Voiko AGV luottaa STO: hen ilman mekaanista jarrua?

Automatisoidut ohjatut ajoneuvot (AGV) ovat välttämättömiä nykyaikaiselle materiaalinkäsittelylle, älykkäälle varastointille ja teollisuusautomaatiolle. Kun automaattitrukeista tulee kompakteja, energiatehokkaita ja älykkäitä, insinöörit arvioivat yhä enemmän integroituja moottorinohjaustekniikoita yksinkertaistaakseen käyttöarkkitehtuuria ja parantaakseen käyttöturvallisuutta. Yksi tärkeä kysymys on, voiko AGV luottaa Safe Torque Off (STO) -toimintoon ilman mekaanista jarrua.

Vastaus riippuu automaattitrukin mekaanisesta suunnittelusta, käyttöympäristöstä, pysäytysvaatimuksista ja toiminnallisesta turvallisuusarkkitehtuurista. STO voi estää moottoria synnyttämästä vääntömomenttia, mutta se ei jarruta moottoria aktiivisesti tai takaa, että liikkuva AGV pysähtyy välittömästi. Kun ajoneuvo kulkee rinteessä, kantaa raskaan kuorman tai ajetaan ympäristössä, jossa hallitsematon liike on vaarallinen, mekaaninen jarru tai muu suunniteltu pysäytysmekanismi saattaa olla tarpeen.

Jotta voimme määrittää, voiko automaattitrukki toimia turvallisesti ilman mekaanista jarrua, meidän on erotettava vääntömomentin poisto, kontrolloitu hidastus ja mekaaninen pito. Meidän on myös harkittava, kuinka integroidut servomoottorit, turvaohjaimet ja hätäpysäytysjärjestelmät toimivat yhdessä ihmisten, laitteiden ja kuljetettavien tavaroiden suojaamiseksi.

Mikä on STO (Safe Torque Off) automaattitrukissa?

Safe Torque Off (STO) on toiminnallinen turvaominaisuus, joka on integroitu moniin servokäyttöihin ja moottorin ohjausjärjestelmiin. Automatisoidussa ohjatussa ajoneuvossa (AGV) STO estää moottorikäyttöä kehittämästä vääntömomenttia, kun turvallisuuteen liittyvä tilanne havaitaan, mikä auttaa vähentämään vaarallisen liikkeen riskiä.

STO on erityisen tärkeä AGV-sovelluksissa, joissa autonomisen navigoinnin, esteen havaitsemisen ja hätäpysäytystoimintojen on toimittava yhdessä suojellakseen käyttäjiä, laitteita ja kuljetettavaa materiaalia. Kun turvaohjain aktivoi STO:n, taajuusmuuttaja estää vääntömomentin tuottokykynsä määritetyn turvapiirin kautta. STO ei kuitenkaan jarruta aktiivisesti moottoria tai takaa, että automaattitrukki pysähtyy välittömästi. Ajoneuvo voi jatkaa liikkumista hitauden, ulkoisten voimien tai painovoiman vuoksi, erityisesti ajettaessa rinteessä.

Kuinka STO toimii AGV-käyttöjärjestelmässä?

Tyypillinen AGV-liikkeenohjausjärjestelmä sisältää useita komponentteja liikkeen ja turvallisuuden hallitsemiseksi:

• Turvaohjain: Valvoo turvallisuuteen liittyviä tuloja, kuten hätäpysäytyspainikkeita ja suojaskannerin signaaleja, ja käynnistää vaaditun turvareaktion.

• Integroitu servomoottori: Luo vääntömomentin, joka tarvitaan AGV:n kiihdyttämiseen, hidastamiseen ja ajoon.

• STO-turvapiiri: Estää taajuusmuuttajan kyvyn tuottaa moottorin vääntömomenttia, kun STO-toiminto on aktivoitu.

• Hätäpysäytysjärjestelmä: Käynnistää turvallisuuteen liittyvän pysäytyksen, kun tapahtuu vaaratilanne tai käyttäjä pyytää hätäpysäytystoimintoa.

• Mekaaninen jarru tarvittaessa: Tarjoaa fyysisen jarrutuksen tai pitokyvyn estämään hallitsemattoman liikkeen tietyissä olosuhteissa.

Normaalin toiminnan aikana servokäyttö säätelee moottorin vääntömomenttia ja nopeutta AGV:n ohjatun liikkeen ylläpitämiseksi. Kun STO laukeaa, käyttö estää lisävääntömomentin muodostumisen tavallisista liikekäskyistä riippumatta. Ajoneuvon todellinen pysähdyskäyttäytyminen riippuu sitten sen olemassa olevasta vauhdista, voimansiirron vastuksista, jarrutusmekanismeista ja käyttöympäristöstä.

Esimerkiksi tasaisella varastokäytävällä kulkeva automaattitrukki voi vähitellen hidastua STO-aktivoinnin jälkeen vierintävastuksen vuoksi. Alamäkeen ajava AGV voi kuitenkin jatkaa liikkumista painovoiman vaikutuksesta, jos sopivaa jarrumekanismia ei ole käytettävissä.

Mikä on ero STO:n ja mekaanisen jarrun välillä?

Vaikka STO ja mekaaniset jarrut lisäävät koneen turvallisuutta, ne suorittavat erilaisia ​​toimintoja.

STO ei korvaa suoraan mekaanista jarrua. Jos automaattisen ajoneuvon on säilytettävä asemansa rampilta, estettävä liike tehon menetyksen jälkeen tai pysähdyttävä tietyllä etäisyydellä, insinöörien on arvioitava, onko mekaaninen jarru tai muu sopiva jarrutusratkaisu tarpeen.

Miksi STO on tärkeä AGV-turvallisuudelle?

STO on tärkeä turvallisuustoiminto automatisoiduissa materiaalinkäsittelyjärjestelmissä, koska se auttaa estämään tahatonta moottorin vääntömomenttia vaarallisissa olosuhteissa. Kun se on oikein integroitu AGV:n turvallisuusarkkitehtuuriin, se voi vähentää tavanomaisten liikkeenohjauskomentojen käyttöä vääntömomentin poistotoiminnossa.

Koko AGV:n turvallisuus riippuu kuitenkin muustakin kuin vetolaitteen STO-kyvystä. Insinöörien on arvioitava jarrutusmatka, ajoneuvon nopeus, suurin hyötykuorma, lattiaolosuhteet, kaltevuus ja tehohäviön mahdollisuus. Suunnittelussa tulee ottaa huomioon myös antureiden, turvaohjaimien ja käyttöjärjestelmien vasteaika.

Henkilöstön lähellä toimivien tai raskaita kuormia kuljettavien automaattitrukkien osalta STO:ta tulee käsitellä yhtenä kokonaisuuden toiminnallisen turvallisuusstrategian osana eikä itsenäisenä ratkaisuna ajoneuvon pysäyttämiseen ja pitämiseen.

Kun valitset integroitua servomoottoria AGV:lle, suosittelemme tarkistamaan taajuusmuuttajan STO-toteutuksen, tarkistamaan valmistajan turvallisuusasiakirjat ja selvittämään, tarvitaanko lisäjarrutustoimintoja sovelluksen pysäytys- ja pitovaatimusten täyttämiseksi.

BESFOC Integroidut DC servomoottorit  -

BESFOC Integroidut Stepper servomoottorit  -

Besfocin integroitu servomoottorijärjestelmä Räätälöity palvelu

Besfocin integroitu servomoottorijärjestelmä Räätälöity palvelu

Voiko AGV luottaa STO: hen ilman mekaanista jarrua?

Automaattitrukki voi mahdollisesti toimia ilman mekaanista jarrua, mutta vain silloin, kun sen riskinarviointi ja järjestelmäsuunnittelu osoittavat, että tuloksena oleva pysäytys- ja pitokäyttäytyminen on hyväksyttävää kaikissa asiaankuuluvissa käyttöolosuhteissa.

Mekaanisen jarrun puuttuminen ei automaattisesti tee AGV:stä vaarallista. Jotkut hitaita ja vähäriskisiä sovelluksia voidaan suunnitella hallitun hidastuvuuden, passiivisen vastuksen ja validoidun turvallisuusstrategian ympärille. Kuitenkin yksinomaan STO: hin luottaminen tuo rajoituksia, joihin on puututtava.

Ilman mekaanista jarrua käyttö voi olla hyväksyttävää

Jarrutonta AGV-mallia voidaan harkita, kun seuraavat ehdot täyttyvät:

1. AGV toimii tasaisella alustalla.

Tasaisella, hallitulla tehdaslattialla ajettavalla ajoneuvolla voi olla pienempi riski hallitsemattomasta liikkeestä vääntömomentin poistamisen jälkeen kuin ajoneuvossa, joka toimii kaltevalla pinnalla. Siitä huolimatta jäännösmomentti, lattian kontaminaatio, pyörän kitka ja ulkoiset työntövoimat on vielä arvioitava.

2. Ajoneuvo toimii suhteellisen alhaisilla nopeuksilla.

Pienemmät käyttönopeudet yleensä vähentävät kineettistä energiaa ja voivat helpottaa pysäytysongelman hallintaa. Alhainen nopeus ei kuitenkaan yksin takaa, että STO ilman jarrutusta on turvallinen.

3. Hakemus ei vaadi positiivista pitoa.

Jos automaattitrukin ei tarvitse säilyttää asemaansa painovoimaa tai muita ulkoisia voimia vastaan ​​turvallisuuteen liittyvän pysäytyksen aikana, mekaanista pitojarrua ei välttämättä tarvita. Tämä ehto on vahvistettava eikä oletettava.

4. Pysäytysmatka pysyy käytettävissä olevan turva-alueen sisällä.

Täydellinen pysähdyskäyttäytyminen on arvioitava suhteessa AGV:n suurinta sallittua matkaa turvallisuusvaatimuksen jälkeen. Suunnittelussa on otettava huomioon havaitsemisviiveet, ohjaimen vaste, ajovaste, ajoneuvon inertia, hyötykuorma ja käytettävissä olevat jarrutusvoimat.

5. Sopiva vaihtoehtoinen pysäytysmekanismi on saatavana.

Validoitu turvallisuuteen liittyvä valvottu pysäytys, erillinen jarrujärjestelmä tai muu suunniteltu järjestely voi tarjota tarvittavan pysäytystehon. Suunnittelussa on varmistettava, että vääntömomentin poisto ei jätä automaattista ajoneuvoa hallitsemattomaan tai vaaralliseen tilaan.

Vaikka nämä ehdot näyttäisivätkin täyttyvän, meidän on tarkastettava järjestelmä ennakoitavissa olevissa vikatilanteissa ja pahimmassa mahdollisessa käyttöolosuhteissa.

Milloin AGV:n ei pitäisi luottaa yksin STO: hen

Mekaaninen jarru tai muu sopiva jarruratkaisu on yleensä tarpeen, kun automaattitrukin on pysähdyttävä tai pysyttävä paikallaan olosuhteissa, joihin STO ei voi luotettavasti puuttua.

Olennainen periaate on, että STO voi olla riittävä tiettyyn vääntömomentin poiston turvatoimintoon ilman, että se välttämättä riittää AGV:n täydellisiin pysäytys- ja pitovaatimuksiin.

Voiko STO korvata hätäpysäytystoiminnon AGV:ssä?

Ei. STO on ajoturvatoiminto, kun taas hätäpysäytys on turvallisuuteen liittyvä komento tai toiminto, jonka tarkoituksena on saattaa vaarallinen koneen toiminta turvalliseen tilaan.

Hätäpysäytysjärjestelmä voi käyttää STO:ta osana toteutustaan, mutta vaadittava pysäytyskäyttäytyminen riippuu sovelluksesta ja riskinarvioinnista.

Kaksi yleisesti viitattua pysähtymisluokkaa ovat erityisen tärkeitä.

Kategoria 0 Pysäytys: Välitön vääntömomentin poisto

Kategorian 0 pysäytys tarkoittaa pysäyttämistä, joka katkaistaan ​​välittömästi koneen toimilaitteista, jolloin pysäytys saadaan aikaan poistamalla energiaa kontrolloidun hidastusjakson sijaan.

STO:ta toteuttavassa käytössä STO-toimintoa voidaan käyttää vaaditun momentinpoistokäyttäytymisen saavuttamiseksi.

Liikkuvan AGV:n tapauksessa ajoneuvo voi vapaasti pyöriä, kunnes se pysähtyy. Jos tätä jarrutusmatkaa ei voida hyväksyä, pelkkä vääntömomentin poisto ei riitä.

Kategorian 1 pysäytys: Hallittu hidastus, jota seuraa vääntömomentin poisto

Kategorian 1 pysäytys sisältää kontrolloidun pysäytysprosessin, jota seuraa toimilaitteiden virran katkaisu.

Esimerkiksi AGV voi ensin hidastaa moottorikäyttönsä ja sitten aktivoida STO:n saavutettuaan turvallisen pysäytystilan tai suorittanut aiotun hidastusjakson.

Tällä lähestymistavalla voidaan lyhentää jarrutusmatkaa ja parantaa ennustettavuutta, mikäli pysäytysohjattu toiminto ja sen turvallisuuteen liittyvä toteutus täyttävät sovelluksen vaatimukset.

Tarkka arkkitehtuuri on suunniteltava ja validoitava sovellettavien koneturvallisuusstandardien mukaisesti, mukaan lukien asiaankuuluvat standardien IEC 60204-1 ja ISO 13850 määräykset.

Tärkeää on, että normaalin ohjelmistopysäytyksen, jota seuraa STO, ei pitäisi automaattisesti olettaa tarjoavan turvaluokiteltua ohjattua pysäytystä. Jos kontrolloitu hidastuvuus itsessään on turvallisuuden kannalta kriittistä, vaaditaan asianmukaisesti suunniteltu ja validoitu turvatoiminto.

Kuinka laskea AGV-pysäytysmatka ilman mekaanista jarrua

Arvioitaessa automaattista ajoneuvoa ilman mekaanista jarrua, jarrutusmatka on kriittinen tekijä määritettäessä, pystyykö STO yksin täyttämään sovelluksen turvallisuusvaatimukset. Koska STO poistaa moottorin vääntömomentin jarruttamatta ajoneuvoa aktiivisesti, AGV voi jatkaa liikkumista hitauden, vierintävastuksen tai painovoiman vuoksi.

Avaintekijät, jotka vaikuttavat AGV-pysäytysmatkaan

Useat tekijät vaikuttavat siihen, kuinka pitkälle AGV kulkee STO-aktivoinnin jälkeen:

• Ajoneuvon nopeus: Suuremmat nopeudet johtavat yleensä pidemmälle jarrutusmatkalle.

• Kokonaismassa: raskaampi AGV tai hyötykuorma lisää liike-energiaa.

• Järjestelmän vasteaika: Ajoneuvo jatkaa matkaa samalla, kun anturit, turvaohjaimet ja vetolaite vastaavat.

• Lattiaolosuhteet: Pintakitka ja pyörän vastus vaikuttavat passiiviseen hidastumiseen.

• Käyttökaltevuus: Painovoima voi pidentää jarrutusmatkaa tai saada AGV:n kiihtymään alamäkeen.

Pysähdysmatkan arvioiminen

Käytännön arvion tulisi sisältää kaksi osaa: järjestelmän vasteen aikana kuljettu matka ja AGV:n pysähtyessä vapaasti kuljettu matka.

Oletetaan esimerkiksi, että AGV kulkee nopeudella 1,5 m/s ja järjestelmän vasteaika on 0,15 sekuntia. Tämän vasteajan aikana ajoneuvo kulkee noin 0,23 metriä.

Jos AGV sitten hidastaa oletettua nopeutta 0,3 m/s² passiivisen vastuksen vuoksi se voi kulkea vielä 3,75 metriä ennen pysähtymistä. Arvioitu kokonaispysähdysmatka on siis noin 4 metriä.

Tämä esimerkki on vain havainnollistava. Todellinen jarrutusmatka riippuu ajoneuvon rakenteesta, hyötykuormasta, lattian kunnosta, voimansiirron vastusta ja käyttöympäristöstä. Passiivinen hidastuvuus tulisi mitata ja validoida pahimmissa olosuhteissa sen sijaan, että sen oletetaan pysyvän vakiona.

Kuinka insinöörit voivat parantaa pysäytysturvallisuutta?

Suunniteltaessa AGV:tä ilman mekaanista jarrua, insinöörien tulee tarkistaa pahimman tapauksen jarrutusmatka ja varmistaa, että käytettävissä on riittävä suojaetäisyys. Jos passiivinen hidastus ei pysty saavuttamaan vaadittua jarrutustehoa, mahdollisia ratkaisuja ovat suurimman ajonopeuden alentaminen, vaarojen havaitseminen aikaisemmin, sopivan valvotun pysäytystoiminnon toteuttaminen tai sopivan jarrutusmekanismin lisääminen.

Pääperiaate on, että STO pysäyttää vääntömomentin muodostumisen, ei ajoneuvon liikettä. Turvallisessa AGV-suunnittelussa on otettava huomioon STO-aktivoinnin jälkeen kuljettu matka ja varmistettava, että hallitsematon rullaus tai rullautuminen ei aiheuta ei-hyväksyttävää riskiä.

Kuinka integroitu servomoottori vaikuttaa AGV-jarrujen suunnitteluun?

Integroidut servomoottorit yhdistävät moottorin siihen liittyvään käyttöelektroniikkaan sekä tuotteesta riippuen palautelaitteet ja tiedonsiirtoliitännät. Tämä arkkitehtuuri voi yksinkertaistaa AGV-voimansiirron suunnittelua vähentämällä ulkoista johdotusta ja erillisten komponenttien määrää.

Moottorin integrointi ei kuitenkaan poista tarvetta arvioida jarrutusta ja toiminnallista turvallisuutta itsenäisesti.

Kun valitset integroitua servomoottoria AGV:lle, suosittelemme seuraavien tekijöiden tutkimista.

Integroitu STO-ominaisuus

Tarkista, tukeeko taajuusmuuttaja STO:ta ja sopiiko sen toteutus vaadittuun turvatoimintoon.

Tarkista valmistajan turvallisuusasiakirjat, mukaan lukien sovellettavat turvallisuustiedot, diagnostiikan kattavuus, vikareaktiot ja asennusvaatimukset.

Älä oleta, että jokainen integroitu servomoottori sisältää sertifioidun STO:n vain siksi, että se sisältää taajuusmuuttajan.

Yhteensopivuus mekaanisten jarrujen kanssa

Selvitä, voidaanko moottori varustaa pitojarrulla tai liittää ulkoiseen jarrumekanismiin.

Jarru on valittava vaaditun pitomomentin, akselin nopeuden, kytkentätaajuuden, lämpörajojen ja voimansiirron konfiguraation mukaan.

Pyörävetoisten AGV-autojen insinöörien tulisi arvioida koko mekaaninen voimansiirto sen sijaan, että luottaisivat yksinomaan moottorin akselin jarrutusarvoon.

Vääntömomentin ja nopeuden ominaisuudet

Moottorin on tarjottava riittävä jatkuva ja huippuvääntömomentti kiihdytystä, liikettä ja hidastamista varten.

Kun hallittua pysäytystä vaaditaan, taajuusmuuttajan on myös tarjottava asianmukainen hidastuskyky sähköisten, termisten ja mekaanisten rajojen puitteissa.

Alimitoitettu moottori voi vaikeuksia saavuttaa vaadittu pysäytysprofiili, varsinkin kun ajoneuvolla on raskas kuorma tai se kulkee kaltevalla pinnalla.

Viestintä- ja turvallisuusintegraatio

Automaattivaunut käyttävät usein teollisia viestintäverkkoja koordinoimaan navigointia, liikkeenohjausta ja valvontakomentoja.

Tavalliset viestintäkomennot eivät kuitenkaan ole automaattisesti turvallisia. Turvajärjestelmässä on käytettävä sopivia turvallisuuteen liittyviä signaaleja, laitteistoa tai sertifioituja turvallisuusviestintämekanismeja, jos suunnittelu sitä edellyttää.

Viestintävika tulee käsitellä järjestelmän turvallisuusvaatimusten mukaisesti sen sijaan, että luottaisi vain tavalliseen pysäytyskäskyyn.

Kompakti vs. toiminnallinen turvallisuus

Integroidut servomoottorit voivat vähentää asennustilaa, yksinkertaistaa kaapelien reititystä ja virtaviivaistaa käyttöönottoa. Nämä edut ovat erityisen hyödyllisiä kapeissa varastokäytävissä toimivissa kompakteissa automaattitrukeissa.

Pienin käyttöratkaisu ei kuitenkaan välttämättä ole turvallisin tai sopivin.

Kompakti integroitu servomoottori, jossa on STO, voi olla sopiva yhteen AGV-malliin, kun taas toinen ajoneuvo voi vaatia lisäjarrun, turvaluokitellun valvotun pysäytystoiminnon tai erillisen jarrutusalijärjestelmän.

Lopullisen valinnan tulisi perustua validoituihin sovellusvaatimuksiin eikä pelkästään komponenttien integrointiin.

Mitä tapahtuu, kun AGV menettää tehonsa ilman mekaanista jarrua?

Kun automaattinen ohjattu ajoneuvo (AGV) menettää tehonsa ilman mekaanista jarrua, sen moottori ei ehkä enää tarjoa hallittua vääntömomenttia, mutta ajoneuvo ei välttämättä pysähdy heti. Automaattitrukki saattaa jatkaa liikkumista hitauden tai painovoiman vaikutuksen alaisena, riippuen sen nopeudesta, hyötykuormasta, voimansiirron vastuksista ja käyttöympäristöstä.

Automaattivaunujen valmistajille tehohäviökäyttäytymisen ymmärtäminen on olennaista arvioitaessa Safe Torque Off (STO), valittaessa integroituja servomoottoreita ja suunniteltaessa luotettavaa turvajärjestelmää.

Tehon menetys tasaisella pinnalla

Kun AGV menettää tehonsa tasaisella lattialla, se voi vähitellen hidastua pyörien kitkan, vierintävastuksen ja voimansiirron vastuksen vuoksi. Nämä voimat vaihtelevat kuitenkin lattian olosuhteiden, pyörän materiaalien, ajoneuvon massan ja mekaanisen suunnittelun mukaan.

Ilman mekaanista jarrua AGV:n jarrutusmatka voi olla arvaamaton. Jos ajoneuvoa käytetään kapeassa käytävässä tai henkilökunnan lähellä, liikkeen jatkaminen tehonmenetyksen jälkeen voi aiheuttaa törmäys- tai puristumisvaaran.

Virtahäviö kaltevalla pinnalla

Rampilla toimiva automaattitrukki on suurempi riski, koska painovoima voi saada sen jatkamaan liikettä tai kiihtymään alamäkeen moottorin vääntömomentin menetyksen jälkeen.

Mitä raskaampi AGV ja sen hyötykuorma, sitä suurempi painovoima vaikuttaa ajoneuvoon rinteessä. Ilman riittävää jarrutus- tai pitovoimaa ajoneuvo saattaa rullata hallitsemattomasti.

Tästä syystä rampeilla tai kaltevilla pinnoilla toimivat automaattitrukit vaativat usein sopivan mekaanisen jarrun tai muun teknisen ratkaisun tahattoman liikkeen estämiseksi.

Tehon menetys raskaan kuorman kantamisen aikana

Raskas hyötykuorma lisää AGV:n liikkuvaa kokonaismassaa ja kineettistä energiaa, mikä saattaa pidentää jarrutusmatkaa. Äkillinen tehohäviö voi siksi aiheuttaa lisäriskejä, kuten törmäyksiä, kuorman siirtymistä ja kuljetettavien tavaroiden vaurioitumista.

Insinöörien tulisi arvioida tehonmenetysskenaariot suurimmalla hyötykuormalla ja suurimmalla käyttönopeudella sen sijaan, että luottaisivat vain kuormittamattomalla ajoneuvolla tehtyihin testeihin.

Kuinka insinöörit voivat vähentää tehonmenetysriskejä?

Suunniteltaessa automaattista ajoneuvoa ilman mekaanista jarrua suosittelemme seuraavien tekijöiden arvioimista:

• Pysäytysmatka: Tarkista, kuinka pitkän matkan ajoneuvo kulkee tehonmenetyksen jälkeen pahimmissa käyttöolosuhteissa.

• Käyttö rinteessä: Selvitä, voiko painovoima aiheuttaa tahatonta liikettä.

• Hyötykuormakapasiteetti: Arvioi pysäytysteho suurimmalla nimelliskuormalla.

• Turvallisuusarkkitehtuuri: Varmista, että STO ja muut turvatoiminnot käsittelevät tunnistettuja vaaroja.

• Pitovaatimukset: Selvitä, tarvitaanko mekaanista jarrua tai muuta sopivaa mekanismia, jotta AGV pysyy paikallaan.

Jousikäyttöinen, sähköisesti vapautettu jarru voi olla sopiva, kun AGV:n on vastustettava liikettä tehonmenetyksen jälkeen. Sen pitomomentti, kytkentäaika ja dynaaminen jarrutuskyky on kuitenkin tarkistettava aiottua käyttötarkoitusta varten.

Tärkeintä on, että tehohäviö ei takaa, että automaattitrukki pysähtyy turvallisesti. STO estää moottorin vääntömomentin muodostumisen aktivoituna, mutta se ei haihduta kineettistä energiaa tai estä itsenäisesti painovoiman aiheuttamaa liikettä. Luotettavassa automaattitrukkisuunnittelussa on otettava huomioon sekä pysäytyskyky että paikallaan pysyminen, jotta varmistetaan turvallinen toiminta ennakoitavissa olevissa vikatilanteissa.

Kuinka valita STO-Only ja STO, jossa on mekaaninen jarru

Sopiva kokoonpano riippuu AGV:n liikeprofiilista, riskinarvioinnista, mekaanisesta suunnittelusta ja pysäytysvaatimuksista.

Taulukossa korostetaan tärkeää asiaa: mekaanisen jarrun lisääminen ei automaattisesti tee automaattitrukista turvallista. Jarru on valittava oikein, asennettava, valvottava tarvittaessa ja sisällytettävä yleiseen turvallisuusstrategiaan.

Samoin jarrun pois jättäminen on hyväksyttävää vain silloin, kun täydellinen suunnittelu mahdollistaa vaaditun riskinvähennystason.

AGV STO:n standardit ja toiminnalliset turvallisuusnäkökohdat

Automaattivaunujen valmistajien ja järjestelmäintegraattoreiden tulee arvioida asiaankuuluvat koneiden turvallisuusstandardit suunnitellessaan STO-pohjaisia ​​pysäytysjärjestelmiä.

Useat standardit voivat olla merkityksellisiä koneen arkkitehtuurista, aiotusta sovelluksesta ja lainkäyttöalueesta riippuen.

• IEC 61800-5-2: Käsittelee toiminnallisia turvallisuusvaatimuksia säädettävänopeuksisille sähkökäyttöjärjestelmille, mukaan lukien turvallisuuteen liittyvät käyttötoiminnot, kuten STO- ja Safe Stop -toiminnot.

• IEC 60204-1: Kattaa koneiden sähkölaitteet, mukaan lukien koneen pysäyttämiseen ja sähköturvallisuuteen liittyvät vaatimukset.

• ISO 13850: Määrittää hätäpysäytystoimintojen suunnittelun periaatteet.

• ISO 13849-1: Tarjoaa menetelmän ohjausjärjestelmien turvallisuuteen liittyvien osien suunnitteluun ja arviointiin suoritustasoja käyttämällä.

• IEC 61508: Tarjoaa yleiset puitteet sähköisten, elektronisten ja ohjelmoitavien elektronisten turvallisuuteen liittyvien järjestelmien toiminnalliselle turvallisuudelle.

• ISO 3691-4: Käsittelee kuljettamattomien teollisuustrukkien ja niiden järjestelmien turvallisuusvaatimuksia ja todentamista, mukaan lukien monet AGV- ja autonomiset mobiilirobottisovellukset.

Sovellettavat vaatimukset riippuvat tietystä ajoneuvoluokasta, käyttöympäristöstä ja järjestelmäsuunnittelusta. Insinöörien tulee tutustua asiaankuuluvien standardien nykyisiin painoksiin ja määrittää, mitä säännöksiä sovelletaan niiden soveltamiseen.

STO-sertifikaatti ei vahvista koko AGV:tä

Taajuusmuuttaja, jossa on sertifioitu STO, voi tarjota määritellyn turvatoiminnon, mutta sen sertifiointi ei automaattisesti varmista, että automaattitrukki kokonaisuudessaan täyttää turvallisuusvaatimukset.

Täydellisen turvallisuusarvioinnin tulee ottaa huomioon vaarojen havaitseminen, turvallisuuslogiikka, viestintä, taajuusmuuttajan vaste, mekaaninen käyttäytyminen ja niistä aiheutuva riskin vähentäminen.

Esimerkiksi STO-toiminto voi täyttää sille määritetyt suorituskykyvaatimukset, kun ajoneuvo kulkee edelleen liian pitkälle vääntömomentin poistamisen jälkeen törmäyksen välttämiseksi.

Vastaavasti sertifioitu STO-piiri ei voi estää painovoiman ohjaamaa liikettä, jos mekaanisella järjestelmällä ei ole riittävää pitokykyä.

Toiminnallista turvallisuutta on siksi arvioitava järjestelmätasolla, ei pelkästään moottorin tai taajuusmuuttajan tasolla.

Käytännön suunnittelusuosituksia automaattitrukkien valmistajille

Kun kehität AGV:tä integroiduilla servomoottoreilla, suosittelemme noudattamaan rakenteellista suunnitteluprosessia sen määrittämiseksi, tarvitaanko mekaanista jarrua.

Vaihe 1: Tunnista asiaankuuluvat vaarat

Arvioi törmäysriskit, puristumisvaarat, rampin toiminta, hyötykuorman liike, huoltotoimet ja mahdolliset virrankatkosskenaariot.

Ota huomioon sekä normaali toiminta että ennakoitavissa olevat epänormaalit olosuhteet.

Vaihe 2: Määritä vaadittu pysäytyskäyttäytyminen

Selvitä, pitääkö AGV-auton vapaasti pysähtyä, hidastaa hallitulla tavalla, pysähtyä tietylle etäisyydelle vai pysyä paikallaan pysähtymisen jälkeen.

Nämä ovat erilaisia ​​teknisiä vaatimuksia ja voivat vaatia erilaisia ​​turvatoimintoja.

Vaihe 3: Laske pahimman mahdollisen pysähdysmatka

Arvioi suurin nopeus, suurin hyötykuorma, vasteaika, tehokas hidastuvuus, lattiaolosuhteet ja kaltevuus.

Käytä mitattuja ja validoituja suorituskykytietoja sen sijaan, että luottaisit yksinomaan teoreettisiin kitkaoletuksiin.

Vaihe 4: Arvioi tehonmenetys- ja säilytysvaatimukset

Selvitä, voiko ajoneuvo rullata painovoiman tai ulkoisten voimien vaikutuksesta, kun vääntömomentti poistetaan.

Jos paikallaan pitäminen on välttämätöntä, määritä sopiva mekaaninen jarru tai muu suunniteltu ratkaisu, joka täyttää vaaditut kuormitus- ja vikaolosuhteet.

Vaihe 5: Valitse sopiva moottori ja käyttö

Tarkista moottorin vääntömomentti, nopeus, lämpökapasiteetti, taajuusmuuttajan turvallisuustoiminnot, jarrujen yhteensopivuus ja tiedonsiirtovaatimukset.

Varmista integroiduissa servomoottoreissa, mitkä turvatoiminnot ovat mukana ja mitkä on otettava käyttöön muualla järjestelmässä.

Vaihe 6: Vahvista täydellinen turvallisuusarkkitehtuuri

Testaa pysähtymiskäyttäytymistä edustavissa pahimmissa olosuhteissa, mukaan lukien enimmäiskuormitus, suurin käyttönopeus, asiaankuuluvat kaltevuudet ja sovellettavat vikaskenaariot.

Dokumentoi turvallisuustoiminnot, tarkastustulokset, rajoitukset, tarkastusvaatimukset ja huoltotoimenpiteet.

Tämä prosessi auttaa ehkäisemään yleisiä suunnitteluvirheitä: olettaen, että moottorikäytön STO-ominaisuus ratkaisee automaattisesti kaikki AGV-pysäytys- ja pitoriskit.

Johtopäätös: Onko STO ilman mekaanista jarrua oikea valinta AGV:lle?

Automaattitrukki voi mahdollisesti toimia ilman mekaanista jarrua, mutta päätöksen on perustuttava täydelliseen tekniseen arviointiin pelkän STO:n saatavuuden sijaan.

STO estää moottorin vääntömomentin muodostumisen; se ei takaa välitöntä pysähtymistä, hallittua hidastuvuutta tai paikallaan pysymistä. Tasaisilla kerroksilla toimiville automaattitrukeille, joilla on rajoitettu pysäytysvaatimus, jarruton arkkitehtuuri voi olla mahdollista, jos tuloksena olevan toiminnan osoitetaan olevan turvallinen. Ajoneuvoissa, jotka kulkevat rinteissä, kuljettavat raskaita kuormia, työskentelevät henkilökunnan lähellä tai vaativat luotettavaa pitoa tehonmenetyksen jälkeen, mekaaninen jarru tai muu sopiva jarrutusratkaisu voi olla välttämätön.

Kun valitset integroitua servomoottoria AGV:lle, suosittelemme arvioimaan yhdessä STO-kyvyn, moottorin suorituskyvyn, jarrujen yhteensopivuuden, tiedonsiirtoarkkitehtuurin ja järjestelmätason toiminnallisen turvallisuuden.

Tehokkain muotoilu ei välttämättä ole se, jossa on vähiten komponentteja. Se saavuttaa vaaditun pysäytys- ja pitosuorituskyvyn tasapainottaen samalla toiminnallisen turvallisuuden, liikkeenohjauksen tarkkuuden, järjestelmän luotettavuuden, ylläpitovaatimukset ja integroinnin kokonaiskustannukset.

UKK:

FAQ 1: Voiko AGV toimia ilman mekaanista jarrua, jos se käyttää STO:ta?

Kyllä, automaattitrukki voi toimia ilman mekaanista jarrua, jos kattava riskiarviointi osoittaa, että sen jarrutusmatka, tehohäviökäyttäytyminen ja pitovaatimukset voidaan täyttää turvallisesti. STO estää moottorin vääntömomentin muodostumisen, mutta ei pysäytä ajoneuvoa aktiivisesti tai takaa paikallaan pysymistä. Sovellukset, joihin liittyy rinteitä, raskaita kuormia tai vaarallista hallitsematonta liikettä, voivat vaatia lisäjarrutusratkaisua.

FAQ 2: Mitä eroa on STO:lla ja mekaanisella jarrulla AGV:ssä?

STO estää moottorikäytön kyvyn tuottaa vääntömomenttia, kun taas mekaaninen jarru tarjoaa fyysistä jarrutusta tai pitovoimaa. STO ei aktiivisesti haihduta kineettistä energiaa, kun taas mekaaninen jarru voi pysäyttää tai pitää ajoneuvon paikallaan, jos se on asianmukaisesti suunniteltu ja mitoitettu vaadittuun käyttöön.

FAQ 3: Pysäyttääkö STO AGV:n välittömästi hätäpysäytyksen aikana?

Ei. STO poistaa taajuusmuuttajan vääntömomentin tuottokyvyn, mutta ei takaa välitöntä pysähtymistä. AGV saattaa jatkaa liikkumista hitauden, vierintävastuksen tai painovoiman vuoksi. Jos tarvitaan lyhyempi tai hallittu jarrutusmatka, järjestelmä saattaa tarvita sopivan valvotun pysäytystoiminnon tai lisäjarrutustoimenpiteitä.

FAQ 4: Voiko AGV rullata alamäkeen STO:n aktivoinnin jälkeen?

Kyllä. Jos automaattitrukki toimii kaltevalla pinnalla, painovoima voi saada sen jatkamaan liikettä tai kiihtymään STO-aktivoinnin jälkeen. Sopiva mekaaninen jarru tai muu validoitu keino tahattoman liikkeen estämiseksi saattaa olla tarpeen turvallisuuden ylläpitämiseksi.

FAQ 5: Mitä tapahtuu, kun AGV menettää tehonsa ilman mekaanista jarrua?

Automaattinen ajoneuvo saattaa pysähtyä passiivisen vastuksen takia, mutta sen pysähtymismatka voi vaihdella nopeuden, hyötykuorman, lattian olosuhteiden ja voimansiirron ominaisuuksien mukaan. Rinteessä ajoneuvo saattaa rullata painovoiman vaikutuksesta. Insinöörien tulee arvioida pahimman mahdollisen tehonmenetysskenaariot määrittääkseen, tarvitaanko lisäjarrutus- tai pitotoimenpiteitä.

FAQ 6: Kuinka lasket AGV-jarrutusmatkan ilman mekaanista jarrua?

AGV-jarrutusmatka sisältää turvajärjestelmän reagoinnin aikana kuljetun matkan ja ajoneuvon hidastuessa kuljetun matkan. Arvio riippuu ajoneuvon nopeudesta, vasteajasta, kokonaismassasta, passiivisesta hidastumisesta ja käyttöolosuhteista. Todellinen pysäytyssuorituskyky on mitattava ja validoitava edustavissa pahimman tapauksen olosuhteissa.

FAQ 7: Voiko jousijarru korvata STO:n AGV:ssä?

Ei. Jousitettu jarru ja STO suorittavat erilaisia ​​toimintoja. Jousikäyttöinen jarru voi tarjota mekaanisen pidon tai jarrutuksen, kun se on oikein suunniteltu, kun taas STO estää käyttölaitetta kehittämästä vääntömomenttia. Riskinarvioinnista riippuen automaattitrukki saattaa vaatia molempia toimintoja asianmukaisesti suunnitellussa turvallisuusarkkitehtuurissa.

FAQ 8: Onko STO riittävä AGV-hätäpysäytysjärjestelmiin?

STO voi olla osa AGV-hätäpysäytysjärjestelmää, kun vääntömomentin poistaminen tarjoaa vaaditun pysäytyskäyttäytymisen. Jos ajoneuvon on hidastettava hallitulla tavalla tai pysähdyttävä tietyn matkan sisällä, lisäturvatoiminnot voivat olla tarpeen. Koko hätäpysäytysjärjestelmän on täytettävä sovellettavat turvallisuusvaatimukset.

FAQ 9: Mitä insinöörien tulee ottaa huomioon valitessaan integroitua servomoottoria AGV:hen?

Insinöörien tulee arvioida nimellis- ja huippuvääntömomentti, käyttönopeus, hyötykuorma, käyttöturvallisuustoiminnot, STO-toteutus, jarrujen yhteensopivuus, tietoliikenneliitännät, lämpösuorituskyky ja ympäristöolosuhteet. Heidän tulee myös tarkistaa valmistajan turvallisuusasiakirjat ja arvioida, täyttääkö täydellinen automaattitrukkijärjestelmä sen pysäytys- ja pitovaatimukset.

FAQ 10: Mitkä turvallisuusstandardit koskevat STO:ta ja jarrutusta AGV-autoissa?

Asiaankuuluvia standardeja voivat olla IEC 61800-5-2 käyttöjärjestelmien toiminnallisesta turvallisuudesta, IEC 60204-1 koneiden sähkölaitteista, ISO 13850 hätäpysäytystoiminnoista, ISO 13849-1 turvallisuuteen liittyvistä ohjausjärjestelmistä ja ISO 3691-4 kuljettajattomille trukeille ja niiden järjestelmille. Sovellettavat standardit riippuvat automaattitrukin suunnittelusta, sovelluksesta ja lainkäyttöalueesta.