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安全功能

安全功能

安全功能是安全扫描控制单元系统的重要功能。安全功能为预置功能，可用于：

  • 模拟值监测
  • 速度监控
  • 位置检测
  • 极限值与目标位置监控
  • 紧急停止功能监控
  • 静止状态监控
  • 方向监控
  • 外部切断装置的功能监测
  • 复位功能
  • 消隐

只有在成功配置编码器后，才能启用监测位置、速度和切断的功能。编码器配置成功后，如果SAF模块存在可用于此目的的资源，则可以插入相应的功能。当所有资源耗尽后，对应功能块的菜单选项将自动禁用。

安全模块概览

SAF + SIO + SSB 设备

模块 数量 使用 单轴 级联 重置 安全扫描控制单元设备 串行输入输出设备 安全系统总线/GBox
FDB 8 内部运行程序 否 否 否 X    
外部设备监控 16 内部运行程序 否 否 是 X   X
超势垒整流器 2 在 GBox 上处理/运行 -- -- -- --   X
SRS 12 内部运行程序 是 否 否 X   X
SRX 48 运行 是 否 否 X   X
SEL 16 运行 是 是 是 X    
SLP 12 运行 是 否 是 X    
SCA 48 运行 是 是 否 X    
SLA 48 运行每轴1个 是 否 是 X X  
SSX 18 运行 是 否 是 X    
SLI 12 运行 是 否 是 X    
SDI 12 运行 是 否 是 X    
SLS 48 运行 是 是 是 X    
安全模拟监控 48 运行 是 是 否 X    
SOS 16 运行 是 是 是 X    
编码器控制监视器 12 运行 是 否 是 X   X
安全同步监控 2 运行 是 否 是 X    
单波长监控（SWM） 64 运行 仅虚拟轴 是 否 X    

安全驱动单元设备

模块 数量 使用 单轴 级联 重置
应急监测单元 2 内部运行程序 否 否 是
SEL 2 运行 是 否 是
SLP 2 运行 是 否 是
SCA 16 运行 是 否 否
SSX 4 运行每轴2个 是 否 是
SLI 2 运行 是 否 是
SDI 2 运行 是 否 是
SLS 8 运行 是 否 是
安全模拟监控 8 运行 模拟输入 否 否
SOS 2 运行 是 否 是
编码器控制监视器 2 运行 是 否 是
外部偏移设定 4 运行 是 否 是

如果切‑断应通过监控功能（如控制单元）在外部显示，则可以使用辅助输出来实现。若监控功能处于“OK（正常）”状态时输出端已置“1”，则按以下示例进行反馈时必须对该结果取反。

级联

若监控功能处于“OK（正常）”状态时输出端已置“1”，则按以下示例进行反馈时必须对该结果取反。对于支持级联的安全模块，可在不丢失一个系统循环周期的情况下，随后触发另一个安全模块。

对于不带级联的安全模块，必须增加1个周期的响应时间。

安全功能清单

外部设备监控（EDM）

外部开关触点监控

编号： 参见“安全模块概述”

功能： 通常需要额外的开关装置来实现触点扩展和功率扩展。这些开关装置通过安全控制器（SAF、SIO）的输出端触发。外部设备监控通过处理外部反馈回路实现“安全继电器”功能。对于符合 EN 954‑-1 类别 4 的应用，这些开关装置等需要进行功能监控。为进行功能监控，开关装置必须配备强制导向（正导向）辅助触点。

输入： 外部开关触点的激活信号

外部开关触点复位

复位功能： 最多可配置 6 路复位。

功能描述：

  • 外部开关触点状态的外部反馈信号测试。
  • 反馈信号状态必须在响应时间/释放时间内变化。
  • 若反馈信号存在故障，或其状态变化超过响应时间/释放时间，“Error”输出将置为“高”。

响应时间

用于测试外部开关触点的可变时间窗口（接通‑延时）。

Min{TEDM} = 16 ms（最小 EDM 时间窗口）

Max{TEDM} = 3000 ms（最大 EDM 时间窗口）

释放时间

用于测试开关触点的可变时间窗口（断开‑延时）。

Min{TEDM} = 16 ms（最小 EDM 时间窗口）

Max{TEDM} = 3000 ms（最大 EDM 时间窗口）

重置

选择复位

可编程逻辑控制器信号块 描述
赋能 外部设备监控激活信号
反馈 用于外部开关触点监测的回‑读反馈信号。
结果 输出端激活信号0：外部设备监控输出未激活1：外部设备监控输出已激活
错误 外部设备监控错误诊断0：外部设备监控正常1：外部设备监控检测到错误

逻辑表

控制 反馈 结果 错误
0 0 0 1
0 1 0 0
1 0 1 0
1 1 0 1
  • 外部设备监控的错误已存储，仅能通过复位功能进行重置。
  • 仅当反馈信号为“1”时才能重置。（未激活状态）
  • 一旦出现错误，无论反馈信号的状态如何，结果始终处于未激活状态。
  • 为检测交叉短路/交叉连接，安全监测模块相邻的反馈回路应具有不同的签名（脉冲1/脉冲2）。

SRX（X 轴安全参考）

编号： 参见“安全模块概述”

功能：通过 SRX（X 轴安全参考）功能，轴的位置可设置为确定值，因此，可以以物理位置为参考。

复位功能：可以使用 SRS 功能中的复位功能重置轴参考。

功能描述：

若要使用安全设备实现位置监控，在许多应用中需要通过偏移量将安全设备的内部位置与机器/系统的物理位置对齐。例如，在初始调试或更换编码器时会发生这种情况。通过SRX（X 轴安全参考）功能，可以将安全装置的内部位置调整至设备的物理位置，无需后续修改安全程序。

为此，必须移动至物理参考标记处（参考位置），然后执行安全参考。当启用SRX（X 轴安全参考）执行安全参考时，安全设备会基于当前编码器值计算偏移量，并将其内部位置调整到系统的物理位置。通过这种方式，安全设备在拆装后或更换编码器后可重新建立参考，而无需修改安全程序。因此，无需进一步验证。

成功完成参考后，可在已配置的测量长度（测量距离）范围内运动，且不受所用编码器系统及其当前位置影响。系统的当前位置长期存储在非易失性存储器中，并与计算出的偏移量共同用于检查参考状态。因此，在设备断电或电源故障后，绝对多圈编码器无需重新参考，但位置检查必须执行。为此，必须再次到达参考位置，并对安全转数计数器恢复进行评估。

若用正弦/余弦或旋转变压器编码器，SRX（X 轴安全参考）功能也可用于位置处理。然而，在这种情况下，必须在上电后并以 12–48 小时的固定间隔，通过转数计数器恢复来恢复参考状态。

警告：

  • 在执行安全回零操作前，请确保待调整的轴处于正确位置（参考点）。
  • 为确保调整成功并保持位置公差在较低水平，我们建议您仅在相关轴处于standstill状态时执行回零操作。
  • 您仅可在安全控制处于"RUN"状态时执行安全回零操作。
  • 使用SRX功能时，不得为相应的编码器系统配置任何额外偏移量。
  • 回零完成后，必须通过逻辑控制或选择相应的输入元件来阻止SRX功能的激活处理。

参数：

参数 描述 单位/范围
访问ID 此访问ID用于应用程序中功能元素的识别。 -
仅用于安全参考检查。 若勾选此项，SRX（X 轴安全参考）功能仅可用于检查安全参考状态。

已勾选

未勾选
参考位置 将待参考轴的位置设定到的物理位置（例如物理标记）。 [位置]
公差值 参考检查的公差值 [位置]
 
备注 应用程序相关注释的输入选项
名称 应用程序专用名称的输入选项

轴位置 用于指定待参考轴的输入信号。
执行 用于执行所选功能的边沿触发信号
安全参考检查[安全参考检查] 用于检查参考状态的功能选择器。
安全参考[安全参考] 用于执行安全参考的功能选择器。
安全转数计数器恢复[安全转数计数器恢复] 用于恢复参考的功能选择器
通过[通过] 输出信号，用于指示所选功能执行成功。
失败 输出信号，用于指示所选功能执行错误。

 

  信号
功能 执行 安全参考检查 安全参考 安全转数计数器恢复 通过 失败
未激活 0 - - - 0 0
检查参考关系 1 1 0 0 X !X
设置参考关系 1 0 1 0 X !X
恢复参考关系 1 0 0 1 X !X
无效 1 1 1 - 0 1
无效 1 1 - 1 0 1
无效 1 - 1 1 0 1

Safe-ref-check、Safe-ref 和 Safe-TC-rec 输入本质上用作功能选择器——高电平表示将要执行的功能。

当执行输入出现上升沿时执行所选功能。

执行时，只有一个功能选择器信号处于激活状态。

功能激活后设置输出状态，保持相应状态直到执行信号再次变为低电平

 

执行一次成功的安全参考

输入示例1 安全型多圈绝对编码器为旋转轴提供位置信息。安装编码器后，需要将系统建立参考到用户定义为参考位置的物理标记。为此，系统可以以较低的速度移动到物理标记，并执行安全参考操作。
输入示例 2

在生产站，滑动托架使用旋转绝对编码器和增量编码器作为位置处理系统。

由于绝对编码器需拆下维护，因此必须能够在维护后将安全设备的内部位置重新建立参考到物理标记，而无需更改安全程序。为此，需将系统移动至物理标记处到达参考位置，然后执行安全参考操作。

 

安全参考状态（SRS）

安全参考状态

编号： 参见“安全模块概述”

功能：

输入：

复位功能：在“Reset Reference（复位参考）”输入端施加上升沿，可复位轴的参考状态。

功能描述：

安全参考状态功能应被视为SRX（X 轴安全参考）的状态功能块，并通过相应的逻辑输出指示参考状态。此外，可通过在“复位参考”输入端施加上升沿来使用安全参考状态功能复位轴参考。

参数：

参数 描述
访问ID 此访问ID用于应用程序中功能元素的识别。
备注 应用程序相关注释的输入选项。
名称 应用程序专用名称的输入选项

 

轴位置 用于分配对应轴的输入信号
复位参考 用于复位轴参考的边沿触发信号。
未建立参考 该轴尚未建立参考：开机后编码器位置可信（系统未移动），但参考定位尚未执行。
已建立参考 该轴参考定位已完成。
转数计数器恢复失败 此轴不再被参考：通电后，检测到编码器位置存在偏差，因此参考定位功能已被停用。可通过安全转数计数器恢复来恢复参考状态。

 

安全紧急定位（SEL）

最大移动范围监控

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监测容许速度，此速度与运动上限或范围上限的相对距离有关。此功能可替代传统紧急限位开关。

输入： 来自编码器接口的标准位置信号 X。

复位功能： 超出规定的监控范围会被保存，并进行复位确认。可通过以下方式交替实现：

  • “输入元素”组中的复位功能
  • 主机板正面的功能按钮
  • F总线复位输入

仅当当前位置处于配置行程范围内时方可执行复位。

功能描述：

  • 根据位置信号X计算当前速度V。
  • 根据当前加速度和速度状态确定制动距离。

=> 周期性确定 stop_distanceact。=f（V，a），其中a表示加速度

  • 比较：Posact（当前位置）+ stop_distanceact.max
  • 比较：Posact（当前位置）- stop_distanceact.> target_posmin

计算基于速度剖面，该剖面可以是梯形或S形。对于梯形速度曲线，限制曲线由参数化的加速度产生，而对于S形速度曲线，计算中还包括加速度变化。

 

梯形速度曲线：

X1 = 最小位置

X2 = 最大位置

V0 = 当（X1 + BX）

F = 速度曲线类型（梯形或S形）

-梯形

BX = 制动/接近范围

-S型曲线

AM = 最大加速度

DA = 加速度类型

S型速度曲线

BX = 制动/接近范围

X1 = 最小位置

X2 = 最大位置

VZ = 散射时间S

AM = 最大加速度

UG/OG = 最大加速度范围

输出功能：

当前值

范围 高 低
XX > X2   X
X >= X1 和XV X  
X >= （X2 – BX） 和XV X  
X >= X1 和XV >=限制曲线   X
X >= （X2 – BX） 和XV >=限制曲线   X

限制曲线 = 由当前参数化设置推导出的速度曲线

图 177：SEL 监测的属性窗口

 

参数：

永久启用

若设置此选项，该监控功能无需连接输入端。该功能自设备启动起即处于有效状态。

 

曲线类型

- 线性

限制位置相关停止距离的线性计算方法

曲线类型=线性

- S 形/二次

限制位置相关停止距离的二次计算方法

 

曲线类型=S 形/二次

[曲线类型=二次曲线]

下限位置X1

下限位置

 

上限位置X2

上限位置

最大加速度

BX范围内的最大加速度值

S型斜坡时间

加速度上升沿时间 => 加速度从 0 增至最大加速度的时间

重置

选择复位

输入示例1：

在生产设备上，应在主主输入轴的特定位置允许进入工作面，以便进行手动操作或设置。在此位置，驱动器保持激活状态，仅监测其静止状态。工作面边界可变，应以安全相关‑方式进行电子监控，以替代机械安全限位开关。线性运动是需要主动监测的运动。绝对编码器与直线长度测量系统的主驱动轴相连。该驱动装置采用带集成电机反馈系统和中间齿轮的电动机工作。

  

1.限制位置

主驱动轴的基准零位位于上止点。下游机械随动量‑为 X1 = -5 mm。

下限位置设定在600毫米处，并留有5毫米的安全余量。

=> X2 = 605 毫米

 

2.速度选择类型

驱动调节器/位置调节器采用加速度斜坡控制（冲击限制/jerk 限制），使速度呈 S‑形斜坡变化，以尽量减少偏差和加工痕迹 => 选择 S‑形曲线。

 

3.极限值选择

其他极限值由工厂设定。

最大加速度 = 1000 毫米/秒²

最大加速度变化率 = 3000 毫米/秒³

安全限制位置

目标位置监控

数量： 参见“安全模块概述”

输入： 来自编码器接口的标准位置信号 X。

复位功能： 超出允许的监控范围会被保存（锁存），并需要复位确认。复位确认可通过以下方式交替执行：

  • “输入元素”组的复位功能。
  • 主机板正面的功能按钮
  • F总线复位输入

功能描述：

  • 根据位置信号X计算当前速度V。
  • 根据当前加速度和速度状态确定制动距离。

=> 周期性确定 Stop_DistanzAkt = f(V, a)，其中 a = 加速度

  • 比较：Posact + Stop_Distanceact
  • 比较：Posact（当前位置）- Stop_Distanceact＞Target_Pos
  • 方向‑相关的功能使能：CW = 计数递增‑，CCW = 计数递减‑

如果启用了该功能，则必须以编程方式自动确保顺时针和逆时针永远不会同时为“1”，否则会触发警报。

图 178：SLP 监测的属性窗口

位置公差的 示教功能仅在安全驱动单元设备上可用。

参数：

曲线类型

-线性

目标位置相关停车距离的线性计算方法。

BX =制动比/接近范围

X2-X0 = 测量长度，参见编码器配置

X1 = 目标位置

cw = 启用 cw 输入（Posact + stop_distanceact

ccw = 启用 ccw 输入（PosAkt - stop_distanceact > target_pos）

-S型曲线

目标位置相关停止距离的二次计算方法

曲线类型= S形[曲线类型=二次]

 

最大加速度

BX范围内的最大加速度值

最大加速度变化率

使用二次计算方法时BX中最大允许加速度变化值。

位置公差

最大允许与目标位置的位置偏差

重置

选择复位

通过示教功能保存目标位置

使用示教功能可以将目标位置保存到安全驱动单元设备中，无需后续手动设置。为此，需执行以下步骤：

  • 启用“示教”按钮后，“目标位置”输入框将变为“位置范围”输入框。同时，输入对话框会增加（展开）SOS 功能相关的设置项。
  • 仅可在轴处于静止状态，且 SOS 功能启用、SLP 功能禁用时，才可通过示教选项记录位置。
  • 位置记录需要两个信号：“设定”和“退出”。当示教选项启用时，这些信号会作为该功能模块的输入端显示出来。
  • Teach‑In（示教）模式会自动启用 SOS 功能并检查该功能的结果。SOS 功能未触发（未动作）是 Teach‑In（示教）循环处于有效状态的条件之一。
  • 只有当前位置处于确定的位置范围内时，才会记录该位置。
  • 成功记录的示教位置将显示在输入过程映像（区）中。
  • 示教位置会被安全存储——即使发生断电/电源中断也能保留。
  • 每次将配置下载到设备后，示教位置都会被复位。

“设置/退出”过程的时间特性：

此序列受时间‑监控，如果超过预期值，则会触发警报。

最大时间窗口为 3 秒！

位置公差

示教位置的公差值。

cw（enabled）= PosAct + Stop_distanceact＜目标_位置 + 位置公差

ccw（enabled）= PosAct - Stop_distanceact＜目标_位置 - 位置公差

若启用示教功能，监控范围将按位置公差值扩大。若未启用示教功能，位置公差值将为零。

对于“Setting（置位）”输入，必须使用按钮‑开关，或为该输入分配两个经 AND 逻辑相与的位置开关信号。在确定位置公差时，必须考虑行进方向上的最大允许位置。=>最大位置公差值=行进方向最大位置-示教位置。

SOS 对话框参数：参见SOS功能

SCA（安全凸轮）

通过速度监测/速度监控来监测位置范围。

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监控具有指定最小阈值和最大阈值的可参数化位置范围。在允许范围内额外监测速度。

输入： 通过编码器接口输入的标准化位置和速度信号 X 和 V。

复位功能： 违反规定的监控范围不会被保存。无需进行复位确认。

功能描述：

  • 当前位置与参数化范围阈值的比较。
  • 当前速度与参数化阈值的比较。
  • 永久启用该功能块

输出功能：

范围 高 低
XX > X2   X
X >= X1 和XV X  
X >= X1 和XV >= V0   X

范围可定义为重叠或嵌套。

 

图 179：SCA 监测的属性窗口

参数：

永久启用

若启用此选项，监控功能将无输入连接。此功能自设备启动时即处于激活状态。

下限位置X1

下限位置

上限位置X2

上限位置

速度阈值

设定位置范围内的最大允许速度

最大加速度

设定位置范围内的最大允许加速度

方向‑无关的释放（使能）

当前不支持

反向编码器计数方向：

当前不支持

正向编码器计数方向

当前不支持

速度方向的激活与释放

当前不支持

行程监控

当前不支持

输入示例：

在生产设备上，当主主输入轴处于特定位置时，应允许进入工作面以进行手动装料或手动设置。驱动器保持在此位置，仅监测静止状态。伸出行程（扩展行程）的限位是可变的，应以电子安全‑相关方式进行监控。线性运动为待监测的主动运动。作为直线行程测量系统，绝对编码器与主进给轴直接机械联接（直联）。主轴是安全扫描控制单元的参考轴。

1. 范围选择

应使用位置监测器监测主轴在上零点的位置。上零点同时也是进给轴长度测量装置的基准零点。一旦检测到该范围，就会解除一个保护装置的锁定状态。 

限制范围X1 = 上限位置 = 0毫米

限制范围X2 = 位置公差下限 = 2毫米

速度 = 保持位置允许的最大速度

加速度 = 保持位置允许的最大加速度 = 5毫米/秒

 

加速度安全限制（SLA）

监测驱动装置的最大加速度。

数量： 参见“安全模块概述”

下文中的加速是指速度提升过程，而非制动过程。

功能：

  • 驱动装置的加速度监测。
  • 基于当前速度与最大加速度计算预期速度值。
  • 通过可参数化的速度差（公差窗口）将当前速度与计算速度进行对比。

输入： 来自编码器接口的标准速度信号 V。

逻辑输入启用

输出： 用于指示安全限制加速度（SLA）功能状态的逻辑输出。

复位功能： 超出允许的监控范围会被保存，需要进行复位确认。复位确认可通过以下方式交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 主板机正面的功能按钮
  • 通过复位功能块的 F-Bus 输入

功能图示：

Vact = 实际速度

Vfc= 预测速度

Vdiff = 速度差

Vlimit= 速度差阈值

输出功能：

范围 高 低
vdiff ≤ vlimit 在允许范围内的加速 X  
vdiff > vlimit 超出最大加速度限制   X

图 180：SLA 监测的属性

参数：

永久启用

若设置此选项，该监控功能无需连接输入端。此功能自设备启动时即处于激活状态。

速度容差

实际速度与计算速度之间差异的最大容差阈值。

加速度监控

最大允许加速度

重置

选择复位

激活示例： 

 

SSX（安全停止1/2）

急停功能监控

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监控紧急停止功能

输入： 来自编码器接口的标准化速度信号 X。

复位功能： 超出允许的监控范围将被保存，需要进行复位确认。复位确认可通过以下方式交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 基本设备正面的功能按钮
  • F-Bus（现场总线）复位输入

如果此功能触发报警，在复位后，设备单元将在设备上或通过“报警重置”块的配置输入重置为正常状态。在复位前，受监控的外围设备必须达到一种运行状态，使该功能的“Enable（使能）”输入为 0。

功能描述

比较速度随时间的下降与参数化的监测极限曲线，监测受控紧急停止的过程。监控限值曲线由延迟时间、相对于限值曲线的最大速度偏差及其曲线特性组成，并由加速度及加速度变化率计算得到。监控激活后，将基于当前速度计算限值曲线的变化轨迹。

 曲线类型

-线性曲线类型

 

曲线类型=线性

BX=制动距离 / 接近距离

X1 / X2=斜坡函数序列时间

V0=斜坡函数起始速度

- S型速度曲线

（S‑形）

S型速度曲线展示了速度随时间的变化趋势，更准确地说，是速度随时间的变化过程。

最大加速度AM

BX区间内的最大加速度值

S‑平滑时间 VZ

平滑时间VZ指的是速度不呈线性变化的时段，更准确地说，是加速度从a=0变化到a=最大值或反向变化的过渡时段。

S 形速度曲线下的监控限值曲线

输出功能

范围 高 低
斜坡监测（第一输出）    
T Latency X  
T > TLatency 且V Limit curve X  
T > TLatency 且V > VLimit curve   X
SOS状态    
V Limit curve（如果 SSX 斜坡结束） X  
V > VLimit curve（如果 SSX 斜坡结束）   X

每个功能块都可以参数化为停止‑类别 1 或停止‑类别 2。在 停止‑类别 2 中，达到预期静止状态后，SOS 功能将自动启用。

图 181：SSX 监测的属性窗口

 

参数：

停止‑类别1

此选项可以按照EN 60604标准监控受控急停功能。根据标准定义，驱动装置停止后必须切断电流供应。通过将SSX功能初始值从“1”切换到“0”来实现电源隔离。

停止类别2 对于SAF模块（预设停止后的SOS）

此选项可按照EN 60604标准监控受控急停功能。斜坡监测结束后，驱动装置停止运行，无需断开电源（安全停止=停止）。因此，在SSX限制曲线失效后，输出值“状态斜坡监测”保持在“1”。

对于SAF模块，SS2显示如下，无需手动插入安全静止块。仅当轴同样支持位置功能时，位置处理功能方可激活。

曲线类型

- 直线型曲线类型

停止序列的直线型速度与恒定加速度曲线。

-S型曲线类型

停止序列的S型速度与直线型加速度曲线。

标准延迟时间

触发主动延时的延迟时间。

最大速度（速度阈值）

当前速度的容差值。若当前速度大于当前限制曲线+容差值，则切断能源供应。

最大加速度

决定停止曲线的增幅。

S-滑动时间

滑动时间表示曲线呈正弦形态的周期。加速度最大值之前和之后。

重置

选择复位

输入（示例）：

对于生产设备，需在主输入轴的特定位置处，确保操作人员可进入工作面执行手动输入或参数设定操作。驱动装置在该位置保持使能，仅对停机状态进行监控。工作面的界限可变，将以安全相关模式而不是机械安全限位开关进行电子监控。需进行电子监测的运动为直线运动。线性长度测量系统的主驱动轴与绝对编码器相连接。该驱动器与带有集成电机反馈系统和中间传动装置的电动机一起运行。

1.停机类别选择

为尽可能缩短机器停机时间和重启时间，必须按照DIN 60604-1（带控制停止，随后主动控制驱动至V=0）=>选择停机类别2标准使用停机类别。

2.速度选择类型

驱动调节器/位置调节器使用斜坡限制器（减震器）加速，从而产生S-滑动，以尽量减少偏差和程序。=> 选择 S-滑动。

3.极限值的选择

进行监测参数设置时，必须录入从急停触发到制动流程启动的最大不利延迟时长。制动过程必须采用标准控制进行。标准控制程序的时序延迟=周期时长*2=50毫秒

其他极限值取自设备设定值。

最大进给速度 = 300 毫米/秒²

最大加速度 = 1000 毫米/秒²

最大加速度变化率 = 3000 毫米/秒³

安全限制增量(SLI)

监测最大增量

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监测最大增量

输入： 来自编码器界面的标准位置信号/速度信号 V 和 X。左/右方向

复位功能： 超出允许的监测范围的情况会被记录，且需进行复位确认

复位确认可通过以下方式交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 主机板正面的功能按钮
  • 通过复位模块实现现场总线输入

一旦触发事件发生必须通过程序技术手段确保。否则，安全限制增量块无法再次复位。激活此功能时，必须通过程序技术手段确保顺时针和逆时针永远不会同时变为1。否则将触发警报。

功能描述：

  • 监测最大允许增量=点动模式下连续行驶的相对行程范围。
  • 根据位置信号/速度信号X计算当前旋转方向RX。
  • 运动开始后，确定相对行程距离。
  • 监测给定方向和最大给定行驶距离的观测。

若复位，块内的连接必须复位为“0”。否则无法复位此功能。如果此功能被激活，则输入信号不允许同时激活“顺时针”和“逆时针”。若同时激活，将触发警报。

范围 高 低
V方向标志=左 和相对行程距离 X  
V>=0 和方向标志=右 和相对行程距离 X  
V（方向标志=右 或相对行程距离>最大增量   X
V>0和（方向标志=左 或和相对行程距离>最大增量）   X

图 182：SLI 功能的属性窗口

参数：

增量

监测功能激活后的最大相对移动距离。

XI阈值

反向行程距离监测的容差阈值。

激活示例：

[轴]：1

输入示例：

在点动操作中，应安全监测生产装置给进系统的最大行程距离。根据风险分析，此行程距离不超过50毫米。应监测相反方向的错误行驶距离。

1.点动步距

监测相对行程距离（仅在增量编码器中可用）=>根据风险分析输入最大行程距离，公差=55mm。

2.行程距离监测

反向允许移动距离（= 驱动装置蠕动速度）=1 mm/s。

3.监控输入

此监控装置设有两个输入端口，用于指示方向。激活方向信号，监控功能将启动。

激活监控装置后，方向必须由明确的信号指示=>方向开关直接连接到安全扫描控制单元的标准输入=>选择I 01、I 02

注意：不能出现两个输入信号都为“1”的情况，否则会发出警报。

 

安全增量方向

方向识别

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监测给定的旋转方向/运动方向

输入： 来自编码器界面的标准位置信号/速度信号 X。左/右方向标志

复位功能： 超出允许的监测范围的情况会被记录，且需进行复位确认。复位确认可通过以下方式交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 主机板正面的功能按钮
  • 通过复位块实现现场总线输入。

注意：必须通过程序技术手段确保安全增量方向块的输入在触发时不会为1。否则，安全增量方向块将无法再复位。如果该功能被激活，则必须通过程序技术手段确保顺时针和逆时针不会同时变为1，否则会发出警报。

例如：

参见安全限制增量功能

功能描述

  • 监测给定旋转方向/给定运动方向。
  • 根据位置信号/速度信号X计算当前旋转方向RX。

输出功能：

范围 高 低
V方向标志=左 X  
V>=0和方向标志=右 X  
V方向标志=右   X
V>0和方向标志=左   X

 

图 183：SDI 功能的属性窗口

参数：

速度监测模式

逆向速度最大允许阈值

位置监控模式

反方向位置最大允许阈值

重置

选择复位

激活示例：

[轴]：1

输入示例：

对于生产设备，需针对特定手动工序的速度，监测其安全降额值；同时还需对停机方向及运动方向进行监测。需主动监测的运动为旋转运动。驱动装置由电动机、集成式电机反馈系统及中间传动机构共同构成并运行。

1.监测功能的输入

速度监测（仅增量编码器可用）。

=>速度

  1. 速度监控

与设备参数相反方向的允许速度（=驱动装置蠕动速度））=1 mm/s。

  1. 监控输入

监测模块设有两个输入信号，用于指示方向。激活方向信号，监控功能将启动。

注意：当两个输入信号均为“1”时，系统将判定为无效状态并触发报警。

安全模拟监控

模拟值监测

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 监测模拟阈值，使其达到可配置的最小值和最大值。

输入： 标准化模拟值

复位功能： 违反规定的监控范围不会被保存。无需进行复位确认。

功能描述：

输出功能：

范围 高 低
Uin > U最小 & Uin < U最大 X  
Uin <= U最小| Uin >= U最大   X

复位活动方式：

如果此功能在Uin>=U最大时触发，则只有当Uin<=U最大-滞后时，监测功能的结果才会复位。

如果此功能在Uin<=U最小时触发，则只有当Uin<=U最小+滞后时，监测功能的结果才会复位。

图1 ：SAC的属性

 

 

参数：

无条件启用

若启用此选项，监控功能将无输入连接。此功能自设备启动时即处于激活状态。

上限

模拟值上限

静音上限

上限监控功能停用

下限

模拟值下限

静音下限

下限监控停用

滞后值

上下限滞后值

若启用下限/上限静音功能，监控将失效。

SLS（安全限速控制）

最低速度监控

数量： 参见“安全模块概述”

功能：监控最低速度

输入：来自编码器界面的标准位置信号 X。

复位功能：超出允许的监测范围的情况会被记录，且需进行复位确认。复位确认可通过以下方式交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 主机板正面的功能按钮
  • 通过复位块实现现场总线输入

功能描述：

  • 驱动装置最高转速或最大速度监控。
  • 根据位置信号或根据数字速度信号X计算当前速度V。
  • 比较实际速度与参数化速度阈值。
  • 通过选定的SSX-斜坡监测速度从快到慢的变化。
  • 误差距离监控

输出功能：

范围 高 低
V X  
V >= V0   X

图 184：SLS 功能的属性窗口

 

参数：

永久启用

此监控功能始终处于激活状态且无输入连接器。

速度容差

激活速度监控

行程监控

当前不支持。

误差距离监控

当前不支持。

重置

选择复位

 

安全静止

静止状态监控

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 静止状态监测

输入： 标准化位置信号/标准化速度信号

复位功能： 超出允许的监测范围的情况会被记录，且需进行确认操作。复位确认可通过以下方式 交替执行：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 基础组正面的功能按钮
  • 通过复位块实现现场总线输入。

必须通过程序技术手段确保在触发事件的情况下安全静止块的输入不会为1。否则，无法复位输入。

功能描述：

  • 在当前位置对驱动装置进行静止监测，释放驱动装置，必要时启用位置控制器。
  • 根据当前位置信号或当前速度信号X计算当前速度V。
  • 比较当前速度与参数化监控窗口。

 

 

范围 高 低
X > ( X0 – DX ) 和X X  
X   X
X >= (X0 + DX )   X

图 185：SOS 功能的属性窗口

监测模式

确定从静止状态到最低速度阈值或到位置范围的监测模式。 

最大速度容差/最大位置容差。

启用SOS功能时的最小速度或与当前位置的允许相对偏差。

快速通道

当前不支持

加速度监控

主动 SOS 功能触发期间，速度监测的可选最大值。

重置

选择复位

输入示例1：

对于生产设备，特定手动工序的速度需按安全降额值进行监测。此外，还需监测停机状态与运行方向。需主动监测的运动为旋转运动。驱动装置为配备集成式电机反馈系统与中间齿轮的电动机。

1.类型选择

仅监测速度（例如，通过增量编码器）=> 速度监测。

  1. 速度监控

速度监测容许值的规范。

输入示例2：

对于生产设备，需在主输入轴的特定位置处，确保操作人员可进入工作面执行手动输入或参数设定操作。驱动装置在该位置保持使能，仅对停机状态进行监控。伸缩行程的限值可灵活调整，且需通过电子安全相关方式进行监测，而非采用机械安全限位开关监测。线性运动为待监测的主动运动。绝对值编码器与主驱动轴采用直接联锁连接方式。主驱动轴由配备集成式电机反馈系统及中间齿轮的电动机驱动。

  1. 类型选择

位置被监控（附近的绝对编码器）=>位置监控

  1. 位置监测

位置监测容许值规范

 

MPM（安全同步监测）

同步运行监控

数量： 参见“安全模块概述”

权限标识： 功能元素的标识

轴分配： 1 个主轴

2-12 从轴

功能： 同步监控

输入： 标准化来自编码器接口的位置信号

复位功能： 超出允许的监测范围的情况会被记录，且需进行确认操作。

可通过以下方式进行确认：

  • 输入元素组中的复位功能
  • 基础模块正面的功能按钮
  • 用于现场总线复位的元素

功能描述

监控可配置主轴与系统中可用轴的同步运动。标准化，确切来讲，应该是可比轴的单位不必相同。

轴之间的标准化在监控功能中进行。

图 186：多轴位置监测的属性窗口

 

主轴位置

轴与功能之间的选择（模式）。目前仅支持单轴此支持轴是用于与其他轴进行比较的引用轴。

轴数

比较轴数量1…12

永久

若启用，则此功能永久生效。

类型

选择模式：

  • 绝对：设置引用轴相对于比较轴的偏移量。
  • 增量：随功能激活程度增加，动态计算引用轴相对于比较轴的偏移量。

若采用增量模式，则不可启用“永久”选项。

输出

选择模式：

  • 单项：各轴比较结果作为组反馈。
  • 分轴：每个独立轴的比较结果。

重置

复位选择

x轴：

  • 分子

主轴位置配比的分子

  • 分母

主轴位置标准化的分母

  • 比率

分子/分母显示

  • 偏移量

仅适用于类型->绝对偏移量将添加至比较轴上

  • 公差

主控轴与比较轴对比的容差值

SWM安全工作面监控系统

工作面监控

数量： 参见“安全模块概述”

功能： 使用明确的对象监控工作面（3D）

输入： 3倍虚拟位置（3D）

复位功能： 超出允许监测范围的异常情况不会被留存记录，且会自行复位。

功能描述：

  • 使用预定义可配置对象监控虚拟轴的工作面。
  • 配置有效区域位于对象内部还是外部。
  • 不保存函数结果，当再次离开无效范围时会自动复位。

输出功能：

范围 内部 外部 高 低
X,Y,Z位于对象内部 X   X  
X,Y,Z位于对象内部 X     X
X,Y,Z位于对象内部   X   X
X,Y,Z位于对象内部   X X  

参数“类型”：

  • 平面
    • X轴平面
    • Y轴平面
    • Z轴平面

示例平面X

  • 箱体
    • 箱体（角点模式）
    • XY平面箱体（XY平面中心模式）
    • XZ平面箱体（XZ平面中心模式）
    • YZ平面箱体（YZ平面中心模式）

中心模式（此处为 XY 平面）
  • 基准平面：xy、xz、yz
  • 沿x轴方向的边长：A
  • 沿y轴的边长：B
  • 沿z轴的边长：C
 角点模式
  • 沿x轴方向的边长：A
  • 沿y轴的边长：B
  • 沿z轴的边长：C
  • 圆柱体
    • 圆柱体X轴
    • 圆柱体Y轴
    • 圆柱体Z轴

圆柱体Y轴示例定义

  • 球体
    • 球体

配置模式

  • 内部监控
  • 外部监控
最近修改: 2026-03-30