皮爾磁:伺服控制器安全功能的運(yùn)用

時(shí)間:2022-12-30

來(lái)源:皮爾磁工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司

導(dǎo)語(yǔ):隨著工業(yè)4.0概念的推進(jìn)和大力發(fā)展,機(jī)器設(shè)備在協(xié)助或替代人員來(lái)更加高效、高精度的完成產(chǎn)品生產(chǎn)和加工流程,同時(shí)機(jī)器設(shè)備上高速運(yùn)動(dòng)的零部件可能對(duì)操作人員造成不同程度的傷害發(fā)生。

  隨著工業(yè)4.0概念的推進(jìn)和大力發(fā)展,機(jī)器設(shè)備在協(xié)助或替代人員來(lái)更加高效、高精度的完成產(chǎn)品生產(chǎn)和加工流程,同時(shí)機(jī)器設(shè)備上高速運(yùn)動(dòng)的零部件可能對(duì)操作人員造成不同程度的傷害發(fā)生。全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都會(huì)制定相應(yīng)的安全生產(chǎn)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保,所有機(jī)器制造商都清楚,機(jī)器必須滿(mǎn)足嚴(yán)格的安全要求來(lái)保護(hù)工人免于傷害。

  伺服電機(jī)作為現(xiàn)代設(shè)備重要的組成部分,配合伺服控制器(伺服放大器)的不同安全功能,保持機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)為操作員提供安全保障,就會(huì)大大削弱人們繞過(guò)安全功能設(shè)施和“闖紅燈”的沖動(dòng)。許多以前需要關(guān)閉和重新啟動(dòng)的操作,現(xiàn)在可以在機(jī)器以降速甚至全速繼續(xù)生產(chǎn)的情況下完成。功能安全既保障了操作員的安全,也能夠最大限度地提高機(jī)器生產(chǎn)力。在實(shí)際運(yùn)用中伺服控制器可以提供除STO安全功能以外更多的安全功能選項(xiàng),我們接下來(lái)挑選幾種為大家進(jìn)行詳細(xì)解釋和說(shuō)明實(shí)際運(yùn)用的場(chǎng)景。

  1. 安全扭矩關(guān)斷(Safe torque off)

  安全功能“STO”會(huì)從伺服控制內(nèi)部切斷電機(jī)的供電,電機(jī)處于一個(gè)不受控制的停止?fàn)顟B(tài),符合標(biāo)準(zhǔn)EN 60204-1中0類(lèi)的停止類(lèi)別。

  應(yīng)用場(chǎng)景:STO安全功能激活后,電機(jī)處于無(wú)扭矩狀態(tài)且不會(huì)發(fā)生任何危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng),適用于當(dāng)安全功能(急停,安全門(mén))被觸發(fā)后,電機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)靜止或降低到不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的速度范圍之內(nèi)的城景和設(shè)備。但如果電機(jī)豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)由于部件自身重力原因墜落,則為了防止重力墜落造成人員傷害則需要增加剎車(chē)抱閘機(jī)構(gòu)。

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  2. 安全停止1(Safe stop 1)

  安全功能“SS1”對(duì)電機(jī)進(jìn)行受控制動(dòng),在規(guī)定的范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)電機(jī)的減速幅度,并且在延遲一定時(shí)間或達(dá)到速度閾值后,再啟動(dòng)STO功能切斷電機(jī)供電。電機(jī)處于一個(gè)受控制的停止?fàn)顟B(tài),符合標(biāo)準(zhǔn)EN 60204-1中1類(lèi)的停止類(lèi)別。

  應(yīng)用場(chǎng)景:SS1安全功能激活后,電機(jī)處于受控停止或減速后再進(jìn)入STO狀態(tài)來(lái)避免危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng),適用于當(dāng)安全功能(急停,安全門(mén))被觸發(fā)后,電機(jī)不能夠在短時(shí)間內(nèi)靜止(速度高或部件慣性大)或避免工藝流程未完成導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢或會(huì)產(chǎn)生額外的風(fēng)險(xiǎn)。但需要周邊安全防護(hù)裝置具備延時(shí)打開(kāi)功能,如安全門(mén)開(kāi)關(guān)需具有鎖定功能,在開(kāi)門(mén)請(qǐng)求發(fā)出后,能夠由控制器先對(duì)伺服控制器發(fā)出停止信號(hào),在電機(jī)進(jìn)入STO狀態(tài)后,才能解鎖安全門(mén)開(kāi)關(guān)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。

伺服電機(jī)

  3.安全控制停止(Safe Operating stop)

  安全功能“SOS”用于對(duì)電機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)的監(jiān)控,電機(jī)能夠保持扭矩輸出并處于靜止?fàn)顟B(tài),而非外部制動(dòng)器(例如剎車(chē))來(lái)實(shí)現(xiàn)靜止?fàn)顟B(tài)。

  應(yīng)用場(chǎng)景:SOS安全功能激活后,電機(jī)會(huì)處于受控的靜止?fàn)顟B(tài),適用于當(dāng)安全功能(急停,安全門(mén))被觸發(fā)后,電機(jī)需要處于靜止?fàn)顟B(tài)并不能切斷供電情況。

伺服電機(jī)

  4.安全停止2(Safe stop2)

  安全功能“SS2”對(duì)電機(jī)進(jìn)行受控制動(dòng),在規(guī)定的范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)電機(jī)的減速幅度,并停止電機(jī),再啟動(dòng)SOS功能對(duì)電機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)控。電機(jī)處于一個(gè)受控制的停止?fàn)顟B(tài)且不斷動(dòng)力源,符合標(biāo)準(zhǔn)EN 60204-1中2類(lèi)的停止類(lèi)別。

  應(yīng)用場(chǎng)景:SS2安全功能激活后,電機(jī)會(huì)受控停止并對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)監(jiān)控,適用于當(dāng)安全功能(急停,安全門(mén))被觸發(fā)后,電機(jī)需要受控停止后處于靜止?fàn)顟B(tài)并不能切斷供電情況。

伺服電機(jī)

  5.安全限速(Safe limited speed)

  安全功能“SLS“能防止電機(jī)超過(guò)設(shè)定的速度限制。

  應(yīng)用場(chǎng)景:SLS安全功能激活后,電機(jī)不允許運(yùn)行超過(guò)伺服控制器設(shè)定的速度值。適用于在特定情況下(如手動(dòng)或維修模式),安全功能(安全門(mén))觸發(fā)后,人員必須進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域使用使能按鈕來(lái)操作運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)行。

伺服電機(jī)

  6.安全方向(Safe direction)

  安全功能“SDI“能防止電機(jī)往錯(cuò)誤方向運(yùn)動(dòng)。

  應(yīng)用場(chǎng)景:SDI安全功能激活后,電機(jī)只能允許往設(shè)定方向運(yùn)行。適用于在特定情況下(如手動(dòng)或維修模式),適用于當(dāng)安全功能(安全門(mén),光幕)被觸發(fā)后,電機(jī)只能往安全方向運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)離操作人員)。

伺服電機(jī)

  功能安全是一種保證機(jī)器安全運(yùn)行的方法,它不是強(qiáng)制將操作員和機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制分隔,即使是在通電的情況下,允許操作員和機(jī)器運(yùn)動(dòng)之間進(jìn)行安全交互,它也能夠幫助實(shí)現(xiàn)在安全限制條件下持續(xù)運(yùn)行從而提高生產(chǎn)力。

  自動(dòng)化專(zhuān)家皮爾磁憑借自身豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),可以為用戶(hù)提供完整、安全的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

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