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安全機能

安全機能(safety function,又稱安全功能)是功能安全中的概念,是指一些有助於設備安全性的機能,在IEC 61508《電氣/電子/可程式電子安全相關系統的功能安全》法規中有提到這類的概念,但實際的安全機能會隨著應用而不同。

驅動器安全機能 编辑

以下是EN IEC 61800-5-2: 2007《可調速電機驅動系統,Part 5-2:安全需求-機能》 (Adjustable speed electrical power drive systems - Part 5-2: Safety requirements – Functional)中提到的一些安全機能,對應機能也可以應用在氣壓馬達油壓馬達

STO(Safe torque off) 编辑

STO(Safe torque off,安全轉矩關閉)對應EN 60204的停止類別0。馬達的電源切斷,馬達以不受控的方式停止。在電源切斷後,馬達就不輸出轉矩。不過也不會輸出制動轉矩,因此需要靠其他方式(例如機械剎車)提供剎車,以免設備非預期的拖曳或過衝超過預期停止位置。若系統有外力(例如彈簧或是重物),需在無轉矩輸出時避免對馬達施力。 安全機能STO 的一般應用包括輸送帶的停止、由主電源或是接觸器移除電源的緊急停止機能、藉由一個耦合設備進行的轉矩分離機能。

SS1(Safe stop 1) 编辑

SS1(Safe stop 1,安全停止1)對應EN 60204的停止類別1。驅動器出力使馬達減速靜止,並且停止不動,之後就驅動STO的安全機能。安全停止可以沒有監控機能(用時序控制的方式啟動STO,不論當時馬達是否靜止都啟動STO),也可以有監控機能(一直到馬達靜止時才啟動STO)。若進入驅動STO的安全機能後,對外力的反應就和STO安全機能中的相同(不出力,不會抵抗外力)。此機能多半是整合在變頻器或是伺服驅動器中,其效果則和系統整體設計及馬達/驅動器組態而定。若馬達減速時間太短,或是剎車的轉矩太高,可能會讓STO機能過早動作,讓馬達處於旋轉中,隨自由運轉而停止的狀態下。

SS2(Safe stop 2) 编辑

SS1(Safe stop 2,安全停止2)對應EN 60204的停止類別2。此安全機能下,馬達會減速停止,而且停止不動。此停止不動的狀態會由安全機能加以監控(安全受控停止,SOS)。實務上,因為馬達在控制時會有微幅的控制擾動,因此會允許在停止時,馬達位置有微小的變化,這個變化可能會造成危險。若安全監控發現馬達位置偏差已超過允許值,會依適當的故障反應(例如依STO的作法,讓馬達不出力,不抵抗外力)。此一機能一般會整合在變頻器、伺服驅動器或是機械手臂控制器中。安全機能SS2的好處是變頻器仍持續輸出電力,馬達隨時都可以再繼續運轉。若是用來設定驅動有效/無效的模式,相當方便。

SOS(Safe operation stop) 编辑

SOS(Safe operation stop,安全受控停止)時,馬達會維持靜止,但其位置允許有微幅的變化,安全機能會監控馬達位置,若已超過設定允許值,會依適當的故障反應(例如依STO的作法,讓馬達不出力,不抵抗外力)。依照位置變化的允許值不同,可以監控馬達是否靜止,或是是否在一定範圍內變化。

SLS(Safely limited speed) 编辑

SLS(Safely limited speed,安全限制速度)會監控馬達是否超過最高允許速度,若是有,會啟動像SS1、STO或是剎車等故障處理機制。SLS可以整合在變頻器、伺服驅動器或是由外部速度監控設備來實現。

SSM (Safe speed monitor) 编辑

SSM(Safely speed monitor,安全速度監控)會監控馬達是否低於最低允許速度,若是有,會由上一層的安全控制啟動適合的故障處機制。例如若泵浦已低於最低速度,會由STO讓驅動泵浦的馬達不輸出。

SSR(Safe speed range) 编辑

SSR(Safe speed range,安全速度範圍)結合了SLS和SSM機能。

SLT(Safely Limited Torque)及STR(Safe Torque Range) 编辑

SLT(Safely Limited Torque,安全限制轉矩)會限制馬達的轉矩,避免超過一定值,而STR(Safe Torque Range,安全轉矩範圍)會限制馬達的轉矩在一定範圍內。一般的驅動器不會加裝轉矩感測器,因此此應用會用電流來估算轉矩。

SLP(Safe limited position) 编辑

SLP(Safe limited position,安全限制位置)會控制馬達(及所帶動負載)不超過事先定義的停止位置,此一機能對應極限開關。一開始是用在限制機械手臂的位置,後來也用在工業應用的驅動器中。

SP(Safe position) 编辑

SP(Safe position,安全位置)會由安全的總線提供馬達的安全位置資料,可以供安全控制器使用(停止位置監側,依位置啟動的安全機能等)。

SDI(Safe direction) 编辑

SDI(Safe direction,安全方向)會監控馬達只能運轉在指定的位置,例如一個只能順時針旋轉的轉軸,或是一個在危險位置的裝置,只能打開,不能關閉。此一機能可以整合在變頻器、伺服驅動器或是由外部速度監控設備來實現。

SCA(Safe CAM) 编辑

SCA(Safe CAM,安全凸輪)會監控馬達只能在指定的位置範圍內定位。

SLI(Safely Limited Increment) 编辑

SDI(Safely Limited Increment,安全限制增量)會限制馬達在啟動後的位置只能在一定範圍內。若超過此範圍,需要啟動安全停止機能。

SBC(Safe brake control)/ SBT(Safe brake Test) 编辑

這二個機能會一起使用。SBC(Safe brake control,安全剎車控制)控制一個或是多個機械剎車。因此可以確保在STO啟動時,重物不會下滑或是掉落,會及時被剎車剎住。SBT(Safe brake test,安全剎車測試)會週期性的測試剎車,此一機能可以整合在變頻器、伺服驅動器或是安全機械手臂控制器中。

參考資料 编辑

  • EN IEC 61800-5-2:2007
  • Safe motion standard EN 61800-5-2: more than Safe Torque Off (页面存档备份,存于互联网档案馆

安全機能, safety, function, 又稱安全功能, 是功能安全中的概念, 是指一些有助於設備安全性的機能, 在iec, 61508, 電氣, 電子, 可程式電子安全相關系統的功能安全, 法規中有提到這類的概念, 但實際的會隨著應用而不同, 目录, 驅動器, safe, torque, safe, stop, safe, stop, safe, operation, stop, safely, limited, speed, safe, speed, monitor, safe, speed, range. 安全機能 safety function 又稱安全功能 是功能安全中的概念 是指一些有助於設備安全性的機能 在IEC 61508 電氣 電子 可程式電子安全相關系統的功能安全 法規中有提到這類的概念 但實際的安全機能會隨著應用而不同 目录 1 驅動器安全機能 1 1 STO Safe torque off 1 2 SS1 Safe stop 1 1 3 SS2 Safe stop 2 1 4 SOS Safe operation stop 1 5 SLS Safely limited speed 1 6 SSM Safe speed monitor 1 7 SSR Safe speed range 1 8 SLT Safely Limited Torque 及STR Safe Torque Range 1 9 SLP Safe limited position 1 10 SP Safe position 1 11 SDI Safe direction 1 12 SCA Safe CAM 1 13 SLI Safely Limited Increment 1 14 SBC Safe brake control SBT Safe brake Test 2 參考資料驅動器安全機能 编辑以下是EN IEC 61800 5 2 2007 可調速電機驅動系統 Part 5 2 安全需求 機能 Adjustable speed electrical power drive systems Part 5 2 Safety requirements Functional 中提到的一些安全機能 對應機能也可以應用在氣壓馬達及油壓馬達 STO Safe torque off 编辑 STO Safe torque off 安全轉矩關閉 對應EN 60204的停止類別0 馬達的電源切斷 馬達以不受控的方式停止 在電源切斷後 馬達就不輸出轉矩 不過也不會輸出制動轉矩 因此需要靠其他方式 例如機械剎車 提供剎車 以免設備非預期的拖曳或過衝超過預期停止位置 若系統有外力 例如彈簧或是重物 需在無轉矩輸出時避免對馬達施力 安全機能STO 的一般應用包括輸送帶的停止 由主電源或是接觸器移除電源的緊急停止機能 藉由一個耦合設備進行的轉矩分離機能 SS1 Safe stop 1 编辑 SS1 Safe stop 1 安全停止1 對應EN 60204的停止類別1 驅動器出力使馬達減速靜止 並且停止不動 之後就驅動STO的安全機能 安全停止可以沒有監控機能 用時序控制的方式啟動STO 不論當時馬達是否靜止都啟動STO 也可以有監控機能 一直到馬達靜止時才啟動STO 若進入驅動STO的安全機能後 對外力的反應就和STO安全機能中的相同 不出力 不會抵抗外力 此機能多半是整合在變頻器或是伺服驅動器中 其效果則和系統整體設計及馬達 驅動器組態而定 若馬達減速時間太短 或是剎車的轉矩太高 可能會讓STO機能過早動作 讓馬達處於旋轉中 隨自由運轉而停止的狀態下 SS2 Safe stop 2 编辑 SS1 Safe stop 2 安全停止2 對應EN 60204的停止類別2 此安全機能下 馬達會減速停止 而且停止不動 此停止不動的狀態會由安全機能加以監控 安全受控停止 SOS 實務上 因為馬達在控制時會有微幅的控制擾動 因此會允許在停止時 馬達位置有微小的變化 這個變化可能會造成危險 若安全監控發現馬達位置偏差已超過允許值 會依適當的故障反應 例如依STO的作法 讓馬達不出力 不抵抗外力 此一機能一般會整合在變頻器 伺服驅動器或是機械手臂控制器中 安全機能SS2的好處是變頻器仍持續輸出電力 馬達隨時都可以再繼續運轉 若是用來設定驅動有效 無效的模式 相當方便 SOS Safe operation stop 编辑 SOS Safe operation stop 安全受控停止 時 馬達會維持靜止 但其位置允許有微幅的變化 安全機能會監控馬達位置 若已超過設定允許值 會依適當的故障反應 例如依STO的作法 讓馬達不出力 不抵抗外力 依照位置變化的允許值不同 可以監控馬達是否靜止 或是是否在一定範圍內變化 SLS Safely limited speed 编辑 SLS Safely limited speed 安全限制速度 會監控馬達是否超過最高允許速度 若是有 會啟動像SS1 STO或是剎車等故障處理機制 SLS可以整合在變頻器 伺服驅動器或是由外部速度監控設備來實現 SSM Safe speed monitor 编辑 SSM Safely speed monitor 安全速度監控 會監控馬達是否低於最低允許速度 若是有 會由上一層的安全控制啟動適合的故障處機制 例如若泵浦已低於最低速度 會由STO讓驅動泵浦的馬達不輸出 SSR Safe speed range 编辑 SSR Safe speed range 安全速度範圍 結合了SLS和SSM機能 SLT Safely Limited Torque 及STR Safe Torque Range 编辑 SLT Safely Limited Torque 安全限制轉矩 會限制馬達的轉矩 避免超過一定值 而STR Safe Torque Range 安全轉矩範圍 會限制馬達的轉矩在一定範圍內 一般的驅動器不會加裝轉矩感測器 因此此應用會用電流來估算轉矩 SLP Safe limited position 编辑 SLP Safe limited position 安全限制位置 會控制馬達 及所帶動負載 不超過事先定義的停止位置 此一機能對應極限開關 一開始是用在限制機械手臂的位置 後來也用在工業應用的驅動器中 SP Safe position 编辑 SP Safe position 安全位置 會由安全的總線提供馬達的安全位置資料 可以供安全控制器使用 停止位置監側 依位置啟動的安全機能等 SDI Safe direction 编辑 SDI Safe direction 安全方向 會監控馬達只能運轉在指定的位置 例如一個只能順時針旋轉的轉軸 或是一個在危險位置的裝置 只能打開 不能關閉 此一機能可以整合在變頻器 伺服驅動器或是由外部速度監控設備來實現 SCA Safe CAM 编辑 SCA Safe CAM 安全凸輪 會監控馬達只能在指定的位置範圍內定位 SLI Safely Limited Increment 编辑 SDI Safely Limited Increment 安全限制增量 會限制馬達在啟動後的位置只能在一定範圍內 若超過此範圍 需要啟動安全停止機能 SBC Safe brake control SBT Safe brake Test 编辑 這二個機能會一起使用 SBC Safe brake control 安全剎車控制 控制一個或是多個機械剎車 因此可以確保在STO啟動時 重物不會下滑或是掉落 會及時被剎車剎住 SBT Safe brake test 安全剎車測試 會週期性的測試剎車 此一機能可以整合在變頻器 伺服驅動器或是安全機械手臂控制器中 參考資料 编辑EN IEC 61800 5 2 2007 Information on safety functions of drives on the website of Siemens AG 2014 06 25 Safe motion standard EN 61800 5 2 more than Safe Torque Off 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 安全機能 amp oldid 70924812, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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