前言

用于制造連續(xù)性生產設備的模塊化機器概念正在被證明是一種能夠以富有競爭力的市場價格滿足客戶定制化需求的行之有效的方式。通過并行開發(fā)和制造降低潛在成本以及通過可重復使用的模塊實現產品質量的提升，同樣，在安全技術方面也需要有合適的解決方案。貝加萊范圍廣泛的產品系列為模塊化機器制造提供了完美的解決方案，包括集中式和分布式的安全組件以及將它們整合到一起的開發(fā)工具。

當我們在談及模塊化機器架構設計的時候，不可能有任何妥協，否則，就會錯失機會利用這些設計內在的節(jié)約潛力。然而不幸的是，真實的世界往往并不合作。簡單利用各種不同的具有IP65防護等級的自動化組件-高效模塊化的基礎-是許多機器制造商所面臨的第一道關。如果連這都做得不夠的話，那么考慮如何實現配備安全功能的機電一體化組件的模塊化往往是徒勞無益的。

如果使用貝加萊的解決方案則完全不同。多年來，我們的控制技術正是向著模塊化的方向發(fā)展。我們的模塊化X20和X67 I/O系統(tǒng)可以輕松地建立分布式控制站點。運動控制同樣如此。ACOPOSmulti驅動系統(tǒng)可以驅動伺服電機、扭矩電機和直線電機，共同組成一個面向機械制造中任意自動化任務的通用解決方案。在擁有多個軸的機器上采用這些類型的驅動解決方案非常具有成本效益-塑料、包裝、印刷和紡織行業(yè)就是很好的例子。

既安全又透明的接口

模塊化機器架構所面臨的一個主要挑戰(zhàn)是如何定義使用的接口。在加入了安全技術之后，這會變成一個難以逾越的障礙-至少對于其他供應商而言如此。貝加萊基于網絡的安全技術是為任意系統(tǒng)定制一流解決方案的完美基礎-無論在硬件還是軟件方面。

通過安全技術提高保護能力和生產效率

貝加萊的方法可以確保消除響應時間過長等劣勢。事實上，與安全有關的系統(tǒng)在采用貝加萊安全運動控制（SafeMC）驅動技術的時候可以將響應時間減少至僅僅7毫秒。

為什么在選擇安全技術的時候該值是如此重要呢？帶斷電繼電器的傳統(tǒng)安全電路的響應時間類似于急剎車之前駕駛員所受到的沖擊瞬間。檢測錯誤和響應所花費的時間-例如在超過安裝模式中的最大安全速度時-通常在70毫秒左右。如果錯誤是由控制系統(tǒng)中不正確的設定值引起的，那么在一般的扭矩切斷和可能的短路制動程序生效之前，這種延遲足以使驅動器加速至其最大速度。這會增加障礙物受到的沖擊力并延長總停車距離。因此，允許的最大速度必須相應設低以便于維持所需要的安全級別。

適用于分布式機器架構安裝在電機上的ACOPOSmulti65m伺服
驅動單元擁有集成安全技術，可以對電機進行持續(xù)監(jiān)測。

貝加萊已經重新定義了停車距離和沖擊能量的計算方式。帶SafeMC功能的ACOPOSmulti驅動單元中的本地化可聯網的安全模塊可以持續(xù)監(jiān)測電機。這些模塊允許最大錯誤響應時間減少至7毫秒。如果出現錯誤，那么電機僅擁有該時間的十分之一加速產生危險動量。

由于動能和相應響應距離會隨著速度的平方而增加，因此這兩個關鍵特性與傳統(tǒng)的解決方案相比可以減少到1/100。如何利用動能和相應響應距離的減少以及由此產生的停車距離的縮短是根據優(yōu)先級決定的。例如，減小的安全間隙可以使機器更小型化，安全限速的安全功能可以用來增加可允許的限速，在這兩個優(yōu)勢之間也存在妥協。

降低項目成本

所有帶SafeMC功能的ACOPOSmulti逆變器都可以完全與貝加萊SafeLOGIC控制器集成在一起，并通過貝加萊開發(fā)環(huán)境Automation Studio中的SafeDESIGNER工具實現配置。采用一個集中式的工具確定SafeMC組件和電機內嵌參數芯片的參數不僅可以簡化并加快維護期間的重新配置，而且維修行為本身也可以通過日志和訪問保護實現跟蹤。

貝加萊安全技術的一個主要優(yōu)點是，它排除了多余的接線以及監(jiān)測安全技術的外部模塊。數據在POWERLINK總線系統(tǒng)上通過虛擬布線和openSAFETY安全協議實現傳輸，在可靠地消除間隙時間的同時能夠完成與控制器之間的簡單通信。

像這樣的模塊化X20/X67 I/O系統(tǒng)可以用來輕松地創(chuàng)建執(zhí)行安全功能的分布式控制解決方案

模塊化機器架構尤其可以從基于網絡的虛擬布線中獲益。準備好投入使用的機器組件-包括安全驅動器-可以實現輕松互聯，無需采用急停鏈和其它安全控制系統(tǒng)所要求的復雜接線。事實上，強大的ACOPOSmulti產品系列（最大120千瓦）中多達80個安全驅動器可以通過單個SafeLOGIC控制器實現控制。

將模塊化與能源效率和SafeMC相結合

無論逆變器是被放置在控制柜中（IP20防護等級）還是進行分布式放置（IP65防護等級），它們都可以從ACOPOSmulti系列的各種功率選項中獲益。功率因數校正功能可以大幅降低設備的連接負載或電流消耗，恒直流母線電壓可以確保逆變模塊和電機擁有最佳性能。此外，所有有源電源模塊都具有將制動能量回饋至電源的能力（能量再生功能）。

尤其是具有IP65防護等級的ACOPOSmulti65和ACOPOSmulti65m逆變器可以使模塊化機器架構的設置和調試變得容易。這些逆變器可以僅通過一根混合電纜連接起來，這根混合電纜可以實現供電，直流母線，POWERLINK通信和STO（安全扭矩切斷功能）。除了這種硬接線的安全功能之外，將來還將提供基于網絡的SafeMC功能如STO、SBC、SOS、SS1、SS2、SLS、SMS、SLI、SDI和SLP，控制柜中現有的ACOPOSmulti系列現在已經擁有了這些安全功能。

未來的安全投資

由于機器人的應用變得越來越普遍，因此越來越多機械制造客戶正在面臨將模塊集成到串聯和/或并聯機構中去的挑戰(zhàn)。對于處理這些類型的任務而言，貝加萊正在努力開發(fā)開放的安全功能如SLS@TCP（刀具末端中心點安全限速）。即使用戶不在場，這些安全功能也能夠有效地執(zhí)行獨立于位置的教學和配置功能。

經openSAFETY配置和選擇的安全功能已通過TÜV認證，符合EN ISO 13849-1以及EN62061/ IEC61508標準

貝加萊提供的完整解決方案來自同一家供應商，不僅大幅降低成本，而且全面節(jié)省時間。
它與傳統(tǒng)解決方案（右圖）相比復雜性顯著降低。

“這使貝加萊成為首家可以提供從驅動安全功能到機器人的基于網絡的全集成化安全系統(tǒng)的廠商，”貝加萊運動事業(yè)部經理Alois Holzleitner解釋道。“該系統(tǒng)不僅提高了機械效率和生產效率，而且還改善了工作場所的安全性。”