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如何为运动控制系统选择适合的编码器?

作者:甘肃华盛新创时间:2021-05-28 09:24 次浏览

信息摘要:

全性应始终是重要的设计目标。这对于诸如升降机、工业 自动化 或建筑机械来说尤其如此,因为设备故障或失去控制可能会导致严重的伤害或损害。在某些行业,法律规定要进行正式...

全性应始终是重要的设计目标。这对于诸如升降机、工业自动化或建筑机械来说尤其如此,因为设备故障或失去控制可能会导致严重的伤害或损害。在某些行业,法律规定要进行正式的安全分析以减少发生严重事故的风险。

对于运动控制系统来说,提高操作安全性的一个关键是确保系统所依赖的维持控制的传感器是值得信赖的。诸如编码器、倾角仪等传感器,必须对被控机械部件的运动/位置提供可靠的反馈。在传感器发生故障的情况下,这些设备必须向控制系统提供反馈回路失效的明确信息,并应采取行动限制或停止操作。

确保运动控制系统可靠和故障安全的一种广泛使用的方法,是在反馈回路中引入一定程度的冗余。如果控制系统从测量相同机械性能的两个不同传感器接收到同样的信号,则可以合理地假设两个系统均正常运行。如果读数不同,则表明可能存在故障。

光学和磁性传感器元件是编码器,可在单圈和多圈模式下测量位置值,无需电池和维护。

经安全认证的编码器

一些传感器制造商提供的编码器具有内置的冗余功能,其形式是将两个独立的旋转测量模块安装在一个壳体内,共享一个轴。一个专用的验证芯片来监控这两个模块的输出,以检查测量结果是否一致。如果检测到差异,则该芯片可阻止将可疑数据传输到控制器,同时指示故障。借助此故障安全功能,这些编码器可以被认证为性能等级PLd,Cat.3认证(根据安全标准ISO 13849)或SIL3(根据IEC 61508)。认证需由专门的许可机构进行。

因为经过安全认证的编码器,可以确保为控制系统提供经过验证的位置数据或明确的故障指示,因此可用于简化安全重要系统的开发。但是,它们也有缺点。在处理故障工况时,这种方法可能不够灵活:因为这些传感器只是简单地关闭,它们不提供关于如何将机器过渡到安全状态的指导。

由于独立实验室的认证成本很高,所以经过认证的设备也可能比普通编码器贵。此外,它们仅能用在数量有限的机械配置中,因此机械制造商可能必须使用适配器才能使其适用于设计。

对于在时间紧迫的情况下开发的一次性产品或小批量产品,使用SIL或PL认证编码器的便利性(较短的开发时间、所需的安全知识较少),可能会超过这些自动化设备的额外成本和有限的可用性。

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