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西门子变频器S120 Safety Integrated 功能手册
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目录
前言 ......................................................................
1 基本安全说明 ........................................................
1.1 基本安全说明 ....................................
1.1.1 一般安全说明 ....................................
1.1.2 工业安全 ...........................................
1.2 Safety Integrated 的基本安全说明 ....
1.3 遗留风险 ...........................................
2 SINAMICS Safety Integrated 概述 ........................
2.1 集成了安全功能的驱动器产品 ...........
2.2 支持的功能 ........................................
2.3 支持功能：HLA 模块 .........................
2.4 安全功能的应用实例..........................
2.5 电机带/不带编码器时的监控 ..............
3 Safety Integrated 功能一览 ...................................
3.1 Safety Integrated 基本功能 ...............
3.1.1 Safe Torque Off (STO) .....................
3.1.2 Safe Stop 1 (SS1) .............................
3.1.3 Safe Brake Control (SBC) .................
3.1.3.1 SBC 所需的硬件 ...............................
3.2 Safety Integrated 扩展功能 ...............
3.2.1 使用 Safety Integrated 扩展功能的前
3.2.2 控制方式 ...........................................
3.2.3 Safe Torque Off (STO) .....................
3.2.4 Safe Stop 1 (SS1) .............................
3.2.5 Safe Operating Stop (SOS) ..............
3.2.6 Safe Stop 2 (SS2) .............................
3.2.6.1 SS2 具体是怎么工作的？ ..................
3.2.7 Safely-Limited Speed (SLS) .............
3.2.8 Safe Speed Monitor (SSM) ...............
3.2.9 Safe Direction (SDI) ..........................
3.2.10 Safely-Limited Position (SLP) ...........
3.2.11 安全回参考点 ....................................
3.2.12 安全位置的传送 (SP) ........................
3.2.13 Safe Brake Test ................................
4 Safety Integrated 功能说明 ...................................
4.1 Safety Integrated 基本功能 ................
4.1.1 Safe Torque Off (STO) ......................
4.1.1.1 SINAMICS HLA 上的 Safe Torque Of
4.1.2 Safe Stop 1 (SS1, 时间受控) .............
4.1.2.1 带 OFF3 的 SS1 .................................
4.1.2.2 带外部停止的 SS1 .............................
4.1.2.3 功能图和参数 .....................................
4.1.3 Safe Brake Control (SBC) ..................
4.1.3.1 装机装柜型电机模块上的 SBC ...........
4.1.3.2 功能图与参数 .....................................
4.1.4 Safety 故障 ........................................
4.1.5 强制潜在故障检查 (Teststop) .............
4.1.6 功能图与参数 .....................................
4.2 Safety Integrated 扩展功能 ................
4.2.1 扩展功能的授权 ..................................
4.2.2 带编码器的扩展功能与不带编码器的扩
4.2.3 Safety Integrated 功能（不带编码器）
4.2.4 Safe Torque Off (STO) ......................
4.2.5 Safe Stop 1 (SS1) ..............................
4.2.5.1 带编码器的 SS1 .................................
4.2.5.2 不带编码器的 SS1 .............................
4.2.5.3 带外部停止的 Safe Stop 1 .................
4.2.5.4 功能图和参数 .....................................
4.2.6 Safe Brake Control (SBC) ..................
4.2.7 Safe Operating Stop (SOS) ...............
4.2.8 Safe Stop 2 (SS2) ..............................
4.2.8.1 使用 EPOS 的效果 .............................
4.2.8.2 带外部停止 (SS2E) 的 SS2 ................
4.2.8.3 重要参数一览 .....................................
4.2.9 Safely-Limited Speed (SLS) ..............
4.2.9.1 带编码器的“Safely-Limited Speed” ....
4.2.9.2 不带编码器的“Safely-Limited Speed” .
4.2.9.3 自动生效的 Safely-Limited Speed ......
4.2.9.4 功能图和参数 .....................................
4.2.9.5 EPOS 和安全设定速度限值 ...............
4.2.10 Safe Speed Monitor (SSM) ................
4.2.10.1 带编码器的“Safe Speed Monitor” (SS
4.2.10.2 不带编码器的“Safe Speed Monitor” (S
4.2.10.3 功能图和参数 .....................................
4.2.11 Safe Direction (SDI) ...........................
4.2.11.1 带编码器的“Safe Direction”(SDI) .......
4.2.11.2 不带编码器的“Safe Direction”(SDI) ....
4.2.11.3 自动生效的 SDI(Safe Direction) .........
4.2.11.4 功能图和参数 .....................................
4.2.12 Safely-Limited Position (SLP) ............
4.2.12.1 轴回退 ................................................
4.2.12.2 功能图和参数 ..........................................
4.2.13 安全回参考点 ..........................................
4.2.14 安全位置的传送 (SP) ..............................
4.2.15 Safe Brake Test（SBT） ........................
4.2.15.1 通过 SIC/SCC 通讯 .................................
4.2.15.2 功能图和参数 ..........................................
4.2.16 Safe Acceleration Monitor (SAM) ...........
4.2.17 Safe Brake Ramp (SBR) .........................
4.2.18 实际值安全检测 .......................................
4.2.18.1 针对带编码器系统的安全实际值检测的提
4.2.18.2 针对无编码器的安全实际值检测的参数设
4.2.19 安全齿轮级切换 .......................................
4.2.20 强制潜在故障检查 (Teststop) ..................
5 安全功能控制 .............................................................
5.1 控制方式 .................................................
5.2 通过控制单元和电机/功率模块上的端子控
5.2.1 两个监控通道的同时性和公差时间 ..........
5.2.2 位模测试 .................................................
5.3 通过 PROFIsafe 进行控制 ......................
5.3.1 使能 PROFIsafe 控制方式 ......................
5.3.2 选择 PROFIsafe 报文 ..............................
5.3.3 报文结构 .................................................
5.3.4 过程数据 .................................................
5.3.4.1 S_STW1 与 S_ZSW1 （基本功能） .......
5.3.4.2 S_STW2 与 S_ZSW2 （基本功能） .......
5.3.4.3 S_STW1 与 S_ZSW1 （扩展功能） .......
5.3.4.4 S_STW2 与 S_ZSW2 （扩展功能） .......
5.3.4.5 其他过程数据 ..........................................
5.3.5 功能图和参数 ..........................................
5.4 通过 TM54F 控制 ....................................
5.4.1 故障应答 .................................................
5.4.2 F-DI的功能 ..............................................
5.4.3 F-DO的功能 ............................................
5.5 PROFIsafe 或 TM54F 通讯故障时的响应
5.5.1 STOP B 作为与 PROFIsafe 控制通讯故障
5.5.2 通讯故障时触发 ESR ..............................
5.6 通过 F-DI 控制扩展功能（在 CU310-2 上
5.6.1 F-DI的功能 ..............................................
5.6.2 F-DO 的功能 ...........................................
5.7 自动生效的运动监控................................
5.8 Safety Info Channel 和 Safety Control Ch
5.8.1 Safety Info Channel （SIC） ..................
5.8.2 Safety Control Channel （SCC） ...........
5.8.3 可能的报文配置 (700、701) ....................
5.8.4 组态 ........................................................................
5.8.5 应用 ........................................................................
5.8.6 用于 SIC 和 SCC 的发送数据 ................................
5.8.7 SCC 的接收数据 ....................................................
5.8.8 重要参数一览 .........................................................
调试 ..........................................................................................
6.1 Safety Integrated 固件版本 ....................................
6.2 参数、校验和、版本 ..............................................
6.3 使用安全口令 .........................................................
6.4 Safety Integrated 功能的 DRIVE-CLiQ 规定 ..........
6.5 强制潜在故障检查（Teststop） .............................
6.6 Safety Integrated 功能的调试 ................................
6.6.1 概述 ........................................................................
6.6.2 调试 Safety Integrated 的前提 ...............................
6.6.3 调试不带编码器的 Safety Integrated 前的预设置 ...
6.6.4 采样时间设置 .........................................................
6.7 调试：一般步骤 ......................................................
6.7.1 基本功能 ................................................................
6.7.1.1 通过直接访问参数进行调试 ....................................
6.7.1.2 使用 STARTER 开展调试 ......................................
6.7.2 使用 STARTER 进行扩展功能调试 ........................
6.7.2.1 带编码器的扩展功能 ..............................................
6.7.2.2 不带编码器的扩展功能 ...........................................
6.8 STARTER/SCOUT中CU310-2的调试步骤 ............
6.8.1 配置初始画面 .........................................................
6.8.2 F-DI/F-DO 配置 ......................................................
6.8.3 驱动器的控制接口 ..................................................
6.8.4 CU310-2 的强制潜在故障检查 (Teststop) ..............
6.8.4.1 检查模式 1： 内部诊断信号检测（被动负载） ......
6.8.4.2 检查模式 2： F-DO在DI中回读（继电器回路） .....
6.8.4.3 检查模式 3： F-DO在DI中回读（执行器反馈） .....
6.8.4.4 强制检查的参数 ......................................................
6.9 使用 STARTER/SCOUT 调试 TM54F ....................
6.9.1 调试基本步骤 .........................................................
6.9.2 配置初始画面 .........................................................
6.9.3 功能图与参数 .........................................................
6.9.4 配置TM54F ............................................................
6.9.5 F-DI/F-DO 配置 ......................................................
6.9.6 驱动组的控制接口 ..................................................
6.9.7 TM54F 的强制潜在故障检查 (Teststop) .................
6.9.7.1 检查模式 1： 内部诊断信号检测（被动负载） ......
6.9.7.2 检查模式 2： F-DO在DI中回读（继电器回路） .....
6.9.7.3 检查模式 3： F-DO在DI中回读（执行器反馈） .....
6.9.7.4 参数强制潜在故障检查（Teststop） ...........
6.10 PROFIsafe 通讯 ..........................................
6.10.1 通过 PROFIBUS 的 PROFIsafe ..................
6.10.1.1 配置 PROFIBUS 的 PROFIsafe 通讯 ..........
6.10.2 PROFINET 的 PROFIsafe 通讯 ..................
6.10.2.1 分配 IP 地址和名称 ....................................
6.10.2.2 配置 PROFINET 的 PROFIsafe 通讯 ..........
6.10.3 STARTER 中 PROFIsafe 的配置步骤 .........
6.10.3.1 选择 PROFIsafe 报文 .................................
6.11 直线轴/回转轴调试 .....................................
6.12 模块化的设备方案 Safety Integrated ..........
6.13 批量调试提示 .............................................
6.14 应用示例 ....................................................
验收测试 ........................................................................
7.1 验收测试概述 ..............................................
7.2 Safety 日志 .................................................
系统特性 ........................................................................
8.1 最新信息 .....................................................
8.2 认证 .............................................................
8.3 安全功能的故障概率....................................
8.4 响应时间 .....................................................
8.4.1 由控制单元和电机模块上的端子控制的 SI 基
8.4.2 由 PROFIsafe 控制的 SI 基本功能（CU310
8.4.3 由 TM54F 控制的基本功能 ..........................
8.4.4 由 PROFIsafe 控制的带编码器的 SI 扩展功
8.4.5 由 TM54F 控制的带编码器的 SI 扩展功能（
8.4.6 由端子控制的带编码器的 SI 扩展功能（仅限
8.4.7 由 PROFIsafe 控制的不带编码器的 SI 扩展
8.4.8 由端子控制的不带编码器的 SI 扩展功能（仅
8.4.9 由 TM54F 控制的不带编码器的 SI 扩展功能
维护 ...............................................................................
9.1 组件更换提示 ..............................................
9.2 固件升级提示 ..............................................
9.3 SI故障信息 ..................................................
9.3.1 停止响应 .....................................................
9.3.2 停止响应的优先级 .......................................
9.3.3 SI故障信息的应答方式 ................................
9.4 信息缓冲器 ..................................................
标准和规定 ................................................................
10.1 概述 ........................................................
10.1.1 目标 ........................................................
10.1.2 功能安全 ................................................
10.2 欧洲的机械安全 ......................................
10.2.1 机械指令 ................................................
10.2.2 欧洲协调标准 .........................................
10.2.3 控制系统安全设计相关标准 ....................
10.2.4 DIN EN ISO 13849-1（原 EN 954-1） ..
10.2.5 EN 62061 ...............................................
10.2.6 系列标准 IEC 61508（VDE 0803） .......
10.2.7 风险分析/评估 ........................................
10.2.8 风险降低 ................................................
10.2.9 遗留风险 ................................................
10.2.10 欧盟一致性声明 ......................................
10.3 美国的机械安全 ......................................
10.3.1 OSHA 的最低要求 ..................................
10.3.2 NRTL 清单 .............................................
10.3.3 NFPA 79 ................................................
10.3.4 ANSI B11 ...............................................
10.4 日本的机械安全 ......................................
10.5 企业设备规定 .........................................
10.6 其他和安全相关的事项 ...........................
10.6.1 同业工伤事故保险联合会的信息页 .........
10.6.2 其它文献 ................................................
附录 ...........................................................................
A.1 缩略语目录 .............................................
A.2 手册一览 ................................................
A.3 验收测试（建议） ..................................
A.3.1 验收测试的内容和完整度 .......................
A.3.1.1 完整验收测试包含的项目 .......................
A.3.1.2 简化验收测试包含的项目 .......................
A.3.1.3 特定操作下需要进行的验收测试项目 .....
A.3.1.4 验收时的相关校验和 ..............................
A.3.2 验收报告 ................................................
A.3.2.1 机械说明 - 记录第 1 部分 .......................
A.3.2.2 安全功能描述 - 记录第 2 部分 ................
A.3.3 验收测试 ................................................
A.3.3.1 基本功能的验收测试 ..............................
A.3.3.2 带编码器的扩展功能的验收测试 ............
A.3.3.3 不带编码器的扩展功能的验收测试 .........
A.3.3.4 通过 PROFIsafe 传送 F-DI 的验收测试 ..
A.3.4 撰写报告 ................................................
A.4 停止响应 ................................................
索引 ...........................................................................
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