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工业直线电机的功能安全

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标准形式的安全驱动系统 – 到目前为止,在使用动态直线电机时,机器制造商在确保功能安全方面基本上只能依靠自己的设备。现在,首次提供了一个完整的软件包,使用户更容易完成此步骤:直线电机制造商LinMot将安全功能和一些新的附加功能直接集成到电机和控制器中,注意确保它们在设计上与现有产品相同。这意味着新的和现有的机器概念都可以从集成安全技术的众多优势中受益。

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特别是,搬运和装配技术、包装机和实验室自动化解决方案以及许多其他产品的生产商都重视直线电机的灵活性和动态性。然而,与此同时,电机运行过程中发生的高加速度和力也对操作人员和机器本身构成了潜在的危险。因此,受影响的驱动器必须通过安全技术进行有效屏蔽或监控,并在紧急情况下进入安全状态,以最大限度地降低运行过程中的风险并满足当前机械指令的要求。

然而,直线电机可实现的高横移和加速度值给传统安全技术带来了几乎无法解决的挑战。最常见和最基本的安全功能之一是断开电机与电源电路的连接(安全转矩关闭,STO)。根据要切换的功率和使用的继电器,所需的关闭时间会有所不同。对于一般机械工程中使用的电机,它肯定在 20 到 50 ms 的范围内。这通常足以用于旋转电机和最基本的STO功能,其中打开安全门是触发元件。然而,对于动态性更强的直线电机,这些较长的关断时间会带来安全问题。大多数功能安全系统,例如安全限速系统,电机也在安全状态下通电,它们可以在很短的时间内产生高行驶速度。因此,需要明显缩短反应时间才能达到所需的安全水平。这需要将必要的安全功能直接集成到控制器中。因此,LinMot为其直线电机开发了相应的集成安全解决方案,具有尽可能短的反应时间,并通过了TÜV Nord的认证。

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新型 C1251 系列变频器,集成了功能安全功能。

2021年底,工业直线电机系统制造商将开始推出这款采用集成安全技术的新型伺服驱动器系列C1251。同时,该公司将提供熟悉的带有安全编码器系统的P01系列直线电机。它们共同构成了一个一致的、经过认证的整体包。

这意味着直线电机的用户第一次拥有了安全的驱动系统,这在旋转电机领域已经存在了很长时间。因此,他们必须将来自不同制造商的产品组合在一起并确保各方面的功能安全的时代已成为过去。不应低估用户认证工作的相关减少。毕竟,并非安全驱动器和安全控制器的每个组合在一起工作时都是安全的,并且相应的验证是困难和劳动密集型的。另一方面,对于LinMot,由安全控制器和安全电机(包括编码器)组成的系统默认获得认证。


在实现新产品系列的过程中,LinMot利用了多年来经过验证的电机和控制器硬件,以便为用户提供最好的技术,并促进与新的和现有的机器概念的集成。例如,C1251 驱动器系列基于 C1250 伺服驱动器系列的基础驱动技术。为了使代际变更尽可能简单,新的C1251 Drive系列采用了现有控制器的非安全相关软件部分。新的安全功能可以通过相应扩展的LinMot-Talk配置软件添加。因此,它们直接集成在控制器中,不需要任何额外的硬件,通过高效的工程设计和更少的接线工作,缩短了调试时间,提高了成本效益。

尽管需要额外的安全编码器系统,但直线电机也可以保留紧凑的设计和允许的工作条件,因为LinMot已经使经过验证的LinMot编码器系统适用于安全应用,特别是与TÜV-Nord一起用于这些电机。这使得机器制造商能够以特别经济高效的方式并排提供具有和不具有安全功能的相同设计的机器,同时只需最少的额外工作量。

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在LinMot,安全和“灰色”驱动解决方案在设计或空间要求方面没有区别。


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