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| 應用領域 | 環保,化工,生物產業,電子/電池,電氣 |
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SIRIUS 3SK1 安全繼電器主要用于自主式安全應用，這種應用不會連接到安全總線系統。此時，這些繼電器的功能可評估傳感器并執行安全關斷。它們還會檢查和監控傳感器、執行器和安全繼電器的安全功能。
產品簡介
詳細介紹
6ES7212-1HF40-0XB0
繼電器輸出點
不同的電壓可通過浮置觸點分斷
通過繼電器觸點，可以連接高達 5 A AC-15/DC-13 的電流。
半導體輸出
無磨損
適合頻繁分斷應用中使用
具抗震動和防塵
較高的電氣壽命
電源輸出（3SK1213 輸出擴展）
不同的電壓可通過浮置觸點分斷
通過電源繼電器觸點，可以分斷高達 10 A AC-15/6 A DC-13 的電流。
機械和電氣使用壽命長
安全輸出與電子器件間保護性隔離
可通過添加 3RM1 電機起動器來擴展
SIRIUS 3SK 安全繼電器適合與 SIRIUS 3RM1 電機起動器組合使用。
通過 SIRIUS 3ZY12 裝置連接器（與 3SK1 Advanced/3SK2 結合使用）或常規接線（適合所有 3SK1 和 3SK2 基本單元）進行組合。
可非常方便在組合裝置中執行集體關斷。通過裝置連接器執行接線，并在緊急情況下關斷擴展部件的控制電壓。不再需要在安全繼電器與電機起動器之間進行復雜的電纜連接。
3RM1 電機起動器將半導體技術和繼電器技術的優點組合在一起。這種組合也稱為混合技術。
電機起動器中的混合技術具有以下特點：
通過半導體元件短暫傳導具有電動負載時的浪涌電流。優點包括可以保護繼電器觸點，因磨損低而延長使用壽命。
通過繼電器觸點傳導連續電流。與半導體相比的優點是熱損耗較低。
同樣通過半導體執行關斷。觸點只是輕微暴露于電弧，從而使用壽命較長。
集成過載保護
帶 3RQ1 耦合繼電器的擴展選件
SIRIUS 3SK 安全繼電器適合與 SIRIUS 3RQ1 耦合繼電器組合使用。通過 SIRIUS 3ZY12 裝置連接器或接線進行組合。
3ZY12 裝置連接器
通過使用 3ZY12 裝置連接器來組合各個設備，可縮短對各組件進行組態和接線所需的時間。同時可在接線期間避免發生錯誤，大大減少*組裝好的應用所需的測試。
組態和庫存
DIP 開關或軟件、寬電壓范圍 (3SK1111) 和專用電源裝置（僅 3SK1）提供了可變設定選項，可以降低庫存成本，可滿足需要使用分析單元的組態的要求。
通信
3SK2 安全繼電器可通過 PROFINET 或 PROFIBUS 并使用可選接口模塊方便地集成在整體應用中。
具有以下優點：
與裝置控制器交換信號與信息
通過控制器讀出并顯示安全繼電器的診斷和診斷信息，從而可進行故障排查，縮短裝置停運時間
通過現場總線和 Safety ES 工程軟件進行訪問，執行參數設置、調試和診斷
采用FE
用于 3SK2 的 SIRIUS Sim 模擬工具可用于快速而方便地測試已創建的組態，無需使用實際設備。這樣創建的組態隨后可直接加載到實際設備中。從而降低了工程組態的時間與成本。
1. P0003為用戶訪問等級參數，當你無法找到你要看的參數時，不妨將其設為3試試；
2. P0004為參數過濾參數，將其設為0即可訪問全部參數；
3. 電機參數只有在P0010設為1時，才能更改；
4. r0039為變頻器已消耗得電能參數（kWh）,通過它你可知道曳引機消耗了多少度電；
5. P0492為允許的速度偏差參數，當變頻器報F009時，不妨將其增大試試；
6. P0494為速度反饋信號丟失時采取應對措施的延遲時間，當變頻器報F009時，不妨將其同時增大試試；
如若將P0492,P0494增大，變頻器仍報F009時，那么干脆一不做，二不休將其均設為0試試。（這可是機密，一般人俺不告訴他。）
7. P0700為選擇命令源參數，你可千萬不要對其輕舉妄動，否則將會給你帶來很大的麻煩；
8. 西門子變頻器編碼器模板上的A、B相與旋轉編碼器上的A、B相正好是相反的，所以在你接線時順手給它換一下，省的隨后麻煩；
9. 當你用手微微轉動旋轉編碼器時，編碼器模板上的指示燈應該有變化，若是常亮或不亮，則說明必有其一有問題；
10. r0722為輸入口監控參數，通過它你可監視到變頻器的輸入信號;
11. r0747為輸出口監控參數，通過它你可監視到變頻器的輸出信號;
12. P0748為輸出口邏輯更改參數，通過它，輸出口是常開還是常閉隨你便；
13. P0927為設定參數更改接口，當無法更改參數時，可將其設為15；
14. r0947為故障記錄參數，通過它你可查到最近發生的8次故障代碼；
15. P0952為故障總數參數，顯示的是P0947中的故障數；
16. P1800為載波頻率設置參數，在曳引機電磁噪音滿足要求的情況盡量減小此值；
17. P2103為故障自復位參數，當變頻器發生故障時，可以馬上復位，以避免困人。但是由于變頻器馬上復位，便使得無法看到故障代碼，為此你可將此參數先改為0，待故障排除以后再改回原值（2853.0），記住可不要忘了，否則將人困在轎廂里，你可要吃不了兜著走。
18. 若想將變頻器恢復到出廠默認值，你可按如下操作：
P0010=30
P0970=1
非到萬不得已，請不要進行此項操作，否則你將找后悔藥吃。
19. 進行電機自整定時，P3900請一定要設為3，否則很多參數將恢復到出廠默認值，你將欲哭無淚。
20. 進行電機自整定時，若報F009，你可將P1300設為20（無編碼器矢量控制），并將旋線先拆除，待整定完成后再恢復；
若還是報F0090，也可將P1300設為0再做；
21. 若是新換的變頻器或編碼器模板，請檢查一下模板上面的撥碼開關一定要將1，3，5至于ON的位置，否則變頻器會報F009；
22. 在你安裝或更換編碼器模板時，稍微將模板向上提一點再按，當聽到咔吧一聲時，表示模板已安裝就位，否則請檢查模板是否已安裝好；
23. F0453未變頻器新增加的故障代碼，為電機堵轉故障，需要檢查一下抱閘和接線；
24. 參數中的下標，如P2816.0=722.3,是在P2816下的1n000設定的，同理P2816.1=722.4應再P2816下的1n001中設定；
25. 變頻器在運行過程中，在顯示任何一個參數時，按下Fn鍵并保持2秒鐘以上，則變頻器將顯示下列值：
（1）直流母線電壓（用d表示-單位：V）
（2）輸出電流（A）
（3）輸出頻率（Hz）
（4）輸出電壓（用o表示—單位：V）
連續按下Fn鍵，將輪流顯示上述參數。
26. 當變頻器發生故障或報警時，按Fn鍵可將操作面板上顯示的故障或報警信息復位
6ES7212-1HF40-0XB0
產品設計時除了要考慮產品的性能以外，還要充分考慮該設備運行時對人和設備可能造成的損害，要采取相應的措施來避免這些潛在的損害。不同的國家和地區對產品的安全性能有不同的要求，其中歐盟要求所有出口到歐盟國家的機械產品要通過CE認證，在認證標準里對安全方面有詳細的要求。
1CE標準中對于數控機床有關的要求
數控機床要設置可鎖定的模式轉換開關，一次只能允許一種模式起作用，分加工模式和設定模式兩種。在加工模式下，操作者可以自動運行加工程序，在運行中鎖定防護門，一旦防護門打開，機床需要安全可靠地停車，保證操作者和設備的安全；設定模式時，操作者可以在防護門打開的情況下調整機床，但進給軸的移動速度不能超過2000mm/min，主軸轉速不能超過50r/min。
因此，數控機床要滿足安全要求，少需要具有以下功能：模式轉換開關，用來轉換機床工作模式； 安全停車，當機床出現意外時（如急停、防護門以外打開等），機床要能安全可靠地停車；安全速度監控，在設定模式下，監控各個軸的移動速度，不能超出安全速度。
按CE要求，所有控制都需要雙通道，在任何一個通道控制失效時還能保證安全控制功能的正確實現；并且要在適當的間隔時間里，對一些重要的安全功能進行測試。
2840D的安全集成功能調試
840D在系統集成了安全控制功能，只需附加少量的硬件，就能達到CE認證要求，具體控制原理如圖所示。圖1840D控制原理
與安全控制有關的輸入、輸出信號，分兩路分別進入到NC和PLC里，它們按照相同的控制邏輯來監控驅動，任何一路都能直接停止驅動，這兩路的信號隨時比較，如果發現有問題，能產生相應的保護動作。對速度監控而言，既可以用雙測量系統，也可以單用電機后面的編碼器，信號是由兩個獨立的通道送到NC和驅動CPU中，在兩個CPU中分別監控?？紤]到編碼器本身的質量問題，雙編碼器比單編碼器要更可靠。圖1中，NC中的I/O是通過連接在驅動總線上的DMP模塊實現，PLC的輸入輸出信號通過S7-300的I/O模塊實現。
3 垂直軸的抱閘回路的安全控制
傳統的抱閘回路是通過單一的PLC輸出點來控制，一旦PLC發生問題，會導致抱閘的控制回路也出現問題，不符合安全控制的雙通道控制原理。帶安全集成的840D系統采用NC側和PLC側同時輸出一個信號來控制抱閘的打開，這兩個信號串聯后去松開制動器，因此任何一個回路有問題都會抱緊抱閘，大大增加了垂直軸的安全性。
在NCK增加了一個變量$VA_DPE[軸名]來表示該軸的脈沖使能狀態，可以通過這個變量來控制NCK側的抱閘控制回路的輸出，在SAFE.SPF中增加$A_OUTSE[1]表示抱閘輸出的系統變量：
IDS=5 DO $A_OUTSE[1]= $VA_DPE[Z1] AND EMG
為了提高急停時的反應速度，也可以把急停、STOP A等信號串接到控制回路中去。
在PLC中常用的制動控制邏輯（假設第3軸為Z軸，輸出地址為Q32.0）；
A I 32.0 ； 急停是否有效
AN DB33.DBX108.2 ； 控制脈沖是否被安全取消
A DB33.DBX93.7 ； 脈沖是否使能
= DB18.DBX46.0 ； 同步 $A_OUTSE[1]信號
A DB18.DBX46.0
A DB33.DBX61.5 ； 位置環是否有效
= Q 32.0
以上示例只是把抱閘的輸出信號送到$A_OUTSE[1]，但送到實際的I/O點還需要參數定義。假設DMP模塊采用16點輸出模塊，前面一個字節的4位已經用于NC的外部脈沖取消信號，后面1個字節可以用參數定義輸出系統變量$A_OUTSE[1]- $A_OUTSE[8]
N10392 $MN_SAFE_OUT_HW_ASSIGN[0]='H1050202'，把系統變量$A_OUTSE[1]-
$A_OUTSE[8]輸出到DMP模塊的第二個槽的第二個字節。（這里假設DMP模塊對應的槽號為5）。
這樣就可以通過DMP和PLC上的輸出點一起來控制抱閘。
4 安全軟限位
當使用西門子的安全集成功能時，可以采用安全軟限位代替原來采用硬件開關的硬限位。
安全集成中的軟限位是采取雙通道同時監控軸的位置信息，其一旦超過設定的限位值，系統會產生一個可以用參數選擇的安全停車，信號建議采用STOP C ，能比較快速地停車信號。停車的距離與位置環的控制周期（MD10050，MD10060），安全功能的循環時間（MD10090）、和軸的運行速度以及軸的慣性有關。程序如下：
N36901 $MA_SAFE_FUNCTION_ENABLE[AX1] Bit7 激活安全軟限位功能
N36934 $MA_SAFE_POS_LIMIT_PLUS[0,AX1] ；和軟限位參數一樣，有兩組值，
N36934 $MA_SAFE_POS_LIMIT_PLUS[1,AX1] ；通過接口信號（DB31…DBX23.4）來選擇
N36935 $MA_SAFE_POS_LIMIT_MINUS[0,AX1]
N36935 $MA_SAFE_POS_LIMIT_MINUS[1,AX1]
N36962 $MA_SAFE_POS_STOP_MODE[1,AX1] ；定義當軸超出安全軟限位時的安全停車方式
默認方式為STOP C
當系統檢測到軸的行程位置超出參數設定的安全軟限位以后，會選擇參數定義的安全停車，但是系統不會給出具體的報警信息。建議把軸的正常軟限位值設置成比安全軟限位區小一點的值。當報警產生后，先到機床主操作畫面里取消“用戶協議"，即取消軸的安全回參考點標志，這時安全軟限位功能暫時失效，用戶要保證按相反的方向把軸開到一個正常的位置，重新選擇“用戶協議"生效后，安全軟限位開關功能又被重新激活。
5 結語
介紹840D的安全集成主要功能，在實際的機床設計時，要根據具體機床的危險程度采取不同的安全規劃方案，避免發生機床和人身安全事故。
收稿日期：2013-8-18
作者簡介：張建偉（1963-），電氣工程師，從事機床電氣裝配質控文件編制工作，并對裝配現場電氣安裝檢驗工作提供技術支持。
一、控制器：西門子S7-200smart CPU：ST60 擴展數字量輸入輸出模塊EM DT32（3個）S7-200smart是西門子最新款小型PLC，該款和老款的S7-200CN（目前已停產）系列相比主要的優勢在于，smartCPU主體增加了一個以太網口（TCP/IP）以及CPU主體最多可以支持三路脈沖輸出(100K),以ST60CPU為例該CPU主體支持三路脈沖+方向形式的脈沖輸出，但如果使用差分形式脈沖輸出只支持兩路，此外smart系列的劣勢是不支持擴展運動控制模塊而200CN系列是支持的，smart使用的編程軟件是STEP 7-MicroWIN SMART（該軟件可以在西門子下載）
二、電機硬件：松下A6SE系列伺服驅動器200W帶抱閘（增量式專用 脈沖列輸入型） IAI電缸本系列中暫不講解 圖片中包含兩個松下A6伺服電機以及一個IAI電缸驅動器（可以使用普通IO或者脈沖對電機進行控制），因為本次使用的兩個伺服電機均是垂直方向運動，故選用帶抱閘的電機