IEC 61508 toiminnallinen turvallisuusstandardi on helpottanut huomattavasti koneenrakentajien ja loppukäyttäjien elämää. Tuloksena on ollut turvallisempia, älykkäämpiä, pienempiä, yksinkertaisempia ja tehokkaampia koneita.
Koneturvallisuus on kehittynyt merkittävästi 1990-luvulta lähtien, kun toiminnallinen turvallisuusstandardi IEC 61508 julkaistiin vuonna 1998, mikä merkitsi käännekohtaa koneenrakentajille ja loppukäyttäjille. Standardoidun turvallisuuskonseptin avulla laitetoimittajat ja koneenrakentajat voivat juurruttaa asiakkaisiinsa luottamusta siihen, että heidän turvajärjestelmänsä on testattu ja tarkastettu tiukasti, eikä käyttäjien enää tarvinnut käyttää aikaa ja resursseja kone- tai järjestelmävian riskin analysointiin.
Toimintaturvallisuuden ja siihen liittyvien standardien käyttöönotto on myös (melkein) vapauttanut koneenrakentajat turvallisuussuunnittelun tehtävistä sekä tarpeesta hankkia, asentaa ja kytkeä laitteistopankkeja – kuten turvakontaktoreita, releitä, kytkimiä, IO:ita. , ja jarrusäätimet – sekä koneen turvallisuusarviointien ja hyväksyntäprosessien uuvuttava prosessi.
Aikaisemmin koneen turvallinen käyttö saavutettiin releillä, jotka katkaisivat virran, jos turvaehtoa rikottiin – kuten kuljettaja meni koteloon tai rikkoi valoverhon. Toiminnallinen turvallisuus on korvannut laitteiston ja kalliin hyväksyntäprosessin ohjelmistoilla. Tuloksena ei ole vain todella "toiminnallista" turvallisuutta, vaan myös lisääntynyt käytettävyys, parempi tuottavuus ja vähemmän romua loppukäyttäjille.
Toisin kuin perinteiset laitteistopohjaiset turvajärjestelmät, toiminnallinen turvallisuus perustuu turvaluokiteltuihin komponentteihin. Suurin ero on, että useiden turvakomponenttien sijaan suuri osa niistä voidaan integroida esimerkiksi servokäyttöön. Lopullisena tavoitteena on korvata suurin osa turvalaitteistoista ohjelmistoilla, kuten Failsafe over EtherCat (FSoE). Laitteiston toimintaparametrien ohjaamiseen tarvitaan vielä joitain laitteita – kuten turvajarrut, IO ja enkooderit.
Toiminnalliset turvajärjestelmät rajoittavat akselin liikettä sen sijaan, että katkaisivat tehoa välittömästi akselille, jos turvaparametria rikotaan. Näin järjestelmä pystyy käsittelemään vian säilyttäen ennalta määritellyn turvallisuustason ja ilmoittamaan käyttäjälle itsediagnoosin ja automaattisten hälytysten avulla.
Tarkkaile ja vastaa
Käyttöön perustuvat turvatoiminnot kattavat laajan valikoiman tehtäviä taajuusmuuttajan turvallisesta pysäyttämisestä liikeparametrien, kuten nopeuden, asennon tai vääntömomentin, valvontaan. Joihinkin servokäyttöihin integroituja turvatoimintoja ovat mm.
Safe Torque Off (STO). Tämä poistaa virran moottorista. Akseli jatkaa vapaakäyntiä ilman vääntömomenttia, kunnes liike-energia loppuu. Taajuusmuuttaja pysyy jännitteisenä nopeaa uudelleenkäynnistystä varten. STO voidaan aktivoida joko kahdella laitteistosignaalilla tai FSoE-tiedonsiirrolla.
Turvapysähdys 1 (SS1). Aktiivinen jarrutus pysäyttää akselin nopeasti, hallitusti niin, että akseli pysähtyy. Tässä vaiheessa STO vedetään. SS1:tä käytetään, kun akselin liike voi vaarantaa ihmisiä tai laitteita.
Safe Operating Stop (SOS). Taajuusmuuttaja pitää moottorin nollanopeudella ilman vääntömomentin poistamista. Laitteet voidaan käynnistää uudelleen välittömästi ilman nollausta.
Elmon Platinum-servokäytöt sisältävät kattavat turvatoiminnot ja vähentävät samalla tarvittavien turvakomponenttien määrää, virrankulutusta, monimutkaisuutta ja konekustannuksia.
Turvapysähdys 2 (SS2). Hallittu jarrutus pysäyttää korkean kineettisen energian laitteet, jolloin SOS kutsuu. Sitä käytetään, kun lisäliike voi olla vaarallista ihmisille, tuotteille tai laitteille.
Safe Brake Control (SBC). Tämä mahdollistaa ulkoisen virrankatkaisujarrun turvallisen ohjauksen, ja sitä käytetään yleensä pystyakseleilla. Jos redundantti jarrujärjestelmä epäonnistuu, taajuusmuuttaja kutsuu yleensä SOS:n.
Turvallisesti rajoitettu nopeus (SLS). Tämä asettaa maksiminopeuden. Jos vika aiheuttaa järjestelmän ylittyvän kynnysarvon, taajuusmuuttaja siirtää akselin turvalliseen tilaan.
Turvallisesti rajoitettu vääntömomentti (SLT). Tämä rajoittaa moottorin vääntömomenttia rajoittamalla taajuusmuuttajan syöttämää virtaa.
Turvallisesti rajoitettu asema (SLP). Tämä rajoittaa verhokäyrää, jonka sisällä kuorma voi liikkua tarkkailemalla sen sijaintia kooderin takaisinkytkennän kautta. Jos tämä ilmoittaa, että kuorma on siirtynyt sallitun kirjekuoren yli, se pysäytetään käyttämällä SS1/STO- tai SS2/SOS-toimintoa. Näiden toimintojen nopea reagointi minimoi laitteiden ympärillä olevan turvamarginaalin.
Turvallinen tulo/lähtö. Servokäytöissä, joissa on Safe I/O (kuten Elmon Platinum-sarja), tuetaan kahden tyyppisiä digitaalisia turvatuloja – digitaalinen tulo testipulssilähdöllä diagnostiikkaa varten ja digitaalitulo OSSD:llä (lähtösignaalin kytkentälaite) valoesteitä, valoa varten. verhot ja niin edelleen. Turvallinen jarruteho on SIL3. Turvallinen tulologiikka on samanlainen kuin FSoE-ohjaus, ja turvallinen lähtölogiikka on samanlainen kuin FSoE-tila.