安全扭矩关闭(STO)和安全制动控制(SBC)

什么是STO和SBC?

安全扭矩关闭 (STO) 和安全制动控制 (SBC) 是 IEC 61800-5-2 标准中规定伺服驱动器最基本的安全功能。STO 通过在栅极驱动器级别锁定功率晶体管 (IGBT),防止驱动器向电机提供产生扭矩的电流。 SBC 通过中断制动输出端的电流来安全地控制外部保持制动器。

为什么这很重要?

STO 是所有驱动器集成安全功能的基础。如果没有 STO,则必须使用外部接触器断开电源——这会增加工作量、增加布线并带来额外的故障源。STO 通过驱动器中集成的 SIL-3 认证功能取代了这种外部断开装置。

SBC 对重力负载轴至关重要:当 STO 消除扭矩时,没有制动器的垂直轴会失控下降。SBC 可确保在驱动器断电之前,保持制动器安全启动。

STO 和 SBC 共同实现了以下功能:

  • 无需外部功率接触器的安全紧急停止回路
  • 垂直轴保护——制动器在扭矩消除前关闭
  • 更高安全功能的基础——SS1、SS2 和 SOS 基于 STO/SBC 构建
  • 认证达到 SIL 3 / PLe / 类别3——驱动技术中最高的安全等级

它是如何运作的?

STO — 停止类别 0(无控制停止):STO 锁定逆变器中功率晶体管的门信号。 电机无法再产生扭矩,并逐渐停转。这是一款纯硬件功能,采用双通道架构:两个独立的安全通道都必须处于活动状态,驱动器才能产生扭矩。如果一个通道发生故障,STO 会自动激活。

负逻辑(零激活):激活 STO 的命令为 0(非 1)。因此,电缆故障或信号丢失会自动导致安全状态——这是一种故障安全设计原则。

SBC — 安全制动控制:SBC 使用弹簧加载的保持制动器,在通电状态下保持打开。如果断电,弹簧会关闭制动器。 顺序至关重要:SBC 首先激活制动器,然后在可配置的延迟时间(制动时间延迟,0x6661:1)后,STO 随之启动。这样可以防止轴在扭矩消除和制动介入之间发生失控运动。

重要提示:SBC 仅应在静止或极低速度下激活。从高转速制动可能会损坏机械制动器。为实现受控制动,应先启动 SS1。

SOMANET 如何实现这一点?

STO 和 SBC 在SOMANET 安全运动模块 (SMM)上实现——这是一个独立的硬件模块,安装在 SOMANET Circulo 的处理器和驱动模块之间。通过FSoE(以太网安全)或两个安全数字输入(独立)进行激活。

STO 和 SBC 不需要编码器反馈,无论编码器配置如何,都能达到SIL 3 / PLe / 类别 3 级。所有更高级的安全功能(SS1、SS2、SOS、SLS)都将 STO/SBC 作为后备层——它们在安全系统中始终具有最高优先级。

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