嘿，小伙伴們！功能安全這個(gè)話題，現(xiàn)在可是制造業(yè)的“當(dāng)紅炸子雞”！看看周圍，從智能工廠到自動(dòng)駕駛，功能安全已經(jīng)悄悄變成了產(chǎn)品研發(fā)的“必修課”。別以為這只是監(jiān)管部門的“強(qiáng)制要求”，市場(chǎng)已經(jīng)用真金白銀告訴我們：安全，就是競(jìng)爭(zhēng)力！
不過這里有個(gè)有趣的地方：功能安全可不是“一刀切”的解決方案。就像每個(gè)人都有獨(dú)特的指紋一樣，不同的產(chǎn)品、不同的應(yīng)用場(chǎng)景，都需要量身定制的安全方案。
什么是功能安全？
功能安全是指在設(shè)備或系統(tǒng)遇到潛在故障或意外情況時(shí)，能夠以可預(yù)測(cè)的安全方式響應(yīng)輸入。根據(jù)IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)，功能安全是受控設(shè)備 (EUC) 與其控制系統(tǒng)整體安全的一部分，依賴于E/E/PE安全相關(guān)系統(tǒng)及其他風(fēng)險(xiǎn)降低措施。
功能安全要求電子設(shè)備及相關(guān)軟件具備內(nèi)置安全機(jī)制，以將潛在風(fēng)險(xiǎn)降低到可承受的水平。其不僅防止人員傷害，還能幫助檢測(cè)和診斷故障并安全減輕其影響，避免對(duì)設(shè)備及周圍財(cái)產(chǎn)造成損害。
常見的功能安全特性
● STO（安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉）
安全中斷伺服驅(qū)動(dòng)器向電機(jī)的供電，使電機(jī)處于無轉(zhuǎn)矩狀態(tài)
● SS1與SS2（安全停止）
通過受控減速使軸靜止，隨后中斷電機(jī)電源（SS1）或保持受控靜止?fàn)顟B(tài)（SS2）
● SBC（安全制動(dòng)控制）
提供安全信號(hào)，用于控制外部和內(nèi)部制動(dòng)抱閘
● SDB（安全動(dòng)態(tài)制動(dòng)）
通過外部電阻縮短電機(jī)端子，實(shí)現(xiàn)更快的減速
● SOS（安全操作停止）
監(jiān)控達(dá)到的停止位置，偏差超出限制時(shí)觸發(fā)STO
● SLS（安全限制速度）
在特定速度限制下使運(yùn)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，出錯(cuò)時(shí)觸發(fā)安全停止
功能安全有多重要？
歐洲法律推動(dòng)了功能安全要求的發(fā)展，企業(yè)意識(shí)到保護(hù)員工與降低風(fēng)險(xiǎn)的必要性。即使沒有嚴(yán)格的法規(guī)要求，OEM及其客戶也可能面臨聲譽(yù)受損、高額保險(xiǎn)費(fèi)用、OSHA違規(guī)和潛在的事故后果。
將功能安全特性應(yīng)用于新型機(jī)器設(shè)計(jì)，有助于提高設(shè)備的生產(chǎn)力和盈利能力。因?yàn)樗鼈冊(cè)试S在維護(hù)或清潔期間繼續(xù)生產(chǎn)，只需將設(shè)備調(diào)整為安全的慢速運(yùn)行。觸發(fā)立即關(guān)閉的功能安全特性可以避免設(shè)備故障、昂貴的維修和嚴(yán)重的停機(jī)事故。
因此，大型及跨國(guó)企業(yè)紛紛聚焦于設(shè)備的功能安全，視之為核心訴求。各行業(yè)側(cè)重各異，如食品業(yè)強(qiáng)調(diào)安全限速，制造業(yè)則看重安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉。若制造商無法或無意提供這些關(guān)鍵特征，勢(shì)必將遭受市場(chǎng)份額流失。
如何實(shí)現(xiàn)功能安全？
在進(jìn)行功能安全設(shè)計(jì)時(shí)，首先要識(shí)別設(shè)計(jì)中的固有風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)將決定關(guān)鍵的功能安全特性及其實(shí)施位置。專業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制合作伙伴可以提供內(nèi)置功能安全的綜合系統(tǒng)，并給予設(shè)置指導(dǎo)。
科爾摩根自動(dòng)化系統(tǒng)組件 (KAS) 提供即插即用的功能安全運(yùn)動(dòng)控制解決方案，包含驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、功能安全控制器、軟件和反饋設(shè)備，旨在提供出色的功率密度并輕松實(shí)現(xiàn)功能安全。
借助KAS，安全特性可通過直觀的圖形界面 (基于PLCopen或創(chuàng)新Pipe Network編程環(huán)境) 進(jìn)行編程。無縫兼容SafePLC軟件，便于安全控制器編程。OEM可選用AKD2G伺服驅(qū)動(dòng)器，搭配EtherCAT FSoE接口，實(shí)現(xiàn)在外部控制器上安全控制，也可直接編程至驅(qū)動(dòng)器。該連接簡(jiǎn)化了功能安全特性的訪問、激活及更新，無需直接鏈接驅(qū)動(dòng)器。
特定應(yīng)用的安全解決方案
在需要人工參與的應(yīng)用中，功能安全至關(guān)重要。但不同應(yīng)用的首選安全功能特性也會(huì)有差異。
以物料搬運(yùn)的X-Z龍門機(jī)器人為例，操作人員有時(shí)需要接近機(jī)械手以進(jìn)行工具更換、維護(hù)或清潔。為防止機(jī)械臂意外撞擊，需采取安全措施。這需要雙安全制動(dòng)抱閘，安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉 (STO) 激活或斷電時(shí)，安全制動(dòng)控制 (SBC) 負(fù)責(zé)軸定位。驅(qū)動(dòng)器維護(hù)時(shí)若需運(yùn)行，安全操作停止 (SOS) 不可或缺。當(dāng)遇Z軸異動(dòng)時(shí)則觸發(fā)STO，繼而激活SBC。
制動(dòng)抱閘為機(jī)器安全之本，因使用頻次致效能漸弱，故須定期檢驗(yàn)。因此，安全制動(dòng)測(cè)試 (SBT) 則可發(fā)揮作用。AKD2G驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置SBT，可在不中斷機(jī)器運(yùn)行的情況下開展制動(dòng)測(cè)試。
科爾摩根的功能安全支持
科爾摩根通過內(nèi)置在多款驅(qū)動(dòng)器中的SafeMotion，幫助客戶更輕松地實(shí)現(xiàn)功能安全。SafeMotion針對(duì)危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)控制區(qū)域提供16種不同的安全功能，100%集成到驅(qū)動(dòng)器中，無需外部集成方案。在與傳統(tǒng)系統(tǒng)適配方面，科爾摩根驅(qū)動(dòng)器可通過Hiperface DSL反饋協(xié)議與第三方電機(jī)高效集成。
科爾摩根豐富的多元化產(chǎn)品組合，配合優(yōu)秀的供應(yīng)鏈體系，可滿足設(shè)計(jì)師任何項(xiàng)目的技術(shù)要求。不論是產(chǎn)能擴(kuò)展，還是追求精準(zhǔn)定位、高扭矩或優(yōu)異的速度控制，科爾摩根均無所畏懼！