedy v první řadě vybaveny snímači. Zde se Industrie 4.0 a potřeba shromažďovat data potkává s bezpečnostními předpisy a normami, které v mnoha oblastech, např. pro výtahy (DIN EN 81), jevištní techniku (DIN 56950-1) nebo stroje (DIN EN ISO 13849), už vyžadují snímače pro monitorování bezpečnostních brzd. První stupeň, zabudování snímačů, zde tedy představuje aktuální stav techniky.

Snímače doposud používané k monitorování bezpečnostních brzd jsou například Hallovy senzory ke sledování přívodu proudu, popř. magnetického pole a mikrospínače nebo indukční bezdotykové koncové spínače ke kontrole stavu sepnutí a sledování opotřebení. Při kontrole stavu sepnutí, takzvané kontrole větrání, se detekuje poloha, popř. pohyb kotvy při větrání, tzn. při rozepnutí brzdy. Z ní se vyvodí, že byl brzdný moment zrušen a osu je tak možné uvést do pohybu; motor tedy nejede proti sepnuté brzdě. Mikrospínače detekují pohyb kotvy mechanicky pomocí spínacích kontaktů. Naproti tomu u indukčních bezdotykových koncových spínačů je monitorování bezdotykové. Toto bezdotykové monitorování větrání je spolehlivé, bez opotřebení a odolné proti magnetickým polím. Kromě toho není citlivé vůči nárazům a otřesům, protože neobsahuje žádné pohyblivé prvky a elektronika je kompletně zalitá. Kromě kontroly stavu sepnutí slouží mikrospínače a bezdotykové koncové spínače k monitorování opotřebení. To znamená, že signalizují příliš velké opotřebení brzdového obložení, tak aby bylo možné včas vyměnit brzdový kotouč. Protože příliš velké opotřebení může vést k úplné ztrátě brzdného momentu. 

Technologie brzd a monitorování 4.0

S Industrie 4.0 a požadavkem na zobrazení všech zúčastněných procesů však rostou také nároky na monitorování. Kvůli zachování přehledu o stavu bezpečnostních brzd, tedy kvůli dosažení obsáhlého monitorování brzd přichází nyní společnost mayr® Antriebstechnik s modulem ROBA®-brake-checker, novou inteligentní generací monitorovacích modulů. Tento modul pracuje bez snímače, ale brzdu jako elektromagnetický výkonový prvek využívá tak říkajíc jako snímač. ROBA®-brake-checker tak analyzuje fyzikální procesy přeměny v brzdě, tedy přeměnu elektrické energie na magnetickou a poté mechanickou. Tyto procesy nejsou bez zpětného působení a lze je identifikovat pomocí vyhodnocení proudu a napětí. Modul ROBA®-brake-checker tedy pomocí analýzy proudu a napětí rozpozná pohyb kotvy a vždy tak ví, v jakém stavu se brzda nachází. Kromě stavu sepnutí, teploty a opotřebení monitoruje také rezervu dráhy přítahu a přítažné síly, tedy zda má magnet ještě dostatek síly na přitažení kotvy. S novým modulem se tak nyní při monitorování zobrazuje výrazně více procesů než doposud. Při dosažení rezervy přítažné síly vyšle ROBA®-brake-checker včas výstražný signál, tak aby byla ještě možná určitá provozní doba brzdy. V této době může provozovatel stroje cíleně provést údržbu - v souladu se svým pracovním procesem. Kromě toho modul současně přebírá i aktivaci brzdy a nahrazuje tak usměrňovač. V jednom přístroji je tak spojeno monitorování stavu sepnutí a aktivace brzdy.

Monitorování stavu bez spínačů

Díky tomu že ROBA®-brake-checker pracuje bez snímačů, tedy díky tomu, že není nutné umístit zvnějšku brzdy mikrospínač, popř. bezdotykový koncový spínač pro monitorování stavu sepnutí, je možné používat bezpečnostní brzdy v základním konstrukčním provedení. Navíc odpadá dodatečné propojení kabely a - podle stupně krytí - i případně nutné utěsnění spínačů, popř. bezdotykových koncových spínačů. ROBA®-brake-checker tedy zaručuje plnou svobodu při designování. Na rozdíl od řešení se spínači, které jsou kvůli svému umístění na brzdě vystaveny nárazům a vibracím, probíhá monitorování s ROBA®-brake-checker z rozvaděče, tzn. z chráněného prostředí. Pracuje bez mechanického kontaktu, s vysokou spolehlivostí a bez opotřebení, nezávisle na frekvenci taktu.

Obrázek 1: Technologie brzd 4.0 od společnosti mayr® Antriebstechnik se používá u monitorovacích modulů nejnovější generace: Modul ROBA®-brake-checker tak umožňuje neustálé monitorování brzd a přizpůsobuje bezpečnostní brzdy požadavkům Industrie 4.0. S technologií brzd 4.0 je navíc pevně svázán technologicky vyspělý třecí systém a důsledné dodržování bezpečnostních principů. Tato kombinace je základem pro spolehlivé a bezpečné brzdy s mimořádnou hustotou výkonu. Zdroj: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 2: Inteligentní modul ROBA®-brake-checker monitoruje bez snímačů kromě stavu sepnutí také rezervu dráhy přítahu a detekuje bezpečnostně kritické změny napětí, vzduchové mezery a teploty. Díky tomu se zobrazuje výrazně více procesů než doposud. Zdroj: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 3: Pružinová brzda v sepnutém (vlevo) a větraném (vpravo) stavu. Při kontrole stavu sepnutí, takzvané kontrole větrání, se detekuje poloha, popř. pohyb kotvy při větrání, tzn. při rozepnutí brzdy. Zdroj: mayr® Antriebstechnik

Obrázek 4: Soubor: Všechny bezpečnostní brzdy mayr® jsou podrobeny pečlivé kontrole kvality: k ní patří opatření na zajištění kvality během konstrukčního procesu a také rozsáhlá výstupní kontrola. Před expedicí jsou všechny brzdy pečlivě kontrolovány na kalibrovaných zkušebních zařízeních a funkčně relevantní hodnoty jsou zdokumentovány. Zdroj: mayr® Antriebstechnik