Jak działa funkcja STO w serwonapędzie oraz jak podłączyć E-STOP
Kurs obsługi i konfiguracji serwonapędów Astraada SRV odc. 7

To już ostatni odcinek naszego kursu. W poprzednim odcinku omówiliśmy konfigurację serwonapędu Astraada SRV w trybie JOG. Natomiast z tego artykułu dowiesz się, czym jest oraz czemu służy bardzo ważne rozwiązanie, które zostało wprowadzone wraz z nową serią serwonapędów Astraada SRV. Mowa o funkcji STO, która występuje w serwonapędach Astraada SRV-64 w wersji Standard oraz EtherCAT, oferując tym samym spełnienie wyższych norm bezpieczeństwa. W przypadku starszej wersji Astraada SRV-63 ta funkcjonalność znajduje się jedynie w wersji Standard.

Funkcja STO daje możliwość odłączenia momentu napędowego silnika w bezpieczny sposób. Dzięki niej istnieje rozwiązanie zabezpieczenia na wypadek awarii maszyny, gwarantując uniknięcie niebezpiecznych zdarzeń. Jest to podstawowa funkcja bezpieczeństwa, wymagana w układach napędowych. Należy zwrócić uwagę na złącze CN11, które posiada wejście STO. Złącze spełnia normy bezpieczeństwa na poziomie SIL2, który jest jednym z najczęściej wymaganych poziomów bezpieczeństwa w przemyśle.

Działanie STO – Safe Torque Off

Ogólna idea polega na tym, że jeżeli podczas pracy serwonapędów obwód bezpieczeństwa zostanie przerwany (np. poprzez wciśnięcie przycisku E-STOP), to silniki zostaną zatrzymane, a na wyświetlaczu serwowzmacniacza pojawi się komunikat STO-IN. W celu usunięcia komunikatu wystarczy ponownie zewrzeć obwód bezpieczeństwa (np. poprzez zwolnienie przycisku E-STOP). Informacja zniknie z wyświetlacza, a serwonapędy będą gotowe na ponowne wydanie komendy ruchu.

Przycisk E-STOP

Przyciski bezpieczeństwa E-STOP są najczęściej używanymi mechanizmami bezpieczeństwa nie tylko w serwonapędach, ale też w falownikach czy przy linach zasilających daną maszynę. Serwowzmacniacze (czyli sterowniki serwonapędów) posiadają wejście bezpieczeństwa CN11, gdzie można podłączyć bezpośrednio E-STOP.

Jak działa E-STOP

Naciśnięcie przycisku E-STOP powoduje wykonanie konkretnej sekwencji działań. Napęd natychmiast odcina wyjście, a silnik zatrzymuje się, aż do wyhamowania do prędkości zerowej, ale nie pozostaje w stanie zablokowanym, co oznacza serwo-stop. Następnie napęd wytwarza odwrotny moment obrotowy, a silnik zwalnia do prędkości zerowej, po czym wchodzi w stan blokady, czyli zatrzymania pracy. Serwomotor zatrzymuje się lub przestaje pracować poprzez wybranie parametru P4.30 na serwowzmacniaczu.

Tryb zatrzymania

Parametr P4.30 określa, czy hamulec dynamiczny działa przy wyłączonym serwomechanizmie
i zgłoszeniu alarmu o błędzie oraz określa stan serwomotoru po zatrzymaniu. Istnieje możliwość ustawienia następujących 4 trybów:

Uwaga:

• Jeśli parametr P4.30 ustawiony jest na 1, hamulec dynamiczny działa, gdy prędkość obrotowa silnika jest wyższa niż ustawienie P3.58 (domyślnie 30 obr/min), a w przeciwnym razie nie działa. Po zatrzymaniu silnika hamulec dynamiczny nie funkcjonuje.
• Jeżeli serwomotor pracuje z prędkością obrotową wyższą niż znamionowa, nie można włączyć hamulca dynamicznego. Natomiast jeżeli serwomotor pracuje z dużą prędkością
  i z dużym obciążeniem bezwładnościowym, należy zachować ostrożność przed użyciem hamulca dynamicznego. Nie powinno się go często uruchamiać. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia serwonapędu.

Podłączanie obwodów STO w serwonapędach ASTRAADA SRV-64

Widok od strony kabla:

Widok od strony styków:

Do zasilania obwodów STO można użyć wewnętrznego (zaciski 1, 2) lub zewnętrznego źródła 24VDC. Można je podłączyć w logice dodatniej lub ujemnej.

Opis okablowania dla CN11

Sposób podłączenia okablowania dla obwodu zacisków bezpieczeństwa jest widoczny na schemacie poniżej. Możemy podpiąć zasilanie zewnętrzne lub wewnętrzne, może to być 24V.

1. Sygnały zacisków bezpieczeństwa są wysokie.

2. Sygnały zacisków bezpieczeństwa są niskie.

Funkcja STO osiąga wyłączenie prądu silnika poprzez sprzęt. Niezależne obwody dla sygnałów wejściowych w dwóch kanałach są wykorzystywane do uniemożliwienia sygnału napędowego
z modułu mocy, który steruje prądem silnika, a tym samym moduł mocy odcina prąd silnika. Jeżeli wejściowe sprzęgła optyczne odpowiadające HWBB1 i HWBB2 są połączone, system działa prawidłowo, natomiast wyjściowy sygnał bezpieczeństwa EDM jest nieprawidłowy. Skoro wejściowy łącznik optyczny odpowiadający HWBB1 lub odpowiadający HWBB2 jest odłączony, napęd nie zasila silnika. W tym przypadku na panelu LED wyświetlany jest komunikat „STO_IN”, a sygnał wyjścia bezpieczeństwa EDM jest prawidłowy.

Autor kursu:

Marcin Ryznar

Student Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, na kierunku Automatyka i Robotyka