Den funktionelle sikkerhedsstandard IEC 61508 har gjort livet meget lettere for maskinbyggere såvel som for slutbrugere. Resultatet er blevet sikrere, smartere, mindre, enklere og bedre ydende maskiner.
Maskinsikkerhed har udviklet sig markant siden 1990'erne, hvor udgivelsen af funktionssikkerhedsstandarden IEC 61508 i 1998 markerede et vendepunkt for maskinbyggere og slutbrugere. Med et standardiseret sikkerhedskoncept kunne udstyrsleverandører og maskinbyggere indgyde deres kunder tillid til, at deres sikkerhedssystemer var blevet testet og undersøgt grundigt, og brugerne ikke længere skulle bruge tid og ressourcer på at analysere risikoen for en maskin- eller systemfejl.
Indførelsen af funktionel sikkerhed og de relaterede standarder har også (næsten) frigjort maskinbyggere fra opgaven med sikkerhedsdesign samt behovet for at købe, installere og forbinde hardwarebanker – såsom sikkerhedskontaktorer, relæer, kontakter, IO'er , og bremsestyringer – samt den udmattende proces med maskinsikkerhedsvurderinger og godkendelsesprocesser.
Tidligere blev sikker maskindrift opnået ved hjælp af relæer, der afbryde strømmen, hvis en sikkerhedsbetingelse blev overtrådt - såsom en operatør, der gik ind i en indhegning eller brækkede et lysgardin. Funktionel sikkerhed har erstattet hardware og den dyre godkendelsesproces af software. Resultatet er ikke kun virkelig "funktionel" sikkerhed, men også øget oppetid, bedre produktivitet og reduceret skrot for slutbrugere.
I modsætning til traditionelle hardwarebaserede sikkerhedssystemer er funktionel sikkerhed afhængig af sikkerhedsklassificerede komponenter. Den største forskel er, at i stedet for at bruge masser af sikkerhedskomponenter, kan meget af det integreres i f.eks. et servodrev. Det ultimative mål er at erstatte det meste af sikkerhedshardwaren med software såsom Failsafe over EtherCat (FSoE). Noget hardware er stadig nødvendigt - såsom sikkerhedsbremser, IO og encodere - for at styre udstyrets driftsparametre.
I stedet for at skære strøm til en akse øjeblikkeligt, hvis en sikkerhedsparameter overtrædes, begrænser funktionelle sikkerhedssystemer aksens bevægelse. Dette gør det muligt for systemet at håndtere en fejl, samtidig med at det opretholder et foruddefineret sikkerhedsniveau og informerer brugeren gennem selvdiagnose og automatiske alarmer.
Overvåg og svar
Drevbaserede sikkerhedsfunktioner dækker en lang række opgaver, fra sikker standsning af drevet til overvågning af bevægelsesparametre såsom hastighed, position eller drejningsmoment. Sikkerhedsfunktioner integreret i nogle servodrev omfatter:
Safe Torque Off (STO). Dette fjerner strøm til motoren. Akslen fortsætter med at friløbe uden at påføre noget drejningsmoment, indtil den kinetiske energi løber ned. Drevet forbliver strømførende for hurtigere genstart. STO kan aktiveres enten af to hardwaresignaler eller ved FSoE-kommunikation.
Sikkert stop 1 (SS1). Aktiv bremsning bringer akslen til et hurtigt, kontrolleret stop, så aksen holder op med at dreje. På dette tidspunkt påberåbes STO. SS1 bruges, hvor bevægelsen af en akse kan bringe mennesker eller udstyr i fare.
Sikkert driftsstop (SOS). Drevet holder motoren ved nul hastighed uden at fjerne drejningsmoment. Udstyret kan genstarte med det samme uden en nulstilling.
Elmo's Platinum servodrev inkorporerer omfattende sikkerhedsfunktioner, mens de reducerer antallet af nødvendige sikkerhedskomponenter, såvel som strømforbrug, kompleksitet og maskinomkostninger.
Sikkert stop 2 (SS2). Kontrolleret bremsning bringer højkinetisk energiudstyr til et kontrolleret stop, hvorefter SOS aktiveres. Det bruges, når yderligere bevægelse kan være farligt for mennesker, produkter eller udstyr.
Sikker bremsekontrol (SBC). Dette giver sikker kontrol af en ekstern power-off bremse og bruges generelt på lodrette akser. Hvis et redundant bremsesystem svigter, aktiverer drevet typisk SOS.
Sikker begrænset hastighed (SLS). Dette indstiller en maksimal hastighed. Hvis en fejl får systemet til at overskride en tærskelværdi, bringer drevet aksen til en sikker tilstand.
Sikkert begrænset drejningsmoment (SLT). Dette begrænser motorens drejningsmoment ved at begrænse den strøm, der leveres af drevet.
Sikker begrænset stilling (SLP). Dette begrænser den konvolut, inden for hvilken en last kan bevæge sig, ved at overvåge dens position via encoderfeedback. Hvis dette rapporterer, at lasten er flyttet ud over den tilladte konvolut, stoppes den ved hjælp af SS1/STO eller SS2/SOS. Den hurtige reaktion af disse funktioner minimerer sikkerhedsmarginen omkring udstyret.
Sikker input/output. For servodrev med Safe I/O (såsom Elmo's Platinum-serie) understøttes to typer digitale sikre inputs – digital input med testpulsudgang til diagnostik og digital input med OSSD (output signal switching device) til lysbarrierer, lys gardiner og så videre. Den sikre bremseudgang er til SIL3. Sikker inputlogik ligner FSoE-kontrol, og sikker outputlogik ligner FSoE-status.