Monitoramento Seguro de Velocidade e Inércia

Monitoramento de Parada

O monitoramento de inercia seguro é uma função crítica em sistemas de automação industrial onde há partes móveis que representam risco durante operações de manutenção, intervenção ou acesso. Esses dispositivos têm como objetivo garantir que o movimento residual de eixos, motores ou atuadores seja detectado com precisão antes que uma ação seja permitida, como a liberação de um bloqueio mecânico ou a abertura de um dispositivo de proteção.

Importância do Monitoramento de inercia e parada

  • Segurança de pessoas: impede o acesso a zonas perigosas enquanto houver movimento residual, mesmo após a desenergização do motor.
  • Proteção de máquinas: reduz o risco de danos por intervenções prematuras.
  • Conformidade normativa: atende às exigências de normas nacionais e internacionais de segurança de máquinas.
  • Redução de tempos de ciclo: por meio da detecção confiável da parada, permitindo reinícios mais rápidos e seguros.

Monitoramento de Velocidade

O monitoramento de velocidade seguro (Safe Speed Monitoring – SSM) é uma função essencial dentro da segurança funcional de máquinas e sistemas automatizados. Ele permite detectar, com alto grau de confiabilidade, se a velocidade de uma máquina está abaixo de um determinado limiar seguro, possibilitando intervenções controladas e protegidas — sem desabilitar completamente o sistema. Funções como modo de ajuste (jog mode) ou operação manual supervisionada exigem que o sistema opere em baixa velocidade com proteção ativa. O monitoramento seguro de velocidade permite a execução dessas tarefas de forma segura, sem desativar os sistemas de segurança da máquina.

Importância do Monitoramento de Velocidade

  • Bloquear acessos perigosos enquanto a máquina estiver em movimento.
  • Detectar parada completa antes de liberar uma proteção ou intertravamento.
  • Ativar modos seguros (ex: operação com velocidade reduzida) para setup, limpeza ou inspeção.
  • Evitar sobrevelocidades que possam gerar falhas mecânicas, rompimento de peças ou risco de arremesso.

Conformidade com Normas Técnicas

As soluções de monitoramento da DOLD atendem a requisitos estabelecidos pelas principais normas internacionais de segurança funcional:

  • EN ISO 13849-1: Determina os níveis de Performance Level (PL) para funções de segurança.
  • IEC/EN 62061: Foca na segurança funcional de sistemas de comando baseados em eletrônica programável.
  • IEC/EN 60204-1: Requisitos de segurança elétrica de máquinas.
  • EN 60947-5-1: Componentes de interface de comando com funções de segurança.

Essas normas definem critérios para o desempenho de funções de segurança, como a detecção de parada segura, limites de velocidade e redundância de contatos de saída.

Tipos de monitoramento

Safe Operating Stop (SOS) – Parada Operacional Segura

  • Objetivo: Garante que o motor permaneça parado (sem movimento), mas sem desligar o torque.
  • Uso típico: Manutenção ou operação segura com o motor travado, mas ainda energizado (por exemplo, manter posição).
  • Diferença do STO: Aqui o torque é mantido.

Safe Speed Range (SSR) – Faixa de Velocidade Segura

  • Objetivo: Garante que a velocidade do motor fique dentro de um limite mínimo e máximo pré-definido.
  • Protege contra: Velocidades fora do intervalo aceitável (muito lentas ou muito rápidas).

Safely-Limited Speed (SLS) – Velocidade Limitada com Segurança

  • Objetivo: Garante que a velocidade do motor não ultrapasse um limite máximo definido.
  • Uso típico: Durante intervenções manuais com o sistema em movimento controlado (ex: modo de ajuste manual).

Safe Torque Off (STO) – Desligamento Seguro do Torque

  • Objetivo: Desliga a alimentação do motor para impedir qualquer geração de torque.
  • É a função de segurança mais básica.
  • Uso típico: Paradas de emergência, proteção contra partida acidental.

Safe Speed Monitor (SSM) – Monitoramento Seguro de Velocidade

  • Objetivo: Informa se a velocidade está abaixo de um valor seguro, mas não intervém diretamente no controle.
  • Uso típico: Permitir abertura de portas ou entrada em zonas perigosas somente quando o movimento estiver seguro.

Safe Direction (SDI) – Direção Segura

  • Objetivo: Garante que o movimento do motor ocorra somente em uma direção permitida (segura).
  • Como funciona: Se houver qualquer tentativa de inversão (por exemplo, reversão indesejada de um eixo), o sistema interrompe imediatamente o movimento ou gera um alarme.
  • Protege contra: Acidentes causados por movimentos inesperados na direção oposta à esperada.
  • Uso típico: Aplicações com movimento linear ou rotativo onde o retorno em sentido contrário pode causar riscos (ex: empurradores, eixos de rosca, transportadores).

Áreas de Aplicação Típicas

  • Motores com alta inércia ou desaceleração lenta
  • Sistemas de frenagem controlada
  • Prensas e sistemas de corte com movimento contínuo
  • Máquinas CNC e centros de usinagem
  • Transportadores e eixos rotativos de alta massa

Produtos

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UG6946 – Relé de Parada Sem Sensor (Tensão residual)

O modelo UG6946 realiza o monitoramento seguro da parada (STO) de motores trifásicos por meio da detecção da tensão residual gerada no motor. Essa solução sem sensor externo é indicada para sistemas simples com parada natural.

Características técnicas principais:

  • Monitoramento passivo de parada (sem encoder ou sensor externo)
  • Detecção baseada na tensão induzida (EMF) nos terminais do motor
  • Tempo de resposta configurável via potenciômetro
  • Saídas com contatos de segurança (2 NA + 1 NF)
  • Alimentação universal (DC 24V)
  • Largura: 45 mm | Montagem em trilho DIN

Aplicações recomendadas: Máquinas com motores assíncronos, sistemas de ventilação, misturadores e equipamentos com desaceleração livre.

UH5947 – Relé de Velocidade com Encoder e/ou Sensor

O UH5947 permite o monitoramento STO, SOS, SLS, SSM, SSR, SDL com o uso de sensores externos (como sensores indutivos e/ou encoder), garantindo alta flexibilidade de aplicação.

Destaques técnicos:

  • Entradas para sensores com até 10 kHz de frequência de pulso
  • Ajuste da velocidade de disparo via display
  • Saídas com contatos de segurança
  • 2 NA para velocidade zero
  • 2 NA para demais monitoramentos
  • Tensão de alimentação: AC/DC 24–240 V
  • Largura: 45 mm | Montagem em trilho DIN

Aplicações recomendadas: Sistemas com frenagem ativa, transportadores, esteiras motorizadas, sistemas de rotação com encoder ou sensor de proximidade.

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UH 6937 – Relé de Velocidade por Frequência (APLICAÇÃO COM INVERSOR DE FREQUENCIA)

O UH 6937 é uma solução de alto desempenho para monitoramento SDI, SOS, SSR, SLS, STO, SSM, ideal para aplicações em que se exige alta confiabilidade funcional. Sem a necessidade de sensores externos e permite detecção precisa de velocidades abaixo de um limiar programável.

Características técnicas:

  • Entradas para sensores (até 30 kHz)
  • Função de parada segura (SSM) e monitoramento de subtensão
  • Contatos de segurança redundantes (2 NA)
  • Classificação de segurança até PL e (ISO 13849-1) e SIL 3 (IEC 62061)
  • Tempo de comutação ajustável (0,1 a 30 s)

Aplicações recomendadas: Máquinas complexas com CLP de segurança, linhas de produção automáticas, eixos com frenagem regenerativa ou servoacionamentos.