Safety Now
Tech Tips
Kinetix(R)統合モーションシステムが、GuardMotion(TM)テクノロジを使用してマシンの生産性を向上 | ||
Matheus Bulho | ||
| 生産現場での安全性は、非常に重要です。マシンの生産性も重要です。企業は、より多くの製品をより効率的に生産するというプレッシャーに常に直面しています。従来、安全性と生産性を両立させるの困難でした。しかし、GuardMotionを使用することで、作業員に対する安全性だけでなく、マシンの生産性を強化した高性能サーボドライブを利用できます。 | ||
GuardMotionは、Kinetixモーション製品に統合されている革新的な安全性に基づいています。セーフオフは最初のGuardMotion機能で、Kinetix 6000およびKinetix 7000に搭載されています。これによって、マシンビルダーやメーカーは安全性と最高の可用性を提供するマシンソリューションを導入することができます。マシンのセットアップ、クリーニング、誤動作の解消などの保守作業は、今まで電源をダウンさせる必要がありましたが、マシン全体の電源を落とすことなくこれらの作業を行うことができるようになりました。セーフオフ機能を使用することで、モータトルクを除去するためにドライブ出力を安全に無効にできます。 | |
その結果、高速のマシン再始動とマシンのダウンタイムの短縮が可能になります。さらに、入力コンタクタなどのコンポーネントを省くことができるので、マシンの設計が簡略化されてパネルスペース要件と全体のシステムコストを削減できるようになりました。 Kinetix統合モーションソリューションの一部として、Kinetix 6000とKinetix 7000は、シームレスにロックウェル・オートメーションの統合アーキテクチャに適合し、GuardMotionの利点に加えて、簡略化され拡張されたマシンの性能を提供します。 | |
ACドライブの安全性により向上した生産性 | |
Bill Sinner ロックウェル・オートメーション アレン・ブラドリー ドライブ事業部 生産ラインマネージャ 米国ウィスコンシン州Mequon | |
安全性は製造業に浸透し、マシンビルダーが産業用マシンおよびコンポーネントを設計する手法に影響しています。なかには、この安全基準が生産性の負担となると考える業者もいますが、オートメーション製品における統合された安全性への新しいアプローチとこれによる生産性の効率は、作業者の安全と生産性が効果的に両立することを表すのに役立っています。例えば、可変周波数ドライブのメーカーは、ドライブに直接機能する安全機能を採用し始めているので、ドライブテクノロジを適用する際により簡単に統合された安全性を導入できます。 | |
| マシンをグローバルに輸出するための安全規格の導入 生産スループットを維持または改善しながらマシンに安全性を組み込むという傾向が、いま製造業で進行しています。欧州および北米の安全規格が増加しつつあることが、この傾向を反映しています。 | |
| 産業界での安全性が向上している要因の1つに、「機能的な」安全性と「電気的な」安全性を分離するIEC規格があります。機能的な安全性は、マシンやプロセスの物理的な動作に関係し、電気的な安全性は電気的な危険を対象にしています。例えば、プロセス全体をシャットダウンせずにレンズやセンサをクリーニングするオペレータは、確かに物理的な危険がありますが、オペレータが電気的な危険にさらされることはまずありません。 アプリケーションを駆動させるために適用される最も一般的な安全規格がEN954-1で、これと同等の米国固有の規格はありません。EN954-1は、必要な安全性のレベルを識別する複数の機能的な安全性カテゴリと、安全性を実現するための基本原則について記述しています。 | |
| ゾーン内 安全規格に準拠して生産性を維持するために、マシン製造者は「ゾーン概念」と呼ばれるものを使用して機能的な安全機能をマシンに組み込み始めました。ゾーン概念は、安全領域を作成し、生産ラインの残りの部分を動作させつつ一部を遅くするか停止させることができます。安全性の危険は、ライン機器のわずかな誤動作であっても、または障害が発生したとしても、ライン全体をダウンすることなくそれを取り外すか修正できます。 これにより、長時間の生産停止や作業員のダウンタイムをなくすことができます。危険が取り除かれると、ラインは迅速に通常の動作に戻ることができます。 ACドライブが安全性の準拠と生産性の改善を促進 マシンビルダー、OEM, システムインテグレータおよびエンドユーザが機能的な安全性を取り入れるようになると、ACドライブの統合された安全機能を活用できるようになります。 「ACドライブに内蔵されている安全機能は、安全規格に調和させるためのロックウェル・オートメーションでの継続した取り組みの一部なので、当社の製品および当社の顧客の製品は世界中で販売できるのです」と、ロックウェル・オートメーション、アレン・ブラドリーのドライブ事業部の副社長であるBob Eisenbrownは語ります。 ロックウェル・オートメーションの新しいDriveGuard(R)安全ソリューションを使用することで、ユーザは安全規格に合致してゾーン概念をより完全に確立できます。当社のエンジニアが最初に開発した機能が「セーフオフ」機能で、EN954-1に従ってカテゴリ3安全性能に適合します。セーフオフは、モータを回転させるドライブの能力を無効にするので、その結果安全になるまでマシンの動作する能力を無効にします。従来の2コンタクタの安全システムを置き換えることができ、安全システムの時間を節約し、コストを低減し複雑さを軽減することができます。 安全規格と作業員の生産性は従来両立しないものでした。テクノロジが進化してより高機能の製品が増えると、DriveGuardなどが変化して、より安全に、より効率的で、より生産性の高い環境となりました。 |
| 統合された安全性 人が興味を示す内容とその理由 Kevin Colloton ロックウェル・オートメーション GuardLogixマーケティングマネージャ | ||
分離と均等という考え方は、長い間プラントフロアの安全システムにおける柱でした。現在、制御システムはさまざまな制御分野(シーケンス、ドライブ、モーション、プロセス)を統合していて、顧客は安全制御も同じように統合できないものだろうかと要求し続けています。 従来、安全制御は標準制御から分離されていました。安全システムがセーフティリレーやセーフティコンタクタなど個別のコンポーネントで構成されていたり、専用のセーフティPLCが使用されていても、特に問題にはならず、分離しておくことが重要でした。依然として多くのメーカーはこのようなソリューションに価値を見いだしていますが、専用のセーフティ担当者がセーフティハードウェアおよびソフトウェアについて理解している唯一の従業員で、自社の安全性要件のセキュリティレベルを提供しています。ここで、わずかな従業員のみがセーフティハードウェアやソフトウェアについて理解しているとした場合、安全システムの漏洩する危険は減ることになるという仮説を立ててみます。 分離された安全制御は依然として機能していますが、一般的にコストが高くなります。ハードウェアとソフトウェア、継続するトレーニングとサポートの費用が増大することに加えて、システムの柔軟性と複雑さという点でのコストもあります。 | ||
| 現在のプラントのエンジニアは、安全制御アプリケーションを次の2つの方法で実装できます。1つ目が、今まで述べてきた分離型の手法で、もう1つが標準制御と安全制御を統合してコンポーネントとツールの再利用度を最大限にする統合型の手法です。 さらに統合型のセーフティ手法は、次の2種類に分類できます。互換性のあるプロトコルを使用してデバイスの通信を行なう通信統合と、標準制御と安全制御のタスクをコントローラ内に混在させるプロジェクト統合です。 | |
| ロックウェル・オートメーションでは、統合型の手法がますます受け入れられるようになってきていると理解しています。メーカーの中には、アレン・ブラドリー GuardPLCなどのスタンドアロン型セーフティPLCを選択する会社もありますが、安全システムの外側の領域にコントローラを接続するオプションも希望しています。これが、最近DeviceNet SafetyとEtherNet/IP通信をGuardPLC 1600および1800に追加した理由です。 これらの拡張された通信オプションを使用することで、MicroLogix, SLC 500, PLC-5, CompactLogixなどの標準PLCを使用しているエンジニアは簡単にプログラム可能な安全性を導入できます。 すでにメーカーは、シーケンス、モーション、ドライブ、プロセスなどのさまざまなタイプの制御分野を統合できる技術開発を採用しています。これらの分野に共通のハードウェアとソフトウェアツールを使用することは、効率の改善に役立ち、機器、ソフトウェア、トレーニング、サポートに関連したコストを削減できます。 現在このような統合は安全制御でも可能で、同じアーキテクチャを使用することに大きな利点があります。システムコンポーネントをシステムの標準部分と安全部分の両方で利用できるために、ハードウェアのコストを最小限にすることができます。またメーカーは、ソフトウェアとサポートのコストを低減でき、同じソフトウェアをプラント全体で利用できるので、オペレータも1つのアーキテクチャを学習するだけで済みます。統合されたシステムには他のセーフティプロセッサやロジックプロセッサ用のインターフェイスがあるので、拡張も容易です。システム要件によっては、エンジニアはアプリケーションの要求に適合するように必要なハードウェアを個々のマシンまたは施設全体に展開し分散することができます。 分離された安全性と統合された安全性のいずれもさまざまな制御ニーズに適合するので、ロックウェル・オートメーションは、これらを実装する顧客を支援するような製品とサービスを提供することをお約束します。実際に、ロックウェル・オートメーションは、GuardPLCコントローラファミリーなどのスタンドアロン型のプログラマブルセーフティPLCと、プログラマブル・オートメーション・コントローラの統合アーキテクチャファミリーの一部であるGuardLogixの両方を提供している唯一の会社です。 標準制御と同様に安全制御も、数年にわたって進化してきました。近年の技術革新のおかげで、オートメーションユーザは生産性と使いやすさを改善する安全システムの実装を明確に選択できるようになりました。 | |
同一ワイヤ上にある安全制御と標準制御 Jeff Gellendin ロックウェル・オートメーション セーフティコントローラ マーケティングマネージャ | |
かつて、標準制御システムと安全制御システムは製造業において対立する側にあるもので、それぞれ異なるアーキテクチャで異なる目標を有していました。工場内で「安全」という言葉は「生産性の低下」と同じ意味であったため、物理的にも分離していました。エンジニアは異なるネットワークをメンテナンスし、2セットのスペア部品を在庫にし、マシンの構成、テスト、試運転にさらに時間を費やす必要があったため、安全性は費用のかさむものに変わっていました。 | |
時が経過して技術も変化するにつれて、この話も新たに幸せな結末を迎えました。DeviceNetSafetyを使用することで、生産性を犠牲にせずに標準制御装置と安全制御装置を同じ配線に混在させることができるようになったのです。また、スペア部品の在庫の削減から配線コストの低減や、マシンの設計の簡素化に至るまで、その利点は数多くあります。DeviceNet Safety規格は、Common Industrial Protocol (CIP) Safety拡張に基づいており、ユーザが安全装置を標準制御と同じネットワーク上に配置できます。単一の統合ネットワークでは、最大で64のノードを有することができ、いずれもセーフティに指定することが可能で、安全装置を標準制御デバイスと同じネットワーク上に混在させることができます。 DeviceNetネットワーク自体には何も変更はありません。この規格には、CIPネットワークを通じた閉ループのエンドツーエンドの安全性に役立つブリッジングおよびルーティング機能があります。 これはどのように機能するのでしょうか？例えば、オペレータがロボットセルのゲートを開いたとします。DeviceNet Safetyブロックに配線されたインターロックスイッチがトリップされ、セーフティメッセージをセーフティPLCに送信します。次にセーフティPLCがセル内の機器をシャットダウンし、標準出力を接続されているスタックライトに送信し、ゲートが開いていることを知らせます。同時に、セーフティPLCがステータスメッセージを標準ヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)ディスプレイと標準コントローラに送信します。HMIでは、どのゲートが開いているのかをグラフィカルに表示し、標準コントローラは隣接機器をサイクルストップします。このすべてのシーケンスが単一のネットワークで起きます。このようなことが現在可能になっています。 ロックウェル・オートメーションは、他の産業用オートメーションプロバイダとともに、DeviceNetSafety規格向けに設計された製品をリリースしており、安全制御と標準制御を同じネットワークで統合するのを簡単にし、手軽に導入できるようにしています。I/Oモジュールからコントローラやスキャナに至るまで、今やメーカーはデバイスをネットワークノードに接続するだけの時間で、制御ネットワークを統合できるのです。 統合されたネットワークには多くの利点があるものの、すべてのアプリケーションに対応しているわけではありません。購入を決定する前に、このテクノロジおよび適用されるすべての安全規格について、時間をかけて検討してください。 | |
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