安全制动管理。

设备自动化中的安全制动管理，是一个复杂而又重要的主题。如果忽视这个主题，可能导致人员伤亡、机器受损！

这一点在重力负载轴（也是垂直轴）上表现尤为突出：机械磨损或制动器被油污染都可能导致轴意外下降或坠落。如果无法排除制动器故障，而且可能有人员在危险区域停留，这种情况下必须采取措施降低风险。

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如何按照标准固定重力负载轴？

关于固定重力负载轴时可以或应该采取哪些措施，下列两项标准给出了明确说明：

DGUV 专业领域信息页 No. 005 09/2012：重力负载轴/垂直轴
DIN EN ISO 16090-1:2019-12：机床安全 – 加工中心、铣床、运输机；附录 G：重力负载轴

关于哪些制动装置适合用于固定重力负载轴，各标准根据不同危险情况规定了不同的要求。 DIN 标准以 DGUV 标准为基础，但对解决方案的要求较之后者更高。两种标准都推荐采用循环制动测试法。原则上，DIN 标准始终以其作为前提。比如说，如果有人需要将整个身体或部分器官曝露在垂直轴下方，DIN 和 DGUV 标准建议给制动器多加一个冗余制动系统。

一站式供货。

解决方案 – 针对这种方法，STOBER 提供其与 Pilz 公司联合开发的一种解决方案：驱动控制器 SD6 与安全模块 SE6 组合使用，不但能提供不受编码器影响的创新型安全功能，还能实现针对一台或两台制动器的安全制动管理。

多元化的安全功能（链接至 Blogthema）不但符合 EN 61800-5-2 标准，还获得了 SIL 3、PL e（类别 4）认证。驱动控制器 SD6 符合 DIN EN ISO 16090-1:2019-12 关于固定重力负载轴的相关规定，比如可与另外两种 STOBER 产品组合使用：与装备制动器的 STOBER 电机和装备集成式制动器的电机适配器 ServoStop 配套使用，可以为机械设计师和设计工程师提供一种既简单又安全的解决方案。

ILL Sicherheitstechnik Funktionen Kennlinien SSR_PP_2

安全功能

欢迎了解各项安全功能。

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无风险合作关系

对于机械工程师而言，自动化系统中的安全技术是最复杂，也最令人头疼的问题。为了全方位满足重力负载垂直轴的规范要求，STOBER 一站式供货，为客户提供一整套完美匹配的安全包！配套使用 STOBER 双制动器解决方案和智能制动管理，机器与垂直轴组态变得无比简单！

STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG 与 Pilz GmbH & Co. KG 合作，针对基于驱动器的安全技术开发出了安全模块 SE6。 STOBER 多功能单机设备 SD6 驱动控制器可以选配这款模块。除了基础安全功能 STO（Safe Torque Off，安全转矩关断）之外，安全模块还具备多种达到最高安全水平的功能。与配备集成式制动器的同步伺服减速电机组合使用，设计工程师可以得到一套符合 DIN EN 16090-1 附录 G，12/19 对重力负载垂直轴规定的所有要求的系统解决方案。

当心轴坠落！

“我们的理念是，在安全技术方面为设计工程师和机械设计师提供更广泛的支持”，STOBER 驱动技术部驱动控制器配件产品经理 Markus Frei 介绍道， “他们经常面临这样的挑战：既要实现灵活的高度自动化生产流程，同时，还要为人员、机器和设备提供有效的保护。 ”

比如说，当员工进入机器加工区域时，必须将驱动轴调整到安全状态。如果垂直轴上悬挂有重物，就有可能在重力作用下坠落，危及员工的人身安全。为了避免这种情况，一般通过制动器将垂直轴固定住。但是脏污和机械磨损可能严重影响制动器的有效性，因此必须监控制动器的状态并保证其功能正常。

为了达到这个目的，设计工程师和机械设计师一般采用基于可编程安全控制器的解决方案。这类解决方案通过电源接触器控制制动器并在制动测试过程中监控停止状态。这就对电机编码器及其安装提出了特殊的要求。编码器安装在电机轴上，主要记录电机轴位置并将实际值发送给控制器。它一般通过模拟 1-V_ss信号连接安全控制器。劣势在于，需要专门的编码器、用于传输停止识别模拟信号的适配器以及能长距离无损传输模拟信号的电缆。此外还需要安装停止和转速监测器 – 总之属于高成本设备。 “费时费力的 FMA 安装是另外一项缺点”，Markus Frei 解释说道。所谓 FMA，是“Fehlerausschluss der mechanischen Ankopplung”的简称，意为“无故障机械耦合”，即：将编码器安装在电机轴上时，必须排除轴连接出现意外松动的可能。 Markus Frei 深知，“这在维修时可能导致意外的麻烦”。复杂的维修工作无法由现场工作人员执行，而且耗时非常长，必须安排专家进行维修。等到所有部件全部完成拧紧、粘合、干燥、检查和归档之后，还必须停机 48 小时以上，这段时间内无法生产。如果必须邮寄电机进行维修，这个时间段还会大幅度延长，具体时间取决于机器的使用地点。

另外一项缺点是：“适用的编码器不能匹配所有电机型号，无法提供高功率伺服系统所需要的性能 – 这给机械制造商造成了极大的限制。 ”

一个完整的安全包

STOBER 推出的多元化冗余双制动器解决方案由一个 ServoStop 弹簧压力制动器和一个伺服电机永磁制动器构成，完全满足规范要求。但是只有使用配备 SE6 安全模块的 SD6 驱动控制器，才能保证安全 – SE6 安全模块集成有安全制动管理功能。

智能监控，安全防坠落

凭借 SE6 安全模块，STOBER 与 Pilz 基本上为传统解决方案中确定的所有缺点制定并落实了切实可行的解决方案。除了安全停止功能 Safe Stop 1（SS1，安全停止）和 Safe Stop 2（SS2，安全停止 2），安全模块 SE6 还可提供其他安全功能，比如 Safely-Limited Speed（SLS，安全限速）、Safe Brake Control（SBC，安全制动控制）、Safe Brake Test（SBT，安全制动测试)、Safe Direction（SDI，安全运动方向）和 Safely-Limited Increment（SLI，安全限制增量）等。

集成制动管理是这款新型安全模块的一大特色。 “安全制动控制”(SBC) 功能确保按照请求制动。除此之外，还具有“安全制动测试”(SBT) 功能，它在必要时检查定义的制动转矩，并负责在制动转矩达到临界状态之前，及时发现因脏污或机械结构损坏而导致的偏差。此外还对预设的检查间隔进行监控。根据具体应用和危险分析的要求，可以每个生产循环检查一次，也可以采用其他间隔，比如从班次开始后每隔八小时检查一次。如果不再提供制动保持转矩，可以使用驱动控制器中的“磨合制动器”功能，这项功能充分考虑了 STOBER 电机的制动要求。之后可以重新检查系统，查看是否保持了要求的测试转矩。

技术和经济优势

SD6 和 SE6 组成的完整包于机械制造商而言，在技术和经济两方面都颇具吸引力，可以与装备 ServoStop 制动器的同步伺服减速电机配套使用。

在减速器和电机中间嵌入制动器，就无需再额外使用适配器，促使减速电机实现了极为紧凑的结构。模块化 ServoStop 设计提供四种规格，每种规格最多可以为 STOBER 伺服减速器和直角型减速器提供四种制动转矩。

此外，ServoStop 可以安装在所有常规同步伺服电机上，而且完美适用于机器人应用中的第七根或第八根轴。即使机器人必须向工件施加很强的力，它也能在 ServoStop 的帮助下牢牢固定在原位。

在编码器方面，设计工程师也能自行选择。耦合接触器、昂贵的电缆、停止和转速监测器等统统不再需要。而且，制动管理不受制动器型号限制。用户可以随意安装达到 DIN EN ISO 13849-1 标准类别 4 以下要求的安全的制动和保持制动系统，成本一目了然。

Markus Frei 这样介绍道：“由于通过驱动单元内部的安全功能监控电机，因此我们的 SD6 可以在十毫秒内快速做出最坏情况故障应对措施。 ” 安全模块可以直接干预轴运动，在超出极限值或急停时使驱动单元停止运行。 “这肯定比外部转速监测器反应快得多”，Markus Frei 说道， “在实践应用中，信息采集、信息评估、通过安全控制器将关闭指令转发给控制器，这整个过程不到 100 毫秒就能快速完成。在驱动技术业界，这项成就堪称永恒。 ” 安全模块不但能实现快速关断，还能缩短安全距离。

使用组态和调试软件 DriveControlSuite，可以快速将解决方案投入运行。此外，集成式 PASmotion 软件还能为操作人员提供支持，帮助他们以极低的成本轻松创建安全配置。