Czym jest bezpieczeństwo funkcjonalne w napędach elektrycznych?
Bezpieczeństwo funkcjonalne napędów elektrycznych zapewnia przewidywalną i bezpieczną reakcję układu sterowania ruchem w przypadku awarii lub niebezpiecznych sytuacji. Zgodnie z normą ISO 13849-1 funkcje bezpieczeństwa mają na celu ograniczenie ryzyka niebezpiecznych ruchów, ochronę operatorów i zapewnienie zgodności z przepisami bezpieczeństwa maszyn. W przypadku serwonapędów oznacza to integrację mechanizmów, które niezawodnie zatrzymują, ograniczają lub kontrolują ruch po osiągnięciu określonych warunków.
Dlaczego bezpieczeństwo funkcjonalne jest ważne w projektowaniu maszyn?
Skuteczne bezpieczeństwo funkcjonalne pomaga inżynierom:
- zredukować ryzyko obrażeń spowodowanych niezamierzonymi ruchami.
- zapobiegać uszkodzeniom maszyn w przypadku usterek lub nieprawidłowego działania.
- spełniać wymagania normy ISO 13849-1 dotyczące poziomów zapewnienia bezpieczeństwa (Performance Level)
- uprość walidację i dokumentowanie funkcji związanych z bezpieczeństwem.
- budować maszyny, które będą łatwiejsze w uruchomieniu, obsłudze i konserwacji.
Jak zachowują się kluczowe funkcje bezpieczeństwa w systemie sterowania ruchem
STO – Safe Torque Off: natychmiastowe usunięcie momentu obrotowego w celu szybkiego przejścia do stanu bezpiecznego.
Natychmiast odcina moment obrotowy i pozwala silnikowi pasywnie się zatrzymać, zapobiegając dalszemu ruchowi generowanemu przez napęd. Funkcja STO jest dostępna we wszystkich naszych serwonapędach – w wariantach bezpieczeństwa: podstawowym, standardowym i zaawansowanym.
SBC – Safe Brake Control: kontrolowane hamowanie zapobiegające znoszeniu lub spadaniu ładunku.
Aktywuje mechaniczny hamulec podtrzymujący w certyfikowanej sekwencji bezpieczeństwa po zadziałaniu STO, stabilizując osie pionowe lub ładunki podwieszone. SBC jest dostępny w serwonapędach w standardowych i zaawansowanych wariantach bezpieczeństwa.
SS1 – Safe Stop 1: kontrolowane wyhamowanie przed przejściem do stanu bezpiecznego.
Funkcja powoduje kontrolowane spowolnienie osi przed odłączeniem momentu, co ogranicza naprężenia mechaniczne i zapewnia przewidywalne zatrzymanie. Funkcja bezpieczeństwa SS1 jest dostępna w serwonapędach z wariantami bezpieczeństwa standardowym oraz zaawansowanym.
SOS – Safe Operating Stop: bezpieczne utrzymanie osi w kontrolowanym stanie postoju.
Funkcja utrzymuje silnik w stałej pozycji przy załączonym zasilaniu serwonapędu, umożliwiając bezpieczne przerwy w pracy oraz szybkie wznowienie ruchu bez potrzeby ponownego bazowania. Funkcja bezpieczeństwa SOS jest dostępna w serwonapędach z zaawansowanymi wariantami bezpieczeństwa.
SS2 – Safe Stop 2: kontrolowane zatrzymanie z załączonym zasilaniem w celu zapewnienia dokładności pozycjonowania.
Funkcja zatrzymuje ruch w sposób kontrolowany, podobnie jak SS1, jednak pozostawia serwonapęd pod napięciem, aby precyzyjnie utrzymać pozycję w aplikacjach wymagających wysokiej dokładności. Funkcja bezpieczeństwa SS2 jest dostępna w serwonapędach z zaawansowanymi wariantami bezpieczeństwa.
SLS – Safe Limited Speed: zapobiega ruchom przekraczającym określony bezpieczny limit prędkości.
Prędkość silnika jest monitorowana w sposób ciągły, a w przypadku przekroczenia dopuszczalnej wartości wyzwalana jest reakcja bezpieczeństwa, umożliwiająca bezpieczne przezbrajanie maszyny lub interakcję operatora. Funkcja bezpieczeństwa SLS jest dostępna w serwonapędach z zaawansowanymi wariantami bezpieczeństwa.
SMS – Safe Maximum Speed: utrzymuje ruch w zdefiniowanych granicach mechanicznych.
Steruje pracą silnika w taki sposób, aby zapobiec nadmiernemu przemieszczeniu, kolizjom lub powstawaniu nadmiernych sił, które mogłyby spowodować uszkodzenie urządzeń lub zagrożenie bezpieczeństwa. Funkcja bezpieczeństwa SMS jest dostępna w serwonapędach z zaawansowanymi wariantami bezpieczeństwa.
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Czym jest bezpieczeństwo funkcjonalne w napędach elektrycznych?
Bezpieczeństwo funkcjonalne zapewnia przewidywalną reakcję napędu elektrycznego w niebezpiecznej sytuacji, na przykład na skutek usterki, niezamierzonego ruchu lub zadziałania urządzenia zabezpieczającego. Zmniejsza ryzyko poprzez stosowanie określonych funkcji bezpieczeństwa zgodnie z normą ISO 13849-1.
Które napędy elektryczne Festo posiadają certyfikat ISO 13849-1?
Festo oferuje serwonapędy w podstawowych, standardowych i zaawansowanych wariantach bezpieczeństwa, które spełniają wymagania normy ISO 13849-1. Szczegóły certyfikacji różnią się w zależności od produktu i poziomu bezpieczeństwa; informacje na temat zgodności można znaleźć w danych technicznych każdego wariantu produktu.
Jakie funkcje bezpieczeństwa są dostępne w napędach elektrycznych Festo?
Napędy serwo Festo obsługują szereg funkcji bezpieczeństwa, które pomagają w projektowaniu bezpiecznych i zgodnych z przepisami sekwencji ruchu, przy czym poziom bezpieczeństwa zależy od wariantu.
- Podstawowe bezpieczeństwo (S0): STO
- Standardowe bezpieczeństwo (S1): STO, SBC, SS1
- Zaawansowane bezpieczeństwo (S3): STO, SBC, SS1, SOS, SS2, SLS, SMS
Czym jest poziom zapewnienia bezpieczeństwa Performance Level d i dlaczego ma znaczenie?
Performance Level d (PL d) oznacza wysoki poziom redukcji ryzyka zgodnie z normą ISO 13849-1. Wskazuje on, że funkcja bezpieczeństwa może w sposób niezawodny ograniczać zagrożenia w aplikacjach o średnim do wysokiego poziomie ryzyka.
Norma ISO 138491 definiuje pięć poziomów zapewnienia bezpieczeństwa (Performance Levels) – od PL a (najniższy) do PL e (najwyższy) – służących do klasyfikowania, jak niezawodnie dana funkcja bezpieczeństwa redukuje ryzyko.
Czy napędy Festo można zintegrować z istniejącymi systemami bezpieczeństwa?
Tak. Napędy Festo obsługują powszechnie stosowane, bezpieczne sieci komunikacyjne, takie jak PROFINET/PROFIsafe, co ułatwia ich integrację z istniejącą architekturą maszyn. Dzięki zintegrowanym, uniwersalnym opcjom komunikacyjnym napędy obsługują wiele protokołów fieldbus oraz protokołów bezpieczeństwa bez konieczności stosowania dodatkowego sprzętu.
Czy potrzebuję osobnego sterownika bezpieczeństwa dla tych napędów?
W wielu aplikacjach nie ma takiej potrzeby, ponieważ zadania związane z bezpieczeństwem mogą być realizowane za pomocą zintegrowanych funkcji bezpieczeństwa serwonapędów. W przypadku bardziej złożonych koncepcji bezpieczeństwa nadal może być wymagany dedykowany sterownik bezpieczeństwa.
Gdzie mogę uzyskać dokumentację lub certyfikaty bezpieczeństwa?
Certyfikaty bezpieczeństwa, wartości charakterystyczne i dokumentacja są dostępne na stronie internetowej Festo oraz w bibliotekach zasobów, w tym bibliotece wartości charakterystycznych VDMA Sistema. Dodatkowe informacje można znaleźć w notach aplikacyjnych udostępnianych dla każdego produktu.