Ад двухканальнай праводкі да прыёмачных выпрабаванняў: увод у эксплуатацыю і праверка сістэм AGV Servo STO

Уводзіны: чаму ўвод у эксплуатацыю STO стаў крытычным для сучасных сістэм AGV

Паколькі аўтаматызаваныя кіраваныя транспартныя сродкі (AGV) і аўтаномныя мабільныя робаты (AMR) усё часцей разгортваюцца на заводах, складах і ў лагістычных цэнтрах, функцыянальная бяспека стала адным з найважнейшых фактараў падчас сістэмнай інтэграцыі. У адрозненне ад традыцыйных канвеерных сістэм, AGV працуюць у дынамічным асяроддзі, дзе людзі, машыны і мабільныя робаты працуюць у адной працоўнай прасторы.

Функцыя бяспечнага адключэння крутоўнага моманту (STO) у сервапрывадах AGV забяспечвае надзейны метад неадкладнага спынення генерацыі крутоўнага моманту рухавіка пры ўзнікненні бяспечнай падзеі, такой як актывацыя аварыйнага прыпынку, выяўленне сканера бяспекі, ахоўнае адкрыццё дзвярэй або ўмяшанне бяспечнага ПЛК.

Аднак простая ўстаноўка серварухавікоў з магчымасцю STO не гарантуе бяспечнай сістэмы AGV. Вытворцы OEM і сістэмныя інтэгратары павінны належным чынам распрацаваць архітэктуру бяспекі, завяршыць двухканальную праводку, наладзіць параметры, праверыць функцыі дыягностыкі і правесці прыёмачныя выпрабаванні ў адпаведнасці з патрабаваннямі бяспекі.

У гэтым артыкуле тлумачыцца поўны працэс уводу ў эксплуатацыю сервопривода AGV STO, які ахоплівае:

• Як падключыць двухканальныя схемы STO паміж ПЛК бяспекі і сервапрывадамі

• Як праверыць і праверыць функцыі STO падчас уводу ў эксплуатацыю AGV

• Неабходнае дыягнастычнае пакрыццё (DC) і значэнні MTTFd для ланцугоў бяспекі AGV

• Як архітэктура STO ўплывае на AGV з падвойным дыферэнцыяльным прывадам

• Як STO ўплывае на тармазны шлях у прылажэннях AGV з вялікай нагрузкай

1. Як падключыць двухканальныя схемы STO да сервапрывадаў AGV

Разуменне Двухканальная архітэктура STO ў сістэмах AGV

Сучасныя сервасістэмы AGV звычайна выкарыстоўваюць двухканальныя ўваходы STO для дасягнення больш высокіх узроўняў функцыянальнай бяспекі. Двухканальная канструкцыя азначае, што два незалежныя сігналы бяспекі павінны кантралявацца асобна.

Замест таго, каб спадзявацца на адзін сігнал аварыйнай прыпынку, кантролер бяспекі пастаянна правярае два незалежныя каналы:

• Канал STO 1 (STO1)

• Канал STO 2 (STO2)

Калі абодва канала перарываюцца, сервапрывад неадкладна адключае выхад крутоўнага моманту рухавіка.

Тыповая архітэктура бяспекі AGV ўключае:

Прылады бяспекі → ПЛК бяспекі → Уваходы STO → Сервапрывады → Рухавікі AGV

Агульныя прылады ўводу бяспекі ўключаюць:

• Кнопкі аварыйнага прыпынку

• Лазерныя сканеры бяспекі

• Ахоўныя бамперы

• Ахоўныя дзвярныя выключальнікі

• Светлавыя заслоны бяспекі

ПЛК бяспекі ацэньвае гэтыя сігналы і адпраўляе каманду бяспечнага адключэння на сервапрывады AGV.

Тыповы двухканальны метад праводкі STO

Для прымянення AGV праводка STO звычайна мае наступную структуру:

Падчас звычайнай працы:

• STO1 = ВКЛ

• STO2 = ВКЛ

• Сервапрывад забяспечвае выхад крутоўнага моманту

Падчас мерапрыемства па бяспецы:

• STO1 = ВЫКЛ

• STO2 = ВЫКЛ

• Серварапрывад адразу выдаляе генерацыю крутоўнага моманту

Сам рухавік не атрымлівае каманды тармажэння. Замест гэтага электроніка прывада блакуе ступень харчавання, прадухіляючы стварэнне электрычнага крутоўнага моманту.

Чаму вытворцы AGV аддаюць перавагу двухканальным STO

AGV часта працуюць вакол:

• Работнікі фабрыкі

• Аўтапагрузчыкі

• Аўтаматызаваныя вытворчыя лініі

• Рабатызаваных клеткі

• Высокакаштоўныя матэрыялы

Аднаканальная схема бяспекі мае некалькі абмежаванняў:

• Абрыў провада можа быць не выяўлены

• Няўдалы ахоўны кантакт можа застацца незаўважаным

• Дыягнастычныя магчымасці абмежаваныя

Двухканальны STO паляпшае:

1. Магчымасць выяўлення няспраўнасцяў

Сістэма можа вызначыць:

• Няспраўнасці абрыву ланцуга

• Кароткія замыканні

• Памылкі несупадзення каналаў

2. Цэласць бяспекі

Рэзерваваная архітэктура дапамагае вытворцам AGV дасягнуць больш высокіх узроўняў бяспекі, такіх як:

• PL d

• PL e

у залежнасці ад поўнай канструкцыі бяспекі.

3. Больш простая сертыфікацыя

Для вытворцаў OEM AGV стандартызаваная двухканальная архітэктура STO спрашчае адпаведнасць:

• ISO 13849-1

• IEC 61800-5-2

• IEC 62061

Індывідуальныя рухі серводвигателя Jkongmotor

Універсальны пастаўшчык рашэнняў з убудаваным серводвигателем пастаяннага току

2. Як праверыць і пацвердзіць функцыю STO падчас уводу AGV у эксплуатацыю

Чаму тэставанне STO мае вырашальнае значэнне падчас уводу ў эксплуатацыю AGV

Для вытворцаў AGV і AMR праверка бяспечнага адключэння крутоўнага моманту (STO) з'яўляецца адным з найбольш важных этапаў перад пастаўкай абсталявання і масавай вытворчасцю. Нягледзячы на ​​​​тое, што сервапрывады з убудаванымі функцыямі STO могуць хутка ліквідаваць крутоўны момант рухавіка падчас бяспечнай падзеі, увесь ланцужок бяспекі павінен быць правераны для забеспячэння надзейнай працы.

Поўны працэс уводу ў эксплуатацыю STO пацвярджае, што:

• Ахоўныя прылады правільна запускаюць адключэнне STO

• Логіка ПЛК бяспекі працуе, як задумана

• Сервапрывады правільна рэагуюць на каманды STO

• Абодва канала STO працуюць незалежна

• AGV не можа нечакана перазапусціць пасля бяспечнага прыпынку

• Прадукцыйнасць прыпынку адпавядае патрабаванням ацэнкі рызыкі

У адрозненне ад стандартнага тэсту рухальных функцый, тэставанне STO з'яўляецца працэсам праверкі функцыянальнай бяспекі . Гэта гарантуе, што AGV можа перайсці ў бяспечны стан, калі аператары, абсталяванне або навакольнае асяроддзе знаходзяцца пад пагрозай.

Працэс уводу ў эксплуатацыю AGV STO

Прафесійная працэдура праверкі AGV STO звычайна ўключае пяць асноўных этапаў:

1. Агляд электраправодкі

2. Праверка канфігурацыі сервапрывада STO

3. Тэставанне актывацыі функцыі бяспекі

4. Тэставанне імітацыяй няспраўнасці

5. Канчатковая дакументацыя аб прыёмцы

Кожны этап правярае іншую частку архітэктуры бяспекі.

1. Праверце праводку STO перад уключэннем

Перш чым праверыць функцыю STO, інжынеры павінны пераканацца, што двухканальная ахоўная правадка ўстаноўлена правільна.

Тыповая схема AGV STO ўключае:

Аварыйны прыпынак / Сканер бяспекі / ПЛК бяспекі → STO канал 1 і STO канал 2 → Сервапрывад → AGV Motor

Падчас агляду праводкі інжынеры павінны праверыць:

STO Channel Independence

Два канала STO павінны заставацца электрычна незалежнымі.

Прыклады няправільных падключэнняў:

• Злучэнне STO1 і STO2 разам

• Сумеснае выкарыстанне аднаго бяспечнага выхаду для абодвух каналаў

• Выкарыстанне стандартнага выхаду PLC замест выхаду з рэйтынгам бяспекі

Гэтыя памылкі могуць перашкодзіць сістэме дасягнуць неабходнага ўзроўню бяспекі.

Праверка цэласнасці праводкі

Перш чым падаць сілкаванне, праверце:

• Бесперапыннасць сігналу STO1

• Бесперапыннасць сігналу STO2

• Бяспечнае напружанне 24В

• Злучэнне зазямлення

• Стан блакіроўкі раздыма

Для AGV, якія працуюць у прамысловых умовах, інжынеры павінны таксама праверыць:

• Абарона кабеля

• Вібрастойкасць

• Абарона ад электрамагнітных перашкод

Няшчыльныя раздымы або пашкоджаныя кабелі з'яўляюцца агульнымі прычынамі збою STO падчас працы ў палявых умовах.

2. Пацвердзіце канфігурацыю сервапрывада STO

Пасля праверкі праводкі неабходна праверыць параметры сервопривода.

Сучасныя сервапрывады AGV звычайна забяспечваюць функцыі маніторынгу, звязаныя з STO, у тым ліку:

• Стан уводу STO

• Выяўленне памылак бяспекі

• Выяўленне несупадзення каналаў

• Прадухіленне перазапуску

Інжынеры павінны пацвердзіць:

Стан уводу STO

Калі AGV працуе ў звычайным рэжыме:

• Канал STO 1 = актыўны

• Канал STO 2 = Актыўны

Серварапрывад павінен забяспечваць выхад крутоўнага моманту рухавіка.

Калі спрацоўвае STO:

• Канал STO 1 = адключаны

• Канал STO 2 = адключаны

Прывад павінен неадкладна ліквідаваць генерацыю крутоўнага моманту.

Праверка параметраў бяспекі

У залежнасці ад вытворцы сервапрывада праверце:

• Налада ўключэння STO

• Палярнасць уваходу бяспекі

• Рэжым рэагавання на няспраўнасць

• Прадухіленне аўтаматычнага перазапуску

• Дыягнастычны выхад зваротнай сувязі

Няправільныя налады параметраў могуць прывесці да сітуацый, калі ўвод бяспекі змяняецца, але паводзіны рухавіка не адпавядаюць чаканням.

3. Выканайце праверку нармальнай працы перад тэставаннем STO

Тэставанне STO павінна пачынацца толькі пасля пацверджання нармальнай працы AGV.

Перад праверкай бяспекі праверце:

Кіраванне рухам

Праверце:

• Рух наперад

• Зваротны рух

• Такарная аперацыя

• Рэгуляванне хуткасці

• Дакладнасць пазіцыі

Для AGV з дыферэнцыяльным прывадам:

• Аперацыя левага рухавіка

• Правільная праца рухавіка

• Сінхранізацыя колаў

варта праверыць асобна.

Кадавальнік і сігналы зваротнай сувязі

Пацвердзіце:

• Кадавальнік сувязі

• Стабільнасць зваротнай сувязі па хуткасці

• Дакладнасць зваротнай сувязі

Хоць STO выдаляе выхад крутоўнага моманту, няправільная зваротная сувязь энкодэра можа паўплываць на логіку перазапуску і функцыі дыягностыкі.

4. Выканайце трыгерныя тэсты STO

Пасля пацверджання асноўнай працы інжынеры павінны правесці рэальныя тэсты актывацыі STO.

Тэст 1: Тэст кнопкі аварыйнага прыпынку

Працэдура:

1. Запусціце AGV на звычайнай працоўнай хуткасці

2. Націсніце кнопку аварыйнага прыпынку

3. Сачыце за адказам сервапрывада

Чаканы вынік:

• Safety PLC выдаляе сігналы STO

• Сервапрывад адключае выхад крутоўнага моманту

• Матор перастае выпрацоўваць рухаючую сілу

• Адлюстроўваецца статус STO

• AGV не можа перазапусціць аўтаматычна

Гэта правярае поўную ланцуг бяспекі аварыйнага спынення.

Тэст 2: Тэст трыгера сканера бяспекі

AGV звычайна выкарыстоўваюць лазерныя сканеры бяспекі для выяўлення перашкод і людзей.

Працэдура:

1. Эксплуатуйце АГВ ў аўтаматычным рэжыме

2. Увайдзіце ў зону выяўлення сканэра

3. Запусціце зону бяспекі

Чаканы вынік:

• ПЛК бяспекі прымае сігнал сканера

• Выхад STO змяняецца

• Сервапрывады пераходзяць у бяспечны стан

• Рух транспартных сродкаў спыняецца ў адпаведнасці з патрабаваннямі бяспекі

Гэты тэст асабліва важны для складскіх і фабрычных AGV, якія працуюць побач з рабочымі.

Тэст 3: Тэст ахоўных прылад

Для AGV, абсталяваных:

• Ахоўныя бамперы

• Ахоўныя дзверы

• Пераключальнікі доступу

правесці дадатковую праверку STO.

прыклад:

Пры націску на бампер бяспекі:

Чаканыя паводзіны:

• Рух AGV спыняецца

• Крутоўны момант сервопривода выдалены

• З'яўляецца ахоўная сігналізацыя

• Перазапуск патрабуе ручнога скіду

5. Выканайце тэсты мадэлявання няспраўнасці канала STO

Прафесійны прыёмачны тэст STO павінен не толькі праверыць нармальную актывацыю, але і праверыць выяўленне няспраўнасцяў.

Тэст на адмову канала 1 STO

Працэдура:

Адключыце або перапыніце канал STO 1.

Чаканы вынік:

Сістэма павінна:

• Выявіць несупадзенне каналаў

• Стварыць памылку бяспекі

• Прадухіліць рух AGV

Тэст на адмову канала 2 STO

Паўтарыце тую ж працэдуру для канала 2.

Чаканы вынік:

• Няспраўнасць выяўлена

• Сервапрывад застаецца адключаным

• Небяспечнага руху не адбываецца

Тэст на выяўленне кароткага замыкання

У выпадку неабходнасці праверце:

• Межканальное кароткае замыканне

• Кароткае замыканне канала-сілавання

• Умовы замыкання на зямлю

Сістэма бяспекі павінна вызначаць ненармальныя ўмовы і пераходзіць у бяспечны стан.

6. Праверце паводзіны STO пры перазапуску

Нечаканы перазапуск пасля выпуску STO з'яўляецца сур'ёзнай рызыкай для бяспекі.

Такім чынам, паводзіны перазапуску неабходна старанна праверыць.

Пасля актывацыі STO:

1. Зніміце засцерагальнік

2. Скіньце бяспечны ПЛК

3. Ўключыць сістэму кіравання AGV

4. Адправіць новую каманду руху

AGV павінен заставацца нерухомым, пакуль не будзе завершана поўная паслядоўнасць перазапуску.

Чаму аўтаматычны перазапуск небяспечны

Калі AGV аўтаматычна перазапускаецца пасля аднаўлення STO:

Магчымыя рызыкі ўключаюць:

• Нечаканы рух аўтамабіля

• Аператарская траўма

• Сутыкненне з абсталяваннем

• Матэрыяльны ўрон

Для большасці прамысловых прыкладанняў AGV патрабуецца ручной скід або кантраляваны перазапуск.

7. Вымерайце час водгуку STO і адлегласць прыпынку

Праверка STO не з'яўляецца поўнай без ацэнкі прадукцыйнасці прыпынку.

Калі STO актываваны:

Поўны працэс прыпынку ўключае:

1. Час выяўлення прылады бяспекі

2. Час апрацоўкі ПЛК бяспекі

3. Час перадачы сігналу STO

4. Час выдалення крутоўнага моманту сервапрывада

5. Механічны час прыпынку

Фактары, якія ўплываюць на адлегласць прыпынку AGV

Тармазны шлях залежыць ад:

• Агульная вага АГВ

• Вага карыснай нагрузкі

• Хуткасць руху

• Дыяметр колы

• Трэнне падлогі

• Стан напружання батарэі

• Час рэакцыі тармажэння

Для звышмоцных AGV STO часта спалучаецца з:

• Электрамагнітныя тормазы

• Механічныя стойкавыя тормазы

• Функцыі кіраванага запаволення

8. Правядзенне канчатковых прыёмачных выпрабаванняў STO і афармленне дакументацыі

Перад пастаўкай AGV вытворцы павінны стварыць поўную справаздачу праверкі STO.

Дакумент павінен уключаць:

Электрычная дакументацыя

• Схема падключэння STO

• Канфігурацыя ПЛК бяспекі

• Параметры бяспекі сервапрывада

Тэставыя запісы

• Вынікі тэсту на аварыйны прыпынак

• Вынікі тэсту трыгера сканера

• Вынікі праверкі няспраўнасці канала STO

• Перазапусціць вынікі праверкі

Інфармацыя па бяспецы

• Спецыфікацыі сервопривода STO

• Дадзеныя PFHd

• Значэнне MTTFd

• Інфармацыя аб ахопе дыягностыкі

Лепшыя практыкі для вытворцаў OEM AGV

Для павышэння надзейнасці STO падчас вытворчасці і эксплуатацыі ў палявых умовах:

Выкарыстоўвайце Серварухавікі з убудаванымі функцыямі STO

Інтэграваныя сервоприводы памяншаюць:

• Вонкавая праводка

• Складанасць шафы кіравання

• Час уводу ў эксплуатацыю

Яны асабліва падыходзяць для:

• Кампактныя AMR

• Складскія робаты

• Мабільныя інспекцыйныя робаты

• Прамысловыя АГВ

Уключыце тэставанне STO у кожны вытворчы цыкл

Для AGV масавай вытворчасці праверка STO павінна стаць часткай стандартнага завадскога прыёмачнага выпрабавання (FAT).

Рэкамендуемыя праверкі:

• Праверка ўводу STO

• Тэст на бяспеку сувязі

• Тэст на аварыйны прыпынак

• Тэст дыягностыкі няспраўнасцяў

Заключэнне

Тэставанне і праверка функцый STO падчас уводу ў эксплуатацыю AGV мае важнае значэнне для забеспячэння бяспечнай і надзейнай працы. Поўны працэс праверкі STO павінен ахопліваць праверку электрычнасці, канфігурацыю сервапрывада, тэставанне трыгера бяспекі, мадэляванне няспраўнасці, прадухіленне перазапуску і вымярэнне прыпыначнага шляху.

Для вытворцаў AGV і AMR правільна ўведзеныя ў эксплуатацыю сістэмы STO забяспечваюць:

• Больш высокая бяспека аператара

• Больш надзейная праца машыны

• Прасцей выконваць стандарты бяспекі

• Больш хуткае прыняцце кліентаў

Дзякуючы інтэграцыі тэсціравання STO у працоўны працэс уводу ў эксплуатацыю AGV, вытворцы OEM могуць пастаўляць больш бяспечныя аўтаномныя транспартныя сродкі з прадказальнымі і паўтаральнымі характарыстыкамі бяспекі.

3. Неабходнае дыягнастычнае пакрыццё (DC) і значэнні MTTFd для ланцугоў бяспекі AGV STO

Разуменне параметраў бяспекі ў праграмах AGV

Распрацоўваючы сістэмы бяспекі AGV, інжынеры часта ацэньваюць:

• Дыягнастычнае пакрыццё (DC)

• Сярэдні час да небяспечнай адмовы (MTTFd)

• Узровень прадукцыйнасці (PL)

• Узровень цэласнасці бяспекі (SIL)

Гэтыя параметры вызначаюць, ці можа схема бяспекі надзейна выяўляць небяспечныя збоі.

Патрабаванні да дыягнастычнага пакрыцця (DC).

Дыягнастычнае пакрыццё апісвае, наколькі эфектыўна сістэма бяспекі выяўляе збоі.

Тыповыя катэгорыі:

Для сістэм сервопривода AGV STO звычайна пераважней сярэдні або высокі дыягнастычны ахоп.

Прыклады дыягнастычных функцый ўключаюць:

• Маніторынг канала STO

• Міжканальнае параўнанне

• Водгук аб памылках

• Дыягностыка ПЛК бяспекі

Патрабаванні да MTTFd Сервосистемы AGV

MTTFd уяўляе сабой чаканы час да небяспечнага збою.

Для прыкладанняў AGV:

Больш высокія значэнні MTTFd паляпшаюць:

• Надзейнасць сістэмы

• Класіфікацыя бяспекі

• Інтэрвалы тэхнічнага абслугоўвання

Сервапрывады з убудаванымі функцыямі STO звычайна забяспечваюць даныя бяспекі, у тым ліку:

• Значэнне MTTFd

• Рэйтынг DC

• Значэнне PFHd

Вытворцы OEM AGV павінны запытваць гэтыя значэнні ў пастаўшчыкоў серводвигателей падчас выбару кампанентаў.

Як інтэграваныя серварухавікі дапамагаюць канструкцыі бяспекі AGV

Убудаваныя серварухавікі пастаяннага току і серварухавікі BLDC з функцыямі STO спрашчаюць архітэктуру бяспекі, спалучаючы:

• Матор

• Кадавальнік

• Сервакантролер

• Інтэрфейс бяспечнага ўводу

Перавагі ўключаюць:

• Зніжэнне складанасці праводкі

• Больш хуткі ўвод у эксплуатацыю

• Меншы шафа кіравання

• Больш простая сертыфікацыя

Для кампактных AGV і AMR рашэнні інтэграваных сервоприводов становяцца ўсё больш папулярнымі, таму што яны скарачаюць час інтэграцыі сістэмы.

4. Як архітэктура STO ўплывае на сінхранізацыю левага і правага колаў у AGV

Чаму архітэктура STO важная для AGV з дыферэнцыяльным прывадам

Большасць прамысловых AGV і AMR выкарыстоўваюць архітэктуру дыферэнцыяльнага прывада , дзе два незалежныя серварухавікі кіруюць левым і правым вядучымі коламі. Рэгулюючы розніцу хуткасцей паміж гэтымі двума рухавікамі, транспартны сродак можа рухацца наперад, назад, паварочвацца і круціцца на месцы.

Тыповы дыферэнцыяльны прывад AGV ўключае:

• Левы серводвигатель

• Правы серводвигатель

• Незалежныя сервоприводы

• Сістэмы зваротнай сувязі кадавальніка

• ПЛК бяспекі

• Уваходы бяспекі STO

Пры нармальнай працы абодва рухавіка працуюць разам праз алгарытмы кіравання рухам. Аднак, калі адбываецца падзея бяспекі, архітэктура STO вызначае, наколькі хутка і бяспечна абодва рухавіка пераходзяць у стан адключэння крутоўнага моманту.

Няправільна спраектаваная сістэма STO можа выклікаць нераўнамернае паводзіны колаў, што прывядзе да:

• Нечаканае паварот AGV

• Павялічаны тармазны шлях

• Нестабільнасць карыснай нагрузкі

• Зніжэнне паказчыкаў бяспекі

Такім чынам, канструкцыя STO павінна ўлічваць сінхранізацыю як левага, так і правага прывадаў.

Разуменне кіравання рухам дыферэнцыяльнага прывада AGV

Як левы і правы рухавікі кіруюць рухам AGV

Дыферэнцыяльны прывад AGV змяняе кірунак, кіруючы суадносінамі хуткасцей паміж двума коламі.

Прыклады:

Прамалінейны рух

Абодва рухавіка круцяцца з аднолькавай хуткасцю:

• Левы рухавік = 100 абаротаў у хвіліну

• Правы рухавік = 100 абаротаў у хвіліну

вынік:

• AGV рухаецца прама наперад

Паварот направа

Левае кола круціцца хутчэй:

• Левы рухавік = 120 абаротаў у хвіліну

• Правы рухавік = 80 абаротаў у хвіліну

вынік:

• AGV плаўна паварочвае направа

Кручэнне на месцы

Рухавікі круцяцца ў процілеглых кірунках:

• Левы рухавік = Наперад

• Правы рухавік = рэверс

вынік:

• AGV круціцца вакол сваёй цэнтральнай восі

Паколькі абодва рухавіка непасрэдна ўплываюць на ўстойлівасць аўтамабіля, функцыі бяспекі, такія як STO, павінны скаардынавана адключаць абедзве сістэмы прывада.

Як STO працуе ў двухматорных сістэмах AGV

Тыповая двухканальная архітэктура STO

Стандартная архітэктура бяспекі AGV выкарыстоўвае ПЛК бяспекі для кіравання абодвума сервапрывадамі.

Прыклад:

прылады бяспекі (E-Stop / сканер / бампер) ↓ ПЛК бяспекі ↓ STO канал 1 ───── левы сервапрывад └───── правы сервапрывад STO канал 2 ───── левы сервапрывад └───── правы сервапрывад ↓ левы рухавік + правы рухавік 

Калі адбываецца падзея бяспекі:

1. ПЛК бяспекі выяўляе небяспеку

2. Абодва канала STO перарываюцца

3. Левы сервопривод здымае крутоўны момант

4. Правы сервопривод здымае крутоўны момант

5. AGV пераходзіць у бяспечны стан

Мэта складаецца ў тым, каб пераканацца, што абодва колы перасталі ствараць рухаючую сілу амаль адначасова.

Чаму абодва колы павінны ўвайсці ў STO адначасова

1. Прадухіліце нечаканае паварот AGV

Калі толькі адзін рухавік пераходзіць у STO, а другі працягвае ствараць крутоўны момант, AGV можа нечакана павярнуцца.

прыклад:

Перад STO:

• Левы рухавік: 200 абаротаў у хвіліну

• Правы рухавік: 200 абаротаў у хвіліну

Падзея бяспекі адбываецца:

• Левы рухавік: STO актываваны

• Правы рухавік: усё яшчэ працуе на 200 абаротах у хвіліну

вынік:

• Правае кола працягвае штурхаць

• АГВ круціцца вакол спыненага кола

Гэта можа стварыць рызыку сутыкнення, асабліва ў вузкіх завадскіх праходах.

2. Захоўвайце ўстойлівасць аўтамабіля пры вялікіх нагрузках

Цяжкія АГВ часта перавозяць:

• Аўтамабільныя кампаненты

• Паддоны

• Сыравіна

• Прамысловае абсталяванне

Калі адно кола губляе крутоўны момант раней за другое:

Магчымыя наступствы:

• Пераключэнне нагрузкі

• Нераўнамернае тармазное высілак

• Адхіленне транспартнага сродку ад траекторыі

• Павялічаны тармазны шлях

Для AGV з высокай карыснай нагрузкай сінхранізаваны адказ STO асабліва важны.

3. Пазбягайце нераўнамернага механічнага ўздзеяння

Асіметрычнае выдаленне крутоўнага моманту можа стварыць дадатковую нагрузку на:

• Скрынкі перадач

• Колавыя муфты

• Прывадныя валы

• Механічныя рамы

Сінхранізаваная канструкцыя STO памяншае механічныя ўдары падчас аварыйных прыпынкаў.

Метады ўкаранення STO для левых і правых сервапрывадаў

Метад 1: агульнае двухканальнае кіраванне STO

Гэта найбольш распаўсюджаны падыход для прамысловых АГВ.

Абодва сервапрывада атрымліваюць аднолькавыя сігналы STO.

прыклад:

Перавагі:

• Простая праводка

• Лёгкая праверка бяспекі

• Паслядоўны час адключэння

Падыходзіць для:

• Складскія АГВ

• Завадскія транспартныя робаты

• У памяшканні AMR

Спосаб 2: Індывідуальны маніторынг STO

Для больш прадукцыйных AGV кожны маторны прывад можа мець незалежны кантроль бяспекі.

Прыклад:

ПЛК бяспекі ↓ Маніторынг левага STO → Левы сервапрывад Маніторынг правага STO → Правы сервапрывад 

Перавагі:

• Індывідуальная дыягностыка няспраўнасцяў

• Лепшы пошук непаладак

• Больш высокая дыягнастычная здольнасць

Падыходзіць для:

• Вялікагрузныя АГВ

• Вонкавыя мабільныя робаты

• Прыкладанні, важныя для бяспекі

Як час водгуку сервапрывада ўплывае на сінхранізацыю колаў

Нават калі абодва рухавіка атрымліваюць каманды STO адначасова, фактычны час выдалення крутоўнага моманту можа адрознівацца.

Фактары ўключаюць:

• Канструкцыя абсталявання сервапрывада

• Час унутранай апрацоўкі

• Затрымка сувязі

• Рухальная інэрцыя

• Стан нагрузкі

Напрыклад:

Адказ левага сервопривода STO:

• 5 мс

Адказ правага сервопривода STO:

• 8 мс

Розніца ў 3 мс можа здацца невялікай, але на высокіх хуткасцях AGV гэта можа паўплываць на паводзіны пры прыпынку.

Лепшыя практыкі для паляпшэння сінхранізацыі STO

1. Выкарыстоўвайце адпаведныя серварухавікі і прывады

Для AGV з дыферэнцыяльным прывадам выбар аднолькавых сервасістэм дапамагае падтрымліваць:

• Падобны час водгуку

• Падобныя характарыстыкі крутоўнага моманту

• Паслядоўная дыягностыка

Прыклады:

• Тая ж маторная серыя

• Той жа тып кодэра

• Той жа серварапрывад з рэйтынгам STO

2. Выкарыстоўвайце STO на аснове абсталявання замест стандартнай сувязі

Нягледзячы на ​​тое, што некаторыя AGV выкарыстоўваюць функцыі бяспекі на аснове сувязі, апаратныя ўваходы STO часта аддаюць перавагу функцыям бяспекі ў надзвычайных сітуацыях.

Перавагі:

• Больш хуткі адказ

• Незалежны ад сувязі праграмнага забеспячэння

• Больш простая праверка бяспекі

3. Сінхранізуйце кіраванне тармазамі з STO

Для цяжкіх AGV адзін толькі STO можа не забяспечыць дастатковай сілы спынення.

Агульная стратэгія бяспекі:

Звычайны прыпынак:

→ Сервакіраванае запаволенне

Аварыйны прыпынак:

→ Зняцце крутоўнага моманту сервопривода + актывацыя механічнага тормазу

Тармазная сістэма павінна працаваць паслядоўна на абодвух колах.

4. Праверце прадукцыйнасць левага і правага прыпынку

Падчас уводу ў эксплуатацыю інжынеры павінны вымераць:

• Час запуску STO

• Час прыпынку левага кола

• Час прыпынку правага кола

• Тармазны шлях транспартнага сродку

• Адхіленне напрамку руху аўтамабіля

AGV павінен спыніцца без:

• Празмернае кручэнне

• Бакавы занос

• Нестабільнасць нагрузкі

Стандарты бяспекі STO і AGV

Распрацоўваючы сістэмы STO, вытворцы AGV звычайна ўлічваюць:

IEC 61800-5-2

Вызначае звязаныя з бяспекай функцыі для прывадаў з рэгуляванай хуткасцю, у тым ліку:

• Бяспечнае адключэнне крутоўнага моманту (STO)

• Функцыі бяспечнай прыпынку

ISO 13849-1

Выкарыстоўваецца для ацэнкі:

• Узровень прадукцыйнасці (PL)

• Надзейнасць схемы бяспекі

• Дыягнастычнае пакрыццё

IEC 62061

Забяспечвае патрабаванні да бяспекі жыццёвага цыкла сістэм кіравання машынамі.

Асаблівыя меркаванні для звышмоцных AGV з дыферэнцыяльным прывадам

Для AGV, якія перавозяць вялікую карысную нагрузку, варта ацаніць дадатковыя каэфіцыенты бяспекі.

Высокія інэрцыйныя нагрузкі

Цяжкія грузы працягваюць рухацца пасля зняцця крутоўнага моманту.

Разгледзім:

• Тармазны момант

• Трэнне колаў

• Стан падлогі

• Абмежаванне хуткасці

Нахільная аперацыя

АГВ, якія працуюць на схілах, патрабуюць дадатковай увагі.

Без належнага тармажэння:

• Аўтамабіль можа пакаціцца назад

• Устойлівасць нагрузкі можа знізіцца

Рэкамендуемыя рашэнні:

• Серварухавікі з электрамагнітнымі тормазамі

• STO ў спалучэнні з механічнымі тармазамі

Вонкавае прымяненне AGV

AGV на адкрытым паветры можа адчуваць:

• Няроўныя паверхні

• Перапады тэмпературы

• Ўздзеянне вады і пылу

Рэкамендуемыя характарыстыкі рухавіка:

• Абарона IP65/IP67

• Высокая вібрастойкасць

• Стабільная праца STO ў суровых умовах

Заключэнне

Архітэктура STO непасрэдна ўплывае на бяспеку і стабільнасць сінхранізацыі левага і правага колаў у AGV з дыферэнцыяльным прывадам. Паколькі абодва колы вызначаюць рух і кірунак транспартнага сродку, абодва сервапрывады павінны надзейна і адначасова ўвайсці ў стан STO.

Добра прадуманая сістэма AGV STO павінна забяспечваць:

• Двухканальны кантроль бяспекі

• Сінхранізаванае выдаленне крутоўнага моманту

• Надзейнае выяўленне памылак

• Кантраляваныя паводзіны перазапуску

• Правераная прадукцыйнасць прыпынку

Для вытворцаў AGV і AMR выбар серварухавікоў з убудаванай функцыяй STO спрашчае канструкцыю бяспекі, адначасова паляпшаючы надзейнасць сістэмы, эфектыўнасць уводу ў эксплуатацыю і адпаведнасць міжнародным патрабаванням функцыянальнай бяспекі.

5. Як STO ўплывае на адлегласць слізгацення звышмоцных AGV пасля выдалення крутоўнага моманту

STO не азначае неадкладную механічную прыпынак

Распаўсюджанае непаразуменне заключаецца ў тым, што STO імгненна спыняе AGV.

На самай справе:

STO выдаляе генерацыю крутоўнага моманту рухавіка.

AGV можа працягваць рух з-за:

• Інэрцыя аўтамабіля

• Вага карыснай нагрузкі

• Трэнне падлогі

• Дыяметр колы

• хуткасць

• Кут нахілу

Гэты астатні рух называецца адлегласцю слізгацення.

Фактары, якія ўплываюць на адлегласць слізгацення AGV пасля STO

1. Агульная маса транспартнага сродку

Больш цяжкі AGV патрабуе большага тармазнога шляху.

прыклад:

500 кг AGV з грузам 1000 кг мае значна большую інэрцыю, чым незагружаны аўтамабіль.

2. Хуткасць перамяшчэння

Тармазны шлях павялічваецца прыблізна з квадратам хуткасці.

Больш высокая хуткасць патрабуе:

• Большая бяспечная адлегласць

• Больш ранняе выяўленне сканэра

3. Умовы колаў і падлогі

Фактары ўключаюць:

• Матэрыял шыны

• Чысціня падлогі

• Каэфіцыент павярхоўнага трэння

Мокрыя або пыльныя падлогі павялічваюць адлегласць слізгацення.

4. Час спрацоўвання механічнага тормазу

Для звышмоцных АГВ:

STO часта спалучаецца з:

• Спружынныя тармазы

• Электрамагнітныя тормазы

Затрымка тармажэння непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць прыпынку.

Як інжынеры AGV правяраюць тармазны шлях STO

Падчас прыёмачных выпрабаванняў:

Мера:

1. Хуткасць бегу AGV

2. Становішча курка STO

3. Час выдалення крутоўнага моманту рухавіка

4. Канчатковае прыпыначнае становішча

Вымераная адлегласць павінна адпавядаць патрабаванням бяспекі, вызначаным:

• Ацэнка рызыкі

• Канфігурацыя сканера бяспекі

• Аперацыйнае асяроддзе AGV

Дадатковыя меркаванні для прыняцця сістэмы AGV STO

Праверка канфігурацыі праграмнага забеспячэння

Перад пастаўкай інжынеры павінны праверыць:

• Параметры STO

• Прашыўка сервопривода

• Логіка ПЛК бяспекі

• Статус сувязі

• Стратэгія ліквідацыі памылак

Тэставанне экалагічнай надзейнасці

АГВ часта працуюць бесперапынна.

Сістэмы STO павінны быць правераны ў:

• Максімальная грузападымальнасць

• Максімальная хуткасць

• Змена тэмпературы

• Працяглыя цыклы працы

Дакументацыя, неабходная для пастаўкі OEM

Прафесійны пакет прыняцця AGV STO павінен уключаць:

• Электрычная схема

• Схема падключэння STO

• Справаздача аб праверцы бяспекі

• Тэставыя запісы

• Дадзеныя аб бяспецы сервапрывада

• Дакументы па ацэнцы рызыкі

Выснова: будынак надзейны Сістэмы AGV Servo STO ад праводкі да праверкі

Надзейная сістэма бяспекі AGV патрабуе значна большага, чым выбар серварухавікоў з функцыяй STO. Поўны працэс уключае правільную двухканальную праводку, інтэграцыю бяспечнага ПЛК, функцыянальнае тэсціраванне, дыягнастычную праверку і валідацыю прыпыначнага шляху.

Для вытворцаў AGV і AMR серварухавікі з убудаванымі функцыямі STO забяспечваюць значныя перавагі:

• Спрошчаная архітэктура бяспекі

• Паменшаная праводка

• Больш хуткі ўвод у эксплуатацыю

• Больш высокая надзейнасць

• Больш лёгкае адпаведнасць міжнародным стандартам бяспекі

Прытрымліваючыся структураванага працэсу ўводу ў эксплуатацыю і прыёмкі STO, вытворцы OEM могуць ствараць больш бяспечныя AGV з прадказальнымі паводзінамі пры прыпынку і доўгатэрміновай эксплуатацыйнай надзейнасцю.

Часта задаюць пытанні па тэсціраванні і праверцы AGV Servo STO

FAQ 1: Што такое тэставанне STO ў сервосистемах AGV?

адказ:

Тэставанне STO ў сервасістэмах AGV - гэта працэс праверкі правільнасці працы функцыі бяспечнага адключэння крутоўнага моманту пры ўзнікненні падзеі бяспекі. Гэта пацвярджае, што сервапрывад можа бяспечна здымаць крутоўны момант рухавіка пасля атрымання сігналаў ад прылад бяспекі, такіх як аварыйныя прыпынкі, сканеры бяспекі і ПЛК бяспекі.

Падчас уводу ў эксплуатацыю інжынеры правяраюць праводку STO, рэакцыю прывада, выяўленне няспраўнасцяў, прадухіленне перазапуску і працу прыпынку, каб пераканацца, што AGV працуе бяспечна.

FAQ 2: Чаму праверка STO важная падчас уводу AGV у эксплуатацыю?

адказ:

Праверка STO важная, таму што ўстаноўка серварухавіка з падтрымкай STO не гарантуе аўтаматычна бяспечную сістэму AGV. Поўны ланцужок бяспекі павінен быць правераны, уключаючы датчыкі бяспекі, логіку ПЛК, уваходы STO, сервапрывады і адказ рухавіка.

Належная праверка STO дапамагае прадухіліць:

• Нечаканы рух AGV

• Няспраўнасці ланцуга бяспекі

• Няправільныя паводзіны пры экстранай прыпынку

• Праблемы з сертыфікацыяй падчас прыняцця заказчыка

FAQ 3: Як праверыць двухканальныя ўваходы STO на сервапрывадзе AGV?

адказ:

Двухканальнае тэсціраванне STO патрабуе незалежнай праверкі ўваходаў STO1 і STO2.

Звычайная працэдура тэставання ўключае:

1. Праверце праводку STO1 і STO2

2. Уключыце экстранную прыпынак або сканер бяспекі

3. Пераканайцеся, што абодва каналы STO перайшлі ў бяспечны стан

4. Праверце зваротную сувязь аб стане STO сервапрывада

5. Пераканайцеся, што рухавік не можа ствараць крутоўны момант

Інжынеры таксама павінны адключыць кожны канал STO асобна, каб пацвердзіць магчымасць выяўлення няспраўнасцяў.

FAQ 4: Што адбываецца, калі STO актывуецца на серварухавіку AGV?

адказ:

Калі STO актываваны, сервапрывад неадкладна адключае ступень харчавання, не даючы рухавіку ствараць крутоўны момант.

Матор AGV будзе:

• Спыніць генерацыю рухаючай сілы

• Увядзіце бяспечны стан крутоўнага моманту

• Паведаміць пра стан STO або памылку бяспекі

Аднак STO не тармозіць транспартны сродак актыўна. AGV можа працягваць рух з-за інэрцыі, вагі карыснай нагрузкі і стану падлогі.

FAQ 5: Як STO ўплывае на сінхранізацыю левага і правага колаў у AGV з дыферэнцыяльным прывадам?

адказ:

Для AGV з дыферэнцыяльным прывадам і левы, і правы серварухавікі павінны атрымліваць каманды STO адначасова.

Калі адно кола ўваходзіць у STO раней за другое:

• AGV можа нечакана павярнуцца

• Устойлівасць аўтамабіля можа знізіцца

• Могуць зрушвацца цяжкія грузы

• Тармазны шлях можа павялічыцца

Сінхранізаваная двухканальная архітэктура STO гарантуе, што абодва прывадныя рухавікі здымаюць крутоўны момант амаль адначасова.

FAQ 6: Ці можа AGV аўтаматычна перазапускацца пасля выпуску STO?

адказ:

Як правіла, AGV не павінны аўтаматычна перазапускацца пасля актывацыі STO.

Бяспечная паслядоўнасць перазапуску звычайна патрабуе:

1. Зніміце засцерагальнік

2. Скіньце бяспечны ПЛК

3. Ўключыць сістэму кіравання AGV

4. Адправіць новую каманду руху

Прадухіленне аўтаматычнага перазапуску зніжае рызыку нечаканага руху аўтамабіля побач з аператарамі.

FAQ 7: Якія тэсты павінны быць уключаны ў прыёмачны тэст AGV STO?

адказ:

Поўны прыёмачны тэст AGV STO павінен уключаць:

• Тэст на аварыйны прыпынак

• Тэст актывацыі сканера бяспекі

• Тэст адмовы канала STO

• Перазапусціць прафілактычны тэст

• Тэст дыягностыкі няспраўнасцей сервапрывада

• Вымярэнне тармазнога шляху

Гэтыя выпрабаванні правяраюць, што сістэма бяспекі AGV адпавядае праектным патрабаванням перад пастаўкай.

FAQ 8: Ці неадкладна спыняе STO AGV?

адказ:

Не. STO выдаляе крутоўны момант рухавіка, але фізічна не спыняе аўтамабіль імгненна.

Фактычны тармазны шлях залежыць ад:

• Вага АГВ

• Маса карыснай нагрузкі

• Хуткасць руху

• Трэнне колаў

• Час рэакцыі тармажэння

• Умовы падлогі

Для звышмоцных AGV STO часта спалучаецца з механічнымі тармазамі або функцыямі кіраванага запаволення.

FAQ 9: Якія параметры бяспекі трэба праверыць для сістэм AGV STO?

адказ:

Важныя параметры бяспекі ўключаюць:

• Дыягнастычнае пакрыццё (DC)

• Сярэдні час да небяспечнай адмовы (MTTFd)

• Верагоднасць небяспечнага збою ў гадзіну (PFHd)

• Узровень прадукцыйнасці (PL)

• Узровень цэласнасці бяспекі (SIL)

Гэтыя значэнні дапамагаюць вызначыць, ці адпавядае сістэма бяспекі AGV патрабаванням функцыянальнай бяспекі.

FAQ 10: Чаму выбіраюць вытворцы AGV серводвигатели з убудаванымі функцыямі STO?

адказ:

Убудаваныя серварухавікі STO спрашчаюць канструкцыю бяспекі AGV, аб'ядноўваючы функцыі кіравання рухавіком і бяспекі ў адным кампактным рашэнні.

Перавагі ўключаюць:

• Зніжэнне складанасці праводкі

• Меншыя шафы кіравання

• Больш хуткі ўвод у эксплуатацыю

• Больш простая праверка бяспекі

• Палепшаная надзейнасць сістэмы

Яны шырока выкарыстоўваюцца ў:

• АГВ

• АМР

• Складскія робаты

• Разумныя сістэмы аўтаматызацыі завода