对机械工程师来讲，安全问题是自动化中最复杂的问题。Stöber驱动技术公司与Pilz公司合作开发了基于驱动安全技术的SE6安全模块。凭借这一多功能的驱动调节器，Stöber公司为市场提供了主要用于驱动器应用的、最大额定输出电流为85 A的单轴控制器。例如电子变速箱中最多32轴的同步操作或者没有叠加运动控制器的飞锯驱动控制。它可以控制、调节线性的和旋转的伺服同步电动机以及异步电动机。通过其模块化的接口方案和品种繁多的附件，使它能够准确的实现各种配置。

设计师和机床设备设计师常常面临这样的问题：既要有很高的自动化程度又要有很高的生产加工灵活性同时还要保证人员、机床和设备的安全。SD6型驱动控制器满足了DIN EN 61800-5-2标准中SIL 3级或者DIN EN ISO 13849-1标准中PL e(类别4)中规定的安全保护要求。

图1 使用灵活的立式驱动控制器SD6可以在自动化技术领域和机床设备制造领域中使用，满足它们复杂的高要求，完成复杂的安全保护任务

SE6型驱动控制器则是按照以实践为主导的使用要求、以可靠的工作方式在紧急情况下立即进行干预、保证安全而设计的。这一模块能够是SD6驱动控制器的最佳选配件，与竞争对手的类似产品相比较在经济性和技术等方面都为用户提供了独特的优势。

保证下落安全

当操作者要进入机床设备的加工区域时，机床设备的驱动轴必须处于安全状态。如果垂直的立轴承受着一定的重力载荷，则立式安装的轴就有可能在重力的作用下突然下降，危及人身安全。为避免出现这种情况，通常用制动器来固定垂直工作的轴类。但是，由于污垢或者机械磨损等原因会严重的影响制动装置的工作可靠性。因此就要可靠的监控制动装置的工作状态，并使其保持应有的制动功能。由于没有这方面的法律法规和技术规范，因此2012年9月，德国工伤保险行业协会DGUV在第005号‘专业信息说明’中专门进行了说明和解释。其中就建议：对承受重力载荷的垂直轴采取安全保护措施。

通常情况下工程师和工程设计人员长期以来一直依赖于编程控制的安全解决方案来解决这一问题。它通过接触器控制制动器，并对制动状态进行监控。因此对电动机的旋转编码器和安装提出了特殊要求。旋转编码器安装在电机轴上，主要是检测电机轴的实际位置并将检测到的实际位置数据发送给控制器。大多数情况下是通过模拟的1个接地点电压Vss信号与安全控制器建立联系的。但这种方法需要专用的编码器和特殊的适配器来执行静止状态时的模拟信号检测任务，需要专用电缆来长距离、无干扰的传输模拟信号。同时还要有静止状态监视器和转速监视器，这些都是一些价格昂贵的设备。另一个难点就是FMA安装，也就是旋转编码器在电机轴上的安装：必须排除电机轴连接中一切不必要的松动。这造成了维修的困难：维修时间很长，必须要有专家才能完成。当所有的螺栓都拧紧了、完成了全部胶合粘接任务、干燥、检查和记录下来之后，设备至少要停工48 h。另一个问题是：合适的旋转编码器并不一定适合所有类型需要性能强大伺服系统的电动机。

根据欧盟的机械指令中的一般要求，机床设备制造商有责任和义务设计安全可靠的机械设备。这就要求机械设备制造商的产品通过风险评估，这也就增加了机械设备项目的难度了。因为设计师必须估计到可能出现的风险，采取适当的对策，并警告剩余的潜在风险。而又没有评估垂直轴风险的专用标准，通常都是根据DIN EN ISO 13849-1进行估计的。而这一标准中的规定则与受到伤害的严重程度、出现危险的频率或者持续时间以及可能性、避免风险或者限制损害的可能性有关，量化这些因素是很困难的。

Stöber公司和Pilz公司合作开发的SE6安全模块则几乎能够确定所有的安全漏洞，给出相应的解决方案。第一步是实现客户最需要的安全功能：在SE6模块中集成了安全切断输出扭矩(STO)功能，由驱动控制器直接切断电动机的供电。另外还集成了以下几种功能：

● 停止功能“安全停止1”(SS1)，以调节控制的方式关闭驱动器，然后中断电机的电源。 “安全停止2”(SS2)，在受控的关闭、停止之后启动“安全停止”(SOS)，同时完全保留驱动器的控制功能。

● “安全限速”(SLS)确保驱动装置的转速不超过规定的转速。

● “安全速度范围”(SSR)在定义的范围内监控转速、速度。

● “安全限位”(SLP)电机的工作运行不能超过设定的限制值。

● “安全运动方向”(SDI)只允许驱动器沿一个(定义的)方向上移动。

● “安全步进量”(SLI)，该功能激活后会监控先前定义步进范围。如果有超出极限值范围的可能时将安全的切断电机供电。

● “安全监控”，该模块几乎可用于所有有安全功能要求的部件。这一工具能够监控驱动装置的工作情况，将超越极限值的信息报告给上一级安全控制系统，而不是强制停止。

另外，在像SLS安全限速等安全保护功能中可以通过可变公差带来限制干扰脉冲。这就给用户带来了很高的机床设备可用性：用户能够最佳的利用标准规定的极限值，而不会导致触发错误。

安全的制动管理

新安全模块的特点是最多可以集成两个制动钳的制动管理。这就使SD6满足了DGUV德国工伤保险行业协会对重力加载垂直轴的要求。新模块的开发是以同业工伤事故保险联合会发布的‘重力加载垂直轴’专业信息说明为主导制定的。

图2 可移动数据储存器模块能够帮助用户快速的完成设备调试和高效的维修保养技术服务，无需特殊的专业技术知识就可以轻松的完成可移动数据储存器模块了

SE6模块中包含了SBC安全制动控制功能，可以确保按照需要进行制动。除此之外还有SBT安全制动测试功能，可以根据需要检测制动力矩，在制动力矩达到临界状态之前就发现制动力矩是否出现了偏差。另外，还可以对检测周期进行监控。如果制动器没有给出保持转矩，则可利用驱动控制器的制动器输入功能输入制动转矩：这一功能考虑了Stöber电动机制动器的要求。之后可以再次检查整个系统是否满足测试扭矩的要求。

由于SE6型的制动管理支持最多两个制动器的控制管理，因此它涵盖了重力加载垂直轴信息说明表中的所有应用场合。比如，设备操作者全身都在重力载荷的威胁之下则有着非常高的危险，建议不论是机械设备在自动工作运行的模式中还有在调整模式中，都要采用DIN EN ISO 13849-1标准规定的冗余式的防坠落安全保护装置。

对机床设备制造商来说，无论是从经济性还是从技术角度来讲，由驱动控制器和安全模块组成的成套装备都是最有吸引力的。驱动控制器可以与同步伺服电动机、异步电动机、线性电机或者力矩电动机配套使用，为设计师提供了更多的设计自由度。就连电动机使用的旋转编码器，设计师也有很大的选择自由度，同时不再需要耦合继电器、昂贵的电缆、特殊的适配器、静止位置监控器和转速控制器。另外，制动管理与制动器的类型无关，因此，用户就可以轻松、可靠的建立DIN EN ISO 13849-1标准中安全保护等级4级的制动系统和制动保持系统了。

图3 SD6与SE6配套可以在SIL 3，PL e（类别4级）以下的安全保护应用中使用

由于电动机的监控是由电动机内部的安全保护功能来实现的，因此驱动控制器响应速度很快，不到10 ms。集成的安全模块可以直接干预轴的运动，并在即将超出极限值的情况下或者在紧急停的情况下切断驱动装置的电力供应，比外部速度监控来的更快、更迅速。

机械设备的操作者在维护保养时也受益匪浅：在更换元器件时只需取出保存着安全配置信息的SD卡，换到新的安全保护模块上，重新启动驱动控制器，按下按钮确认更改就可以了。维修服务人员无需特殊的专业知识。在设备启动后他还可以在驱动控制器的显示屏上校验安全保护配置的参数。

这一解决方案也可以利用软件Drive-Control-Suite来进行配置和调试。内置的PAS运动控制软件可以帮助设备操作者轻松的创建一套安全配置。因此，SE6安全模块也是技术改造项目最理想的选择。