Az IEC 61508 funkcionális biztonsági szabvány jelentősen megkönnyítette a gépgyártók és a végfelhasználók életét. Az eredmény biztonságosabb, intelligensebb, kisebb, egyszerűbb és jobb teljesítményű gépek lett.
A gépek biztonsága az 1990-es évek óta jelentősen fejlődött, az IEC 61508 funkcionális biztonsági szabvány 1998-as kiadása fordulópontot jelentett a gépgyártók és a végfelhasználók számára. A szabványosított biztonsági koncepcióval a berendezés-beszállítók és a gépgyártók bizalmat kelthetnek ügyfeleikben, hogy biztonsági rendszereiket szigorúan tesztelték és ellenőrizték, és a felhasználóknak többé nem kell időt és erőforrásokat tölteniük a gép- vagy rendszerhibák kockázatának elemzésével.
A funkcionális biztonság és a kapcsolódó szabványok bevezetése (majdnem) megszabadította a gépgyártókat a biztonsági tervezés feladataitól, valamint a hardverkészletek – például biztonsági kontaktorok, relék, kapcsolók, IO-k – beszerzése, telepítése, csatlakoztatása alól. , és fékvezérlők – valamint a gépbiztonsági értékelések és jóváhagyási folyamatok kimerítő folyamata.
Korábban a biztonságos gépüzemet olyan relék segítségével érték el, amelyek lekapcsolták az áramot, ha egy biztonsági feltételt megsértettek – például ha a kezelő belépett a burkolatba vagy áttörte a fényfüggönyt. A funkcionális biztonság a hardvert és a költséges jóváhagyási folyamatot szoftverre cserélte. Az eredmény nem csak a valóban "funkcionális" biztonság, hanem megnövekedett üzemidő, jobb termelékenység és a végfelhasználók számára kevesebb hulladék mennyisége.
A hagyományos hardver alapú biztonsági rendszerekkel ellentétben a funkcionális biztonság a biztonsági besorolású alkatrészeken alapul. A fő különbség az, hogy sok biztonsági alkatrész használata helyett nagy része például szervohajtásba integrálható. A végső cél az, hogy a legtöbb biztonsági hardvert lecseréljük olyan szoftverre, mint a Failsafe over EtherCat (FSoE). A berendezés működési paramétereinek szabályozásához továbbra is szükség van bizonyos hardverekre – például biztonsági fékekre, IO-ra és jeladókra.
Ahelyett, hogy egy biztonsági paraméter megsértése esetén azonnal levágnák a teljesítményt egy tengelyre, a funkcionális biztonsági rendszerek korlátozzák a tengely mozgását. Ez lehetővé teszi a rendszer számára, hogy kezelje a hibát, miközben fenntartja az előre meghatározott biztonsági szintet, és öndiagnózison és automatikus riasztásokon keresztül tájékoztatja a felhasználót.
Figyeld és válaszolj
A hajtásalapú biztonsági funkciók a feladatok széles skáláját fedik le, a hajtás biztonságos leállításától a mozgási paraméterek, például a sebesség, pozíció vagy nyomaték felügyeletéig. Néhány szervohajtásba beépített biztonsági funkciók a következők:
Biztonságos nyomaték ki (STO). Ez megszakítja a motor áramellátását. A tengely továbbra is szabadon forog nyomaték alkalmazása nélkül, amíg a mozgási energia le nem fogy. A meghajtó feszültség alatt marad a gyorsabb újraindítás érdekében. Az STO két hardveres jellel vagy FSoE kommunikációval aktiválható.
Biztonságos megálló 1 (SS1). Az aktív fékezés a tengelyt gyors, szabályozott leállásba hozza, így a tengely leáll. Ezen a ponton az STO meghívódik. Az SS1-et ott használják, ahol egy tengely mozgása embereket vagy berendezéseket veszélyeztethet.
Safe Operating Stop (SOS). A hajtás nulla fordulatszámon tartja a motort a nyomaték eltávolítása nélkül. A berendezés alaphelyzetbe állítás nélkül azonnal újraindulhat.
Az Elmo Platinum szervohajtásai átfogó biztonsági funkciókat tartalmaznak, miközben csökkentik a szükséges biztonsági alkatrészek számát, valamint az energiafogyasztást, a bonyolultságot és a gépköltségeket.
Biztonságos megálló 2 (SS2). A szabályozott fékezés a nagy kinetikus energiájú berendezéseket szabályozottan leállítja, és ekkor az SOS aktiválódik. Akkor használják, ha a további mozgás veszélyes lehet az emberekre, termékekre vagy berendezésekre.
Biztonságos fékvezérlés (SBC). Ez biztosítja a külső kikapcsolófék biztonságos vezérlését, és általában függőleges tengelyeken használják. Ha egy redundáns fékrendszer meghibásodik, a hajtás általában SOS-t hív.
Biztonságosan korlátozott sebesség (SLS). Ez beállítja a maximális sebességet. Ha egy hiba miatt a rendszer túllép egy küszöbértéket, a hajtás biztonságos állapotba hozza a tengelyt.
Biztonságosan korlátozott nyomaték (SLT). Ez korlátozza a motor nyomatékát a hajtás által szolgáltatott áram korlátozásával.
Biztonságosan korlátozott pozíció (SLP). Ez korlátozza azt a határt, amelyen belül a rakomány mozoghat azáltal, hogy a jeladó visszacsatolásán keresztül figyeli a helyzetét. Ha ez azt jelzi, hogy a betöltés túllépte a megengedett határt, akkor az SS1/STO vagy SS2/SOS használatával leáll. E funkciók gyors reagálása minimálisra csökkenti a berendezés körüli biztonsági sávot.
Biztonságos bemenet/kimenet. A Safe I/O-val rendelkező szervohajtások (például az Elmo's Platinum sorozat) kétféle digitális biztonságos bemenet támogatott – digitális bemenet tesztimpulzus-kimenettel a diagnosztikához, és digitális bemenet OSSD-vel (kimeneti jel kapcsoló eszköz) a fénysorompókhoz, fényekhez függönyök és így tovább. A biztonságos fékkimenet a SIL3. A biztonságos bemeneti logika hasonló az FSoE-vezérléshez, a biztonságos kimeneti logika pedig az FSoE-státuszhoz.