모터 드라이브의 기능 안전 테스트: STO, SS1/SS2 & 결함 반응 시간

기능 안전 테스트가 성능 테스트와 별도의 분야인 이유

대부분의 모터 테스트는 드라이브 시스템의 기능인 토크를 검증합니다., 능률, 열 성능. 기능 안전 테스트를 통해 수행되는 작업을 검증합니다. 뭔가 잘못되었을 때: 시스템이 정의된 시간 내에 안전한 상태에 도달하고 유지합니까?, 그렇게 하지 못할 확률을 수량화하여. 기계에 사용되는 모터 및 드라이브용, 로봇공학, IEC에 따른 모든 애플리케이션 61800-5-2 또는 기계 안전 프레임워크 (ISO 13849, IEC 62061), 이것은 별개의 것입니다, 자체 방법론을 갖춘 인증 관련 테스트 카테고리.

기능 안전 테스트가 실제로 검증하는 것

• 세이프 토크 오프 (STO) 응답: 가장 일반적인 안전 기능 - STO가 트리거될 때 확인, 드라이브는 지정된 시간 내에 모터에서 토크 생성 에너지를 제거합니다., 전환 중 잔류 토크는 안전한 한계 내에서 유지됩니다.
• 안전 정지 기능 (SS1/SS2): 전원을 제거하기 전에 모니터링된 감속 램프를 통해 모터를 정지시키는 제어된 정지 기능 (SS1) 아니면 나중에 자리를 지키든가 (SS2) — 각각 STO의 즉각적인 토크 제거와 구별되는 정의된 타이밍 및 모니터링 요구 사항이 있습니다.
• 안전하게 제한된 속도/위치 (SLS/SLP): 감속 또는 제한된 범위의 작동을 허용하는 기능 (유지보수 접근을 위해, 공동 작업) 실제 상태가 안전 한계 내에 있는지 모니터링하면서, 초과하면 안전 반응을 유발합니다.
• 진단 범위 및 결함 반응 시간: 안전 등급 시스템에는 내부 결함에 대한 정량화된 진단 범위와 제한된 결함 반응 시간이 필요합니다. 테스트에서는 대표적인 결함 조건을 주입하고 인증된 값에 대한 실제 감지 및 반응 시간을 측정해야 합니다.

모터/구동 기능 안전을 위한 핵심 테스트 항목

1. STO 트리거-토크 제거 타이밍

모터에 부하가 걸린 상태, STO 입력이 트리거되고 벤치는 토크 제거에 대한 실제 시간과 전환 중 잔류 토크 또는 모션을 측정합니다., 인증된 응답 시간 및 잔류 동작 제한에 대한 성능 검증.

주요 지표: STO 트리거부터 토크 제거까지의 시간, 전환 중 최대 잔류 토크/변위.

2. SS1/SS2 제어 정지 검증

벤치는 다양한 초기 속도/부하 조건에서 안전 정지 기능을 트리거합니다., 모니터링된 감속 램프가 올바르게 따르고 STO 또는 위치 유지가 기능 정의에 따라 올바른 지점에서 작동하는지 확인.

주요 지표: 감속 램프 적합성, 정지 감지와 관련된 STO 참여 시점.

3. SLS/SLP 한계 모니터링 및 반응

벤치는 구성된 안전 속도 또는 위치 제한을 향해 모터를 구동합니다., 안전 기능을 검증하면 한계 위반이 올바르게 감지되고 정의된 안전 반응이 트리거됩니다. (일반적으로 STO) 필요한 반응 시간 내에.

주요 지표: 한계 경계에서의 탐지 정확도, 한계 위반부터 안전 대응까지의 반응 시간.

4. 결함 주입 및 진단 범위 검증

대표적인 내부 결함 (센서 고장 모드, 전력단 결함, 인코더 신호 손실) 안전 시스템의 진단 기능이 이를 감지하고 인증된 결함 반응 시간 내에 올바른 안전 반응을 유발하는지 확인하기 위해 주입되어 시스템의 안전 무결성 수준 뒤에 있는 진단 적용 범위 가정을 직접 검증합니다..

주요 지표: 주입된 결함 세트 전체의 결함 감지율, 결함 유형별 반응 시간.

5. 안전기능 독립성 검증

안전 기능이 표준 모터 제어 경로와 독립적이어야 하는 경우 (공통 아키텍처 요구 사항), 테스트를 통해 표준 제어 경로에 결함이 있거나 응답하지 않는 경우에도 안전 반응이 여전히 올바르게 작동하는지 확인합니다..

주요 지표: 고의적으로 비활성화/결함된 표준 제어 경로를 사용한 안전 기능 성공률.

테스트 벤치 선택에 있어 이것이 의미하는 바

기능 안전 테스트에는 정확성이 필요합니다, 독립적인 타이밍 측정 (드라이브 자체 보고된 값에 의존하지 않음), 안전 기능을 트리거하면서 현실적인 부하 및 속도 조건을 적용하는 능력, 일반 테스트 시퀀싱과 별도의 오류 주입 기능 — 기존 성능 테스트 위에 추가된 특수 기능, IEC 인증을 받은 모든 모터/드라이브 시스템에 필요 61800-5-2, ISO 13849, 또는 IEC 62061.

팀에서 성능 테스트와 함께 모터/드라이브 시스템에 대한 기능 안전 검증이 필요한 경우, 우리 엔지니어링 팀에 문의하세요 목표 안전 무결성 수준에 대한 테스트 시퀀스 구성에 대해.