안전 토크 차단(STO) 및 안전 브레이크 제어(SBC)
STO와 SBC란 무엇인가요?
안전 토크 차단(STO) 및 안전 브레이크 제어(SBC)는 IEC 61800-5-2에 따른 서보 드라이브의 가장 기본적인 안전 기능입니다. STO는 게이트 드라이버 레벨에서 파워 트랜지스터(IGBT)를 하드웨어적으로 차단함으로써 드라이브가 모터에 토크 생성 전류를 공급하는 것을 방지합니다. SBC는 브레이크 출력에 대한 전원을 차단함으로써 외부 유지 브레이크를 안전하게 제어합니다.
왜 이것이 중요한가요?
STO는 모든 구동기 통합 안전 기능의 기반입니다. STO가 없다면 외부 콘택터가 전원 공급을 차단해야 하며, 이는 더 많은 노력, 더 많은 배선 및 추가적인 오류 원인을 수반합니다. STO는 이러한 외부 차단 기능을 구동기에 통합된 SIL-3 인증 기능으로 대체합니다.
SBC는 중력 하중이 가해지는 축에 필수적입니다: STO가 토크를 제거하면 브레이크가 없는 수직 축은 통제되지 않은 상태로 하강할 것입니다. SBC는 구동 장치가 전원이 차단되기 전에 유지 브레이크가 안전하게 작동하도록 보장합니다.
STO와 SBC는 함께 다음과 같은 것을 가능하게 합니다:
- 외부 성능 차단기 없이 안전한 비상 정지 회로
- 수직축 보호 — 토크 제거 전에 브레이크가 닫힙니다
- 고급 보안 기능의 기반 — SS1, SS2 및 SOS는 STO/SBC를 기반으로 합니다
- SIL 3 / PLe / 카테고리 3 인증 — 구동 기술 분야에서 통상적인 최고 안전 수준
어떻게 작동하나요?
STO — 정지 카테고리 0(비정상 정지): STO는 인버터 내 전력 트랜지스터의 게이트 신호를 차단합니다. 모터는 더 이상 토크를 생성할 수 없으며 회전 속도가 감소합니다. 이는 순수 하드웨어 기반의 이중 채널 아키텍처 기능입니다: 구동 장치가 토크를 생성하려면 두 개의 독립적인 안전 채널이 모두 활성화되어 있어야 합니다. 한 채널이 고장 나면 STO가 자동으로 활성화됩니다.
부정 논리(Zero-Active): STO를 활성화하는 명령은 0(1이 아님)입니다. 따라서 케이블 결함이나 신호 손실은 자동으로 안전한 상태로 전환됩니다 — 이는 안전 설계 원칙입니다.
SBC — 안전 브레이크 제어: SBC는 전원이 공급되는 상태에서 열린 상태인 스프링 부하 유지 브레이크와 함께 작동합니다. 전원이 차단되면 스프링이 브레이크를 닫습니다. 순서가 중요합니다: SBC는 먼저 브레이크를 활성화한 다음, 설정 가능한 지연 시간(브레이크 시간 지연, 0x6661:1) 후에 STO가 실행됩니다. 이렇게 하면 토크 제거와 브레이크 작동 사이에 축이 제어되지 않고 움직이는 것을 방지합니다.
중요: SBC는 정지 상태 또는 매우 낮은 속도에서만 활성화해야 합니다. 고속에서 제동하면 기계식 브레이크가 손상될 수 있습니다. 제어된 감속을 위해 SS1을 상류에 배치합니다.
SOMANET은 이를 어떻게 구현합니까?
STO 및 SBC는 SOMANET 안전 모션 모듈(SMM) 에 구현됩니다. 이는 SOMANET Circulo의 프로세서 모듈과 드라이브 모듈 사이에 장착되는 별도의 하드웨어 모듈입니다. 활성화는 FSoE(Fail Safe over EtherCAT) 또는 두 개의 안전한 디지털 입력(독립형)을 통해 이루어집니다.
STO 및 SBC는 인코더 피드백이 필요하지 않으며, 인코더 구성과 무관하게 SIL 3 / PLe / 카테고리 3을 달성합니다. 모든 상위 안전 기능(SS1, SS2, SOS, SLS)은 STO/SBC를 후퇴 계층으로 사용하며, 이들은 항상 안전 시스템에서 최우선 순위를 가집니다.
추가 링크:
