האם AGV יכול לסמוך על STO ללא בלם מכני?

רכבים מודרכים אוטומטיים (AGVs) חיוניים לטיפול בחומרים מודרניים, אחסון חכם ואוטומציה תעשייתית. ככל שמערכות AGV הופכות לקומפקטיות יותר, חסכוניות יותר וחכמות יותר באנרגיה, מהנדסים מעריכים יותר ויותר טכנולוגיות בקרת מנוע משולבות כדי לפשט את ארכיטקטורות הכונן ולשפר את הבטיחות התפעולית. שאלה חשובה אחת היא האם AGV יכול להסתמך על Safe Torque Off (STO) ללא בלם מכני.

התשובה תלויה בתכנון המכני של ה-AGV, בסביבת ההפעלה, בדרישות העצירה ובארכיטקטורת הבטיחות הפונקציונלית. STO יכול למנוע ממנוע לייצר מומנט, אך הוא אינו בולם את המנוע באופן אקטיבי או מבטיח ש-AGV נע יעצור מיד. כאשר הרכב נוסע במדרון, נושא מטען כבד או פועל בסביבה שבה תנועה בלתי מבוקרת מהווה סכנה, ייתכן שיהיה צורך בבלם מכני או במנגנון עצירה מהונדס אחר.

כדי לקבוע אם AGV יכול לפעול בבטחה ללא בלם מכני, עלינו להבחין בין הסרת מומנט, האטה מבוקרת והחזקה מכנית. עלינו לשקול גם כיצד מנועי סרוו משולבים, בקרי בטיחות ומערכות עצירת חירום פועלים יחד כדי להגן על אנשים, ציוד וסחורות מועברות.

מהו מומנט בטוח (STO) ב-AGV?

מומנט בטוח (STO) הוא תכונת בטיחות פונקציונלית המשולבת בכונני סרוו רבים ובמערכות בקרת מנוע. ברכב מונחה אוטומטי (AGV), STO מונע מהכונן המנוע לייצר מומנט כאשר מזוהה מצב הקשור לבטיחות, ומסייע בהפחתת הסיכון לתנועה מסוכנת.

STO חשוב במיוחד ביישומי AGV שבהם פונקציות ניווט אוטונומיות, זיהוי מכשולים ועצירת חירום חייבים לעבוד יחד כדי להגן על מפעילים, ציוד וחומרים מובלים. כאשר בקר בטיחות מפעיל את STO, הכונן משבית את יכולת הפקת המומנט שלו באמצעות מעגל הבטיחות המיועד. עם זאת, STO אינו בולם את המנוע באופן אקטיבי או מבטיח שה-AGV ייעצר מיד. הרכב עשוי להמשיך לנוע בגלל אינרציה, כוחות חיצוניים או כוח הכבידה, במיוחד כאשר הוא פועל במדרון.

כיצד עובד STO במערכת כונן AGV?

מערכת בקרת תנועה טיפוסית של AGV משלבת מספר רכיבים לניהול תנועה ובטיחות:

• בקר בטיחות: מנטר כניסות הקשורות לבטיחות, כגון לחצני עצירת חירום ואותות סורק מגן, ומתחיל את תגובת הבטיחות הנדרשת.

• מנוע סרוו משולב: מייצר את המומנט הנדרש להאצה, האטה ונסיעה של AGV.

• מעגל בטיחות STO: משבית את יכולת הכונן לייצר מומנט מנוע כאשר פונקציית STO מופעלת.

• מערכת עצירת חירום: יוזמת עצירה הקשורה לבטיחות כאשר מתרחש מצב מסוכן או מפעיל מבקש עצירת חירום.

• בלם מכני, אם נדרש: מספק יכולת בלימה פיזית או אחיזה כדי למנוע תנועה בלתי מבוקרת בתנאים שצוינו.

במהלך פעולה רגילה, כונן הסרוו מווסת את מומנט ומהירות המנוע כדי לשמור על התנועה המצוינת של ה-AGV. כאשר STO מופעל, הכונן מונע יצירת מומנט נוספת, ללא תלות בפקודות תנועה רגילות. התנהגות העצירה בפועל של הרכב תלויה במומנטום הקיים שלו, התנגדות הרכבת ההינע, מנגנוני הבלימה וסביבת ההפעלה שלו.

לדוגמה, AGV שנוסע לאורך מעבר מחסן מישור עשוי להאט בהדרגה לאחר הפעלת STO בגלל התנגדות גלגול. עם זאת, AGV הנוסע בירידה עשוי להמשיך לנוע תחת כוח הכבידה אם אין מנגנון בלימה מתאים זמין.

מה ההבדל בין STO לבלם מכני?

למרות ש-STO ובלמים מכניים תורמים שניהם לבטיחות המכונה, הם מבצעים פונקציות שונות.

STO אינו תחליף ישיר לבלם מכני. אם AGV חייב לשמור על מיקומו על רמפה, למנוע תנועה לאחר אובדן כוח, או לעצור במרחק מוגדר, על המהנדסים להעריך אם יש צורך בבלם מכני או בפתרון בלימה מתאים אחר.

מדוע STO חשוב לבטיחות AGV?

STO מספק פונקציית בטיחות חשובה במערכות אוטומטיות לטיפול בחומרים מכיוון שהוא מסייע במניעת מומנט מנוע לא מכוון כאשר מתרחש מצב מסוכן. כאשר הוא משולב בצורה נכונה בארכיטקטורת הבטיחות של ה-AGV, הוא יכול להפחית את ההסתמכות על פקודות בקרת תנועה רגילות עבור פונקציית הסרת המומנט.

עם זאת, הבטיחות של ה-AGV המלא תלויה ביותר מיכולת ה-STO של הכונן. על המהנדסים להעריך את מרחק העצירה, מהירות הרכב, המטען המרבי, תנאי הרצפה, פעולת השיפוע והאפשרות לאובדן כוח. התכנון צריך לקחת בחשבון גם את זמן התגובה של חיישנים, בקרי בטיחות ומערכות הנעה.

עבור רכבי AGV הפועלים ליד כוח אדם או מובילים מטענים כבדים, יש להתייחס ל-STO כמרכיב אחד של אסטרטגיית בטיחות פונקציונלית מלאה, במקום כפתרון עצמאי לעצירה והחזקה של הרכב.

בעת בחירת מנוע סרוו משולב עבור AGV, אנו ממליצים לאמת את יישום ה-STO של הכונן, לעיין בתיעוד הבטיחות של היצרן, ולקבוע האם נדרשות פונקציות בלימה נוספות כדי לעמוד בדרישות העצירה וההחזקה של היישום.

BESFOC מנועי סרוו DC משולבים  מוצרי

BESFOC Stepper Servo Motors משולבים  מוצרי

מערכת מנוע סרוו משולבת של Besfoc שירות מותאם אישית

מערכת מנוע סרוו משולבת של Besfoc שירות מותאם אישית

האם AGV יכול לסמוך על STO ללא בלם מכני?

AGV יכול לפעול ללא בלם מכני, אך רק כאשר הערכת הסיכונים ותכנון המערכת שלו מוכיחים שהתנהגות העצירה וההחזקה המתקבלת מקובלת בכל תנאי ההפעלה הרלוונטיים.

היעדר בלם מכני אינו הופך אוטומטית AGV לא בטוח. כמה יישומים מהירים ובעלי סיכון נמוך עשויים להיות מתוכננים סביב האטה מבוקרת, התנגדות פסיבית ואסטרטגיית בטיחות מאומתת. עם זאת, הסתמכות בלעדית על STO מציגה מגבלות שיש לטפל בהן.

כאשר פועלים ללא בלם מכני עשוי להיות מקובל

ניתן לשקול עיצוב AGV ללא בלמים כאשר מתקיימים התנאים הבאים:

1. ה-AGV פועל על משטח ישר.

לרכב הפועל על רצפת מפעל שטוחה ומבוקרת עשוי להיות סיכון נמוך יותר לתנועה בלתי מבוקרת לאחר הסרת מומנט מאשר לרכב הפועל על משטח משופע. עם זאת, עדיין יש להעריך את המומנטום שיורי, זיהום הרצפה, חיכוך הגלגלים וכוחות דחיפה חיצוניים.

2. הרכב פועל במהירויות נמוכות יחסית.

מהירויות פעולה נמוכות יותר מפחיתות בדרך כלל את האנרגיה הקינטית ויכולות להקל על ניהול בעיית העצירה. עם זאת, מהירות נמוכה לבדה אינה קובעת ש-STO ללא בלימה בטוח.

3. הבקשה אינה דורשת החזקה חיובית.

אם ה-AGV אינו צריך לשמור על מיקומו כנגד כוח הכבידה או כוחות חיצוניים אחרים במהלך עצירה הקשורה לבטיחות, ייתכן שלא יהיה צורך בבלם אחיזה מכני. יש לאמת מצב זה ולא להניח.

4. מרחק העצירה נשאר בתוך מעטפת הבטיחות הזמינה.

יש להעריך את התנהגות העצירה המלאה מול מרחק הנסיעה המרבי המותר של ה-AGV לאחר דרישת בטיחות. התכנון חייב לקחת בחשבון את עיכובי הזיהוי, תגובת הבקר, תגובת הנסיעה, אינרציה של הרכב, מטען וכוחות בלימה זמינים.

5. קיים מנגנון עצירה חלופי מתאים.

עצירה מבוקרת מאומתת הקשורה לבטיחות, מערכת בלימה נפרדת או סידור מהונדס אחר עשויים לספק את ביצועי העצירה הדרושים. התכנון חייב להבטיח שהסרת מומנט לא תשאיר את ה-AGV במצב לא מבוקר או מסוכן.

גם כאשר נראה שהתנאים הללו מתקיימים, עלינו לאמת את המערכת בתנאי תקלה צפויים ונסיבות הפעלה במקרה הגרוע ביותר.

כאשר AGV לא צריך להסתמך על STO לבד

בלם מכני או פתרון בלימה מתאים אחר הוא בדרך כלל הכרחי כאשר ה-AGV חייב לעצור או להישאר נייח בתנאים ש-STO אינו יכול לטפל בהם בצורה מהימנה.

העיקרון המהותי הוא ש-STO יכול להספיק לפונקציית בטיחות ספציפית להסרת מומנט מבלי להספיק בהכרח לדרישות העצירה וההחזקה המלאות של ה-AGV.

האם STO יכול להחליף את פונקציית עצירת החירום ב-AGV?

לא. STO היא פונקציית בטיחות נסיעה, בעוד שעצירת חירום היא פקודה או פונקציה הקשורה לבטיחות שנועדה להביא את פעולת המכונה המסוכנת למצב בטוח.

מערכת עצירת חירום עשויה להשתמש ב-STO כחלק מיישומה, אך התנהגות העצירה הנדרשת תלויה ביישום ובהערכת הסיכון.

שתי קטגוריות עצירה נפוץ רלוונטיות במיוחד.

קטגוריה 0 עצירה: הסרת מומנט מיידית

עצירה בקטגוריה 0 כוללת עצירה באמצעות הסרה מיידית של הכוח למפעילי המכונה, כאשר העצירה מושגת על ידי הסרת אנרגיה ולא על ידי רצף האטה מבוקר.

בכונן המיישם STO, ניתן להשתמש בפונקציית STO כדי להשיג את התנהגות הסרת המומנט הנדרשת.

עבור AGV נע, הרכב עשוי להשתחרר עד שייעצר. אם מרחק עצירה זה אינו מקובל, הסרת מומנט בלבד אינה מספקת.

קטגוריה 1 עצירה: האטה מבוקרת ואחריה הסרת מומנט

עצירה בקטגוריה 1 כרוכה בתהליך עצירה מבוקר ואחריו הסרת החשמל למפעילים.

לדוגמה, AGV עשוי להאט תחילה דרך כונן המנוע שלו ולאחר מכן להפעיל את STO לאחר שהגיע למצב עצירה בטוחה או השלמת רצף ההאטה המיועד.

גישה זו יכולה להפחית את מרחק העצירה ולשפר את יכולת הניבוי, בתנאי שפונקציית העצירה המבוקרת והיישום הקשור לבטיחות עומדים בדרישות האפליקציה.

הארכיטקטורה המדויקת חייבת להיות מתוכננת ולאמת בהתאם לתקני בטיחות של מכונות, כולל הוראות רלוונטיות של IEC 60204-1 ו-ISO 13850.

חשוב לציין, אין להניח שעצירת תוכנה רגילה ואחריה STO מספקת באופן אוטומטי עצירה מבוקרת בדירוג בטיחות. כאשר ההאטה המבוקרת עצמה היא קריטית לבטיחות, נדרשת פונקציית בטיחות מתוכננת ומאומתת כהלכה.

כיצד לחשב מרחק עצירה של AGV ללא בלם מכני

בעת הערכת AGV ללא בלם מכני, מרחק עצירה הוא גורם קריטי בקביעה האם STO לבדו יכול לעמוד בדרישות הבטיחות של האפליקציה. מכיוון ש-STO מסיר מומנט מנוע מבלי לבלום את הרכב באופן אקטיבי, ה-AGV עשוי להמשיך לנוע עקב אינרציה, התנגדות גלגול או כוח הכבידה.

גורמים מרכזיים המשפיעים על מרחק עצירה של AGV

מספר גורמים משפיעים על כמה רחוק עובר AGV לאחר הפעלת STO:

• מהירות רכב: מהירויות גבוהות יותר גורמות בדרך כלל למרחקי עצירה ארוכים יותר.

• מסה כוללת: AGV כבד יותר או מטען מגדיל את האנרגיה הקינטית.

• זמן תגובה של המערכת: הרכב ממשיך בנסיעה בזמן שחיישנים, בקרי בטיחות והכונן מגיבים.

• תנאי הרצפה: חיכוך פני השטח והתנגדות הגלגלים משפיעים על האטה פסיבית.

• שיפוע הפעלה: כוח הכבידה עלול להאריך את מרחק העצירה או לגרום ל-AGV להאיץ בירידה.

כיצד להעריך מרחק עצירה

אומדן מעשי צריך לכלול שני מרכיבים: המרחק שעבר במהלך תגובת המערכת והמרחק שנסע בזמן שה-AGV חוצה עד לעצירה.

לדוגמה, שקול AGV שנוסע במהירות של 1.5 מטר לשנייה עם זמן תגובה של המערכת של 0.15 שניות. במהלך תקופת תגובה זו, הרכב נוסע כ-0.23 מטר.

אם לאחר מכן ה-AGV מאט בקצב משוער של 0.3 מ/ש² עקב התנגדות פסיבית, הוא עשוי לעבור עוד 3.75 מטר לפני עצירה. מרחק העצירה הכולל המשוער הוא אפוא כ-4 מטרים.

דוגמה זו היא להמחשה בלבד. מרחק העצירה בפועל תלוי בתכנון הרכב, המטען, תנאי הרצפה, התנגדות מערכת ההנעה וסביבת ההפעלה. האטה פסיבית צריכה להימדד ולאמת בתנאים הגרועים ביותר במקום להניח שהיא נשארת קבועה.

כיצד מהנדסים יכולים לשפר את בטיחות העצירה?

כאשר מתכננים AGV ללא בלם מכני, על המהנדסים לאמת את מרחק העצירה הגרוע ביותר ולוודא שקיים מרחק הגנה מספיק. אם האטה פסיבית אינה יכולה לעמוד בביצועי העצירה הנדרשים, פתרונות אפשריים כוללים הפחתת מהירות הנסיעה המרבית, זיהוי סכנות מוקדם יותר, יישום פונקציית עצירה מבוקרת מתאימה או הוספת מנגנון בלימה מתאים.

עקרון המפתח הוא ש-STO עוצר את יצירת המומנט, לא את תנועת הרכב. תכנון AGV בטוח חייב לתת את הדעת על המרחק שעבר לאחר הפעלת STO ולהבטיח כי נהיגה או גלגול בלתי מבוקרת אינם יוצרים סיכון בלתי מקובל.

כיצד מנוע סרוו משולב משפיע על עיצוב הבלמים של AGV?

מנועי סרוו משולבים משלבים מנוע עם אלקטרוניקה הנעה קשורה ובהתאם למוצר, התקני משוב וממשקי תקשורת. ארכיטקטורה זו יכולה לפשט את תכנון מערכת ההנעה של AGV על ידי הפחתת החיווט החיצוני ומספר הרכיבים הנפרדים.

עם זאת, שילוב המנוע אינו מבטל את הצורך להעריך בלימה ובטיחות תפקודית באופן עצמאי.

בעת בחירת מנוע סרוו משולב עבור AGV, אנו ממליצים לבחון את הגורמים הבאים.

יכולת STO משולבת

ודא אם הכונן תומך ב-STO והאם יישומו מתאים לפונקציית הבטיחות הנדרשת.

עיין בתיעוד הבטיחות של היצרן, כולל מידע רלוונטי על שלמות בטיחות, כיסוי אבחון, תגובת תקלות ודרישות התקנה.

אל תניח שכל מנוע סרוו משולב כולל STO מאושר רק בגלל שהוא משלב כונן.

תאימות בלמים מכניים

קבע אם המנוע יכול להיות מסופק עם בלם אחיזה או לחבר למנגנון בלימה חיצוני.

יש לבחור את הבלם בהתאם למומנט האחיזה הנדרש, מהירות הציר, תדירות החיבור, המגבלות התרמיות ותצורת מערכת ההינע.

עבור AGVs מונעי גלגל, על המהנדסים להעריך את כל התמסורת המכנית במקום להסתמך באופן בלעדי על דירוג בלם גל המנוע.

מאפייני מומנט ומהירות

המנוע חייב לספק מספיק מומנט רציף ושיא עבור האצה, נסיעה והאטה.

כאשר נדרשת עצירה מבוקרת, הכונן חייב לספק גם ביצועי האטה מתאימים בתוך המגבלות החשמליות, התרמיות והמכניות שלו.

מנוע בגודל נמוך עשוי להתקשות לעמוד בפרופיל העצירה הנדרש, במיוחד כאשר הרכב נושא מטען כבד או נוסע בשיפוע.

שילוב תקשורת ובטיחות

AGVs משתמשים לעתים קרובות ברשתות תקשורת תעשייתיות כדי לתאם ניווט, בקרת תנועה ופקודות פיקוח.

עם זאת, פקודות תקשורת רגילות אינן מדורגות באופן אוטומטי. מערכת הבטיחות חייבת להשתמש באותות מתאימים הקשורים לבטיחות, בחומרה או במנגנוני תקשורת בטיחותיים מאושרים כאשר הדבר נדרש על ידי התכנון.

יש לטפל בתקלת תקשורת בהתאם לדרישות הבטיחות של המערכת במקום להסתמך רק על פקודת עצירה רגילה.

קומפקטיות מול בטיחות תפקודית

מנועי סרוו משולבים יכולים לצמצם את שטח ההתקנה, לפשט את ניתוב הכבלים ולייעל את ההפעלה. יתרונות אלה שימושיים במיוחד עבור AGVs קומפקטיים הפועלים במעברי מחסנים צרים.

עם זאת, פתרון הכונן הקטן ביותר אינו בהכרח הבטוח ביותר או המתאים ביותר.

מנוע סרוו משולב קומפקטי עם STO עשוי להתאים לתכנון AGV אחד, בעוד שרכב אחר עשוי לדרוש בלם נוסף, פונקציית עצירה מבוקרת מדורגת בטיחות או תת-מערכת בלימה ייעודית.

הבחירה הסופית צריכה להתבסס על דרישות יישום מאומתות ולא על שילוב רכיבים בלבד.

מה קורה כאשר AGV מאבד כוח ללא בלם מכני?

כאשר רכב מונחה אוטומטי (AGV) מאבד כוח ללא בלם מכני, המנוע שלו עלול לא לספק עוד מומנט מבוקר, אך הרכב לא בהכרח עוצר מיד. ה-AGV עשוי להמשיך לנוע עקב אינרציה או להתגלגל תחת כוח הכבידה, בהתאם למהירותו, המטען, התנגדות מערכת ההנעה וסביבת ההפעלה שלו.

עבור יצרני AGV, הבנת התנהגות אובדן הספק חיונית בעת הערכת מומנט בטוח (STO), בחירת מנועי סרוו משולבים ותכנון מערכת בטיחות אמינה.

אובדן חשמל על משטח ישר

כאשר AGV מאבד כוח על רצפה ישרה, הוא עשוי להאט בהדרגה בגלל חיכוך גלגלים, התנגדות גלגול והתנגדות מערכת ההנעה. עם זאת, כוחות אלו משתנים בהתאם לתנאי הרצפה, חומרי הגלגלים, מסת הרכב והתכנון המכני.

ללא בלם מכני, מרחק העצירה של ה-AGV עשוי להיות בלתי צפוי. אם הרכב פועל במעבר צר או בקרבת אנשים, המשך תנועה לאחר אובדן חשמל עלולה ליצור סכנות התנגשות או ריסוק.

אובדן חשמל על משטח משופע

AGV הפועל על רמפה עומד בפני סיכון גדול יותר מכיוון שכוח הכבידה יכול לגרום לו להמשיך לנוע או להאיץ בירידה לאחר איבוד מומנט המנוע.

ככל שה-AGV והמטען שלו כבד יותר, כך גדל כוח הכבידה הפועל על הרכב לאורך המדרון. ללא כוח בלימה או אחיזה מספקים, הרכב עלול להתגלגל ללא שליטה.

מסיבה זו, רכבי AGV הפועלים על רמפות או משטחים משופעים דורשים לעתים קרובות בלם מכני מתאים או פתרון מהונדס אחר כדי למנוע תנועה לא מכוונת.

אובדן כוח בעת נשיאת מטען כבד

מטען כבד מגדיל את המסה הנעה הכוללת של ה-AGV ואת האנרגיה הקינטית, ועלול להגדיל את מרחק העצירה. אובדן חשמל פתאומי עלול אפוא ליצור סיכונים נוספים, לרבות התנגשויות, תזוזת עומס, ונזק לסחורה מובלת.

המהנדסים צריכים להעריך תרחישים של אובדן חשמל תחת עומס מרבי ומהירות פעולה מקסימלית במקום להסתמך רק על בדיקות שבוצעו עם רכב לא טעון.

כיצד מהנדסים יכולים להפחית סיכוני אובדן חשמל?

בעת תכנון AGV ללא בלם מכני, אנו ממליצים להעריך את הגורמים הבאים:

• מרחק עצירה: ודא כמה רחוק הרכב נוסע לאחר איבוד חשמל בתנאי הפעלה גרועים ביותר.

• פעולת שיפוע: קבע אם כוח הכבידה יכול לגרום לתנועה לא מכוונת.

• קיבולת מטען: הערכת ביצועי עצירה בעומס מדורג מרבי.

• ארכיטקטורת בטיחות: אשר ש-STO ופונקציות בטיחות אחרות מתייחסות לסכנות שזוהו.

• דרישות החזקה: קבע אם יש צורך בבלם מכני או מנגנון מתאים אחר כדי לשמור על ה-AGV נייח.

בלם מופעל קפיצי ומשוחרר חשמלית עשוי להתאים כאשר ה-AGV חייב להתנגד לתנועה לאחר איבוד חשמל. עם זאת, יש לאמת את מומנט האחיזה שלו, זמן החיבור ויכולת הבלימה הדינמית עבור היישום המיועד.

נקודת המפתח היא שאיבוד חשמל אינו מבטיח ש-AGV ייעצר בבטחה. STO מונע יצירת מומנט מנוע כאשר הוא מופעל, אך הוא אינו מפזר אנרגיה קינטית או מונע באופן עצמאי תנועה המונעת על ידי כוח הכבידה. תכנון AGV אמין חייב להביא בחשבון גם ביצועי עצירה וגם אחיזה נייחת כדי להבטיח פעולה בטוחה בתנאי תקלה צפויים.

כיצד לבחור בין STO-Only ל-STO עם בלם מכני

התצורה המתאימה תלויה בפרופיל התנועה של ה-AGV, הערכת הסיכונים, התכנון המכני ודרישות העצירה.

הטבלה מדגישה נקודה חשובה: הוספת בלם מכני אינה הופכת אוטומטית AGV לבטוח. יש לבחור נכון את הבלם, להתקין אותו, לנטר במידת הצורך ולשלב אותו באסטרטגיית הבטיחות הכוללת.

באופן דומה, השמטת בלם מקובלת רק כאשר התכנון המלא מספק את הרמה הנדרשת של הפחתת סיכון.

תקנים ושיקולי בטיחות תפקודית עבור AGV STO

יצרני AGV ומשלבי מערכות צריכים להעריך את תקני בטיחות המכונות הרלוונטיים בעת תכנון מערכות עצירה מבוססות STO.

מספר תקנים עשויים להיות רלוונטיים, בהתאם לארכיטקטורת המכונה, היישום המיועד ותחום השיפוט.

• IEC 61800-5-2: נותן מענה לדרישות בטיחות תפקודיות עבור מערכות הנעה חשמליות עם מהירות מתכווננת, כולל פונקציות הנעה הקשורות לבטיחות כגון פונקציות STO ו-Safe Stop.

• IEC 60204-1: מכסה ציוד חשמלי של מכונות, כולל דרישות הרלוונטיות לעצירת מכונות ובטיחות חשמלית.

• ISO 13850: מפרט עקרונות לתכנון פונקציות עצירת חירום.

• ISO 13849-1: מספק מתודולוגיה לתכנון והערכה של חלקים הקשורים לבטיחות של מערכות בקרה באמצעות רמות ביצועים.

• IEC 61508: מספק מסגרת כללית לבטיחות תפקודית של מערכות בטיחות חשמליות, אלקטרוניות וניתנות לתכנות.

• ISO 3691-4: מתייחס לדרישות בטיחות ואימות עבור משאיות תעשייתיות ללא נהג ומערכותיהן, כולל יישומי AGV רבים ורובוטים ניידים אוטונומיים.

הדרישות הרלוונטיות תלויות בקטגוריית הרכב הספציפית, בסביבת ההפעלה ובתכנון המערכת. על מהנדסים לעיין במהדורות העדכניות של התקנים הרלוונטיים ולקבוע אילו הוראות חלות על יישומם.

אישור STO אינו מאמת את ה-AGV כולו

כונן עם STO מוסמך יכול לספק פונקציית בטיחות מוגדרת, אך ההסמכה שלו אינה קובעת אוטומטית שה-AGV בכללותו עומד בדרישות הבטיחות שלו.

הערכת הבטיחות המלאה חייבת לתת את הדעת על זיהוי סיכונים, היגיון בטיחותי, תקשורת, תגובת נסיעה, התנהגות מכנית והפחתת הסיכון הנובעת מכך.

לדוגמה, פונקציית STO עשויה לעמוד בדרישות הביצועים שצוינו בזמן שהרכב עדיין נוסע רחוק מדי לאחר הסרת המומנט כדי למנוע התנגשות.

באופן דומה, מעגל STO מוסמך אינו יכול למנוע תנועה המונעת על ידי כוח הכבידה אם למערכת המכנית אין יכולת אחיזה נאותה.

לכן יש להעריך את הבטיחות התפקודית ברמת המערכת, לא רק ברמת המנוע או הכונן.

המלצות עיצוב מעשיות ליצרני AGV

בעת פיתוח AGV עם מנועי סרוו משולבים, אנו ממליצים לבצע תהליך הנדסי מובנה כדי לקבוע אם נדרש בלם מכני.

שלב 1: זהה את הסיכונים הרלוונטיים

הערכת סיכוני התנגשות, סכנות ריסוק, תפעול הרמפה, תנועת מטען, פעילויות תחזוקה ותרחישים אפשריים של אובדן כוח.

שקול גם פעולה רגילה וגם תנאים חריגים צפויים.

שלב 2: הגדר את התנהגות העצירה הנדרשת

קבע אם ה-AGV חייב לעקוף עד עצירה, להאט בצורה מבוקרת, לעצור במרחק מוגדר, או להישאר נייח לאחר עצירה.

אלו הן דרישות הנדסיות שונות ועשויות לדרוש פונקציות בטיחות שונות.

שלב 3: חשב את מרחק העצירה הגרוע ביותר

הערך מהירות מקסימלית, עומס מרבי, זמן תגובה, האטה יעילה, תנאי הרצפה והשיפוע.

השתמש בנתוני ביצועים מדודים ומאומתים במקום להסתמך באופן בלעדי על הנחות חיכוך תיאורטיות.

שלב 4: הערכת אובדן כוח והחזקה

קבע אם הרכב יכול להתגלגל תחת כוח הכבידה או כוחות חיצוניים בעת הסרת המומנט.

אם יש צורך בהחזקה נייחת, ציין בלם מכני מתאים או פתרון מהונדס אחר העומד בתנאי העומס והתקלה הנדרשים.

שלב 5: בחר את המנוע והכונן המתאימים

ודא מומנט מנוע, מהירות, קיבולת תרמית, פונקציות בטיחות כונן, תאימות בלמים ודרישות תקשורת.

עבור מנועי סרוו משולבים, אשר אילו פונקציות בטיחות כלולות ואילו יש ליישם במקומות אחרים במערכת.

שלב 6: אמת את ארכיטקטורת הבטיחות המלאה

בדוק התנהגות עצירה בתנאים מייצגים במקרה הגרוע ביותר, כולל עומס מקסימלי, מהירות פעולה מקסימלית, שיפועים רלוונטיים ותרחישי תקלות ישימים.

תעד את פונקציות הבטיחות, תוצאות האימות, המגבלות, דרישות הבדיקה ונהלי התחזוקה.

תהליך זה עוזר למנוע שגיאת תכנון נפוצה: בהנחה שיכולת ה-STO של כונן מנוע פותרת אוטומטית את כל סיכוני העצירה והחזקת AGV.

מסקנה: האם STO ללא בלם מכני היא הבחירה הנכונה עבור AGV?

AGV יכול לפעול ללא בלם מכני, אך ההחלטה חייבת להיתמך בהערכה הנדסית מלאה ולא בזמינות של STO בלבד.

STO מונע יצירת מומנט מנוע; הוא אינו מבטיח עצירה מיידית, האטה מבוקרת או החזקה נייחת. עבור AGVs הפועלים על רצפות מפולסות עם דרישות עצירה מוגבלות, ארכיטקטורה ללא בלמים עשויה להיות ריאלית אם ההתנהגות המתקבלת הוכחה בטוחה. עבור כלי רכב הנוסעים על מדרונות, מובילים מטענים כבדים, פועלים בקרבת כוח אדם או דורשים אחיזה אמינה לאחר אובדן חשמל, בלם מכני או פתרון בלימה מתאים אחר עשוי להיות חיוני.

בעת בחירת מנוע סרוו משולב עבור AGV, אנו ממליצים להעריך יחד את יכולת ה-STO, ביצועי המנוע, תאימות הבלמים, ארכיטקטורת התקשורת והבטיחות התפקודית ברמת המערכת.

העיצוב היעיל ביותר הוא לא בהכרח זה עם הכי פחות רכיבים. הוא זה שמשיג את ביצועי העצירה וההחזקה הנדרשים תוך איזון בטיחות תפקודית, דיוק בקרת תנועה, אמינות המערכת, דרישות תחזוקה ועלות האינטגרציה הכוללת.

שאלות נפוצות:

שאלות נפוצות 1: האם AGV יכול לפעול ללא בלם מכני אם הוא משתמש ב-STO?

כן, AGV יכול לפעול ללא בלם מכני אם הערכת סיכונים מקיפה מוכיחה שניתן לעמוד בבטחה במרחק העצירה שלו, בהתנהגות אובדן הכוח ודרישות האחיזה שלו. STO מונע יצירת מומנט מנוע אך אינו עוצר את הרכב באופן אקטיבי או מבטיח אחיזה נייחת. יישומים הכוללים שיפועים, עומסים כבדים או תנועה בלתי מבוקרת מסוכנת עשויים לדרוש פתרון בלימה נוסף.

שאלות נפוצות 2: מה ההבדל בין STO לבלם מכני ב-AGV?

STO משבית את יכולתו של כונן המנוע ליצור מומנט, בעוד שבלם מכני מספק בלימה פיזית או כוח אחיזה. STO אינו מפזר אנרגיה קינטית באופן פעיל, בעוד שבלם מכני יכול לעצור או להחזיק רכב אם הוא מתוכנן ומדורג כראוי לתפקיד הנדרש.

שאלות נפוצות 3: האם STO עוצר AGV מיד במהלך עצירת חירום?

לא. STO מסיר את יכולת הפקת המומנט של הכונן אך אינו מבטיח עצירה מיידית. ה-AGV עשוי להמשיך לנוע בגלל אינרציה, התנגדות גלגול או כוח הכבידה. אם נדרש מרחק עצירה קצר יותר או מבוקר, ייתכן שהמערכת תזדקק לפונקציית עצירה מבוקרת מתאימה או לאמצעי בלימה נוספים.

שאלות נפוצות 4: האם AGV יכול להתגלגל בירידה לאחר הפעלת STO?

כֵּן. אם AGV פועל על משטח משופע, כוח הכבידה עלול לגרום לו להמשיך לנוע או להאיץ לאחר הפעלת STO. בלם מכני מתאים או אמצעי מאושר אחר למניעת תנועה לא מכוונת עשוי להיות נחוץ כדי לשמור על הבטיחות.

שאלות נפוצות 5: מה קורה כאשר AGV מאבד כוח ללא בלם מכני?

ה-AGV עשוי להשתנות עד לעצירה בגלל התנגדות פסיבית, אבל מרחק העצירה שלו יכול להשתנות בהתאם למהירות, מטען, תנאי הרצפה ומאפייני מערכת ההנעה. במדרון, הרכב עלול להתגלגל תחת כוח הכבידה. על המהנדסים להעריך תרחישי אובדן כוח במקרה הגרוע ביותר כדי לקבוע אם נדרשים אמצעי בלימה או החזקה נוספים.

שאלות נפוצות 6: כיצד מחשבים מרחק עצירה של AGV ללא בלם מכני?

מרחק עצירה של AGV כולל את המרחק שעבר במהלך תגובת מערכת הבטיחות ואת המרחק שנסע בזמן שהרכב מאט. ההערכה תלויה במהירות הרכב, זמן התגובה, המסה הכוללת, האטה פסיבית ותנאי ההפעלה. יש למדוד ולאמת את ביצועי העצירה בפועל בתנאים מייצגים במקרה הגרוע ביותר.

שאלות נפוצות 7: האם בלם קפיץ יכול להחליף את ה-STO ב-AGV?

לא. בלם קפיץ ו-STO מבצעים פונקציות שונות. בלם קפיץ יכול לספק אחיזה או בלימה מכנית כאשר הוא מתוכנן נכון, בעוד STO מונע מהכונן לייצר מומנט. בהתאם להערכת הסיכונים, AGV עשוי לדרוש את שתי הפונקציות בתוך ארכיטקטורת בטיחות מתוכננת כראוי.

שאלות נפוצות 8: האם STO מספיק עבור מערכות עצירת חירום של AGV?

STO עשוי להוות חלק ממערכת עצירת חירום של AGV כאשר הסרת המומנט מספקת את התנהגות העצירה הנדרשת. אם הרכב חייב להאט בצורה מבוקרת או לעצור במרחק מוגדר, ייתכן שיהיה צורך בפונקציות בטיחות נוספות. מערכת עצירת החירום המלאה חייבת לעמוד בדרישות הבטיחות הרלוונטיות.

שאלות נפוצות 9: מה צריכים מהנדסים לקחת בחשבון בעת ​​בחירת מנוע סרוו משולב עבור AGV?

מהנדסים צריכים להעריך מומנט מדורג ושיא, מהירות פעולה, מטען, פונקציות בטיחות כונן, יישום STO, תאימות בלמים, ממשקי תקשורת, ביצועים תרמיים ותנאי סביבה. כמו כן, עליהם לאמת את תיעוד הבטיחות של היצרן ולהעריך האם מערכת ה-AGV השלמה עומדת בדרישות העצירה וההחזקה שלה.

שאלות נפוצות 10: אילו תקני בטיחות רלוונטיים ל-STO ולבלימה ב-AGVs?

התקנים הרלוונטיים עשויים לכלול את IEC 61800-5-2 לבטיחות תפקודית של מערכות הנעה, IEC 60204-1 עבור ציוד חשמלי של מכונות, ISO 13850 עבור פונקציות עצירת חירום, ISO 13849-1 עבור מערכות בקרה הקשורות לבטיחות, ו-ISO 3691-4 עבור משאיות תעשייתיות ללא נהג ומערכותיהן. התקנים החלים תלויים בתכנון, ביישום ובתחום השיפוט של AGV.