安全功能：零速度、安全限速、安全方向简介本安全功能应用说明书介绍了如何对Compact GuardLogix@控制器和POINT Guard I/OM模块进行接线、配置和编程，从而将其连接到PowerFlexTM750安全速度监视选件(S1)模块，执行安全速度功能。必须要注意的是，安全速度模块才是执行本操作说明书中所述的零速度、安全限速和安全方向等安全功能的真正模块。只有在执行零速度和安全限速(SLS)安全功能时才需要用到GuardLogⅸ安全控制器。例如，转动SLS限速。注意，安全方向在安全速度模块中进行配置，且始终受到监视。GuardLogix控制器与安全方向安全功能之间没有任何联系。安全功能的执行单元为安全速度模块的嵌入式安全断开扭矩功能(STO)通道。如果PowerFlex755ST0输入断电，则由PowerFlex755变频器控制的电机将滑行停止。本例中使用Compact GuardLogix控制器，但对任何GuardLogixⅸ控制器都适用。本例中假定使用两个不同的增量式编码器；一个是845H,一个是845T,它们连接到PowerFlex750通用反馈选件模块，由安全速度模块进行监控。使用的控制器默认平均无危险故障时间(MTTFd)可达10年（根据ISO-13849)。使用DC Measures的SISTEMA库，可达到99%的诊断覆盖率。DC基于冗余（两个编码器）、多样性（两种编码器类型)、诊断（编码器信号交叉监和各编码器独立的电源。SISTEMA计算将在本文档后文中予以介绍，如果使用其他产品，则必须重新进行计算。罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向5安全功能的实现：风险评估经过风险评估将得出必需的性能等级，它指控制系统安全相关部件所能降低的风险量。风险降低过程中的部分环节将决定机器的安全功能。为便于介绍，本文档中假定所需的性能等级为Cat.3/PLd。开始：风险评估1S012100)1.识别安全功能2.指定每种功能的特性3.确定每种安全功能所需的PL(PL)结束：实现和PL评估安全功能PowerFlex750安全速度监视选件模块能够同时执行多种安全功能。本应用说明书中使用了下列功能：1.安全方向当将安全速度模块配置为监视安全方向时，如果电机试图朝着危险方向转动，将执行关机。2.安全限速请求安全限速后，如果电机超过预先设定的速度（最大安全速度），安全速度模块将执行关机。而在安全限速或以下运行时，门控制逻辑将设为“解锁”。您必须执行风险评估，以确定轴的最大安全速度。3.静止（零）速度配置安全停止时，一旦SS输入停用，安全速度模块将执行安全停止。静止速度用于声明运动已停止。如果检测到的速度小于或等于配置的静止速度，则说明系统处于静止状态。达到静止状态后，门控制逻辑设为“解锁”。静止位置容差用于定义在达到静止状态后，编码器单元中所容许的位置限值。在达到静止状态且门已解锁后，如果位置变动量超过静止位置容差中指定的量，将发生故障，且系统进入安全状态。罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向安全功能要求限制和监视电机速度，确保危险运动不超过预先确定的限值。创建安全速度限值时必须确保操作人员能够避免危险运动。监视电机方向可防止危险运动。系统监视零（静止）速度，确保防护门保持关闭和锁定，直到危险运动停止。此后，安全速度模块给防护锁通电，打开门锁。门打开后，将对系统进行监视，防止出现意外启动。门关闭后，在二次操作（按下启动按钮）执行前，危险运动和电机供电将不会继续。在下一条安全请求发出前，将检测到可调速变频器、门互锁开关、编码器、接线端子或安全控制器的故障。根据1S013849-1,安全功能满足Cat.3/PLd要求，根据ANSI B11.19提供可靠的控制操作。功能性安全描述在本例中，通过发出安全输入互锁命令来请求安全限速。在到达由用户配置的安全速度延时（本例中为3秒）后，PowerFlex750安全速度监视选件模块开始监视速度，确保不超过安全速度。如果电机速度低于配置的安全限速，将打开门锁，允许操作人员进入危险区域。如果打开门锁后电机速度超过安全速度，则安全速度模块释放安全断开扭矩功能(STO),电机滑行停止。如果发出紧急停止命令，则安全速度模块释放STO,电机滑行停止。达到零速度时，将打开门锁。TLS3GD2通道连接到PowerFlex750变频器中的安全速度模块。一个通道对是锁监视触点，另一个是门监视触点。门电磁阀也连接到安全速度模块。安全停止按钮、复位按钮和安全限速请求钥匙开关均连接到Point Guard输入模块。Point Guard输出模块的输出直接连接到安全速度模块的输入。这些硬接线信号包括安全停止、安全限速请求和复位信号。/O模块通过基于EtherNet/训P网络的ClP安全协议连接到安全控制器(SC1)。SC1中的安全代码使用预认证的安全指令Dual Channel Input Stop(双通道输入停止，DCS)监视紧急停止和SLS安全输入的状态。当所有安全输入互锁都已满足，未检测到故障且按下复位按钮后，被称为可配置冗余输出(CROUT)的第二个认证功能块将控制和监视PowerFlex750变频器安全停止信号的反馈。罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向7物料清单本应用使用了以下产品。目录号描述数量440G-T27181TLS3-GD2上电释放安全互锁开关800F复位按钮一金属材质，带护罩，蓝色，R,800FM-G611MX10金属闭锁安装式，1个常开触点(S),标准型2位钥匙开关：金属材质：保持型：右边拔除钥800FM-KM22XM02匙：2个常闭触点1800F不发光蘑菇形操作元件，扭动释放，40mm,圆形塑料(4/4XW13型，1P66)材质，红色，2个800FP-MT44PX02常闭触点800F图例铭牌，60mm圆形，英文：EMERGENCY STOP(紧急停机)，黄色，带有黑800F-15YE112色图例文本11768-ENBTCompact GuardLogix处理器，1768-L43S2.0MB标准内存，0.5MB安全内存1768-PA3电源，120/240VAC输入，3.5A/24VDC1769-ECR右侧端盖/终结器1734-AENT24V直流以太网适配器1734-TB带可拆卸EC螺丝端子的模块基座41734-B8SPOINT Guard安全输入模块1734-0B8SPOINT Guard安全输出模块11783-US05TStrati>ⅸ2000rw非管理型以太网交换机120G11RD2P1AAONNNNNPowerFlex750:480V:2.1A连续额定输出120-750-S1PowerFlex750安全速度监视选件模块120-750-UFB-1PowerFlex750通用反馈选件模块1用户指定845T/845H增量式编码器2罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向安装和接线关于安装和接线的详细信息，请参见封底其他资源中所列的出版物。系统概述PowerFlex750安全速度监视选件模块监视TLS3-GD2的两个门通道和两个锁通道。1734-B8S模块监视安全停止和安全限速请求钥匙开关。安全速度模块和1734-B8S模块都能为所有这些通道提供24V直流电源，从而动态地测试信号接线与24VDC是否短接以及通道与通道之间是否短接。如果发生故障，任一个通道或全部两个通道将设为LO,系统将以释放安全断开扭矩功能(STO)作为响应。只有清除故障并给输入循环上电后，系统才会复位。短接到0VDC(和脱线)将被安全速度模块和1734B8S模块输入视为开路，系统将以释放安全接触器作为响应。如果输入在差异时间之后仍不一致，则PowerFlex755变频器安全功能或控制器将报告故障。只有清除故障并给输入循环上电后，系统才会复位。门电磁阀由安全速度模块控制。从Guardlogix控制器看来，安全停止（零速度）是连接到安全速度模块安全停止输入(S12/S22)的一对安全输出。如果安全停止输入曾变为L0,则将发生关机，且电机将滑行停止。GuardLogix控制器使用安全速度模块上的一个级联SS输出(S34/S44)获取安全停止的反馈。如果反馈通道未处于正确状态，这些安全输出将无法重新启动。该反馈是可选的。由于冗余安全输出已通过脉冲测试，这使得它与将Ct.4光幕连接到SS输入（一种无需反馈实现Ct.4安全标准的结构）没有任何不同。从Guardlogi>ⅸ控制器看来，SLS安全功能设备是连接到安全速度模块SLS输入(S52/S62)的一对安全输出。如果SLS输入曾变为L0,则将向PowerF1ex755变频(S68/S78)获取SLS的反馈。如果反馈通道未处于正确状态，这些安全输出将无法重新启动。基于上文所述的相同原因，该反馈是可选的。系统具备单独的复位按钮，用于复位故障和安全输出。如果按下任何一个复位按钮，将从GuardLogi>ⅸ输出向安全速度模块的复位输入(S34)发送复位信号。在本例中，复位按钮和反馈电路都连接到1734B8S模块。功能性安全并无此要求。可将这些输入连接到标准输入模块。罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向9电气原理图24VDC安全复位故障复位未显示PowerFlex755变频器标准接线钥匙开关PowerFlex750安全速度监视选件(-S1)复位A23334687824V DC COMMON罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月10安全功能：零速度、安全限速、安全方向配置Compact GuardLogiⅸ控制器使用RSLogix"5000软件（版本17或更高版本）进行配置。您必须创建一个新项目，并添加/O模块。然后为/O模块配置正确的输入和输出类型。各步骤的详细描述不在本文档讨论之列。我们假定读者已了解RSL0gⅸ编程环境。配置控制器和添加/O模块按以下步骤操作：1.在RSL0gix5000软件中创建一个新项目。New ControllerVendor.Allen-BradleyType:OKRevision:18CancelHelpName:cGLXChassis TypeCreate InBrowse...2.在控制器项日管理器中，为1768总线添加1768-ENBT模块。TrendsNew Module...PasteCtrl+VPrint罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月安全功能：零速度、安全限速、安全方向113.选择1768-ENBT模块，然后单击OK(确定)。Select ModuleModuleDescriptionVendorAllen-Bradley1768-CNBR/AAllen-Bradley1768 10/100 Mbps Ether Bridge,Twisted-Par MediaAllen-Bradey由-MotionFind.OKCancel4.命名模块，输入其IP地址并单击OK(确定)。在本应用示例中，我们使用192.168.1.8。您的P地址可能与之不同。New ModuleTypeTwisted-Pair MediaVendor.Alen-BradleyParent:Name:ENBTIP AddressSlot:Cancel Help5.在控制器项目管理器中，右击1768-ENBT模块并选择New Module(新建模块)，添加1734-AENT适配器。New Module...PasteCtrl+VPrint罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月12安全功能：零速度、安全限速、安全方向6.选择1734-AENT适配器，然后单击OK(确定)。Select ModuleModuleVendor1734-AENTAlen-Bradley1734 Ethemet Adapter,2-Port,Twisted Pair MediaAlen-Bradley1738 Ethemet Adapter,Twisted-Pair MedaAlen-BradleyAlen-Bradley1756 10/100 Mbps Ether Bridge,Fber MediaAlen-Bradley1756 10/100 Mbps Ether Bridge,Twisted-Pair MediaAlen-Bradley1756-EN2TR1756 10/100 Mbps Ether Bridge,2-Port,Twisted-Pair ..Allen-Bradley,1756-N3TR1756 10/100 Mbps Ether Bridge,2-Port,Twisted-Pair ..Allen-Bradley1756 10/100 Mbps Ether Bridge,Twisted-Pair MediaAlen-Bradley1756-ENET/A1756 Ethemet Communication InterfaceAlen-BradleyAlen-Bradley1756-EWEB/A1756 10/100 Mbps Ether Bridge w/Enhanced Web Serv..Allen-BradleyFind.Add FavoriteBy CategoryBy VendorFavoritesOKCancelHelp7.命名模块，输入其P地址并单击OK(确定)。在本应用示例中，我们使用192.168.1.11。您的P地址可能与之不同。8.单击Change(更改)：Type:Alen-BradeyENBTAENTC Host Name:31OKCancel罗克韦尔自动化出版物SAFETY-AT027D-ZH-E-2013年3月