无传感器速度监控助力机械设备实现功能安全

自2011年提出“工业 4.0”战略以来，数字化已从根本上改变了工业生产。智能互联、自动化程度不断提高以及基于数据的决策流程，如今已成为现代生产设施的关键要素。

 

控制器和传感器在其中发挥着重要作用，它们能提供准确信息以监测机器状态并优化生产流程。在工业4.0的初期阶段，重点集中在附加传感器的应用上，且需投入巨大的技术与经济成本构建数字孪生。然而，当前的发展趋势趋于务实，这一转变主要源于每项新技术必须证明其投资回报价值。

速度监测的未来将不再依赖传感器

顺应这一趋势，我们在自动化解决方案的设计阶段便致力于避免使用额外的传感器。这一过程始终在技术可行性与合理框架的前提下开展，尤其需符合IEC 61800-5-2标准所规定的功能安全要求。

 

本文重点阐述了无传感器监测的实践经验，并探讨了影响未来硬件解决方案设计简化及其数字化或电子化功能实现的各种因素。文中着重说明了为何无传感器速度监测能够完美融入这一发展进程，并列举了相关实现案例。显然，由于其具备众多优势，这项技术正日益受到青睐，并将成为未来数字化生产的重要组成部分。

安全速度监测的内核

安全速度监测包含多种安全功能，用于安全地控制机器驱动器并保护人员免受危险动作和碰撞的伤害。术语“速度”在有传感器和无传感器的情况下监测各种速度限值方面已经确立。可以大致分为以下类型：

-Safe limited speed(SLS)

-Safe Speed Range(SSR)

-Safe Speed Monitor(SSM)

-Safe Operating Stop(SOS)

-Safe torque off(STO)

 

安全速度监测旨在满足上述部分或全部功能需求，使系统具备更高的安全性能，可达到SIL3级别，能够预防机械故障并保障设备与人身安全。‌

 

无传感器速度监测的优势：

－更高的灵活性

－更低的部署成本

－更简捷的安装方式

－能够适应恶劣生产环境

－更小的体积占用

－抗干扰方面的优势

 

无传感器速度监测---应用场景

1、自动导引车（AGV）

自动导引车（AGV）如今已成为现代工业自动化的核心组成部分。初期由汽车制造、物流及电子商务行业率先采用，近年其应用范围持续拓展。在食品与饮料行业，尤其是冷藏仓储和卫生敏感区域，AGV展现出显著优势。当前在全球范围内，凡是高度自动化的数控加工生产领域，AGV均发挥着关键作用。

 

该标准定义的安全特低电压范围为不超过50伏交流电。因此，配备48伏交流电机的自动导引车无需额外防触电保护措施。

 

DN3PD2是一款适用于此类电机的无传感器速度监测解决方案。此外，针对自动导引车及类似应用，DINA还开发了低电压版本，其测量电压范围为24伏至120伏交流电。

2、木材、塑料、铝材加工

无传感器监测技术广泛应用于众多行业和应用场景中，尤其是在人员与设备安全都至关重要的领域。在这些环境中，必须确保危险的主轴运动降至安全转速或完全停止后，才能打开安全门或进行维护等操作。例如在木工行业的锯切作业中，需通过无传感器监测确认锯片已停止转动，操作员方可进入工作区域。目前该方案已成功应用于平面刨床、斜切锯、多片锯、推台锯等多种设备。

 

3、汽车装配线领域

在汽车行业中，无速度传感器监测技术应用于装配系统和输送线，以确保安全运行和维护。该技术在物料搬运和输送系统中尤为重要，需实时监测输送带和其他移动部件的运行状态，防止人员在设备进入或维护期间发生事故。

 

总的来说，无传感器监测技术适用于机械及工厂工程中存在旋转部件潜在故障风险的各类场景，尤其在包装机、机器人等工业自动化领域作用显著。

 

这项技术特别适合监测由电动机驱动的设备——包括交流和直流电动机，其核心应用对象是那些在运行状态下能产生可测量电动势的三相和单相交流电动机。

DINA公司介绍：

近 40 年来，DINA一直致力于为机器和工厂开发和量身定制的安全解决方案。在此过程中，我们推出了多项具有开创性的发明，这些发明不仅提供了极高的安全性，还带来了显著的经济效益。让您亲身体验真正的德国品质，领略功能安全技术的简便性！

 

自2014年起，盟通科技与德国DINA建立了首次合作。双方整合优势资源，与客户共同制定解决方案。共同开拓中国功能安全市场，与中国企业一起不断前进。我们不仅会采用现成的方案，同时也会聆听和理解客户的需求，提出并助力解决工业安全问题。