IEC 61508 機能安全規格により、エンドユーザーだけでなく機械製造業者の作業も大幅に楽になりました。その結果、より安全で、よりスマートで、より小さく、よりシンプルで、より高性能なマシンが誕生しました。
機械の安全性は 1990 年代以降大きく進化し、1998 年の機能安全規格 IEC 61508 のリリースは、機械製造業者とエンドユーザーにとって転換点となりました。標準化された安全コンセプトにより、機器サプライヤーと機械製造業者は、自社の安全システムが厳密にテストおよび精査されているという信頼を顧客に与えることができ、ユーザーは機械やシステムの故障リスクの分析に時間とリソースを費やす必要がなくなりました。
機能安全と関連規格の導入により、機械メーカーは安全設計の作業から (ほぼ) 解放され、安全コンタクタ、リレー、スイッチ、IO などの一連のハードウェアを購入、設置、接続する必要もなくなりました。 、ブレーキコントローラーなど、機械の安全性評価と承認プロセスの骨の折れるプロセスも含まれます。
以前は、オペレータが筐体に侵入したり、ライトカーテンを破ったりするなど、安全条件が侵害された場合に電源を遮断するリレーを使用して、機械の安全な動作を実現していました。機能安全はハードウェアとコストのかかる承認プロセスをソフトウェアに置き換えました。その結果、真の「機能的」安全性が得られるだけでなく、稼働時間の増加、生産性の向上、エンドユーザーのスクラップの削減も実現します。
従来のハードウェアベースの安全システムとは異なり、機能安全は安全定格のコンポーネントに依存します。主な違いは、多数の安全コンポーネントを使用する代わりに、その多くをサーボドライブなどに統合できることです。最終的な目標は、ほとんどの安全ハードウェアを Failsafe over EtherCat (FSoE) などのソフトウェアに置き換えることです。機器の動作パラメータを制御するには、安全ブレーキ、IO、エンコーダなどの一部のハードウェアが依然として必要です。
機能安全システムは、安全パラメータに違反した場合に軸への電力を即座に遮断するのではなく、軸の動きを制限します。これにより、システムは事前に定義された安全レベルを維持しながら障害を処理し、自己診断と自動アラートを通じてユーザーに通知することができます。
監視して対応する
ドライブベースの安全機能は、ドライブの安全な停止から、速度、位置、トルクなどの動作パラメータの監視まで、幅広いタスクをカバーします。一部のサーボドライブには次のような安全機能が組み込まれています。
安全トルクオフ (STO)。これにより、モーターへの電力が遮断されます。シャフトは、運動エネルギーがなくなるまでトルクを加えずにフリーホイールを続けます。再起動を高速化するために、ドライブは通電状態を維持します。 STO は、2 つのハードウェア信号または FSoE 通信によってアクティブ化できます。
安全停止 1 (SS1)。アクティブ ブレーキによりシャフトが制御された状態で急速に停止し、軸の回転が停止します。この時点で、STO が呼び出されます。 SS1 は、軸の動きが人や機器に危険を及ぼす可能性がある場合に使用されます。
安全運転停止 (SOS)。ドライブはトルクを除去することなくモーターをゼロ速度に保持します。機器はリセットせずにすぐに再起動できます。
Elmo の Platinum サーボ ドライブには、必要な安全コンポーネントの数、消費電力、複雑さ、機械コストを削減しながら、包括的な安全機能が組み込まれています。
安全停止 2 (SS2)。制御されたブレーキにより、高運動エネルギーの機器が制御された停止状態になり、その時点で SOS が呼び出されます。これは、追加の動きが人、製品、または機器に危険を及ぼす可能性がある場合に使用されます。
安全ブレーキ制御 (SBC)。これは外部電源オフ ブレーキの安全な制御を提供し、通常は垂直軸で使用されます。冗長ブレーキ システムに障害が発生した場合、通常、ドライブは SOS を呼び出します。
安全制限速度 (SLS)。これにより最高速度が設定されます。障害によりシステムがしきい値を超えた場合、ドライブは軸を安全な状態にします。
安全制限トルク (SLT)。これにより、ドライブによって供給される電流が制限され、モーターのトルクが制限されます。
安全制限位置 (SLP)。これにより、エンコーダフィードバックを介して負荷の位置を監視することにより、負荷が移動できる範囲が制限されます。これにより、負荷が許容エンベロープを超えたことが報告された場合、SS1/STO または SS2/SOS を使用して負荷が停止されます。これらの機能の迅速な応答により、機器周囲の安全マージンが最小限に抑えられます。
安全な入出力。 Safe I/O を備えたサーボ ドライブ (Elmo の Platinum シリーズなど) の場合、2 種類のデジタル セーフ入力がサポートされています。診断用のテスト パルス出力を備えたデジタル入力と、ライト バリア、ライト用の OSSD (出力信号スイッチング デバイス) を備えたデジタル入力です。カーテンなど。安全ブレーキ出力はSIL3までです。安全な入力ロジックは FSoE 制御に似ており、安全な出力ロジックは FSoE ステータスに似ています。