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西门子SINAMICS变频/伺服驱动器的基本安全功能介绍

西门子SINAMICS G120/S120系列变频器/伺服驱动器内部集成了安全功能。根据其类别的不同,又分为基本安全功能、扩展安全功能和高级安全功能。今天这篇文章,我们来介绍下基本安全功能,包括:

  • 安全扭矩关断(STO);

  • 安全停止1(SS1);

  • 安全制动控制(SBC);

cover.png

1、安全扭矩关断

安全扭矩关断的英文名称为“Safe Torque Off”,简写为STO。

根据国际标准EN/IEC 61800-5-2的定义:该功能被激活时,变频器/伺服驱动器停止向电机提供可产生扭矩的电能,电机由于失去电能而自由停止。

STO功能具有如下一些特点:

①变频/伺服驱动器通过发送安全抑制脉冲来切断扭矩输出,防止电机的意外启动。但是驱动器与电机之间的电气连接仍然保持;

②变频/伺服驱动器的直流母线仍然带电,因此在需要时可快速重启;

③采用双通道设计,内部进行检测/校验,安全等级和可靠性都很高;

④适用于可自由停车、不需要紧急停止的场合。STO仅关闭电能的输出,在负载惯性较大的场合,电机不会立刻停止;

如果以时间t为横坐标,电机速度v为纵坐标,则STO功能的曲线图如下所示:

STO.png

我之前曾写过一篇文章,详细介绍SINAMICS V90的安全扭矩关断功能,链接如下:

怎样入门SINAMICS V90伺服驱动系统?(2)-STO功能

2、安全停止1

安全停止1,英文名称“Safe Stop1”,简写为SS1。之所以称之为“1”,是因为在扩展安全功能里,还有一个安全停止,被称为SS2。

对于一些高惯性的负载,可以使用安全停止1功能使其停止。安全停止1功能会设置一个斜坡时间,功能激活后,变频/伺服驱动器会在该时间内使电机从之前的转速降低v到0,然后进入STO状态,如下图所示:

SS1.png

图中△t为设置的斜坡时间。

安全停止1可以提高生产效率,无需机械制动,因而没有机械磨损,适用于高惯性负载快速停机的场合,比如:锯切、卷绕、离心机、提升机、挤出机、堆垛机等。

3、安全制动控制

安全制动控制,英文名称“Safe Brake Control”,简写为SBC。

根据国际标准EN/IEC 61800-5-2的定义:SBC功能提供了一个用于控制抱闸的安全输出信号。

该功能需要配合安全制动继电器(Safe Brake Relay)一起使用。当变频/伺服驱动器的SBC功能激活后,输出控制信号给安全制动继电器,安全制动继电器控制电机的抱闸,如下图所示:

Safe brake relay.png

SBC功能适用于电机停止后还需要维持一个固定扭矩的场合。比如:起重机、电梯或提升机等带有位能性负载的设备,防止负载下落的情况。

在SBC功能激活前,电机通过SS1功能停止,然后进入SBC和STO状态。此时,变频/伺服驱动器的输出扭矩关闭,依靠电机抱闸摩擦力防止负载重物移动。如下图所示:

SBC.png

西门子安全制动继电器模块的外观如下图所示:

Safe brake relay-2.png

好了,关于SINAMICS的基本安全功能就先介绍到这里。

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