安全继电器与功能安全

安全继电器与功能安全。

近年来，随着电气、电子和可编程电子系统复杂程度的提升和潜在风险的增加，越来越多控制设备因自身的故障而产生了许多不可预期的危害。因此，政府、客户和工厂愈加关注功能安全的要求。

同时，在智能制造和工业4.0大放异彩的今天，随着客户对设备、应用需求的提高，越来越多的设备制造商和终端用户开始从变频的控制模式转换到伺服控制技术。伺服控制也将迎来更大的市场应用前景。

如工业机器及机器人行业、能源、升降设备、家电行业等都在针对变频器、伺服驱动器等提出功能安全要求，要求其达到SIL1，SIL2或SIL3。

如电梯相关标准中要求，电动机应由符合SIL3 要求且具有符合EN 61800-5-2条款4.2.2.2的安全转矩关断功能（STO）的可调速电力驱动系统来停止。

预期未来，还会有更多的法规和标准，要求安全场所（环境中）使用的变频器，伺服电机驱动器等需要达到功能安全SIL要求。

销往海外欧洲的产品，根据欧盟新机械指令要求，对于安装在工业机器上的可调速类

控制设备，如果参与安全功能的相关控制，就需要满足IEC61800-5-2的标准要求，这已经由来已久。

★ 具有安全功能的变频器、伺服驱动优势所在 ↓

√ 大幅降低危害风险；

√ 由于控制功能一直在运行，一旦安全功能解除后，生产操作可以不受任何影响的继续进行，大幅提高了机器的可用性和生产效率；

√ 不再使用外部硬件设备及其线缆，如复杂的易磨损的机械部件，极大降低机器自身的硬件成本。

★ 变频器、伺服驱动有哪些安全功能要求 ↓

安全功能分很多种，有STO、SS1、SOS、SS2等，最基本的就是STO功能（即安全转矩关断）。

IEC61800-5-2全称为可调速的电气传动系统.第5-2部分: 功能安全要求

IEC61800-5-2定义了集成安全驱动器的停止安全功能，具体定义如下：

√ 安全力矩停止/STO（Safe Torque Off）

√ 安全停车1/SS1(Safety Stop1)

√ 安全停车2/SS2(Safety Stop2)

√ 安全操作停止 / SOS(safety operation stop)

IEC61800-5-2对安全监控功能也进行了相应的定义，如:

√ 加速度安全限制 / (SLA) Safely-limited acceleration

√ 步程安全限制 / (SLI) Safely-limited increment

√ 运动方向安全限制 / (SDI) Safe direction

√ 速度安全限制 / (SLS) Safely-limited speed

√ 力矩安全限制 / (SLT) Safely-limited torque

√ 位置安全限制 / (SLP) Safely-limited position

√ 电动机温度安全限制等 / (SMT) Safe motor temperature

注：IEC61800-5-2标准目前已经转化成为国标，标准号为GB/T 12668.5.2

★ 何谓STO（安全转矩关断）↓

安全转矩关断（STO）功能，是利用安全输入信号的回路（硬件）通过强制性地关闭伺服驱动器内部的功率晶体管的驱动信号而关闭电机电流，将电机的输出转矩进行关闭的安全功能。

STO对应的国际标准为IEC / EN 61800-5-2。

★ STO安全功能的目的是什么 ↓

1/ 遵守IEC / EN 60204-1类别0的非控制停止

2/ 旨在防止意外再启动

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