變頻器集成安全功能已經(jīng)越來越普遍，本篇介紹一下常用的一些安全功能。

安全停止變頻器的功能：安全扭矩斷關(guān)斷(STO)、安全停機 1 (SS1)、安全停機 2 (SS2)、安全操作停止。

用于安全監(jiān)控驅(qū)動運動的功能：安全限速 (SLS)、安全速度監(jiān)控 (SSM)。

1、安全扭矩關(guān)斷(STO)

STO 功能是最常用的變頻器集成基本安全功能。它可確保產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能量不會繼續(xù)影響電機，并防止意外起動。

作用

此功能可防止變頻器意外重啟，符合 EN 60204?1 標準 5.4 節(jié)的要求。安全轉(zhuǎn)矩停止功能可抑制變頻器脈沖（相當于 EN 60204-1 的停止類別 0）。驅(qū)動器可以可靠地實現(xiàn)零轉(zhuǎn)矩。這個狀態(tài)在驅(qū)動器內(nèi)部監(jiān)控。

應(yīng)用舉例

STO 的直接效果就是，變頻器無法提供產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能量。STO 可在變頻器因負載轉(zhuǎn)矩或充分的短時間摩擦而自然達到停止狀態(tài)的任何場合使用，或在變頻器的減速停止對安全來說無關(guān)緊要的情況下使用。

通過 STO，人員可在防護門打開（重啟互鎖）以及在具有運動軸的機器/裝置（如搬運或輸送系統(tǒng)）上使用的情況下安全工作。

客戶利益

與采用機電式開關(guān)裝置的標準安全技術(shù)相比，集成 STO 安全功能的優(yōu)點是無需使用單獨的部件以及相應(yīng)接線與維護工作。由于電子式切換速度很快，與常規(guī)解決方案中的機電式部件相比，此功能的切換時間較短。

2、安全停機 1 (SS1)

SS1 功能可使電機迅速而安全地停止運轉(zhuǎn)，并在停止之后將電機切換到無轉(zhuǎn)矩模式，即激活 STO 功能。

作用

SS1 功能可按照標準 EN 60204?1 的停止類別 1 的要求安全停止傳動裝置。若選擇了 SS1 功能，傳動裝置會在設(shè)置的安全延時過后，沿著一個快速制動斜坡自主制動，并自動激活安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉和安全制動控制功能（如果已組態(tài)）。

如果組態(tài)了參數(shù)“采用外部制動的 SS1 (SS1E)”，那么在選擇該功能后，傳動裝置不會自主制動。在此情況下，上位控制系統(tǒng)必須在組態(tài)的 STO 轉(zhuǎn)換時間內(nèi)將傳動裝置置于靜止狀態(tài)。SBR（安全制動斜坡）和 SAM（安全加速度監(jiān)控）功能沒有激活。SS1E 是用于需要由運動控制系統(tǒng)成組停止的驅(qū)動器的有用功能，以防對機器或產(chǎn)品造成潛在損害。

應(yīng)用舉例

SS1 功能在發(fā)生安全相關(guān)事件時使用，變頻裝置盡可能快速地停止，隨后轉(zhuǎn)為 STO 狀態(tài)（如急停狀態(tài)）。因此，此功能可用于出于操作人員的安全而將很大的離心質(zhì)量盡可能快地帶到停止狀態(tài)，或盡可能快地將高速旋轉(zhuǎn)的電機制動。典型應(yīng)用包括鋸、磨床主軸、離心機、卷取機和立體倉庫等。

客戶利益

通過 SS1 功能有目標地停止變頻器可以降低危險，提高機器的生產(chǎn)效率，并減小機器中的安全間隙。原則是要將變頻器主動帶到靜止狀態(tài)，這與僅使用 STO 功能時的情況不同。通常無需使用易于磨損的復雜機械制動器將電機制動。

3、安全停機 2 (SS2)

SS2 功能可迅速而安全地將電機帶到靜止狀態(tài)，然后在電機停止時啟動 SOS 功能。

作用

“安全停止 2”功能可按照 EN 60204-1 的停止類別 2 將變頻器安全停止。在選擇了 SS2 功能后，變頻器將沿一條快速停止斜坡獨立制動。與 SS1 相比，驅(qū)動控制隨后仍能繼續(xù)運行，即，電機能夠提供維持零速所需的全部轉(zhuǎn)矩。停機可被安全監(jiān)控（安全運行停機功能）。

應(yīng)用舉例

與 SS1 一樣，SS2 功能可確保對電機進行最快速的減速。不過，電機電源并沒有關(guān)閉。控制系統(tǒng)會防止其離開靜止位置 – 即使電機受到外力的影響，也是如此。SS2 的典型應(yīng)用包括機床等。

客戶利益

SS2 功能可確保將軸迅速停止。由于控制仍保持激活狀態(tài)，因此，在取消此安全功能后，生產(chǎn)運行可繼續(xù)進行，不會受到影響。這可確保調(diào)整和停機時間都較短，生產(chǎn)效率提高。

4、安全操作停止

使用 SOS 功能，停止的電機保持在位并通過驅(qū)動控制進行監(jiān)控。

作用

SOS 功能包括安全停機監(jiān)控。驅(qū)動器控制仍保持運行。電機因而可以傳遞全部的轉(zhuǎn)矩以保持當前位置。可對實際位置進行可靠監(jiān)控。與安全功能 SS1 和 SS2 不同的是，轉(zhuǎn)速整定值不會獨立受到影響。在啟用 SOS 后，更高等級的控制必須在一個參數(shù)化的時間內(nèi)使驅(qū)動器停止然后保持位置定位點。

應(yīng)用舉例

對于機器或機器的一部分必須在某工序中保持安全靜止、但變頻器必須還要提供保持轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用，SOS 是一種理想解決方案。可以保證即使有反轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動器也可以保持在其當前位置。與 SS1 和 SS2 不同的是，在這種情況下，變頻器不會獨立制動。它會等待上位控制器在一段可調(diào)的延遲時間內(nèi)，將相關(guān)的軸作為一個同步組來減速停止。這樣可以防止對機器或產(chǎn)品造成任何損害。SOS 的典型應(yīng)用包括卷繞機、制品加工和包裝機和機床。

客戶利益

盡管可能會出現(xiàn)反作用力，但不需要使用機械部件來使軸保持其位置。由于切換時間很短且位置控制始終處于激活狀態(tài)，因此，可以縮短調(diào)整和停機時間。無需在退出 SOS 功能后對軸進行重新校準。在禁用 SOS 功能后，軸可立即再次移動。

5、安全限速 (SLS)

安全限制轉(zhuǎn)速 (SLS) 功能可確保變頻調(diào)速裝置不會超出預設(shè)的轉(zhuǎn)速限制。

作用

SLS 功能根據(jù)設(shè)置的速度限值對變頻調(diào)速裝置進行監(jiān)控。可以選擇四種不同的限值。和在 SOS 情況下一樣，速度設(shè)定值不會自動受到影響。啟用 SLS 功能后，更高級別的控制必須在可參數(shù)化的時間內(nèi)將驅(qū)動器控制在所選時間限制以下。若超出速度限制，會發(fā)生變頻調(diào)速裝置集成故障響應(yīng)，該響應(yīng)可自定義。

可以將一個系數(shù)應(yīng)用于通過 PROFIsafe 以 16 位分辨率傳輸?shù)?SLS 限值 1。這樣就能指定幾乎無限個限值。注：此功能不適用于 SINAMICS S110。

應(yīng)用舉例

若人員位于機器的危險區(qū)中，并且其安全性只能通過降低轉(zhuǎn)速來保證，此時就可使用 SLS 功能。典型應(yīng)用包括操作員為了維護或調(diào)整而必須進入機械設(shè)備的危險區(qū)的場合，例如，需要由操作員手動穿線的卷繞機。為防止對操作員造成傷害，滾筒只能在較低的安全轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。SLS 也常常在一種兩級安全方案中采用。當人員位于不太關(guān)鍵的區(qū)域中時，將會激活 SLS 功能，僅在危險程度較高的較小區(qū)域中將驅(qū)動系統(tǒng)停止。SLS 不僅可用于操作員保護，而且可用于機械設(shè)備保護（例如，在不得超出最大轉(zhuǎn)速時）。

客戶利益

SLS 功能有助于大大縮短停產(chǎn)時間，或大大簡化甚至加快調(diào)整速度。所取得的總效果是機器設(shè)備的可用性提高。并且，可以省去像轉(zhuǎn)速監(jiān)控器這樣的外部部件。

6、安全速度監(jiān)控 (SSM)

SSM 功能可在變頻調(diào)速裝置的運轉(zhuǎn)速度低于可調(diào)速度限值時發(fā)出警告。只要轉(zhuǎn)速保持在閾值之下，此功能就會發(fā)出安全信號。

作用

若轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定值以下，就會生成安全信號。例如，可根據(jù)具體情況，通過編程在安全控制器中處理該信號以對事件做出響應(yīng)。

應(yīng)用舉例

使用 SSM 功能的一種最簡單情況是，可在速度下降到某個非關(guān)鍵速度以下時將安全門解鎖。另一個典型示例是，僅當離心機的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定的速度限值時，才可以灌充該離心機。

客戶利益

與 SLS 不同的是，超出轉(zhuǎn)速限制時，不會有變頻器集成的故障響應(yīng)。可以在一個安全控制單元中對安全反饋進行分析，從而可使用戶對具體情況適當做出響應(yīng)。