前言

用于制造連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備的模塊化機(jī)器概念正在被證明是一種能夠以富有競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)價(jià)格滿足客戶定制化需求的行之有效的方式。通過(guò)并行開發(fā)和制造降低潛在成本以及通過(guò)可重復(fù)使用的模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升，同樣，在安全技術(shù)方面也需要有合適的解決方案。貝加萊范圍廣泛的產(chǎn)品系列為模塊化機(jī)器制造提供了完美的解決方案，包括集中式和分布式的安全組件以及將它們整合到一起的開發(fā)工具。

當(dāng)我們?cè)谡劶澳K化機(jī)器架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不可能有任何妥協(xié)，否則，就會(huì)錯(cuò)失機(jī)會(huì)利用這些設(shè)計(jì)內(nèi)在的節(jié)約潛力。然而不幸的是，真實(shí)的世界往往并不合作。簡(jiǎn)單利用各種不同的具有IP65防護(hù)等級(jí)的自動(dòng)化組件-高效模塊化的基礎(chǔ)-是許多機(jī)器制造商所面臨的第一道關(guān)。如果連這都做得不夠的話，那么考慮如何實(shí)現(xiàn)配備安全功能的機(jī)電一體化組件的模塊化往往是徒勞無(wú)益的。

如果使用貝加萊的解決方案則完全不同。多年來(lái)，我們的控制技術(shù)正是向著模塊化的方向發(fā)展。我們的模塊化X20和X67 I/O系統(tǒng)可以輕松地建立分布式控制站點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)控制同樣如此。ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、扭矩電機(jī)和直線電機(jī)，共同組成一個(gè)面向機(jī)械制造中任意自動(dòng)化任務(wù)的通用解決方案。在擁有多個(gè)軸的機(jī)器上采用這些類型的驅(qū)動(dòng)解決方案非常具有成本效益-塑料、包裝、印刷和紡織行業(yè)就是很好的例子。

既安全又透明的接口

模塊化機(jī)器架構(gòu)所面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是如何定義使用的接口。在加入了安全技術(shù)之后，這會(huì)變成一個(gè)難以逾越的障礙-至少對(duì)于其他供應(yīng)商而言如此。貝加萊基于網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)是為任意系統(tǒng)定制一流解決方案的完美基礎(chǔ)-無(wú)論在硬件還是軟件方面。

通過(guò)安全技術(shù)提高保護(hù)能力和生產(chǎn)效率

貝加萊的方法可以確保消除響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等劣勢(shì)。事實(shí)上，與安全有關(guān)的系統(tǒng)在采用貝加萊安全運(yùn)動(dòng)控制（SafeMC）驅(qū)動(dòng)技術(shù)的時(shí)候可以將響應(yīng)時(shí)間減少至僅僅7毫秒。

為什么在選擇安全技術(shù)的時(shí)候該值是如此重要呢？帶斷電繼電器的傳統(tǒng)安全電路的響應(yīng)時(shí)間類似于急剎車之前駕駛員所受到的沖擊瞬間。檢測(cè)錯(cuò)誤和響應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間-例如在超過(guò)安裝模式中的最大安全速度時(shí)-通常在70毫秒左右。如果錯(cuò)誤是由控制系統(tǒng)中不正確的設(shè)定值引起的，那么在一般的扭矩切斷和可能的短路制動(dòng)程序生效之前，這種延遲足以使驅(qū)動(dòng)器加速至其最大速度。這會(huì)增加障礙物受到的沖擊力并延長(zhǎng)總停車距離。因此，允許的最大速度必須相應(yīng)設(shè)低以便于維持所需要的安全級(jí)別。

適用于分布式機(jī)器架構(gòu)安裝在電機(jī)上的ACOPOSmulti65m伺服
驅(qū)動(dòng)單元擁有集成安全技術(shù)，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

貝加萊已經(jīng)重新定義了停車距離和沖擊能量的計(jì)算方式。帶SafeMC功能的ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)單元中的本地化可聯(lián)網(wǎng)的安全模塊可以持續(xù)監(jiān)測(cè)電機(jī)。這些模塊允許最大錯(cuò)誤響應(yīng)時(shí)間減少至7毫秒。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么電機(jī)僅擁有該時(shí)間的十分之一加速產(chǎn)生危險(xiǎn)動(dòng)量。

由于動(dòng)能和相應(yīng)響應(yīng)距離會(huì)隨著速度的平方而增加，因此這兩個(gè)關(guān)鍵特性與傳統(tǒng)的解決方案相比可以減少到1/100。如何利用動(dòng)能和相應(yīng)響應(yīng)距離的減少以及由此產(chǎn)生的停車距離的縮短是根據(jù)優(yōu)先級(jí)決定的。例如，減小的安全間隙可以使機(jī)器更小型化，安全限速的安全功能可以用來(lái)增加可允許的限速，在這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)之間也存在妥協(xié)。

降低項(xiàng)目成本

所有帶SafeMC功能的ACOPOSmulti逆變器都可以完全與貝加萊SafeLOGIC控制器集成在一起，并通過(guò)貝加萊開發(fā)環(huán)境Automation Studio中的SafeDESIGNER工具實(shí)現(xiàn)配置。采用一個(gè)集中式的工具確定SafeMC組件和電機(jī)內(nèi)嵌參數(shù)芯片的參數(shù)不僅可以簡(jiǎn)化并加快維護(hù)期間的重新配置，而且維修行為本身也可以通過(guò)日志和訪問(wèn)保護(hù)實(shí)現(xiàn)跟蹤。

貝加萊安全技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，它排除了多余的接線以及監(jiān)測(cè)安全技術(shù)的外部模塊。數(shù)據(jù)在POWERLINK總線系統(tǒng)上通過(guò)虛擬布線和openSAFETY安全協(xié)議實(shí)現(xiàn)傳輸，在可靠地消除間隙時(shí)間的同時(shí)能夠完成與控制器之間的簡(jiǎn)單通信。

像這樣的模塊化X20/X67 I/O系統(tǒng)可以用來(lái)輕松地創(chuàng)建執(zhí)行安全功能的分布式控制解決方案

模塊化機(jī)器架構(gòu)尤其可以從基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬布線中獲益。準(zhǔn)備好投入使用的機(jī)器組件-包括安全驅(qū)動(dòng)器-可以實(shí)現(xiàn)輕松互聯(lián)，無(wú)需采用急停鏈和其它安全控制系統(tǒng)所要求的復(fù)雜接線。事實(shí)上，強(qiáng)大的ACOPOSmulti產(chǎn)品系列（最大120千瓦）中多達(dá)80個(gè)安全驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)單個(gè)SafeLOGIC控制器實(shí)現(xiàn)控制。

將模塊化與能源效率和SafeMC相結(jié)合

無(wú)論逆變器是被放置在控制柜中（IP20防護(hù)等級(jí)）還是進(jìn)行分布式放置（IP65防護(hù)等級(jí)），它們都可以從ACOPOSmulti系列的各種功率選項(xiàng)中獲益。功率因數(shù)校正功能可以大幅降低設(shè)備的連接負(fù)載或電流消耗，恒直流母線電壓可以確保逆變模塊和電機(jī)擁有最佳性能。此外，所有有源電源模塊都具有將制動(dòng)能量回饋至電源的能力（能量再生功能）。

尤其是具有IP65防護(hù)等級(jí)的ACOPOSmulti65和ACOPOSmulti65m逆變器可以使模塊化機(jī)器架構(gòu)的設(shè)置和調(diào)試變得容易。這些逆變器可以僅通過(guò)一根混合電纜連接起來(lái)，這根混合電纜可以實(shí)現(xiàn)供電，直流母線，POWERLINK通信和STO（安全扭矩切斷功能）。除了這種硬接線的安全功能之外，將來(lái)還將提供基于網(wǎng)絡(luò)的SafeMC功能如STO、SBC、SOS、SS1、SS2、SLS、SMS、SLI、SDI和SLP，控制柜中現(xiàn)有的ACOPOSmulti系列現(xiàn)在已經(jīng)擁有了這些安全功能。

未來(lái)的安全投資

由于機(jī)器人的應(yīng)用變得越來(lái)越普遍，因此越來(lái)越多機(jī)械制造客戶正在面臨將模塊集成到串聯(lián)和/或并聯(lián)機(jī)構(gòu)中去的挑戰(zhàn)。對(duì)于處理這些類型的任務(wù)而言，貝加萊正在努力開發(fā)開放的安全功能如SLS@TCP（刀具末端中心點(diǎn)安全限速）。即使用戶不在場(chǎng)，這些安全功能也能夠有效地執(zhí)行獨(dú)立于位置的教學(xué)和配置功能。

經(jīng)openSAFETY配置和選擇的安全功能已通過(guò)TÜV認(rèn)證，符合EN ISO 13849-1以及EN62061/ IEC61508標(biāo)準(zhǔn)

貝加萊提供的完整解決方案來(lái)自同一家供應(yīng)商，不僅大幅降低成本，而且全面節(jié)省時(shí)間。
它與傳統(tǒng)解決方案（右圖）相比復(fù)雜性顯著降低。

“這使貝加萊成為首家可以提供從驅(qū)動(dòng)安全功能到機(jī)器人的基于網(wǎng)絡(luò)的全集成化安全系統(tǒng)的廠商，”貝加萊運(yùn)動(dòng)事業(yè)部經(jīng)理Alois Holzleitner解釋道。“該系統(tǒng)不僅提高了機(jī)械效率和生產(chǎn)效率，而且還改善了工作場(chǎng)所的安全性。”