No divkanālu elektroinstalācijas līdz pieņemšanas pārbaudei: AGV servo STO sistēmu nodošana ekspluatācijā un apstiprināšana

Ievads: Kāpēc STO nodošana ekspluatācijā ir kļuvusi par būtisku mūsdienu AGV sistēmām

Tā kā rūpnīcās, noliktavās un loģistikas centros arvien vairāk tiek izmantoti automatizēti vadāmi transportlīdzekļi (AGV) un autonomie mobilie roboti (AMR), funkcionālā drošība ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem faktoriem sistēmas integrācijas laikā. Atšķirībā no tradicionālajām konveijeru sistēmām, AGV darbojas dinamiskā vidē, kur cilvēki, mašīnas un mobilie roboti izmanto vienu un to pašu darbvietu.

Droša griezes momenta izslēgšanas (STO) funkcija AGV servo piedziņās nodrošina uzticamu metodi, lai nekavējoties apturētu motora griezes momenta ģenerēšanu, ja notiek drošības notikums, piemēram, avārijas apturēšanas aktivizēšana, drošības skenera noteikšana, aizsargdurvju atvēršana vai drošības PLC iejaukšanās.

Tomēr vienkārša servomotoru ar STO iespēju uzstādīšana negarantē drošu AGV sistēmu. OEM ražotājiem un sistēmu integratoriem ir pareizi jāprojektē drošības arhitektūra, jāpabeidz divu kanālu elektroinstalācija, jākonfigurē parametri, jāpārbauda diagnostikas funkcijas un jāveic pieņemšanas pārbaude saskaņā ar drošības prasībām.

Šajā rakstā ir izskaidrots viss AGV servo STO nodošanas ekspluatācijā process, kas aptver:

• Kā savienot divkanālu STO ķēdes starp drošības PLC un servo piedziņām

• Kā pārbaudīt un apstiprināt STO funkcijas AGV nodošanas ekspluatācijā laikā

• Nepieciešamās diagnostikas pārklājuma (DC) un MTTFd vērtības AGV drošības ķēdēm

• Kā STO arhitektūra ietekmē divu riteņu diferenciāļa piedziņas AGV

• Kā STO ietekmē bremzēšanas ceļu lielas slodzes AGV lietojumos

1. Kā pieslēgt divkanālu STO shēmas AGV servo piedziņām

Sapratne Divu kanālu STO arhitektūra AGV sistēmās

Mūsdienu AGV servosistēmas parasti izmanto divu kanālu STO ievades, lai sasniegtu augstāku funkcionālās drošības līmeni. Divu kanālu dizains nozīmē, ka divi neatkarīgi drošības signāli ir jāuzrauga atsevišķi.

Tā vietā, lai paļautos uz vienu avārijas apturēšanas signālu, drošības kontrolieris nepārtraukti pārbauda divus neatkarīgus kanālus:

• STO 1. kanāls (STO1)

• STO 2. kanāls (STO2)

Kad abi kanāli tiek pārtraukti, servo piedziņa nekavējoties atspējo motora griezes momenta izvadi.

Tipiska AGV drošības arhitektūra ietver:

Drošības ierīces → Drošības PLC → STO ieejas → Servo piedziņas → AGV motori

Kopējās drošības ievades ierīces ietver:

• Avārijas apturēšanas pogas

• Drošības lāzerskeneri

• Drošības buferi

• Drošības durvju slēdži

• Drošības gaismas aizkari

Drošības PLC novērtē šos signālus un nosūta drošas izslēgšanas komandu AGV servo piedziņām.

Tipiska divkanālu STO vadu metode

AGV lietojumiem STO elektroinstalācija parasti atbilst šādai struktūrai:

Normālas darbības laikā:

• STO1 = IESL

• STO2 = IESL

• Servo piedziņa nodrošina griezes momenta izvadi

Drošības pasākuma laikā:

• STO1 = IZSLĒGTS

• STO2 = IZSL

• Servo piedziņa nekavējoties novērš griezes momenta veidošanos

Pats motors nesaņem bremzēšanas komandu. Tā vietā piedziņas elektronika bloķē jaudas posmu, novēršot elektriskā griezes momenta veidošanos.

Kāpēc AGV ražotāji dod priekšroku divkanālu STO

AGV bieži darbojas ap:

• Rūpnīcas strādnieki

• Iekrāvēji

• Automatizētās ražošanas līnijas

• Robotu šūnas

• Augstvērtīgi materiāli

Viena kanāla drošības ķēdei ir vairāki ierobežojumi:

• Pārrauts vads var netikt atklāts

• Neveiksmīgs drošības kontakts var palikt nepamanīts

• Diagnostikas iespējas ir ierobežotas

Divu kanālu STO uzlabo:

1. Bojājumu noteikšanas iespēja

Sistēma var identificēt:

• Atvērtas ķēdes traucējumi

• Īssavienojumi

• Kanālu neatbilstības kļūdas

2. Drošības integritāte

Liekā arhitektūra palīdz AGV ražotājiem sasniegt augstākus drošības rādītājus, piemēram:

• PL d

• PL e

atkarībā no pilnīgas drošības konstrukcijas.

3. Vienkāršāka sertifikācija

OEM AGV ražotājiem standartizēta divu kanālu STO arhitektūra vienkāršo atbilstību:

• ISO 13849-1

• IEC 61800-5-2

• IEC 62061

Jkongmotor pielāgotas servomotora kustības

Vienas pieturas integrēts līdzstrāvas servomotoru risinājumu nodrošinātājs

2. Kā pārbaudīt un apstiprināt STO funkciju AGV nodošanas ekspluatācijā laikā

Kāpēc STO pārbaude ir kritiska AGV nodošanas ekspluatācijā laikā?

AGV un AMR ražotājiem droša griezes momenta izslēgšanas (STO) validācija ir viens no svarīgākajiem soļiem pirms aprīkojuma piegādes un masveida ražošanas. Lai gan servo piedziņas ar integrētām STO funkcijām var ātri noņemt motora griezes momentu drošības notikuma laikā, visa drošības ķēde ir jāpārbauda, ​​lai nodrošinātu uzticamu darbību.

Pilnīgs STO nodošanas ekspluatācijā process apstiprina, ka:

• Drošības ierīces pareizi iedarbina STO izslēgšanu

• Drošības PLC loģika darbojas kā paredzēts

• Servo diskdziņi pareizi reaģē uz STO komandām

• Abi STO kanāli darbojas neatkarīgi

• AGV nevar negaidīti restartēties pēc drošības apstāšanās

• Veiktspējas apturēšana atbilst riska novērtējuma prasībām

Atšķirībā no standarta motora funkciju pārbaudes, STO testēšana ir funkcionālās drošības validācijas process . Tas nodrošina, ka AGV var nonākt drošā stāvoklī ikreiz, kad tiek apdraudēti operatori, aprīkojums vai vide.

AGV STO nodošanas ekspluatācijā pārbaudes process

Profesionālā AGV STO apstiprināšanas procedūra parasti ietver piecus galvenos posmus:

1. Elektroinstalācijas pārbaude

2. Servo piedziņas STO konfigurācijas pārbaude

3. Drošības funkciju aktivizēšanas pārbaude

4. Bojājumu simulācijas pārbaude

5. Galīgā pieņemšanas dokumentācija

Katrs posms pārbauda citu drošības arhitektūras daļu.

1. Pirms ieslēgšanas pārbaudiet STO vadu

Pirms STO funkcijas testēšanas inženieriem vispirms jāpārliecinās, ka divkanālu drošības vadi ir pareizi uzstādīti.

Tipiskā AGV STO ķēde ietver:

Avārijas apturēšana / drošības skeneris / drošības PLC → STO kanāls 1 un STO kanāls 2 → servo piedziņa → AGV motors

Elektroinstalācijas pārbaudes laikā inženieriem jāpārbauda:

STO kanāla neatkarība

Abiem STO kanāliem jāpaliek elektriski neatkarīgiem.

Nepareizu vadu piemēri:

• STO1 un STO2 savienošana kopā

• Tiek koplietota viena drošības izeja abiem kanāliem

• Standarta PLC izejas izmantošana drošības nominālās izejas vietā

Šīs kļūdas var neļaut sistēmai sasniegt nepieciešamo drošības veiktspējas līmeni.

Elektroinstalācijas nepārtrauktības pārbaude

Pirms strāvas pieslēgšanas pārbaudiet:

• STO1 signāla nepārtrauktība

• STO2 signāla nepārtrauktība

• 24V drošības barošanas spriegums

• Zemes atskaites savienojums

• Savienotāja bloķēšanas stāvoklis

Attiecībā uz AGV, kas darbojas rūpnieciskā vidē, inženieriem jāpārbauda arī:

• Kabeļu aizsardzība

• Vibrācijas pretestība

• Aizsardzība pret elektromagnētiskiem traucējumiem

Vaļīgi savienotāji vai bojāti kabeļi ir bieži sastopami STO atteices cēloņi darbības laikā.

2. Apstipriniet servo piedziņas STO konfigurāciju

Pēc vadu pārbaudes ir jāpārbauda servo piedziņas parametri.

Mūsdienu AGV servopiedziņas parasti nodrošina ar STO saistītas uzraudzības funkcijas, tostarp:

• STO ievades statuss

• Drošības kļūdu noteikšana

• Kanālu neatbilstības noteikšana

• Restartējiet profilaksi

Inženieriem jāapstiprina:

STO ievades statuss

Kad AGV darbojas normālā režīmā:

• STO kanāls 1 = aktīvs

• STO kanāls 2 = aktīvs

Servo piedziņai jānodrošina motora griezes momenta izvade.

Kad tiek aktivizēts STO:

• STO 1. kanāls = atspējots

• STO 2. kanāls = atspējots

Piedziņai nekavējoties jānovērš griezes momenta radīšana.

Drošības parametru pārbaude

Atkarībā no servopiedziņas ražotāja pārbaudiet:

• STO iespējošana iestatījums

• Drošības ievades polaritāte

• Bojājumu reaģēšanas režīms

• Automātiska restartēšanas novēršana

• Diagnostikas atgriezeniskās saites izvade

Nepareizi parametru iestatījumi var izraisīt situācijas, kad drošības ievade mainās, bet motora darbība neatbilst gaidītajam.

3. Pirms STO pārbaudes veiciet normālas darbības pārbaudi

STO testēšana jāsāk tikai pēc tam, kad ir apstiprināts, ka AGV darbojas normāli.

Pirms drošības validācijas pārbaudiet:

Kustības vadība

Pārbaudīt:

• Kustība uz priekšu

• Apgrieztā kustība

• Pagriešanas darbība

• Ātruma regulēšana

• Pozīcijas precizitāte

Diferenciālpiedziņas AGV:

• Kreisā motora darbība

• Pareiza motora darbība

• Riteņu sinhronizācija

jāpārbauda atsevišķi.

Kodētājs un atgriezeniskās saites signāli

Apstiprināt:

• Kodētāja komunikācija

• Ātruma atgriezeniskās saites stabilitāte

• Pozīcijas atgriezeniskās saites precizitāte

Lai gan STO noņem griezes momenta izvadi, nepareiza kodētāja atgriezeniskā saite var ietekmēt restartēšanas loģikas un diagnostikas funkcijas.

4. Izpildiet STO palaišanas testus

Pēc pamatdarbības apstiprināšanas inženieriem jāveic faktiskās STO aktivizācijas testi.

1. tests: avārijas apturēšanas pogas pārbaude

Procedūra:

1. Darbiniet AGV normālā darba ātrumā

2. Nospiediet avārijas apturēšanas pogu

3. Uzraudzīt servo piedziņas reakciju

Paredzamais rezultāts:

• Drošības PLC noņem STO signālus

• Servo piedziņa atspējo griezes momenta izvadi

• Motors pārstāj ražot dzinējspēku

• Tiek parādīts STO statuss

• AGV nevar automātiski restartēties

Tas pārbauda visu avārijas apturēšanas drošības ķēdi.

2. tests: drošības skenera palaišanas pārbaude

AGV parasti izmanto drošības lāzerskenerus, lai noteiktu šķēršļus un cilvēkus.

Procedūra:

1. Darbiniet AGV automātiskajā režīmā

2. Ievadiet skenera noteikšanas apgabalu

3. Iedarbiniet drošības zonu

Paredzamais rezultāts:

• Drošības PLC saņem skenera signālu

• STO izejas izmaiņas

• Servo piedziņas nonāk drošā stāvoklī

• Transportlīdzekļa kustība apstājas atbilstoši drošības prasībām

Šis tests ir īpaši svarīgs noliktavu un rūpnīcu AGV, kas darbojas ap darbiniekiem.

3. tests: aizsargierīču pārbaude

AGV, kas aprīkoti ar:

• Drošības buferi

• Drošības durvis

• Piekļuves slēdži

veikt papildu STO validāciju.

Piemērs:

Kad tiek nospiests drošības buferis:

Paredzamā uzvedība:

• AGV kustība apstājas

• Servo griezes moments tiek noņemts

• Parādās drošības trauksme

• Restartēšanai nepieciešama manuāla atiestatīšana

5. Veiciet STO kanāla kļūdu simulācijas testus

Profesionālai STO pieņemšanas pārbaudei ne tikai jāpārbauda normāla aktivizēšana, bet arī jāpārbauda kļūmes noteikšana.

STO 1. kanāla atteices pārbaude

Procedūra:

Atvienojiet vai pārtrauciet STO 1. kanālu.

Paredzamais rezultāts:

Sistēmai vajadzētu:

• Noteikt kanālu neatbilstību

• Radīt drošības kļūdu

• Novērst AGV kustību

STO 2. kanāla atteices pārbaude

Atkārtojiet to pašu procedūru 2. kanālam.

Paredzamais rezultāts:

• Atklāta kļūme

• Servo piedziņa paliek atspējota

• Nenotiek nedrošas kustības

Īssavienojuma noteikšanas tests

Attiecīgā gadījumā pārbaudiet:

• Kanāls-kanāls īssavienojums

• Kanāla–jaudas īssavienojums

• Zemes defektu apstākļi

Drošības sistēmai jāidentificē neparasti apstākļi un jāpāriet drošā stāvoklī.

6. Pārbaudiet STO restartēšanas darbību

Negaidīta restartēšana pēc STO izlaišanas ir liels drošības risks.

Tāpēc restartēšanas darbība ir rūpīgi jāpārbauda.

Pēc STO aktivizēšanas:

1. Noņemiet drošības sprūdu

2. Atiestatiet drošības PLC

3. Iespējojiet AGV vadības sistēmu

4. Nosūtiet jaunu kustības komandu

AGV jāpaliek nekustīgam, līdz tiek pabeigta pilnīga restartēšanas secība.

Kāpēc automātiskā restartēšana ir bīstama

Ja AGV automātiski restartējas pēc STO atkopšanas:

Iespējamie riski ietver:

• Negaidīta transportlīdzekļa kustība

• Operatora trauma

• Sadursme ar aprīkojumu

• Materiālie bojājumi

Lielākajai daļai rūpniecisko AGV lietojumu ir nepieciešama manuāla atiestatīšana vai kontrolēta restartēšana.

7. Izmēriet STO reakcijas laiku un apstāšanās attālumu

STO validācija nav pilnīga, ja netiek novērtēta darbības apturēšana.

Kad STO ir aktivizēts:

Kopējais apstāšanās process ietver:

1. Drošības ierīces noteikšanas laiks

2. Drošības PLC apstrādes laiks

3. STO signāla pārraides laiks

4. Servo piedziņas griezes momenta noņemšanas laiks

5. Mehāniskais apstāšanās laiks

Faktori, kas ietekmē AGV apstāšanās distanci

Apstāšanās ceļš ir atkarīgs no:

• AGV kopējais svars

• Kravas svars

• Brauciena ātrums

• Riteņa diametrs

• Grīdas berze

• Akumulatora sprieguma stāvoklis

• Bremžu reakcijas laiks

Lieljaudas AGV STO bieži kombinē ar:

• Elektromagnētiskās bremzes

• Mehāniskās turēšanas bremzes

• Kontrolētas palēnināšanas funkcijas

8. Veikt galīgo STO pieņemšanas pārbaudi un dokumentāciju

Pirms AGV piegādes ražotājiem ir jāizveido pilns STO validācijas ziņojums.

Dokumentā jāiekļauj:

Elektriskā dokumentācija

• STO elektroinstalācijas shēma

• Drošības PLC konfigurācija

• Servo piedziņas drošības parametri

Testa ieraksti

• Avārijas apturēšanas testa rezultāti

• Skenera palaišanas testa rezultāti

• STO kanāla defektu pārbaudes rezultāti

• Restartējiet verifikācijas rezultātus

Drošības informācija

• Servo piedziņas STO specifikācijas

• PFHd dati

• MTTFd vērtība

• Diagnostikas pārklājuma informācija

Labākā prakse AGV OEM ražotājiem

Lai uzlabotu STO uzticamību ražošanas un lauka darbības laikā:

Izmantot Servo motori ar integrētām STO funkcijām

Integrētie servo risinājumi samazina:

• Ārējā elektroinstalācija

• Vadības skapja sarežģītība

• Nodošanas ekspluatācijā laiks

Tie ir īpaši piemēroti:

• Kompakti AMR

• Noliktavas roboti

• Mobilie pārbaudes roboti

• Rūpnieciskie AGV

Iekļaujiet STO testēšanu katrā ražošanas ciklā

Masveidā ražotiem AGV STO validācijai jākļūst par standarta rūpnīcas pieņemšanas testa (FAT) daļu.

Ieteicamās pārbaudes:

• STO ievades pārbaude

• Drošības sakaru pārbaude

• Avārijas apstāšanās pārbaude

• Bojājumu diagnostikas tests

Secinājums

STO funkciju pārbaude un apstiprināšana AGV nodošanas ekspluatācijā laikā ir būtiska, lai nodrošinātu drošu un uzticamu darbību. Pilnīgam STO verifikācijas procesam jāietver elektriskā pārbaude, servo piedziņas konfigurācija, drošības sprūda pārbaude, kļūdu simulācija, restartēšanas novēršana un bremzēšanas ceļa mērīšana.

AGV un AMR ražotājiem pareizi nodotas STO sistēmas nodrošina:

• Augstāka operatora drošība

• Drošāka mašīnas darbība

• Vieglāka atbilstība drošības standartiem

• Ātrāka klientu pieņemšana

Integrējot STO testēšanu AGV nodošanas ekspluatācijā darbplūsmā, OEM ražotāji var nodrošināt drošākus autonomus transportlīdzekļus ar paredzamu un atkārtojamu drošības veiktspēju.

3. Nepieciešamā diagnostikas pārklājuma (DC) un MTTFd vērtības AGV STO drošības shēmām

Izpratne par drošības parametriem AGV lietojumprogrammās

Projektējot AGV drošības sistēmas, inženieri bieži novērtē:

• Diagnostikas pārklājums (DC)

• Vidējais laiks līdz bīstamai atteicei (MTTFd)

• Veiktspējas līmenis (PL)

• Drošības integritātes līmenis (SIL)

Šie parametri nosaka, vai drošības ķēde var droši noteikt bīstamas kļūdas.

Diagnostikas pārklājuma (DC) prasības

Diagnostikas pārklājums apraksta, cik efektīvi drošības sistēma atklāj kļūmes.

Tipiskas kategorijas:

AGV servo STO sistēmām parasti priekšroka tiek dota vidējam vai augstam diagnostikas pārklājumam.

Diagnostikas funkciju piemēri:

• STO kanālu uzraudzība

• Vairāku kanālu salīdzinājums

• Atsauksmes par piedziņas kļūmēm

• Drošības PLC diagnostika

MTTFd prasības priekš AGV servo sistēmas

MTTFd apzīmē paredzamo laiku pirms bīstamas kļūmes.

AGV lietojumiem:

Augstākas MTTFd vērtības uzlabo:

• Sistēmas uzticamība

• Drošības klasifikācija

• Apkopes intervāli

Servo piedziņas ar integrētām STO funkcijām parasti nodrošina drošības datus, tostarp:

• MTTFd vērtība

• DC reitings

• PFHd vērtība

OEM AGV ražotājiem komponentu atlases laikā šīs vērtības jāpieprasa no servomotoru piegādātājiem.

Kā integrētie servomotori palīdz AGV drošības dizainam

Integrētie līdzstrāvas servomotori un BLDC servomotori ar STO funkcijām vienkāršo drošības arhitektūru, apvienojot:

• Motors

• Kodētājs

• Servo kontrolieris

• Drošības ievades interfeiss

Priekšrocības ietver:

• Samazināta vadu sarežģītība

• Ātrāka nodošana ekspluatācijā

• Mazāks vadības skapis

• Vieglāka sertifikācija

Kompaktajiem AGV un AMR integrētie servo risinājumi kļūst arvien populārāki, jo tie samazina sistēmas integrācijas laiku.

4. Kā STO arhitektūra ietekmē kreisā un labā riteņa sinhronizāciju AGV

Kāpēc STO arhitektūra ir svarīga diferenciālpiedziņas AGV

Lielākajā daļā rūpniecisko AGV un AMR tiek izmantota diferenciālās piedziņas arhitektūra , kurā divi neatkarīgi servomotori kontrolē kreiso un labo piedziņas riteņus. Regulējot ātruma starpību starp šiem diviem motoriem, transportlīdzeklis var pārvietoties uz priekšu, atpakaļgaitā, griezties un griezties vietā.

Tipisks diferenciāļa piedziņas AGV ietver:

• Kreisās puses servomotors

• Labās puses servomotors

• Neatkarīgas servo piedziņas

• Kodētāju atgriezeniskās saites sistēmas

• Drošības PLC

• STO drošības ieejas

Normālā darbībā abi motori darbojas kopā, izmantojot kustības kontroles algoritmus. Tomēr, ja notiek drošības notikums, STO arhitektūra nosaka, cik ātri un droši abi motori pāriet griezes momenta izslēgšanas stāvoklī.

Nepareizi izstrādāta STO sistēma var radīt nevienmērīgu riteņu darbību, kā rezultātā:

• Negaidīta AGV rotācija

• Garāks bremzēšanas ceļš

• Kravas nestabilitāte

• Samazināta drošības veiktspēja

Tāpēc STO projektēšanā jāņem vērā gan kreisā, gan labā riteņa piedziņas sinhronizācija.

Diferenciālās piedziņas AGV kustības kontroles izpratne

Kā kreisais un labais motors kontrolē AGV kustību

Diferenciāļa piedziņas AGV maina virzienu, kontrolējot ātruma attiecību starp diviem riteņiem.

Piemēri:

Taisna kustība

Abi motori griežas ar tādu pašu ātrumu:

• Kreisais motors = 100 apgr./min

• Labais motors = 100 apgr./min

Rezultāts:

• AGV virzās taisni uz priekšu

Pagriežot pa labi

Kreisais ritenis griežas ātrāk:

• Kreisais motors = 120 apgr./min

• Labais motors = 80 apgr./min

Rezultāts:

• AGV vienmērīgi pagriežas pa labi

Rotējas uz vietas

Motori griežas pretējos virzienos:

• Kreisais motors = uz priekšu

• Labais motors = atpakaļgaita

Rezultāts:

• AGV griežas ap savu centrālo asi

Tā kā abi motori tieši ietekmē transportlīdzekļa stabilitāti, drošības funkcijām, piemēram, STO, ir koordinēti jāizslēdz abas piedziņas sistēmas.

Kā STO darbojas divmotoru AGV sistēmās

Tipiska divkanālu STO arhitektūra

Standarta AGV drošības arhitektūrā tiek izmantots drošības PLC, lai vadītu abus servo piedziņas.

Piemērs:

drošības ierīces (E-Stop / skeneris / buferis) ↓ Drošības PLC ↓ STO kanāls 1 ───── Kreisais servo piedziņa └───── Labās servo piedziņas STO kanāls 2 ──── Kreisais servopiedziņa └───── Labais servo piedziņa ↓ Kreisais motors + labais motors 

Kad notiek drošības notikums:

1. Drošības PLC nosaka briesmas

2. Abi STO kanāli ir pārtraukti

3. Kreisā servo piedziņa noņem griezes momentu

4. Labā servo piedziņa noņem griezes momentu

5. AGV nonāk drošā stāvoklī

Mērķis ir nodrošināt, lai abi riteņi pārstātu radīt piedziņas spēku gandrīz vienlaikus.

Kāpēc abiem riteņiem vienlaikus jāievada STO?

1. Novērsiet negaidītu AGV rotāciju

Ja tikai viens motors iekļūst STO, bet otrs turpina radīt griezes momentu, AGV var negaidīti griezties.

Piemērs:

Pirms STO:

• Kreisais motors: 200 RPM

• Labais motors: 200 apgr./min

Drošības notikums notiek:

• Kreisais motors: STO aktivizēts

• Labais motors: joprojām darbojas ar 200 apgr./min

Rezultāts:

• Labais ritenis turpina stumt

• AGV griežas ap apturēto riteni

Tas var radīt sadursmes risku, īpaši šaurās rūpnīcas ejās.

2. Uzturiet transportlīdzekļa stabilitāti lielas slodzes apstākļos

Lieljaudas AGV bieži pārvadā:

• Automobiļu sastāvdaļas

• Paletes

• Izejvielas

• Rūpnieciskās iekārtas

Kad viens ritenis zaudē griezes momentu pirms otra:

Iespējamās sekas:

• Slodzes pārslēgšana

• Nevienmērīgs bremzēšanas spēks

• Transportlīdzekļa novirze no ceļa

• Palielināts bremzēšanas ceļš

Lielas slodzes AGV sinhronizēta STO reakcija ir īpaši svarīga.

3. Izvairieties no nevienmērīga mehāniskā stresa

Asimetriskā griezes momenta noņemšana var radīt papildu stresu:

• Ātrumkārbas

• Riteņu sakabes

• Piedziņas vārpstas

• Mehāniskie rāmji

Sinhronizēts STO dizains samazina mehānisko triecienu avārijas apstāšanās laikā.

STO ieviešanas metodes kreiso un labo servo piedziņu

1. metode. Kopējā divkanālu STO vadība

Šī ir visizplatītākā pieeja rūpnieciskajiem AGV.

Abi servo diskdziņi saņem vienādus STO signālus.

Piemērs:

Priekšrocības:

• Vienkārša elektroinstalācija

• Vienkārša drošības apstiprināšana

• Konsekvents izslēgšanas laiks

Piemērots:

• Noliktavu AGV

• Rūpnīcas transporta roboti

• Iekštelpu AMR

2. metode: individuāla STO uzraudzība

Augstākas veiktspējas AGV katrai motora piedziņai var būt neatkarīga drošības uzraudzība.

Piemērs:

Drošības PLC ↓ Kreisā STO uzraudzība → Kreisā servo piedziņas labā STO uzraudzība → Labā servo piedziņa 

Priekšrocības:

• Individuāla defektu diagnostika

• Labāka problēmu novēršana

• Augstākas diagnostikas iespējas

Piemērots:

• Lielas slodzes AGV

• Āra mobilie roboti

• Drošībai svarīgas lietojumprogrammas

Kā servopiedziņas reakcijas laiks ietekmē riteņu sinhronizāciju

Pat ja abi motori vienlaikus saņem STO komandas, faktiskais griezes momenta noņemšanas laiks var atšķirties.

Faktori ietver:

• Servo piedziņas aparatūras dizains

• Iekšējās apstrādes laiks

• Komunikācijas kavēšanās

• Motora inerce

• Slodzes stāvoklis

Piemēram:

Kreisā servo STO atbilde:

• 5 ms

Labās servo STO reakcija:

• 8 ms

3 ms atšķirība var šķist maza, taču pie lieliem AGV ātrumiem tā var ietekmēt apstāšanās uzvedību.

Paraugprakse STO sinhronizācijas uzlabošanai

1. Izmantojiet atbilstošus servomotorus un piedziņas

Diferenciālās piedziņas AGV identisku servo sistēmu izvēle palīdz uzturēt:

• Līdzīgs reakcijas laiks

• Līdzīgi griezes momenta raksturlielumi

• Konsekventa diagnostika

Piemēri:

• Tā pati motoru sērija

• Tas pats kodētāja tips

• Tā pati STO nominālā servo piedziņa

2. Standarta komunikācijas vietā izmantojiet uz aparatūru balstītu STO

Lai gan daži AGV izmanto uz saziņu balstītas drošības funkcijas, aparatūras STO ievades bieži tiek dotas priekšroka ārkārtas drošības funkcijām.

Priekšrocības:

• Ātrāka atbilde

• Neatkarīgs no programmatūras komunikācijas

• Vienkāršāka drošības apstiprināšana

3. Sinhronizējiet bremžu vadību ar STO

Smagajiem AGV vien STO var nenodrošināt pietiekamu apturēšanas spēku.

Kopēja drošības stratēģija:

Parasta apstāšanās:

→ Servo kontrolēts palēninājums

Avārijas apstāšanās:

→ Servo griezes momenta noņemšana + mehāniskā bremžu iedarbināšana

Bremžu sistēmai vienmērīgi jāaktivizējas uz abiem riteņiem.

4. Apstāšanās veiktspējas apstiprināšana pa kreisi un pa labi

Nodošanas ekspluatācijā laikā inženieriem jāizmēra:

• STO sprūda laiks

• Kreisā riteņa apstāšanās laiks

• Labā riteņa apstāšanās laiks

• Transportlīdzekļa apstāšanās ceļš

• Transportlīdzekļa virziena novirze

AGV jāapstājas bez:

• Pārmērīga rotācija

• Sānu drift

• Slodzes nestabilitāte

STO un AGV drošības standarti

Projektējot STO sistēmas, AGV ražotāji parasti ņem vērā:

IEC 61800-5-2

Nosaka ar drošību saistītas funkcijas regulējama ātruma piedziņām, tostarp:

• Droša griezes momenta izslēgšana (STO)

• Drošas apstāšanās funkcijas

ISO 13849-1

Izmanto, lai novērtētu:

• Veiktspējas līmenis (PL)

• Drošības ķēdes uzticamība

• Diagnostikas pārklājums

IEC 62061

Nodrošina drošības dzīves cikla prasības mašīnu vadības sistēmām.

Īpaši apsvērumi lieljaudas diferenciālpiedziņas AGV

AGV, kas pārvadā lielu kravnesību, ir jāizvērtē papildu drošības faktori.

Augstas inerces slodzes

Pēc griezes momenta noņemšanas smagas kravas turpina kustēties.

Apsveriet:

• Bremžu griezes moments

• Riteņu berze

• Grīdas stāvoklis

• Ātruma ierobežojums

Slīpa darbība

AGV, kas darbojas uz nogāzēm, nepieciešama papildu uzmanība.

Bez pareizas bremzēšanas:

• Transportlīdzeklis var ripot atpakaļ

• Slodzes stabilitāte var samazināties

Ieteicamie risinājumi:

• Servo motori ar elektromagnētiskajām bremzēm

• STO apvienojumā ar mehāniskām turēšanas bremzēm

Āra AGV pielietojumi

Āra AGV var saskarties:

• Nelīdzenas virsmas

• Temperatūras izmaiņas

• Ūdens un putekļu iedarbība

Ieteicamās motora īpašības:

• IP65/IP67 aizsardzība

• Augsta vibrācijas izturība

• Stabila STO darbība skarbos apstākļos

Secinājums

STO arhitektūra tieši ietekmē kreisā un labā riteņa sinhronizācijas drošību un stabilitāti diferenciālpiedziņas AGV. Tā kā abi riteņi nosaka transportlīdzekļa kustību un virzienu, abām servo piedziņām ir uzticami un vienlaicīgi jāieiet STO stāvoklī.

Labi izstrādātai AGV STO sistēmai jānodrošina:

• Divu kanālu drošības kontrole

• Sinhronizēta griezes momenta noņemšana

• Uzticama defektu noteikšana

• Kontrolēta restartēšanas darbība

• Pārbaudīta apstāšanās veiktspēja

AGV un AMR ražotājiem servomotoru izvēle ar integrētu STO funkcionalitāti vienkāršo drošības dizainu, vienlaikus uzlabojot sistēmas uzticamību, nodošanas ekspluatācijā efektivitāti un atbilstību starptautiskajām funkcionālās drošības prasībām.

5. Kā STO ietekmē lieljaudas AGV slīdošo attālumu pēc griezes momenta noņemšanas

STO nenozīmē tūlītēju mehānisku apstāšanos

Izplatīts pārpratums ir tāds, ka STO uzreiz aptur AGV.

Patiesībā:

STO novērš motora griezes momenta veidošanos.

AGV var turpināt kustību šādu iemeslu dēļ:

• Transportlīdzekļa inerce

• Kravas svars

• Grīdas berze

• Riteņa diametrs

• Ātrums

• Slīpuma leņķis

Šo atlikušo kustību sauc par slīdēšanas attālumu.

Faktori, kas ietekmē AGV slīdēšanas attālumu pēc STO

1. Transportlīdzekļa kopējā masa

Smagākam AGV ir nepieciešams garāks bremzēšanas ceļš.

Piemērs:

500 kg smagajam AGV, kas pārvadā 1000 kg smagu kravu, ir ievērojami lielāka inerce nekā nepiekrautam transportlīdzeklim.

2. Ceļojuma ātrums

Apstāšanās ceļš palielinās aptuveni līdz ar ātruma kvadrātu.

Lielākam ātrumam nepieciešams:

• Garāks drošības attālums

• Agrāka skenera noteikšana

3. Riteņu un grīdas apstākļi

Faktori ietver:

• Riepu materiāls

• Grīdas tīrība

• Virsmas berzes koeficients

Mitrās vai putekļainās grīdas palielina slīdēšanas attālumu.

4. Mehāniskās bremzes reakcijas laiks

Lieljaudas AGV:

STO bieži kombinē ar:

• Atsperu bremzes

• Elektromagnētiskās bremzes

Bremžu aizkavēšanās tieši ietekmē apstāšanās veiktspēju.

Kā AGV inženieri apstiprina STO apstāšanās distanci

Pieņemšanas pārbaudes laikā:

Pasākums:

1. AGV braukšanas ātrums

2. STO sprūda pozīcija

3. Motora griezes momenta noņemšanas laiks

4. Galīgā apstāšanās pozīcija

Izmērītajam attālumam jāatbilst drošības prasībām, ko nosaka:

• Riska novērtējums

• Drošības skenera konfigurācija

• AGV darbības vide

Papildu apsvērumi AGV STO sistēmas pieņemšanai

Programmatūras konfigurācijas pārbaude

Pirms piegādes inženieriem jāpārbauda:

• STO parametri

• Servo piedziņas programmaparatūra

• Drošības PLC loģika

• Komunikācijas statuss

• Bojājumu apstrādes stratēģija

Vides uzticamības pārbaude

AGV bieži darbojas nepārtraukti.

STO sistēmas jātestē saskaņā ar:

• Maksimālā kravnesība

• Maksimālais ātrums

• Temperatūras svārstības

• Ilgi darbības cikli

Nepieciešama dokumentācija OEM piegādei

Profesionālā AGV STO pieņemšanas paketē jāiekļauj:

• Elektriskā shēma

• STO elektroinstalācijas shēma

• Drošības apstiprināšanas ziņojums

• Pārbaudes ieraksti

• Servo piedziņas drošības dati

• Riska novērtējuma dokumenti

Secinājums: Ēka ir uzticama AGV Servo STO sistēmas no elektroinstalācijas līdz validācijai

Uzticamai AGV drošības sistēmai ir nepieciešams daudz vairāk nekā izvēlēties servomotorus ar STO funkcionalitāti. Pilns process ietver pareizu divkanālu elektroinstalāciju, drošības PLC integrāciju, funkcionālo testēšanu, diagnostisko verifikāciju un apstāšanās ceļa validāciju.

AGV un AMR ražotājiem servomotori ar integrētām STO funkcijām sniedz būtiskas priekšrocības:

• Vienkāršota drošības arhitektūra

• Samazināta elektroinstalācija

• Ātrāka nodošana ekspluatācijā

• Augstāka uzticamība

• Vieglāka atbilstība starptautiskajiem drošības standartiem

Ievērojot strukturētu STO nodošanas un pieņemšanas procesu, OEM ražotāji var izveidot drošākus AGV ar paredzamu apstāšanās darbību un ilgtermiņa darbības uzticamību.

Bieži uzdotie jautājumi par AGV Servo STO testēšanu un validāciju

1. FAQ: Kas ir STO testēšana AGV servo sistēmās?

Atbilde:

STO testēšana AGV servo sistēmās ir process, lai pārbaudītu, vai funkcija Safe Torque Off darbojas pareizi, ja notiek drošības notikums. Tas apstiprina, ka servo piedziņa var droši noņemt motora griezes momentu pēc signālu saņemšanas no drošības ierīcēm, piemēram, avārijas apturēšanas ierīcēm, drošības skeneriem un drošības PLC.

Nodošanas ekspluatācijā laikā inženieri pārbauda STO vadus, piedziņas reakciju, kļūdu noteikšanu, restartēšanas novēršanu un apturēšanas veiktspēju, lai nodrošinātu AGV drošu darbību.

2. bieži uzdotie jautājumi: Kāpēc STO validācija ir svarīga AGV nodošanas ekspluatācijā laikā?

Atbilde:

STO validācija ir būtiska, jo ar STO iespējota servomotora uzstādīšana automātiski negarantē drošu AGV sistēmu. Ir jāpārbauda visa drošības ķēde, tostarp drošības sensori, PLC loģika, STO ievades, servo piedziņas un motora reakcija.

Pareiza STO apstiprināšana palīdz novērst:

• Negaidīta AGV kustība

• Drošības ķēdes bojājumi

• Nepareiza rīcība ārkārtas apstāšanās gadījumā

• Sertifikācijas problēmas klientu pieņemšanas laikā

3. bieži uzdotie jautājumi: Kā pārbaudīt divu kanālu STO ieejas AGV servo piedziņā?

Atbilde:

Divu kanālu STO testēšanai ir jāpārbauda gan STO1, gan STO2 ieejas neatkarīgi.

Tipiskā testa procedūra ietver:

1. Pārbaudiet STO1 un STO2 vadu

2. Aktivizējiet avārijas apturēšanu vai drošības skeneri

3. Apstipriniet, ka abi STO kanāli pārslēdzas drošā stāvoklī

4. Pārbaudiet servo piedziņas STO statusa atgriezenisko saiti

5. Pārbaudiet, vai motors nevar radīt griezes momentu

Inženieriem ir arī jāatvieno katrs STO kanāls atsevišķi, lai apstiprinātu kļūdu noteikšanas spēju.

4. FAQ: Kas notiek, ja STO tiek aktivizēts AGV servomotorā?

Atbilde:

Kad STO ir aktivizēts, servo piedziņa nekavējoties atspējo jaudas posmu, neļaujot motoram radīt griezes momentu.

AGV motors:

• Pārtrauciet radīt dzinējspēku

• Ievadiet drošu griezes momenta izslēgšanas nosacījumu

• Ziņojiet par STO statusu vai drošības kļūdu

Tomēr STO aktīvi nebremzē transportlīdzekli. AGV var turpināt kustību inerces, kravnesības svara un grīdas apstākļu dēļ.

5. bieži uzdotie jautājumi: Kā STO ietekmē kreisā un labā riteņa sinhronizāciju diferenciālpiedziņas AGV?

Atbilde:

Diferenciālās piedziņas AGV gan kreisajam, gan labajam servomotoram jāsaņem STO komandas vienlaicīgi.

Ja viens ritenis iebrauc STO pirms otra:

• AGV var negaidīti pagriezties

• Var samazināties transportlīdzekļa stabilitāte

• Smagas kravas var pārvietoties

• Apstāšanās ceļš var palielināties

Sinhronizētā divkanālu STO arhitektūra nodrošina, ka abi piedziņas motori noņem griezes momentu gandrīz vienlaikus.

6. bieži uzdotie jautājumi: vai AGV var automātiski restartēties pēc STO izlaišanas?

Atbilde:

Parasti AGV nevajadzētu automātiski restartēties pēc STO aktivizēšanas.

Drošai restartēšanas secībai parasti ir nepieciešams:

1. Noņemiet drošības sprūdu

2. Atiestatiet drošības PLC

3. Iespējojiet AGV vadības sistēmu

4. Nosūtiet jaunu kustības komandu

Automātiskās restartēšanas novēršana samazina negaidītas transportlīdzekļa kustības risku operatoru tuvumā.

7. bieži uzdotie jautājumi: Kādi testi jāiekļauj AGV STO pieņemšanas testā?

Atbilde:

Pilnīgā AGV STO pieņemšanas pārbaudē jāiekļauj:

• Avārijas apstāšanās pārbaude

• Drošības skenera aktivizēšanas tests

• STO kanāla atteices pārbaude

• Restartējiet profilakses testu

• Servo piedziņas defektu diagnostikas pārbaude

• Apstāšanās ceļa mērīšana

Šie testi pārbauda, ​​vai AGV drošības sistēma atbilst konstrukcijas prasībām pirms piegādes.

8. bieži uzdotie jautājumi: vai STO nekavējoties aptur AGV?

Atbilde:

Nē. STO noņem motora griezes momentu, bet fiziski neaptur transportlīdzekli uzreiz.

Faktiskais bremzēšanas ceļš ir atkarīgs no:

• AGV svars

• Kravas masa

• Brauciena ātrums

• Riteņu berze

• Bremžu reakcijas laiks

• Grīdas apstākļi

Lieljaudas AGV STO bieži apvieno ar mehāniskām bremzēm vai kontrolētām palēninājuma funkcijām.

9. bieži uzdotie jautājumi: Kādi drošības parametri ir jāpārbauda AGV STO sistēmām?

Atbilde:

Svarīgi drošības parametri ietver:

• Diagnostikas pārklājums (DC)

• Vidējais laiks līdz bīstamai atteicei (MTTFd)

• Bīstamas atteices varbūtība stundā (PFHd)

• Veiktspējas līmenis (PL)

• Drošības integritātes līmenis (SIL)

Šīs vērtības palīdz noteikt, vai AGV drošības sistēma atbilst funkcionālās drošības prasībām.

10. FAQ: Kāpēc AGV ražotāji izvēlas? servomotori ar integrētām STO funkcijām?

Atbilde:

Integrētie STO servomotori vienkāršo AGV drošības dizainu, apvienojot motora vadību un drošības funkcijas vienā kompaktā risinājumā.

Ieguvumi ietver:

• Samazināta vadu sarežģītība

• Mazāki vadības skapji

• Ātrāka nodošana ekspluatācijā

• Vienkāršāka drošības apstiprināšana

• Uzlabota sistēmas uzticamība

Tos plaši izmanto:

• AGV

• AMR

• Noliktavas roboti

• Gudras rūpnīcas automatizācijas sistēmas