Redundância e sobrevelocidade: o que o encoder faz e o que exige monitor certificado

O encoder mede; quem garante a função de segurança é o sistema. Um encoder comum dá redundância de sinal (saída dupla isolada) ou de sensor (dois encoders), mas não dá, sozinho, uma proteção de sobrevelocidade certificada. Para isso existem dois caminhos: dois encoders ligados a um monitor de velocidade certificado, ou um encoder de segurança certificado. Em qualquer caso, quem valida a função é o integrador.

A Alpes especifica os encoders, o acoplamento e o cabo de cada arquitetura e diz com clareza o que o portfólio Dynapar e Hengstler não tem. Para o básico do encoder, veja o guia do que é encoder; os outros temas estão na Central de encoders.

Redundância ou segurança: qual é a pergunta?

São duas perguntas diferentes, e misturar as duas é o erro mais comum de especificação.

• Redundância (disponibilidade): a máquina não pode parar porque um sinal caiu. A resposta é ter mais de um caminho para o sinal ou mais de um sensor.
• Segurança funcional: a máquina não pode passar de uma velocidade, girar para o lado errado ou se mover quando deveria estar parada, e isso precisa ser provado por cálculo (SIL, PL). A resposta é uma cadeia certificada: sensor, avaliação e atuador.

Pela IEC 61508, em demanda alta ou contínua (o caso de encoder em máquina), SIL 2 corresponde a uma probabilidade de falha perigosa por hora (PFH) entre 10⁻⁷ e 10⁻⁶, e SIL 3 entre 10⁻⁸ e 10⁻⁷. E o sistema é tão seguro quanto o elo mais fraco: um encoder SIL 3 ligado a componentes de nível menor não faz um sistema SIL 3.

Quais são as arquiteturas possíveis?

Saída dupla ou divisor de sinal: qual usar?

Use a saída dupla isolada quando dois equipamentos leem o mesmo eixo e a perda de um canal não pode derrubar o outro. O HS35R tem saída dupla isolada só na versão importada; os modelos HD25 e HD20 têm saída simples ou dupla isolada. Nos encoders magnéticos RIM Tach, as duas saídas precisam ser da mesma família de PPR (256 com 512 pode, 256 com 600 não); nos SLIM Tach, os PPR podem ser diferentes.

Use o divisor de sinal quando o encoder já está instalado e só falta levar o sinal a um segundo equipamento. O RIM SS2 recebe 2 ou 3 canais (coletor aberto, diferencial ou simples, de 4 a 26 V) e entrega duas saídas line driver isoladas e independentes, de 5 a 26 V e até 150 mA por canal, de 0 a 120 kHz, em trilho DIN. Ele não é redundância: se o encoder falha, os dois destinos perdem o sinal. O assunto completo está em divisor de sinal de encoder.

Como funciona a proteção de sobrevelocidade com dois encoders e monitor?

É a arquitetura D, a que atende os pedidos de "chave de sobrevelocidade" com o portfólio Dynapar e Hengstler. Dois encoders comuns leem a velocidade, e um monitor de velocidade certificado compara os dois sinais e corta o movimento quando a velocidade passa do limite, quando os sinais divergem ou quando o sentido está errado. Há no mercado monitores que chegam a SIL 3 e PL e com dois encoders não certificados; outros pedem um encoder certificado por eixo. A escolha do monitor e o cálculo são do integrador.

O que a Alpes especifica nos encoders, para o monitor escolhido:

• Saídas compatíveis com a entrada do monitor: tipo de sinal (HTL, TTL, diferencial) e tensão.
• Resolução e frequência: o PPR dos dois encoders e a frequência na velocidade de disparo (rpm × PPR ÷ 60) dentro do que o monitor lê.
• Pontos de medição: um encoder no motor e outro na carga, por exemplo, para que a quebra de um acoplamento ou de uma transmissão apareça como divergência.
• Montagem: acoplamento ou braço de torque que não escorregue, porque escorregamento vira leitura errada.
• Cabo: blindado, com a malha aterrada numa ponta só e longe dos cabos de potência.

O que o HS35iQ faz e o que ele não substitui?

O HS35iQ, encoder de eixo vazado da Dynapar com diagnóstico, detecta sobrevelocidade e escorregamento do acoplamento e avisa por LED e por uma saída digital de falha, com histórico lido pelo software PulseIQ. É um bom aviso para a manutenção. Não há certificação de segurança publicada para essa função, e por isso ele não substitui uma chave de sobrevelocidade certificada nem um monitor certificado.

O que o portfólio não tem?

Encoder heavy duty com chave de sobrevelocidade certificada embutida (arquitetura F) não existe na linha Dynapar e Hengstler. Há especificações de guindaste, laminação e aerogerador que pedem exatamente isso. Nesses casos, a Alpes diz que não tem e mostra se a arquitetura D atende ao projeto; se o projeto exige a chave embutida, o encoder não será Dynapar nem Hengstler. Também não há monitor de segurança próprio no portfólio.

Se a sua máquina tinha um tacogerador que também servia de proteção de sobrevelocidade, a troca por encoder precisa manter essa função: veja substituir tacogerador por encoder.

O que a Alpes faz e o que não faz?

O que a Alpes tem para isso

• HS35R: eixo vazado heavy duty, 400 G, IP67; com saída dupla isolada na versão importada. Se a função é de segurança, ele entra como sensor de um monitor certificado, não sozinho.
• HD25 e HD20: eixo sólido heavy duty para lavagem, com saída simples ou dupla isolada. Em ambiente seco e limpo, é mais do que precisa.
• AD37: encoder de segurança SIL 2 ou SIL 3 para servomotor, com cabo único. É peça de fabricante de servomotor; não serve para eixo de máquina pesada.

Próximo passo

Para entender SIL, PL e PFH no encoder de servo, leia encoder de segurança SIL 2. Se o projeto pede reunião com o fabricante, veja a engenharia de aplicação da Alpes.

Fale com o técnico da Alpes

Conte a máquina, o que precisa evitar (disparo, queda, perda de sinal), a velocidade de disparo, o monitor ou o CLP de segurança previsto e quem é o integrador. O técnico da Alpes especifica os encoders, o acoplamento e o cabo e mantém você informado a cada etapa. Fale com o técnico da Alpes pelo WhatsApp (41) 98440-4804 ou pelo formulário, com "Projeto especial" no início da mensagem.