用户中心

资讯 > 封面特写

安全保护与运动控制的整合

作者:Frank J. Bartos, P.E2009.07.14阅读 17098

  安全功能系统与运动控制系统一直以来都是相互独立的。通过二者的整合,可以使操作更简单、费用更低廉,在某些情况下CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以避免全厂范围的停工。

工业安全:持续提高的设备速率和生产流程都离不开集成安全功能的帮助
  持续提高的设备速率和生产流程都离不开集成安全功能的帮助。
  图片来源:Siemens公司

  并不是所有的“紧急状况”都需要机械系统的全面停机。然而,传统的安全系统却只提供完全停机,而不考虑危险级别,毫无疑问,这将导致生产率降低。
  一种新方法是对机械系统的风险和可靠性进行全面评价,确定需要停机的紧迫程度,以阻止危险或伤害的发生。确保在主电源不被切断的情况下,安全地靠近设备,完成设置和排障任务,尽可能快地恢复生产。附加安全功能可以阻止电机或执行机构的不必要或者意外的动作。
  安全标准定义了功能安全,并且令其成为运动控制至关重要的一部分,而以前

www.cechina.cn

,功能安全是与运动控制独立的另一个系统。欧洲率先采用了例如EN954-1 和IEC61508的标准,2007版NFPA79为美国制造商和用户打开了功能安全的新纪元。(关于功能安全的更多信息www.cechina.cn,可以查看在线信息工业安全专题www.cechina.cn/special/safety。)专家称控制工程网版权所有,促使两者结合的
真正动力是国家认可实验室根据相应标准判定功能安全这一能力的成熟。

  安全、整合、益处
  在考核技术和生产率这类问题的时候,重要的是牢记安全运动:阻止工人受伤或者发生事故。
  博世力士乐(Bosch Rexroth)公司认为快速连通性和更短的设备停止时间是安全与运动集成带来的最大的好处,博世力士乐公司的食品和包装应用工程师David Arens说道:“当安全功能被激活,你就不希望再有任何耽搁,不希望现场总线适配器和/或慢监控PLC先判断再执行安全功能。”重要的是,快速地使设备进入安全停止状态控制工程网版权所有,可以减少伤害发生的机率。
  采用了安全系统的监控和诊断功能,这种整合最大程度地发挥了设备的优点。Arens解释道:“有效的诊断能够使设备快速回复生产,这节省了成本。”
  使用现场总线也会带来相应的维护成本的降低。Arens说道:“这对OEM厂商和最终用户十分有利,因为快速系统连通性意味着更少故障点,也就意味着更少的检查。” Bosch Rexroth公司采用四种现场总线在其驱动和运动系统中整合安全功能:SERCOS III、Profibus、Profinet、和EtherCAT。
  Siemens Energy & Automation公司为安全功能与运动控制的整合带来了更多的优点,包括比传统安全功能电路板更少的元件、电路板开发时间的缩短、元件安装空间的缩小和更短的安装布线时间。
  kutsky说道:“而且,整合的安全功能带来了更强的诊断能力,这在原本的固件系统中是无法实现的。”驱动控制器可以发送信息,告知哪种安全功能被激活和为什么被激活,并在HMI屏幕上显示出来,便于操作人员进行评价,这种可读数据减少了排障时间。
  Siemens公司在其Sinamics S系列驱动产品中搭建了7种安全功能,提供了伺服、通量向量和开环电机控制。安全功能包括安全断开扭矩(STO)、1级安全停机(SS1)、2级安全停机(SS2)、安全运行停止(SOS)、安全限制速度(SLS)、安全速度监视器(SSM)以及安全制动控制(SBC)——在标准IEC61800-5-2中明确定义(更多请查看在线信息)。通过使用Sinamics S系列产品的设置软件Starter和选择合适动作

www.cechina.cn

,就可以实现安全功能。
  Krasnokutsky指出:“三种基本的安全指令(STO、SS1和SBC)可以直接整合到驱动器中,无须额外硬件。然而,用户可以通过Profibus或者Profinet系统的Profisafe框架来初始化所有安全功能。”一种可选的安装方案是使用安全终端组件,连接被称为Drive-CliQ的Sinamics S系列底板。
  安全功能包括先进的特性,例如控制工程网版权所有,SOS可以使电机保持满扭矩(0速度),监控电机相对于设定点的位移;SLS可以在两个旋转方向上监控多达4个的设定速度极限。

Bosch Rexroth公司基于驱动的SafeMotion系统和基于控制器的
Bosch Rexroth公司基于驱动的SafeMotion系统和基于控制器的
Safe Logic系统确保食品加工和包装工业中的操作员安全接近设备

CONTROL ENGINEERING China版权所有

,快速校正故障,无须停机。

  危险最小化
  Yaskawa Electric America (YEA)公司看到,整合后的安全性节省了总成本,使危险最小化。更少的传感器和接触器需求以及更少的布线,也减少了成本。YEA称,更高的稳定性

控制工程网版权所有

,更长的设备寿命

CONTROL ENGINEERING China版权所有

,更少的安装、排障人工,效果是显而易见的。
  YEA公司驱动技术总工程师Jun Kang博士说道:“整合安全性确保快速动作,这要归功于保护步骤的简化和更少的维护时间和花费,因为它工作于安全的环境中,通过了严格的TüV认证。”
版权声明:版权归控制工程网所有,转载请注明出处!

频道推荐

关于我们

控制工程网 & CONTROL ENGINEERING China 全球工业控制、自动化和仪器仪表领域的先锋媒体

CE全球

联系我们

商务及广告合作
任小姐(北京)                 夏小姐(上海)
电话:010-82053688      电话:18616877918
rendongxue@cechina.cn      xiashuxian@cechina.cn
新闻投稿:王小姐

关注我们的微信

关于我们 | 网站地图 | 联系我们
© 2003-2020    经营许可编号:京ICP证120335号
公安机关备案号:110102002318  服务热线:010-82053688