Soluzioni applicative per l automazione Gru e argani

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1 Soluzioni applicative per l automazione Gru e argani

2 Tecnologie per gru e argani ABB produce e commercializza tecnologie dedicate a gru ed argani, integrate nell offerta HMI, PLC, convertitori di frequenza e motori. L offerta consente di rispondere proattivamente a tutti i requisiti tecnici richiesti dalle applicazioni con il supporto di un unico produttore presente in tutto il mondo. Il supporto pre e post vendita viene assicurato da dedicati ingegneri che comprendono le specifiche richieste e sfide provenienti dall industria di gru e argani. Inoltre l offerta ABB è rafforzata da specifiche soluzioni hardware e software supportate da un gruppo di lavoro dedicato a livello nazionale. Come ABB può aiutarti Soluzioni applicative Software Crane Control Memorizzazione coppia per gestione del freno Controllo e monitoraggio del freno Controllo anti sbandamento per uso interno senza sensori Produttività Controllo DTC Adeguamento velocità in base al carico Energy Efficiency con soluzioni dedicate per convertitori di frequenza e motori Ampio portafoglio prodotti, da soluzioni rigenerative a quelle safety Semplicità Funzioni Assistant per il commissioning Sistema di monitoraggio Parametrizzazione dedicata Service Accesso da remoto Monitoraggio per pianificazione attività di service Supporto globale durante l intero ciclo di vita dei prodotti Disponibilità globale dei pezzi di ricambio 2 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

3 Movimentazioni gru e argani Sollevamento Diversi tamburi possono essere guidati da una singola unità di sollevamento come più convertitori di frequenza possono lavorare per sollevare un unico tamburo. Tipi di controllo: Controllo sincronizzato Master/Follower Posizionamento Controllo in sicurezza del finecorsa ed extracorsa Controllo velocità in funzione del carico Ponte Ciascun carrello gommato per lato è controllato per garantire il corretto sincronismo. Tipo di controllo: Controllo sincronizzato Master/Follower Sincronismo in velocità Controllo in sicurezza del finecorsa ed extracorsa Carrello Medesimi requisiti di controllo del ponte. Tipo di controllo: Controllo sincronizzato Master/Follower Sincronismo in velocità Controllo in sicurezza del finecorsa ed extracorsa Rotazione Per la rotazione della gru la torsione è una fase critica. Tipo di controllo: Sincronismo in velocità Funzioni trigonometriche Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 3

4 Tecnologie dedicate nei convertitori di frequenza Controllo freno meccanico Il software applicativo all interno del convertitore di frequenza gestisce il freno meccanico attraverso un relè della scheda di controllo. Se il freno resta aperto, il convertitore di frequenza genera un allarme e mantiene il carico sospeso a velocità zero con piena coppia. L operatore potrà abbassare il carico in sicurezza se il freno meccanico non funziona correttamente. Load speed control La funzione ottimizza la velocità dell unità di sollevamento in base al carico. Se il carico viene sospeso la velocità viene ridotta automaticamente. Questo consente di ottimizzare i tempi operativi e aumentare la produttività. Programma adattivo a blocchi All interno del convertitore di frequenza sono presenti 15 blocchi applicativi in modo da personalizzare ulteriormente l applicazione. Una logica esterna può essere eventualmente integrata per creare nuove funzioni. Correzione e comparazione velocità Quando la funzione di sincronismo non è usata, la velocità può essere corretta attraverso il pointer di correzione. Il convertitore di frequenza può confrontare la velocità attuale con il riferimento in modo tale da garantire che il motore segua correttamente il riferimento impostato. Torque memory La coppia motore è memorizzata durante lo stop e riutilizzata alla successiva partenza in modo da evitare la caduta del carico. Può essere calcolata o data come segnale analogico dalla cella di carico. Direct Torque Control La tecnologia Direct Torque Control (DTC), brevetta da ABB, consente il migliore controllo motore in velocità o in coppia, con o senza l utilizzo di una retroazione da encoder. Il controllo DTC per le applicazioni di gru e argani consente regolazioni precise ed affidabili anche a velocità ridotte con coppia elevata. 4 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

5 Sollevamento di magneti È comune per le gru sollevare materiali magnetici con un magnete al posto di un gancio classico. Il programma applicativo del convertitore di frequenza permette di gestire l applicazione in modo standard. Sky Tower Control Abbassare il braccio in condizioni di vento contrario comporta il rischio che il braccio non si abbassi e la fune si allenti. Il convertitore di frequenza consente di generare un guasto piuttosto che di recuperare l allentamento della fune. Inoltre il controllo della rotazione è realizzato controllando velocità e coppia in modo da evitare oscillazioni. Controllo AntiSway Il pendolamento del carico causa problemi quando la gru lavora in manuale e in particolare se lavora in ambienti ristretti potrebbe generare situazioni pericolose e provocare danni alle apparecchiature. Il programma di antipendolamento aiuta l operatore nelle manovre e ottimizza il tempo perso per stabilizzare il carico. Il software AntiSway calcola e compensa automaticamente i movimenti di ponte e carrello per evitare l oscillazione del carico senza l ausilio di sensori o hardware esterno. Pianificazione attività di service All interno del convertitore di frequenza è possibile pianificare gli interventi di manutenzione. Inoltre, grazie al PLC AC500, è possibile il controllo da remoto via web-browser (licence free) in modo da controllare i parametri di funzionamento e pianificare una manutenzione predittiva. Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 5

6 Ulteriori tecnologie e soluzioni a supporto della sicurezza Software Crane Control Il software Crane Control integra un sistema di supervisione delle funzionalità che sono controllate ad ogni start. Il motore e i cavi sono testati con una coppia del 30 % con freno chiuso (controllo elettrico). La velocità del motore è monitorata a freno chiuso allo start per verificare se il freno è in buone condizioni (controllo meccanico). Protezione per velocità zero senza encoder Quando il riferimento di velocità è sotto un certo valore, il freno resta chiuso per un tempo fissato da un parametro specifico (controllo minimo valore di riferimento stop and run). Quando la velocità è più bassa dell 1% della velocità nominale per un tempo superiore a 2 secondi, il freno viene chiuso e si genera un guasto (comando di chiusura per sicurezza - stop and fault). In questo modo si evita di stare fermi a velocità zero con freno aperto quando l encoder non è utilizzato. Supervisione sovravelocità e velocità di carico Se viene superata la velocità massima per un predefinito overspeed trip margin, il convertitore di frequenza genera un guasto che chiude il freno. In aggiunta il convertitore di frequenza verifica costantemente che la velocità del motore e del tamburo siano proporzionate considerando anche l influenza del riduttore. Configurazione Master-Follower Il Master può essere impostato in controllo di velocità, mentre il Follower in controllo di coppia per la ripartizione del carico oppure in controllo di sincronismo per il controllo della posizione. In una configurazione Master/Follower la ridondanza può essere implementata utilizzando un drive ulteriore in stand by che può essere configurato sia come Master o come Follower. L operatore dovrà agire solo su un selettore. 6 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

7 Il software Crane Control provvede allo scambio tra l azionamento Master, Follower o standby (scorta). Il Master e il Follower non sono più fissi ma possono essere scambiati tra loro a secondo delle necessità. Finecorsa di sicurezza Le funzioni più comunemente utilizzate sono: riduzione della velocità nell area di rallentamento (slowdown speed level), rampa di stop differenziata in caso di intercettamento sensore di limite (end limit logic) e fermata rapida (fast stop). Safe Torque Off Con la sicurezza STO l energia che causa la rotazione del motore è tagliata elettronicamente dalla scheda impulsi. In questo modo l inverter non può più far girare il motore fino a che il circuito non è stato ripristinato. Corrisponde ad uno stop incontrollato in accordo con lo stop in categoria 0 IEC e può essere usato per togliere potenza ed evitare ripartenze incontrollate del motore. Il convertitore può essere ordinato con funzione STO anche per ambiente ATEX. Inoltre i nuovi convertitori di frequenza ABB hanno introdotto in un unico modulo le funzioni di sicurezza (SS1 = Safe stop 1, SLS = Safely-limited speed, SBC = Safe brake control, SMS = Safe maximum speed, SSE = Safe stop emergency, SS2 = Safe stop 2, SOS = Safe operating stop, SSM = Safe speed monitor, SAR = Safe acceleration range, SDI = Safe direction). Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 7

8 Soluzioni applicative basate su 30 anni di esperienza nell automazione in sicurezza grazie ai PLC ABB Funzioni trigonometriche, testo strutturato, librerie per funzioni di sicurezza certifi cate TUV e due CPU separate per applicazioni safety e standard. Unico concetto di programmazione tramite CoDesys e remotaggio di I/O standard e safety tramite Profi net sono solo alcuni dei principali elementi distintivi dell offerta ABB. Da oltre 30 anni, quando servono affidabilità, efficienza e flessibilità nell automazione di sicurezza, gli esperti si affidano ad ABB per la gestione delle applicazioni più complesse. I nostri tecnici sono apprezzati in tutto il mondo per il loro approccio innovativo ed efficace verso la protezione delle persone, delle macchine, dei processi e dell ambiente e la nostra ultima realizzazione, il PLC AC500-S Safety (SIL3, PLe), non fa eccezione: questo PLC di sicurezza innovativo è la soluzione ottimale quando si devono gestire applicazioni safety complesse, senza rinunciare ad affidabilità, efficienza e flessibilità. Le movimentazioni sono applicazioni pericolose che distolgono attenzione e sottraggono tempo al lavoro che si sta svolgendo. Le caratteristiche di AC500-S, come le funzioni trigonometriche e l elaborazione dei valori analogici, consentono di concentrarsi sul progetto senza doversi occupare della sicurezza delle applicazioni per gru, lasciando al nostro PLC di sicurezza il compito di ridurre i fermi tecnici, di aumentare il livello di precisione e di mantenere in sicurezza le aree di lavoro. Il controllo di carichi pesanti a velocità elevate richiede la presenza di un PLC in grado di garantire in ogni momento i più alti livelli di sicurezza e di affidabilità senza rischi. La famiglia di PLC ABB AC500 propone ai produttori di montacarichi e di argani un sistema economicamente conveniente e affidabile che è un passo avanti rispetto ai prodotti concorrenti, in grado di ridurre i costi e, contemporaneamente, di aumentare il livello di sicurezza. Con il nostro nuovo PLC di sicurezza AC500-S si potranno sfruttare i vantaggi della programmazione a Testo strutturato, un linguaggio di programmazione flessibile e semplice, che consente di sviluppare più rapidamente il software applicativo di sicurezza specifico per una data applicazione. 8 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

9 L innovativo PLC safety di ABB viene fornito con una serie completa di funzioni trigonometriche. La nostra offerta di funzioni pronte all uso, tra cui COS, SIN, TAN, ASIN, ACOS e LOG, mette a disposizione gli strumenti necessari per implementare in modo rapido e flessibile anche le più complesse applicazioni di sicurezza. Specificatamente studiata per essere subito pronta e utilizzabile, così come viene fornita, la nostra nuova gamma di dispositivi di sicurezza è la soluzione ottimale in settori come quelli della progettazione di complessi impianti di sollevamento. I nostri tecnici hanno sviluppato il sistema AC500-S in modo da facilitare al massimo l implementazione di procedure quali il monitoraggio di velocità, di coppia e di posizionamento su macchinari con cinematica di tipo complesso. Di conseguenza, non sarà più necessario dover adottare sensori di posizione e sistemi elettronici proprietari per le applicazioni safety. Sicurezza, semplicità e affidabilità garantite da funzioni all interno di librerie certificate. Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 9

10 PLC AC500-S: la soluzione ideale per applicazioni standard, safety e in extreme conditions Il nuovo PLC AC500-S Safety è completamente integrato nella nota famiglia AC500 di PLC modulari, ma offre anche una particolare combinazione di caratteristiche di sicurezza specificatamente progettate per risolvere le problematiche di sicurezza delle odierne operazioni di automazione industriale. Risparmiare tempo e denaro in fase di progettazione e di implementazione delle vostre applicazioni è facile grazie al tool unico di programmazione Control Builder Plus. Inoltre, vi è piena compatibilità con i moduli non di sicurezza, rendendo questi PLC la soluzione ideale per gli ambienti diversificati nei quali sono previste applicazioni di sicurezza e applicazioni non di sicurezza. L uso delle funzioni trigonometriche semplifica il processo di programmazione di applicazioni di tipo complesso. coppia o temperatura delle vostre applicazioni. Per questo è la soluzione ideale per applicazioni che vanno dai sistemi di frenatura di montacarichi e di apparecchiature di sollevamento, ai sistemi di posizionamento e di controllo della temperatura sulle gru. Inoltre, anche l uso di convertitori A/D o di componenti elettronici proprietari per le applicazioni di sicurezza non è più necessario. Queste applicazioni richiedono un hardware dedicato in grado di soddisfare le condizioni ambientali più difficili. È per questo motivo che sono stati sviluppati i nuovi moduli AC500 XC anche in versione safety. Temperatura di lavoro estesa -30 C fino a +70 C temperatura di lavoro (con declassamento) -40 C power up Immunità estesa alle vibrazioni 4grms vibrazioni random fino a 500Hz 2g vibrazioni sinuosidali fino a 500Hz Immunità estesa a gas pericolosi e vapori salini G3, 3C2 immunità Vapori salini EN / EN Conforme alle direttive EMC EN Immunità contro le sovratensioni EN Transitori / immunità contro le scariche Operativo fino a 4000m s.l.m. L ultima novità di ABB, che va ad aggiungersi alla serie di PLC AC500, è un modulo analogico in corrente da 0-20 ma (da 4 a 20 ma in modalità safety) protocollo PROFINET con PROFIsafe, la più recente tecnologia di comunicazione per le reti industriali nel settore dell automazione. PROFINET offre un monitoraggio real time delle criticità per la vostra applicazione, consentendo una produzione più rapida, più sicura, più economica e di migliore qualità. ABB prevede l opzione di connettere gli ingressi analogici alla rete PROFINET, in aggiunta al bus locale del PLC, consentendo così di sfruttare in un ambiente industriale la flessibilità e la funzionalità Ethernet. Il modulo di ingresso analogico AC500-S rende possibile rilevare i valori in sicurezza di pressione, posizionamento, Modulo di ingresso analogico AI581-S 10 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

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12 ABB drive care la migliore assistenza per il vostro convertitore Per assicurare la piena funzionalità dei convertitori in corrente alternata a bassa tensione nel corso dell intero ciclo di vita, ABB offre il contratto drive care. Con il contratto drive care, ABB solleva gli utenti dagli impegni inerenti la manutenzione, consentendo loro di concentrarsi meglio sulle attività principali della propria azienda. Il contratto ABB drive care prevede quattro possibili livelli di servizio: preventive care, complete care, supporto tecnico e tempi di intervento. Preventive care ABB gestisce la manutenzione dei convertitori in conformità con i piani di manutenzione specifici del convertitore stesso. I piani prevedono ispezioni annuali e sostituzione dei componenti. Il contratto include materiali e manodopera e può comprendere anche le spese di viaggio. Nelle aziende di piccole-medie dimensioni, ABB può contribuire a mantenere i convertitori in condizioni ottimali, evitando la costosa e spesso inutile sostituzione del convertitore. Negli impianti più grandi, la manutenzione preventiva evita fermi impianto non pianificati e le conseguenti perdite per mancata produzione. Complete care Con complete care, i rischi di guasto del convertitore vengono trasferiti ad ABB che provvederà non solo ad eseguire la manutenzione dei convertitori sotto contratto (preventive care), ma anche a riparli in caso di guasto. Il contratto include materiali e manodopera e copre anche i costi di viaggio. Garanzie fornite da un contratto ABB drive care Contenuto Preventive care Complete care Supporto tecnico Tempo di intervento Selezione e consegna del materiale per la manutenzione preventiva Parti e manodopera per la manutenzione preventiva Spese di viaggio per la manutenzione preventiva* Parti e manodopera per le riparazioni Spese di viaggio per le riparazioni* Supporto tecnico 24/365** Tempo di intervento presso il cliente da 4 a 48 ore * Le spese di viaggio possono essere incluse nel contratto o fatturate separatamente. ** Disponibile nella maggioranza dei casi, sebbene la disponibilità possa variare. 12 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

13 Preventive care Descrizione ABB gestisce la manutenzione del convertitore per il relativo periodo di vita utile e in conformità con i piani di manutenzione specifici del convertitore stesso. Ispezioni annuali e sostituzione dei componenti usurati aumentano l affidabilità e la vita utile del convertitore. Garanzie previste Manutenzione preventiva eseguita da tecnici autorizzati da ABB durante i fermi previsti nel piano di manutenzione. La manutenzione pianificata comprende: ispezioni periodiche: verifica visiva; controlli; misurazioni. Ordine, consegna e sostituzione di componenti. Parti originali certificate in fabbrica. Test funzionale del convertitore. Costi di materiali e manodopera compresi. Se richiesto possono essere incluse le spese di viaggio. Vantaggi forniti Minor necessità di competenze interne Controllo accurato dei costi Estensione della vita utile del convertitore Complete care Descrizione In caso di guasto, ABB garantisce l operatività del convertitore riparandolo o sostituendolo. Complete care copre tutti i rischi associati al convertitore ed è ideale una volta scaduto il periodo di garanzia del prodotto. Garanzie previste Oltre a quanto previsto da preventive care, complete care garantisce: parti di ricambio o moduli necessari per una riparazione; riparazione o sostituzione dei convertitori guasti sotto contratto; costi di materiali e manodopera per la riparazione. Se richiesto possono essere incluse le spese di viaggio. Vantaggi forniti Quota fissa annuale per la manutenzione. Efficienza operativa con conseguente riduzione dei tempi di fermo. Rischi di guasto del convertitore trasferiti ad ABB. Supporto tecnico Descrizione ABB fornisce supporto tecnico 24 ore su 24 tramite telefono o . Servizio fornito Possibilità di contattare specialisti di convertitori ABB con copertura totale sulle 24 ore e 365 giorni all anno. Vantaggi forniti Rapida risoluzione dei problemi. Elaborazione prioritaria di casi urgenti. Tempo di intervento Descrizione Tempi di intervento compresi tra 4 e 48 ore e garanzia della presenza di un tecnico di assistenza ABB presso la sede del cliente entro il tempo prestabilito. Servizio fornito Garanzia di presenza in sede di un tecnico di assistenza entro 4-48 ore, a seconda della collocazione geografica del cliente. Vantaggi forniti Priorità nel garantire la presenza di specialisti ABB presso la sede del cliente. Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 13

14 Offerta ABB per gru e argani WWW Sollevamento magneti Carrello Rotazione Piattaforma ABB ha la soluzione ideale per ciascuna applicazione del settore gru e argani. L utilizzo di un unica piattaforma HMI, PLC, convertitori di frequenza e motori, dedicata a gru e argani e applicabile a qualsiasi tipologia di controllo e potenza, consente una comunicazione ottimale fra tutti i prodotti ABB oltre al vantaggio di un unico fornitore in grado di seguire il cliente in tutte le fasi operative, dalla pre alla post vendita. Networking AC500-S facilita soluzioni decentralizzate svolte in sicurezza grazie a PROFIsafe on PROFINET. Il drive manager all interno del PLC fornisce un accesso diretto tramite PROFINET a tutti i parametri dell inverter ABB attraverso il PLC AC500 o AC500-S. Facile da usare Gli ABB Industrial Drive sono semplici da configurare e da mettere in servizio, grazie a funzioni dedicate per gru e argani e a un intuitivo pannello di controllo. Tutti i valori e parametri sono accessibili in real time tramite il Drive Manager Control System all interno del PLC AC500 in modo da garantire una supervisione ventiquattro ore al giorno sette giorni su sette. 14 Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani

15 Sollevamento Ponte Funzioni safety Le funzioni di sicurezza dedicate a gru e argani all interno degli ABB Industrial Drive permettono nuove possibilità per affrontare la sicurezza della macchina. Inoltre AC500-S, disponibile anche in versione Extreme Condition, offre una piattaforma flessibile per rispondere ai requisiti più sfidanti di gru e argani, grazie a funzioni trigonometriche ed a una programmazione in testo strutturato rispondente a SIL3/PLe. Energy Efficiency anche grazie a motori IE2 e IE3 I motori ABB in classe IE2 e IE3, controllati da convertitori di frequenza con o senza rigenerazione, aiutano ad elevare il risparmio energetico dell applicazione. Service Manutenzione preventiva predefinita durante l intero ciclo di vita del prodotto. Librerie e software dedicati ABB fornisce librerie già sviluppate per la gestione della sicurezza che, integrate con il software Crane Control presente all interno del drive rendono immediata la configurazione dell applicazione. Soluzioni applicative per l automazione - Gru e argani 15

16 Contatti ABB S.p.A. Discrete Automation and Motion Division Drives and Controls Via Luciano Lama, Sesto San Giovanni (MI) Tel.: Fax: crane.automazione@it.abb.com Dati e immagini non sono impegnativi. In funzione dello sviluppo tecnico e dei prodotti, ci riserviamo il diritto di modificare il contenuto di questo documento senza alcuna notifica. Copyright 2013 ABB. All right reserved /001-09/ CAL