Testes de segurança funcional para acionamentos de motores: STO, SS1/SS2 & Tempo de reação a falhas

Por que os testes de segurança funcional são uma disciplina separada dos testes de desempenho

A maioria dos testes de motores valida o que um sistema de acionamento faz – torque, eficiência, desempenho térmico. Os testes de segurança funcional validam o que fazem quando algo dá errado: o sistema atinge e mantém um estado seguro dentro de um tempo definido, com uma probabilidade quantificada de não o fazer. Para motores e acionamentos usados ​​em máquinas, robótica, e qualquer aplicação sob IEC 61800-5-2 ou a estrutura de segurança de máquinas (ISO 13849, CEI 62061), este é um distinto, categoria de teste relevante para certificação com metodologia própria.

O que os testes de segurança funcional realmente verificam

• Torque seguro desativado (STO) resposta: A função de segurança mais comum – verificar se quando o STO é acionado, o inversor remove energia produtora de torque do motor dentro do tempo especificado, e que o torque residual durante a transição permaneça dentro dos limites seguros
• Funções de parada segura (SS1/SS2): Funções de parada controlada que paralisam o motor através de uma rampa de desaceleração monitorada antes de desligar a energia (SS1) ou mantendo a posição depois (SS2) — cada um com requisitos de tempo e monitoramento definidos, distintos da remoção imediata de torque do STO
• Velocidade/posição limitada com segurança (SLS/SLP): Funções que permitem operação em velocidade reduzida ou alcance limitado (para acesso de manutenção, operação colaborativa) enquanto monitora se o estado real permanece dentro do limite seguro, desencadeando uma reação de segurança se for excedido
• Cobertura de diagnóstico e tempo de reação a falhas: Os sistemas com classificação de segurança exigem cobertura de diagnóstico quantificada de falhas internas e um tempo de reação de falha limitado – os testes precisam injetar condições de falha representativas e medir a detecção real e o tempo de reação em relação ao valor certificado

Itens principais de teste para segurança funcional do motor/acionamento

1. Tempo de remoção do gatilho para torque STO

Com o motor sob carga, a entrada STO é acionada e a bancada mede o tempo real até a remoção do torque e qualquer torque ou movimento residual durante a transição, verificar o desempenho em relação ao tempo de resposta certificado e aos limites de movimento residual.

Métricas principais: Tempo desde o disparo STO até a remoção do torque, pico de torque/deslocamento residual durante a transição.

2. Verificação de parada controlada SS1/SS2

A bancada aciona a função de parada segura sob diversas condições iniciais de velocidade/carga, verificar se a rampa de desaceleração monitorada é seguida corretamente e se o STO ou a retenção de posição são acionados no ponto correto de acordo com a definição da função.

Métricas principais: Conformidade da rampa de desaceleração, momento do envolvimento do STO em relação à detecção de paralisação.

3. Monitoramento e reação de limite SLS/SLP

A bancada aciona o motor em direção e além da velocidade segura configurada ou do limite de posição, verificar a função de segurança corretamente detecta a violação do limite e aciona a reação de segurança definida (normalmente STO) dentro do tempo de reação necessário.

Métricas principais: Precisão de detecção no limite limite, tempo de reação desde a violação do limite até a resposta de segurança.

4. Injeção de falhas e verificação de cobertura de diagnóstico

Falhas internas representativas (modos de falha do sensor, falhas no estágio de potência, perda de sinal do codificador) são injetados para verificar se a função de diagnóstico do sistema de segurança os detecta e aciona a reação de segurança correta dentro do tempo de reação de falha certificado - validando diretamente a suposição de cobertura de diagnóstico por trás do nível de integridade de segurança do sistema.

Métricas principais: Taxa de detecção de falhas no conjunto de falhas injetadas, tempo de reação por tipo de falha.

5. Verificação de independência da função de segurança

Onde a função de segurança precisa ser independente do caminho de controle padrão do motor (um requisito de arquitetura comum), o teste verifica se a reação de segurança ainda funciona corretamente mesmo quando o caminho de controle padrão está com falha ou não responde.

Métricas principais: Taxa de sucesso da função de segurança com caminho de controle padrão deliberadamente desabilitado/com falha.

O que isso significa para a seleção da bancada de testes

Os testes de segurança funcional precisam de, medição de tempo independente (não confiar nos valores relatados pela própria unidade), a capacidade de aplicar condições realistas de carga e velocidade enquanto aciona funções de segurança, e uma capacidade de injeção de falhas separada do sequenciamento de teste normal – uma capacidade especializada em camadas sobre os testes de desempenho convencionais, exigido para qualquer sistema de motor/acionamento certificado pela IEC 61800-5-2, ISO 13849, ou IEC 62061.

Se sua equipe precisar de validação de segurança funcional para sistemas de motor/acionamento juntamente com testes de desempenho, fale com nossa equipe de engenharia sobre como configurar sequências de teste para seu nível de integridade de segurança alvo.