"La sécurité en dernier ! - C'est avec cette devise qu'Harold Lloyd a escaladé une façade d'immeuble dans les années 1920 dans son film du même nom. Il est aussi arrivé au sommet - mais comment ! Ce n'est pas censé être aussi audacieux et précis après la catastrophe. Il est donc préférable d'avoir la sécurité d'abord : c'est ainsi que les machines, les installations et l'équipement devraient être conçus pour que personne ne tombe dans les profondeurs ou ne subisse d'autres dommages. Harold Lloyd aurait été heureux à l'époque.
De nos jours, les machines et les installations sont soumises à des exigences élevées afin de travailler en toute sécurité et de ne pas nuire à l'environnement et aux personnes. Heureusement, l'époque où un nombre non négligeable de personnes ont été blessées ou ont même perdu la vie lors de la manipulation de machines et dans des projets de construction et industriels appartient au passé. L'idée fondamentale de planifier et de mettre en œuvre toutes les actions de manière à ce que la " sécurité " soit un aspect essentiel est de plus en plus prise en compte. Cela se fait sur la base d'exigences légales et - et c'est encore plus important - sur la base de l'idée que le travail doit et peut être effectué sans dommages collatéraux. Il en résulte un avantage compétitif évident pour les fabricants de machines, qui peuvent proposer des systèmes répondant à cette exigence, le thème de la sécurité étant réparti sur chaque composant utilisé - jusqu'à la vis appropriée du point de vue de la qualité.
Passons maintenant aux capteurs qui mesurent, entre autres, les angles et les distances. TWK propose un vaste programme qui répond aux exigences élevées en matière de sécurité. Parce que TWK utilise le " cheval de sécurité " depuis le début et peut donc s'appuyer sur une grande expérience et proposer un grand nombre de produits qui ont déjà fait leurs preuves. En plus de la robustesse déjà connue, il y a maintenant l'aspect particulier de la sécurité.
Codeurs avec interface de sécurité
Les capteurs SIL2 développés et utilisés par nos clients depuis de nombreuses années sont des capteurs rotatifs. Ils sont surtout utilisés dans les machines mobiles. La position des bras de flèche sur les grues doit être enregistrée afin d'approcher certaines positions avec précision et rapidité, d'une part, et de s'assurer qu'elles ne dépassent pas les positions maximales définies, d'autre part. Dans le cas contraire, la grue risque de devenir instable et de basculer. Par exemple, l'angle est mesuré au point de transition entre le train d'atterrissage et la flèche et en partie aussi aux bras articulés plus haut dans la flèche. Dans le premier cas, un capteur rotatif peut être relié à la couronne dentée la plus courante par l'intermédiaire d'une roue dentée et la position de la flèche peut être mesurée. TWK propose ici des systèmes de mesure de sécurité qui, si nécessaire, peuvent toujours fournir l'angle de position exact de la rampe en degrés à l'aide de l'algorithme spécial du plateau tournant, quelle que soit la fréquence de rotation dans un seul et même sens. Si vous bridez le codeur avec le réducteur ZRS sans jeu, vous obtenez toujours la position précise du bit, même avec les plus petits mouvements de va-et-vient. D'autres spécialités, telles que des brides et des accouplements d'arbre spéciaux ainsi que des sorties de commutation de relais de sécurité supplémentaires, sont également disponibles.
Que signifie la sécurité ?
La sécurité signifie - sans entrer dans les détails - que certains critères formulés dans les normes et directives doivent être respectés. Par exemple, la norme CEI 61508 et la directive Machines EN ISO 13849 sont pertinentes. Elles couvrent bon nombre des critères à respecter : La probabilité d'un défaut dangereux à ne pas dépasser, le degré de couverture du diagnostic, les routines de défaut et bien plus encore, la représentation dans les normes étant différente.
Nos capteurs sont équipés de l'électronique appropriée - dont certaines sont redondantes - pour répondre à ces critères. Les algorithmes logiciels, qui assurent l'autosurveillance permanente du matériel et des logiciels dans le capteur et détectent ainsi les erreurs et les transmettent au régulateur par l'intermédiaire de l'interface, constituent cependant un aspect essentiel. Le capteur peut également prendre un état sûr - voir ci-dessous pour les sorties de commutation et les interfaces analogiques.
Si un capteur de sécurité doit être paramétré, cela n'est possible qu'en respectant le protocole de sécurité : en plus des paramètres, des sommes de contrôle doivent être envoyées au capteur et des indicateurs de validation doivent être activés ultérieurement. Il va de soi que la transmission des valeurs de mesure au maître est sécurisée par des mesures - par exemple par une transmission supplémentaire à bit inversé.
Entre-temps, plusieurs interfaces numériques ont été ajoutées à la famille des capteurs SIL : CANopen Safety, PROFIsafe, Failsafe sur EtherCAT.
Une autre façon d'augmenter la sécurité des capteurs est de les rendre totalement redondants : 2 x détection de position, 2 x traitement dans le capteur, 2 x sortie via 2 interfaces. Bien entendu, cette procédure doit s'inscrire dans le concept de sécurité de l'utilisateur.
Autres capteurs SIL
Les capteurs rotatifs ne conduisent pas toujours à la cible. Nos capteurs à base de MEMS sont plutôt utilisés lorsqu'il est nécessaire de mesurer des angles d'inclinaison dans le champ gravitationnel terrestre ou, dans le cadre de la surveillance des conditions, des oscillations et des vibrations.
Si nous regardons à nouveau les machines mobiles, grues, pompes à béton, etc., nous constatons qu'elles doivent d'abord être alignées ou mises à niveau lorsqu'elles sont utilisées sur site. Un capteur d'inclinaison NBN/NBT sur le châssis inférieur, qui peut mesurer sur deux axes (x, y), détermine l'alignement horizontal correct de la grue. La rampe peut alors être mise en service : Grâce à un capteur d'inclinaison à 1 axe, l'inclinaison verticale peut maintenant être utilisée avec l'angle de rotation pour déterminer la position d'un panier. Si la flèche est télescopique, il est possible d'utiliser un système de mesure de traction sur câble très compact avec codeur SIL intégré (type NOCN125-D) pour mesurer la longueur.
Il y a une bonne raison à la polyvalence de la gamme de capteurs TWK : depuis un certain temps déjà, TWK se concentre sur les applications typiques et les capteurs optimisés et conçus en conséquence. Ainsi, de nombreuses fonctions et tâches de mesure peuvent être couvertes par des capteurs TWK éprouvés.
Terminons avec le capteur de vibration NVA115. Ce capteur SIL2 peut mesurer des accélérations allant jusqu'à plusieurs g dans une plage de 0,1 à 60 Hz - sélectionnées dans différentes bandes sur demande -, les transmettre au contrôleur et les évaluer. L'évaluation signifie ici qu'un traitement sélectionnable des valeurs g dans la NVA (RMS ou Integral) peut être utilisé pour interrompre une chaîne de sécurité avec les sorties de commutation SIL2 de la NVA si les valeurs limites sont dépassées afin d'arrêter l'installation, par exemple une éolienne. Les deux sorties de commutation de relais sont chacune équipées de deux relais pour assurer un arrêt sûr. Si le NVA détecte un défaut par autodiagnostic, les relais interrompent la chaîne de sécurité (état de sécurité du NVA comme actionneur).
En plus de l'interface Safety-CAN, il existe deux interfaces 4...20 mA pour la transmission des valeurs de mesure. Ils peuvent être adaptés à SIL2 par des mesures intelligentes : Lecture de la valeur actuelle pour la surveillance et message d'erreur au maître en assumant en toute sécurité la valeur de 2 mA, ce qui n'est normalement pas autorisé.
Ces mesures garantissent que la probabilité que le capteur mette en danger l'environnement et les personnes est aussi faible que possible.
