Por qué las pruebas de seguridad funcional son una disciplina separada de las pruebas de rendimiento
La mayoría de las pruebas de motores validan lo que hace un sistema de transmisión: torque, eficiencia, rendimiento térmico. Las pruebas de seguridad funcional validan lo que hace cuando algo sale mal: ¿El sistema alcanza y mantiene un estado seguro dentro de un tiempo definido?, con una probabilidad cuantificada de no hacerlo. Para motores y accionamientos utilizados en maquinaria., robótica, y cualquier aplicación bajo IEC 61800-5-2 o el marco de seguridad de la maquinaria (ISO 13849, CEI 62061), este es un distinto, categoría de prueba relevante para la certificación con su propia metodología.
Lo que realmente verifican las pruebas de seguridad funcional
- Desconexión de par segura (STO) respuesta: La función de seguridad más común: verificar que cuando se activa STO, El variador elimina del motor la energía que produce el par dentro del tiempo especificado., y que el par residual durante la transición se mantenga dentro de límites seguros
- Funciones de parada segura (SS1/SS2): Funciones de parada controladas que detiene el motor a través de una rampa de desaceleración monitoreada antes de desconectar la alimentación. (SS1) o manteniendo la posición después (SS2) — cada uno con requisitos definidos de sincronización y monitoreo distintos de la eliminación inmediata del torque de STO
- Velocidad/posición limitada de forma segura (SLS/SLP): Funciones que permiten la operación a velocidad reducida o rango limitado (para acceso de mantenimiento, operación colaborativa) mientras monitorea que el estado real se mantenga dentro del límite seguro, desencadenando una reacción de seguridad si se excede
- Cobertura de diagnóstico y tiempo de reacción ante fallos.: Los sistemas con clasificación de seguridad requieren una cobertura de diagnóstico cuantificada de fallas internas y un tiempo de reacción a fallas limitado; las pruebas deben inyectar condiciones de falla representativas y medir el tiempo real de detección y reacción con respecto al valor certificado.
Elementos de prueba básicos para la seguridad funcional del motor/accionamiento
1. Sincronización del gatillo STO a la eliminación del par
Con el motor bajo carga, la entrada STO se activa y el banco mide el tiempo real hasta la eliminación del torque y cualquier torque o movimiento residual durante la transición., verificar el rendimiento frente al tiempo de respuesta certificado y los límites de movimiento residual.
Métricas clave: Tiempo desde el disparo de STO hasta la eliminación del par, par/desplazamiento residual máximo durante la transición.
2. Verificación de parada controlada SS1/SS2
El banco activa la función de parada segura bajo diversas condiciones iniciales de velocidad/carga., verificar que la rampa de desaceleración monitoreada se siga correctamente y que STO o mantenimiento de posición se active en el punto correcto según la definición de la función.
Métricas clave: Conformidad de la rampa de desaceleración, Momento de la activación de STO en relación con la detección de parada.
3. Monitoreo y reacción del límite SLS/SLP
El banco impulsa el motor hacia y más allá del límite de posición o velocidad segura configurado., La verificación de la función de seguridad detecta correctamente la violación del límite y desencadena la reacción de seguridad definida. (típicamente STO) dentro del tiempo de reacción requerido.
Métricas clave: Precisión de detección en el límite, Tiempo de reacción desde la violación del límite hasta la respuesta de seguridad..
4. Verificación de cobertura de diagnóstico y inyección de fallas
Fallos internos representativos. (modos de falla del sensor, fallas en la etapa de potencia, pérdida de señal del codificador) se inyectan para verificar que la función de diagnóstico del sistema de seguridad los detecte y desencadene la reacción de seguridad correcta dentro del tiempo de reacción de falla certificado, validando directamente la suposición de cobertura de diagnóstico detrás del nivel de integridad de seguridad del sistema..
Métricas clave: Tasa de detección de fallas en todo el conjunto de fallas inyectadas, tiempo de reacción por tipo de falla.
5. Verificación de la independencia de la función de seguridad
Cuando se requiere que la función de seguridad sea independiente de la ruta de control del motor estándar (un requisito de arquitectura común), Las pruebas verifican que la reacción de seguridad aún funciona correctamente incluso cuando la ruta de control estándar tiene fallas o no responde..
Métricas clave: Tasa de éxito de la función de seguridad con ruta de control estándar deshabilitada/fallada deliberadamente.
Qué significa esto para la selección del banco de pruebas
Las pruebas de seguridad funcional necesitan precisión, medición de sincronización independiente (no confiar en los valores informados por la propia unidad), la capacidad de aplicar condiciones realistas de carga y velocidad mientras se activan funciones de seguridad, y una capacidad de inyección de fallas separada de la secuenciación de pruebas normal: una capacidad especializada superpuesta a las pruebas de rendimiento convencionales., Requerido para cualquier sistema de motor/accionamiento certificado según IEC. 61800-5-2, ISO 13849, o IEC 62061.
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