Kiểm tra an toàn chức năng cho bộ truyền động động cơ: STO, SS1/SS2 & Thời gian phản ứng lỗi

Tại sao kiểm tra an toàn chức năng là một kỷ luật riêng biệt với kiểm tra hiệu suất

Hầu hết các thử nghiệm động cơ đều xác nhận chức năng của hệ thống truyền động - mô-men xoắn, hiệu quả, hiệu suất nhiệt. Kiểm tra an toàn chức năng xác nhận những gì nó làm khi có sự cố xảy ra: hệ thống có đạt và giữ trạng thái an toàn trong một khoảng thời gian xác định không, với xác suất định lượng để không làm được điều đó. Đối với động cơ và bộ truyền động dùng trong máy móc, người máy, và bất kỳ ứng dụng nào theo IEC 61800-5-2 hoặc khuôn khổ an toàn máy móc (ISO 13849, IEC 62061), đây là một điểm khác biệt, hạng mục kiểm tra liên quan đến chứng nhận với phương pháp riêng.

Kiểm tra an toàn chức năng thực sự xác minh điều gì

• Tắt mô-men xoắn an toàn (STO) phản ứng: Chức năng an toàn phổ biến nhất - xác minh rằng khi STO được kích hoạt, bộ truyền động sẽ loại bỏ năng lượng tạo ra mô-men xoắn khỏi động cơ trong thời gian quy định, và mô men dư đó trong quá trình chuyển đổi nằm trong giới hạn an toàn
• Chức năng dừng an toàn (SS1/SS2): Các chức năng dừng được kiểm soát giúp động cơ dừng lại thông qua đoạn đường giảm tốc được giám sát trước khi ngắt điện (SS1) hoặc giữ vị trí sau đó (SS2) - mỗi loại đều có các yêu cầu giám sát và thời gian xác định khác với việc loại bỏ mô-men xoắn ngay lập tức của STO
• Tốc độ/Vị trí giới hạn an toàn (SLS/SLP): Các chức năng cho phép vận hành ở tốc độ giảm hoặc phạm vi giới hạn (để truy cập bảo trì, hoạt động hợp tác) đồng thời giám sát trạng thái thực tế vẫn nằm trong giới hạn an toàn, kích hoạt phản ứng an toàn nếu vượt quá
• Phạm vi chẩn đoán và thời gian phản ứng lỗi: Các hệ thống được xếp hạng an toàn yêu cầu phạm vi chẩn đoán được định lượng đối với các lỗi bên trong và thời gian phản ứng lỗi giới hạn - thử nghiệm cần đưa vào các điều kiện lỗi đại diện và đo thời gian phát hiện và phản ứng thực tế so với giá trị được chứng nhận

Các hạng mục kiểm tra cốt lõi về an toàn chức năng động cơ/truyền động

1. Thời gian kích hoạt để loại bỏ mô-men xoắn STO

Với động cơ đang chịu tải, đầu vào STO được kích hoạt và băng ghế đo thời gian thực tế để loại bỏ mô-men xoắn và bất kỳ mô-men xoắn hoặc chuyển động dư nào trong quá trình chuyển đổi, xác minh hiệu suất theo thời gian phản hồi đã được chứng nhận và giới hạn chuyển động dư.

Số liệu chính: Thời gian từ khi kích hoạt STO đến khi loại bỏ mô-men xoắn, mô-men xoắn/chuyển vị dư cực đại trong quá trình chuyển tiếp.

2. Xác minh dừng có kiểm soát SS1/SS2

Băng ghế kích hoạt chức năng dừng an toàn trong các điều kiện tải/tốc độ ban đầu khác nhau, xác minh rằng đoạn giảm tốc được giám sát được tuân thủ chính xác và STO hoặc chức năng giữ vị trí hoạt động ở đúng điểm theo định nghĩa của chức năng.

Số liệu chính: Sự phù hợp của đoạn đường giảm tốc, thời điểm tham gia của STO liên quan đến phát hiện bế tắc.

3. Giám sát và phản ứng giới hạn SLS/SLP

Băng ghế điều khiển động cơ hướng tới và vượt qua giới hạn vị trí hoặc tốc độ an toàn đã được cấu hình, xác minh chức năng an toàn phát hiện chính xác vi phạm giới hạn và kích hoạt phản ứng an toàn đã xác định (điển hình là STO) trong thời gian phản ứng cần thiết.

Số liệu chính: Độ chính xác phát hiện tại ranh giới giới hạn, thời gian phản ứng từ vi phạm giới hạn đến phản ứng an toàn.

4. Xác minh phạm vi chẩn đoán và tiêm lỗi

Lỗi nội bộ đại diện (các chế độ lỗi cảm biến, lỗi giai đoạn điện, mất tín hiệu bộ mã hóa) được đưa vào để xác minh chức năng chẩn đoán của hệ thống an toàn phát hiện chúng và kích hoạt phản ứng an toàn chính xác trong thời gian phản ứng lỗi được chứng nhận - trực tiếp xác nhận giả định phạm vi chẩn đoán đằng sau mức độ toàn vẹn an toàn của hệ thống.

Số liệu chính: Tỷ lệ phát hiện lỗi trên tập lỗi được đưa vào, thời gian phản ứng cho mỗi loại lỗi.

5. Xác minh độc lập chức năng an toàn

Trường hợp chức năng an toàn được yêu cầu phải độc lập với đường dẫn điều khiển động cơ tiêu chuẩn (yêu cầu kiến ​​trúc chung), kiểm tra xác minh phản ứng an toàn vẫn hoạt động chính xác ngay cả khi đường dẫn điều khiển tiêu chuẩn bị lỗi hoặc không phản hồi.

Số liệu chính: Tỷ lệ thành công của chức năng an toàn với đường dẫn điều khiển tiêu chuẩn bị cố tình vô hiệu hóa/bị lỗi.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Kiểm tra an toàn chức năng cần chính xác, đo thời gian độc lập (không dựa vào giá trị được báo cáo của chính ổ đĩa), khả năng áp dụng các điều kiện tải và tốc độ thực tế trong khi kích hoạt các chức năng an toàn, và khả năng chèn lỗi tách biệt với trình tự kiểm tra thông thường - một khả năng chuyên biệt được xếp chồng lên trên kiểm tra hiệu suất thông thường, cần thiết cho bất kỳ hệ thống động cơ/truyền động nào được chứng nhận theo IEC 61800-5-2, ISO 13849, hoặc IEC 62061.

Nếu nhóm của bạn cần xác nhận an toàn chức năng cho hệ thống động cơ/truyền động cùng với việc kiểm tra hiệu suất, nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi về việc định cấu hình trình tự kiểm tra cho mức độ toàn vẹn về an toàn mục tiêu của bạn.