指定的安全功能

功能描述

利用 Inverter Enable 功能 (IE)，您可以使驱动器执行定义的安全停止。

此 Inverter Enable 功能涉及以下组件

• Lexium 62 Connection Module

• Lexium 62 Distribution Box

• Lexium 62 ILM 集成式伺服驱动器

根据相关标准，可以满足停止类别 0 (Safe Torque Off, STO) 和停止类别 1 (Safe Stop 1, SS1)。这两种类别的作用是，当 SS1 在预定义时间后达到此状态时，使电机转矩消失。根据危险和风险分析结果，可能必须选择额外的制动器来作为安全相关选项（比如，用于悬挂负荷）。

利用可选购的 Lexium 62 ILM 安全模块，还可以实现扩展安全功能，如结合 SLC100/200 FS 和相关软件 EcoStruxure Machine Expert - Safety 实现 Safety Limited Speed (SLS)（安全限速）。

指定的安全功能 Safe Torque Off (STO)

Inverter Enable 功能涉及 Lexium 62 Connection Module、Lexium 62 Distribution Box 和 Lexium 62 ILM，后文称为 Lexium 62 Drive System。

此功能通过 Lexium 62 Connection Module (2) 输入处的信号（对）来选择，此信号（对）被转发到 Lexium 62 Connection Module 网络的所有驱动器 (7)。不需要中断供电电压 (AC)。

下图显示了带急停开关的 Lexium 62 Drive System：

1 控制柜

2 接触器

3 Lexium 62 Connection Module

4 急停开关

5 安全相关开关设备（比如 Harmony XPSUAT1）

6 Lexium 62 ILM 集成式伺服驱动器

7 Lexium 62 Distribution Box

8 Logic Motion Controller

工作原理

Inverter Enable 功能可关闭电机转矩。它足以将功能输入设置为逻辑零。不需要中断电源。但不会监控静止状态。

定义的安全状态

Inverter Enable 与 IEC 61800-5-2:2016 所述的“Safe Torque Off (STO)”同步。在检测到错误时，自动进入这种无转矩状态，因此，此状态是驱动器的定义的安全状态。

运行模式

拥有 Inverter Enable 功能的安全相关电路用来最大程度降低电源接触器上的磨损。在停止或急停按钮已激活的情况下，不切断电源接触器。定义的安全停止通过取消输出级中光电耦合器的“InverterEnable”功能来实现。因此，PWM 信号无法控制功率级，从而就防止了驱动器启动（脉冲波形锁定）。

您可以使用 Inverter Enable 功能来实现停止类别 0 和 1 的控制功能“紧急情况下停止”(IEC 60204-1)。根据机器指令的要求，使用相应的外部安全相关电路来防止驱动器在停止后意外重启。

停止类别 0

处于停机类别 0 (Safe Torque Off, STO) 时，驱动器惯性滑行至停止（前提是无外力阻碍）。STO 安全相关功能旨在帮助避免意外启动，不会停止电机，因此类似于 IEC 60204-1 所述的非助力式停止。

在存在外部影响的情况下，惯性滑行至停止的时间取决于所用组件的物理特性（例如质量、转矩、摩擦等），此外，可能需要如机械制动等附加措施，以防出现危险。也就是说，当这种情况对您的员工或设备造成危险时，必须采取适当的措施（请参阅危险与风险分析）。

停止类别 1

对于停止类别 1 (Safe Stop 1, SS1)，您可以请求通过 Logic Motion Controller (LMC) 实现的受控停止。LMC 执行的受控停止与安全无关，也不受到监控，因此不会像在断电或检测到错误的情况下所定义的那样表现。定义安全状态下的最终关闭通过关闭“Inverter Enable”输入来实现。这必须使用带安全相关延迟功能的外部安全相关开关设备来实现（参见推荐应用方案）。

控制器对不影响安全功能的可检测错误的识别不受安全功能影响，从而避免了驱动器因电源接触器关闭而启动。接触器 K2 防止电源接触器打开。

执行屏蔽

如要执行屏蔽，请在应用程序内确定关闭的屏蔽响应时间，即，无 Inverter Enable 功能的时间。

如果鉴于机器的风险评估而需要确定响应时间，则必须考虑机器的总响应时间。也就是说，必须考虑从传感器到驱动轴或被驱动机械的与安全功能相关的部件。确定的响应时间必须与危险与风险分析的结果相符。

按照以下步骤禁用 Inverter Enable功能：

如果软件配置与 Lexium 62 ILM 的物理配置不匹配，则会触发诊断消息 8978 InverterEnableConfig invalid with Ext.diagnostic = x(HW)! =y(Cfg)。只要配置不正确，便会禁用驱动器。只有在设置的 InverterEnableConfig 与物理配置一致时，才会确认检测到的错误。通过禁用 Inverter Enable 功能，在无法通过技术手段为现有机器中的两个组使用两个 Lexium 62 Connection Module 的情况下，可以将 Lexium 62 Connection Module 上的驱动器划分为两组。

无 Inverter Enable 功能的轴通过电源接触器消除转矩并达到停止状态。

如果连接到 Lexium 62 Connection Module 的驱动器中只有部分驱动器要被置于定义的安全状态，则可以通过配置驱动器来实现这一操作。这对于（比如）维护操作可能有用。如果设置了 可选模块 DIS1，则会忽略 Inverter Enable 信号。

如要实现紧急停止，必须中断 Lexium 62 Power Supply 上的供电电压：

1 控制柜

2 急停开关

3 安全相关开关设备（比如 Harmony XPSUAT1）

4 接触器

5 开关：运行模式（正常/维护）

6 Lexium 62 Connection Module

7 Lexium 62 ILM 集成式伺服驱动器

8 Lexium 62 Distribution Box

9 Logic Motion Controller

扩展的安全相关功能 - 工作原理

安全概念基于一般性考量，即，所需的安全相关行进运动由控制器和驱动器执行。安全系统监控运动的正确执行，如未正确执行，安全系统便会启动所需的故障预置级别（比如，定义的安全状态）。

Safe Limited Speed (SLS) 的示例如下：

将光幕连接到安全相关数字量输入。一旦有人穿过光幕进入保护区域，便会通过 Sercos 总线向 Safety Logic Controller (SLC) 和 LMC 传送相应的信息。然后，LMC 便，比如通过使用减速并且然后缓慢运动，来启动适当的行进运动。在某个可调的延迟时间后，这种缓慢运动受到 Lexium 62 ILM Safety Module 监控。在超过某个可调的阈值（比如，高速度）时，进入所需的故障预置级别，比如，定义的安全状态。

安全相关功能 SLS 的应用：

扩展的安全相关功能 - 通过硬件输入执行 Inverter Enable

Lexium 62 ILM Safety Module 主要用于实现扩展的安全相关功能，但它仍可以使用 Lexium 62 Drive System Inverter Enable 功能的常用硬件输入来评估。只要需要使用此模块，设备便仍需要使用软件来配置和进行参数设置。如果模块采用硬接线方式连接，则可以通过此输入或 Sercos 总线来触发 Safe Torque Off (STO) 功能。Lexium 62 ILM Safety Module 可被配置为忽略硬件输入。在这种情况下，只有在通过 Sercos 总线发出请求后，才能够激活 Safe Torque Off (STO) 功能。否则，在不忽略硬件输入的情况下，两个请求（硬件输入和 Sercos 总线）都会被验证，并且如果其中至少一个请求处于激活状态，便会触发 Safe Torque Off (STO) 功能。缺省配置不会忽略硬件输入。

扩展的安全相关功能 - 定义的安全状态

设备的定义的安全状态有以下特点：

• 驱动器无转矩，这相当于 IEC 61800-5-2 所述的 Safe Torque Off (STO)。

• 驱动器不通过 Sercos 总线进行安全相关通讯。

检测到错误时，自动进入此状态。

安全情况的确认

Lexium 62 ILM 的 Inverter Enable 功能的安全情况通过安全标准中所列的标准来识别和定义。Lexium 62 ILM 系统的指定安全功能的安全情况适用于以下硬件代码，这些代码可用于审查 EcoStruxure Machine Expert 中的相应软件对象：

有关这方面的问题，请联系您的 Schneider Electric 代表。

接口和控制

Inverter Enable 功能通过 Lexium 62 Connection Module 的 InverterEnable 输入（引脚 1/引脚 2 的 IE_p1/IE_p2、引脚 3/引脚 4 的 IE_n1/IE_n2）的开关阈值来操作。

• 最长停机时间：500 µs（UIEX > 20 V 且动态控制时）

• 最大测试脉冲比：1 Hz

• STO 激活：-3 V ≤ U_IE ≤ 5 V

• 输出级激活：15 V ≤ U_IE ≤ 30 V

有关技术参数和电气连接的信息，请参阅章节技术参数。