计算安全响应时间

概述

安全响应时间是指,从来自传感器或输入设备(如光幕或急停按钮)的信号到达安全相关 TM5/TM7 输入模块的输入通道,到停用信号到达安全相关 TM5/TM7 模块的输出通道,所间隔的时间,如下图所示:

为了计算安全响应时间 (SRT),系统将以下时间相加:

  • 安全相关输入模块中的处理时间(I/O 模块中的处理时间

  • 输入传输时间(从输入模块到 SLC 的总线传输)

  • SLC 中的处理时间

  • 输出传输时间(从 SLC 到输出模块的总线传输)

  • 安全相关输出模块中的处理时间(I/O 模块中的处理时间

如图所示,SRT 与 ISO 13849-1 所定义的安全相关功能的总响应时间(即,从安全相关功能的初始请求到机器/过程处于预定义状态所间隔的时长)不同。ISO 13849-1 所定义的安全相关功能的总响应时间包含连接到 I/O 模块的设备的响应时间,这样的设备比如是连接到输入模块输入通道的光幕以及连接到输出模块输出通道的接触器。

通常,机器的预定义安全状态是指被视为危险的机器功能的完全停止。这意味着,您尤其必须在风险评估和机器设计中考虑 ISO 13855 等所定义的总体停止性能。这种总体停止性能不仅包括从安全防护装置的致动(例如,启动急停按钮)到输出设备的输出信号达到停用状态(例如,接触器断电)之间所间隔的最长时间,而且还包括停止时间,即在输出设备达到停用状态(例如,电机已达到无转矩状态,但仍在惰转)后终止危险机器功能所需的最长时间。

因此,虽然 SRT 是总体停止性能的重要组成部分之一,并可助您确定(比如)安全相关传感器(如光幕)与操作区域之间的最小距离,但在确定安全相关应用程序所需的响应时间时,仍需要考虑未经 EcoStruxure Machine Expert - Safety 计算的其他因素。

注: 本文档中未提及的其他标准、法规和指令可能适用于确定停止性能、所需距离、以及决定机器/过程预定义安全状态的其他参数。按照所有适用标准、法规和指令来执行此类计算并设计机器。
 警告
安全相关功能不足和/或无效
  • 确认安全相关功能的总响应时间包括由 EcoStruxure Machine Expert - Safety 计算的安全响应时间中未考虑的所有时间和因素,包括但不限于:所连接的传感器/输入设备和输出设备/执行器的响应时间。
  • 在从请求安全相关功能到机器/过程达到风险评估所确定的预定义安全状态的间隔时间内,验证安全相关功能的响应时间。
  • 在机器/过程的调试或重新调试期间,通过对所有运行状态、机器/过程的预定义安全状态以及所有潜在错误情形执行综合测试,来确认所有安全相关功能和非安全相关功能都能够正确运行且有效。
未按说明操作可能导致人身伤亡或设备损坏等严重后果。
 警告
意外的设备操作
  • 将控制系统的操作员设备放置在机器旁边,或放置在您可以完全看到机器的位置。
  • 防止操作员命令未经授权访问。
未按说明操作可能导致人身伤亡或设备损坏等严重后果。

有关更多信息,请参阅 EcoStruxure Machine Expert - Safety - User Guide安全响应时间

前提条件

计算安全响应时间的前提条件:

I/O 模块中的处理时间

对于安全相关 Schneider Electric I/O 模块,必须考虑以下信号处理时间。

Schneider Electric 输入模块:

  • 切断滤波器的已配置的滤波值

  • 5000 µs(在配置外部时钟信号时)

  • TM5SAI4AFS(模拟电流测量)和 TM5STI4ATCFS(模拟温度测量)的 I/O 更新时间

  • 计数器 (TM5SDC1FS) 模块的模块处理时间(时基 + I/O 更新时间)

注: I/O 更新时间值取决于配置的输入滤波参数。模块处理时间取决于配置的时基。

Schneider Electric 输出模块:

  • TM5SDOxxxx 模块:最多 800 µs

  • TM5SDM4DTRFS:最多 50 ms(集成继电器)

  • TM7SDM12DTFS:最多 1 ms

计算安全相关响应时间

Machine Expert - Safety 中的操作:

步骤

操作

1

选择 Project > Response Time Calculator

2

您现在可以计算具体输入-输出信号路径的安全响应时间。为此,请在左侧列表 Input Modules 中选择要计算响应时间的输入模块,并且如果可以,请在中间的列表 List of Channels 中选择此模块的输入通道。

结果:为所选输入模块/通道设置的参数显示在下方的区域中。只要未选择模块,就不会显示任何参数。

3

在右侧列表 Output Modules/Drives 中,选择要计算响应时间的输出模块。

结果:对话框自动显示为所选路径计算的响应时间。记录这些值以供验证。

注: 在系统调试和运行期间,如有需要,必须优化安全响应时间。