在上篇中，給大家科普了安全運(yùn)動(dòng)控制的小知識(shí)，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理、安全運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的介紹以及安全運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)比，大家對(duì)這些知識(shí)掌握的怎么樣啦?
回顧完上篇的內(nèi)容，接下來(lái)我們就要繼續(xù)介紹關(guān)于安全運(yùn)動(dòng)控制的新知識(shí)了。
安全運(yùn)動(dòng)控制的組成
安全運(yùn)動(dòng)控制的目的是要避免危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)器是由非安全相關(guān)的部件組成的，要實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)動(dòng)只能通過(guò)額外的安全元件來(lái)保證電機(jī)斷電，或?qū)﹄姍C(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行安全監(jiān)控。當(dāng)今的市場(chǎng)正朝著往驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)安全功能的方向發(fā)展，主要由安全隔離、安全檢測(cè)和安全控制(確保無(wú)不安全運(yùn)動(dòng))組成。
安全隔離
伺服驅(qū)動(dòng)器分為電力回路和控制回路兩部分。其中，電力回路主要由整流、電容濾波和逆變組成;控制回路主要由指令或參考變量、閉環(huán)控制、PWM調(diào)制脈沖組成。另外，電力回路和控制回路都是通過(guò)光電耦合器隔離的。
伺服驅(qū)動(dòng)器原理結(jié)構(gòu)圖
把伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)化為信號(hào)路徑圖，如下圖所示。在這個(gè)圖中，光電耦合器安全禁止(圖注3)、設(shè)定值或參考值開關(guān)(圖注4)和控制使能(圖注5)被用做安全運(yùn)動(dòng)控制的安全隔離。由于實(shí)施難度、驅(qū)動(dòng)器技術(shù)等原因，通常不用電機(jī)接觸器(圖注2)作為安全隔離的一部分。由于電力回路中的大電容的放電時(shí)間很長(zhǎng)，通常在5-10分鐘以上。因此供電主接觸器(圖注1)的斷開是無(wú)法保證伺服電機(jī)是斷電的。
伺服驅(qū)動(dòng)器信號(hào)路徑圖
通常情況下，只有安全檢測(cè)和控制功能引發(fā)故障時(shí)，才會(huì)觸發(fā)安全隔離。
1、電力回路供電主接觸器，用于隔離驅(qū)動(dòng)器的輸入供電;
2、電機(jī)接觸器，用于隔離電動(dòng)機(jī)的輸入供電;
3、光電耦合器安全禁止器，光電耦合器用于隔離電力回路和控制回路;
4、設(shè)定值或參考值開關(guān)，設(shè)定值將被設(shè)置為0;
5、控制使能，控制光耦的信號(hào)將被禁止;
6、安全運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和控制。
安全運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和控制
安全檢測(cè)和控制不能夠按照傳統(tǒng)的檢測(cè)和控制去理解，他們最大的區(qū)別在于是否能有效應(yīng)對(duì)失效風(fēng)險(xiǎn)方面。在實(shí)施過(guò)程中，傳統(tǒng)的檢測(cè)和控制是不考慮檢測(cè)機(jī)制及診斷范圍、共因、元件高可靠性、安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的。
在標(biāo)準(zhǔn)EN/IEC 61800-5-2中列出的安全功能中，需要對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)的加速度、速度和位置進(jìn)行安全監(jiān)控。由于驅(qū)動(dòng)器中通常使用的是非安全相關(guān)部件，因此實(shí)施過(guò)程中，除了監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行和狀態(tài)外，還需要結(jié)合傳感器技術(shù)，比如安全編碼器。
安全運(yùn)動(dòng)控制需要的不僅僅是安全檢測(cè)，更需要對(duì)運(yùn)動(dòng)的安全控制。最常見的安全控制是安全運(yùn)動(dòng)限制，安全限制有三種方式：固定值式、設(shè)定值選擇式和動(dòng)態(tài)修改式。固定值式是通過(guò)配置軟件，事先設(shè)定好限定值，在運(yùn)動(dòng)中，限定值是不可改變的。選擇式則是多個(gè)固定值，在運(yùn)行中可以通過(guò)安全I(xiàn)O或安全總線切換固定值。動(dòng)態(tài)修改式是運(yùn)行中可修改的，比如在上次提到的機(jī)械手和人的安全示例中，安全功能根據(jù)人和機(jī)械手的距離進(jìn)行安全降速，人距離機(jī)械手的危險(xiǎn)距離越近，機(jī)械手的速度越慢。
為了滿足安全控制的需要，皮爾磁提供了驅(qū)動(dòng)器PMCprotego D系列集成Protego S1/S2安全卡，提供了SS1、SS2、SOS、SLS等安全功能, 幫助客戶在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，還能提升生產(chǎn)效率。
（轉(zhuǎn)載）
