IEC 61508 funksjonssikkerhetsstandard har gjort livet mye enklere for maskinbyggere, så vel som for sluttbrukere. Resultatet har blitt sikrere, smartere, mindre, enklere og bedre maskiner.
Maskinsikkerhet har utviklet seg betydelig siden 1990-tallet, med utgivelsen av funksjonssikkerhetsstandarden IEC 61508 i 1998 som markerte et vendepunkt for maskinbyggere og sluttbrukere. Med et standardisert sikkerhetskonsept kunne utstyrsleverandører og maskinbyggere innpode kundene deres tillit til at sikkerhetssystemene deres var blitt testet og kontrollert grundig, og brukerne ikke lenger måtte bruke tid og ressurser på å analysere risikoen for en maskin- eller systemfeil.
Innføringen av funksjonell sikkerhet og de relaterte standardene har også (nesten) frigjort maskinbyggere fra oppgaven med sikkerhetsdesign, samt behovet for å kjøpe, installere og koble sammen maskinvarebanker – som sikkerhetskontaktorer, releer, brytere, IO-er , og bremsekontrollere – i tillegg til den utmattende prosessen med maskinsikkerhetsvurderinger og godkjenningsprosesser.
Tidligere ble sikker maskindrift oppnådd ved hjelp av releer som kuttet strømmen hvis en sikkerhetsbetingelse ble brutt – for eksempel en operatør som gikk inn i en innhegning eller bryter en lysgardin. Funksjonell sikkerhet har erstattet maskinvare og den kostbare godkjenningsprosessen med programvare. Resultatet er ikke bare virkelig "funksjonell" sikkerhet, men også økt oppetid, bedre produktivitet og redusert skrap for sluttbrukere.
I motsetning til tradisjonelle maskinvarebaserte sikkerhetssystemer, er funksjonell sikkerhet avhengig av sikkerhetsklassifiserte komponenter. Hovedforskjellen er at i stedet for å bruke mange sikkerhetskomponenter, kan mye av det integreres i for eksempel en servodrift. Det endelige målet er å erstatte det meste av sikkerhetsmaskinvaren med programvare som Failsafe over EtherCat (FSoE). Noe maskinvare er fortsatt nødvendig – for eksempel sikkerhetsbremser, IO og kodere – for å kontrollere driftsparametrene til utstyret.
I stedet for å kutte kraften umiddelbart til en akse hvis en sikkerhetsparameter brytes, begrenser funksjonelle sikkerhetssystemer aksens bevegelse. Dette gjør at systemet kan håndtere en feil samtidig som det opprettholder et forhåndsdefinert sikkerhetsnivå og informerer brukeren gjennom selvdiagnose og automatiserte varsler.
Overvåk og svar
Drive-baserte sikkerhetsfunksjoner dekker et bredt spekter av oppgaver, fra sikker stopping av frekvensomformeren, til overvåking av bevegelsesparametere som hastighet, posisjon eller dreiemoment. Sikkerhetsfunksjoner integrert i enkelte servodrev inkluderer:
Safe Torque Off (STO). Dette fjerner strømmen til motoren. Akselen fortsetter å gå fri uten å bruke noe dreiemoment til den kinetiske energien renner ned. Drevet forblir aktivert for raskere omstart. STO kan aktiveres enten av to maskinvaresignaler eller ved FSoE-kommunikasjon.
Sikker stopp 1 (SS1). Aktiv bremsing bringer akselen til et raskt, kontrollert stopp slik at aksen slutter å dreie. På dette tidspunktet påkalles STO. SS1 brukes der bevegelsen av en akse kan sette mennesker eller utstyr i fare.
Sikker driftsstopp (SOS). Drevet holder motoren på null hastighet uten å fjerne dreiemoment. Utstyret kan startes på nytt umiddelbart uten tilbakestilling.
Elmo's Platinum servodrev har omfattende sikkerhetsfunksjoner samtidig som de reduserer antall nødvendige sikkerhetskomponenter, samt strømforbruk, kompleksitet og maskinkostnader.
Sikker stopp 2 (SS2). Kontrollert bremsing bringer utstyr med høy kinetisk energi til en kontrollert stopp, og da aktiveres SOS. Den brukes når ytterligere bevegelse kan være farlig for mennesker, produkter eller utstyr.
Sikker bremsekontroll (SBC). Dette gir sikker kontroll av en ekstern strømavbremse, og brukes vanligvis på vertikale akser. Hvis et redundant bremsesystem svikter, påkaller stasjonen vanligvis SOS.
Trygg begrenset hastighet (SLS). Dette setter en maksimal hastighet. Hvis en feil fører til at systemet overskrider en terskelverdi, bringer frekvensomformeren aksen til en sikker tilstand.
Sikkert begrenset dreiemoment (SLT). Dette begrenser motormomentet ved å begrense strømmen som leveres av omformeren.
Trygg begrenset stilling (SLP). Dette begrenser konvolutten som en last kan bevege seg innenfor ved å overvåke dens posisjon via enkodertilbakemelding. Hvis dette rapporterer at lasten har flyttet seg utover den tillatte konvolutten, stoppes den med SS1/STO eller SS2/SOS. Den raske responsen til disse funksjonene minimerer sikkerhetsmarginen rundt utstyret.
Sikker inngang/utgang. For servodrev med Safe I/O (som Elmo sin Platinum-serie) støttes to typer digitale sikre innganger – digital inngang med testpulsutgang for diagnostikk, og digital inngang med OSSD (output signal switching device) for lysbarrierer, lys gardiner og så videre. Den sikre bremseutgangen er til SIL3. Sikker inngangslogikk ligner på FSoE-kontroll, og sikker utgangslogikk ligner på FSoE-status.