Safe limited Speed (SLS) und Safe Maximum Speed (SMS)
Was sind SLS und SMS?
Safely Limited Speed (SLS) und Safe Maximum Speed (SMS) sind geschwindigkeitsüberwachende Sicherheitsfunktionen gemäß IEC 61800-5-2. SLS begrenzt die Motordrehzahl auf einen konfigurierbaren Wert, wenn die Funktion aktiviert wird. SMS überwacht dauerhaft eine absolute Geschwindigkeitsobergrenze in beide Drehrichtungen.
Warum ist das wichtig?
In der kollaborativen Robotik und bei Maschinen mit Bedienerinteraktion reicht ein Stopp allein nicht aus — viele Anwendungen erfordern einen sicheren Weiterbetrieb bei reduzierter Geschwindigkeit:
- Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) — ISO/TS 15066 definiert „Speed and Separation Monitoring“ als kollaborative Betriebsart. SLS stellt die antriebsseitige Geschwindigkeitsgrenze sicher, wenn eine Person den Arbeitsbereich betritt.
- Geschwindigkeitsabhängige Sicherheitszonen — mit vier unabhängigen SLS-Instanzen lassen sich abgestufte Geschwindigkeitsgrenzen für verschiedene Schutzzonen realisieren (z. B. 500 mm/s in der äußeren Zone, 250 mm/s in der inneren Zone, Stillstand bei engster Annäherung).
- Einrichtbetrieb — bei geöffneter Schutztür begrenzt SLS die Geschwindigkeit auf ein sicheres Niveau für den Bediener.
- Überdrehzahlschutz — SMS fängt unkontrollierte Geschwindigkeitsüberschreitungen ab, selbst wenn die Applikationssteuerung fehlerhafte Sollwerte sendet.
Wie funktioniert es?
SLS — Bedarfsgesteuerte Geschwindigkeitsbegrenzung: SLS wird über einen FSoE-Befehl oder einen sicheren digitalen Eingang aktiviert und durchläuft mehrere Phasen:
- Aktivierung — Trigger durch FSoE oder Safe I/O
- Anfangsverzögerung (t_D_SLS) — gibt der Applikationssteuerung Zeit, die Abbremsung einzuleiten
- Rampenüberwachung — die Sicherheitsüberwachung prüft, dass die Geschwindigkeit mit mindestens der konfigurierten Rate a_SLS abnimmt
- Stabilisierungszeit (t_L_SLS) — die Geschwindigkeit muss für diese Dauer unter dem Grenzwert n_SLS bleiben
- Aktive Überwachung — jede Überschreitung von n_SLS löst die konfigurierte Reaktion aus
Vier unabhängige SLS-Instanzen (SLS1–SLS4) mit jeweils eigenem Geschwindigkeitsgrenzwert und eigenen Zeitparametern stehen zur Verfügung.
SMS — Dauerhafte Geschwindigkeitsüberwachung: SMS ist kein bedarfsgesteuertes Signal, sondern überwacht permanent. Zwei Parameter definieren ein Geschwindigkeitsfenster: n_pos_max (obere Grenze) und n_neg_max (untere Grenze). Jede Überschreitung dieses Fensters löst sofort die konfigurierte Fehlerreaktion aus.
Konfigurierbare Fehlerreaktionen bei Grenzwertverletzung: Sowohl SLS als auch SMS unterstützen mehrere Reaktionsmöglichkeiten: STO (sofortiger Drehmomententzug), SS1-t oder SS1-r (kontrollierter Stopp, dann STO), SS2 (kontrollierter Stopp, dann SOS) oder SOS (Stillstandsüberwachung).
Wie setzt SOMANET das um?
SLS und SMS sind auf dem SOMANET Safe Motion Module (SMM) implementiert und benötigen Encoder-Feedback für die sichere Geschwindigkeitsberechnung. Die erreichbare Sicherheitsstufe hängt von der Encoder-Konfiguration ab (bis SIL 3 / PLe / Kategorie 3).
Die Konfiguration erfolgt über das Object Dictionary: SLS über 0x6690–0x6698 (vier Instanzen mit jeweils Kommando, Geschwindigkeitsgrenze, Zeiten, Verzögerungsrate und Fehlerreaktion), SMS über 0x66A9–0x66AD. Die interne Zykluszeit des SMM beträgt 1 ms, die minimale FSoE-Zykluszeit 6 ms.
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