Automatizace

Bezpečnostní funkce pohybu

Zdroj: Mitsubishi Electric

Typografický cover s označením SS1 a obrysem křivky rychlosti
Ilustrace: redakce

Bezpečnostní funkce pohonu nejsou přídavný modul, ale součást frekvenčního měniče nebo serva — definuje je IEC 61800-5-2 a v praxi se potkáváte s deseti až patnácti zkratkami. Rozdíl mezi nimi není akademický: špatně zvolená funkce znamená buď zbytečné zastavení linky, nebo nebezpečný doběh.

Dvě rodiny funkcí

  • Stop funkce — jak se pohon zastaví: STO, SS1, SS2, SOS.
  • Monitorovací funkce — co pohon nesmí překročit za běhu: SLS, SDI, SLP, SLT, SCA, SSM, SAR, SLI.
  • Podpůrné — SBC (bezpečné ovládání brzdy), SBT (test brzdy).

Stop kategorie podle IEC 60204-1: STO odpovídá kategorii 0 (okamžité odpojení), SS1 kategorii 1 (řízené zastavení, pak odpojení), SS2 kategorii 2 (řízené zastavení, pohon pod proudem).

FunkceCo děláKategorie
STOodpojí moment na výstupu měniče, motor dojede setrvačností0
SS1řízené zastavení, po dosažení klidu STO1
SS2řízené zastavení, po dosažení klidu SOS (pohon drží)2
SOShlídá polohu v toleranci, pohon je pod proudem a drží—
SLShlídá max. rychlost, při překročení STO—
SDIhlídá směr pohybu—
SLPhlídá max. polohu (případně dráhu)—
SLThlídá max. moment / tah—
SLIhlídá max. přírůstek dráhy—
SCAbezpečný výstup, když je osa v definovaném rozsahu—
SSMbezpečný výstup, když jsou otáčky pod limitem—
SARhlídá rozsah zrychlení—
SBCbezpečně spíná externí brzdu—
SBTtest, že brzda opravdu brzdí—

Jak se funkce aktivuje

Vstup je vždy bezpečný signál — buď F-DI na měniči, nebo PROFIsafe po sběrnici. Výstupem je potvrzení (safe feedback) do F-PLC.

Z funkce se nevychází samo. Po odpadnutí požadavku musí přijít reset — jinak pohon zůstane v bezpečném stavu, i když už nic nehrozí. U SS1 se navíc rozlišuje varianta řízená časem (po uplynutí zpoždění se sepne STO) a řízená rampou (hlídá se skutečné zpomalení). Druhá je bezpečnější, první je jednodušší.

Graf: co která funkce udělá s rychlostí

Graf rychlosti v čase pro STO, SS1, SS2 a SLS
STO nechá pohon dojet, SS1 a SS2 brzdí řízeně. SLS rychlost jen hlídá — do zásahu se jede normálně.

Kde se co používá

AplikaceVhodnéProč
Robotická buňka, otevření dveříSS1 + SLS v redukovaném prostorurobot nesmí dojet přes plot, ale má brzdit řízeně
Horizontální osa, portálSLP + SDIhlídá se koncová poloha a směr, ne jen rychlost
Vertikální osa, zdvihSOS + SBC + externí brzdapo zastavení musí držet polohu, motor sám neudrží
Výtah, zdvihací stůlSS1 + SBCpád jako následek STO bez brzdy je horší než dojezd
Lis, nůžkySS2 nebo STO dle rizikazáleží, jestli potřebujete držet polohu, nebo jen moment
Pás, dopravníkSLSsnížená rychlost při servisu, ne stop

Pro elektroprojektanta: STO bez brzdy u svislé osy znamená pád. SBC a brzda musí být v návrhu dřív než v rizikové analýze — a brzda musí být dimenzovaná na zádržný moment, ne na brzdění z plné rychlosti.

Zdroje

  1. Safety Sub-Functions Compliant with IEC/EN 61800-5-2 (MELSERVO-J5) — Mitsubishi Electric
  2. Safety functions acc. to EN 61800-5-2 — BBH Products
  3. Safety Integrated — motion control — Siemens

Odkazy vedou na primární zdroje. Text článku je redakční shrnutí, ne převzatá zpráva.