应用

对于 SINUMERIK 828 的数控轴，可以使用 SINAMICS 的故障安全集成基本功能（STO、SS1、SBC）以及故障安全集成扩展功能。故障安全集成基本功能直接通过端子来控制。Safety Integrated 扩展功能需要使用 SINAMICS S120 端子模块 TM54F。

对于简单的定位任务（例如，无需与数控零件程序进行协调的旋转变压器、装载系统或刀库），可以通过基于 PROFINET 的 I/O 接口，使用 SINAMICS CU310-2 PN 或 CU320-2 PN 将两个辅助轴连接到 SINUMERIK 828D。

SINAMICS 系统的故障安全集成基本功能可用于这些数控辅助轴。故障安全集成基本功能可通过硬件来选择，或通过 CU310-2 PN/CU320-2 PN 和电机模块上的端子，在 2 个通道中进行选择。

SINUMERIK Operate 中提供了部分自动进行的验收测试，用于对故障安全集成功能进行验收测试。所有测量数据和迹线都将记录下来，并可在验收报告中打印输出。

设计

为建立各项安全功能的安全控制逻辑，推荐使用以下安全开关设备：

用于配置硬件电路的 SIRIUS 3SK 安全继电器

SIRIUS 3RK3 模块化安全系统，用于图形化的参数设置清除

关于 SIRIUS 的详细信息，请参见产品目录 SI 10 或西门子工业产品网上商城，网址为：

http://www.siemens.com/industrymall

操作模式

SINUMERIK Operate 中提供了结构清晰的屏幕画面，可帮助调试故障安全集成功能。安全状态信息（例如，当前激活的故障安全集成功能的名称）通过安全信息通道 (SIC) 传送到数控系统。NCK 和驱动器可通过安全控制通道 (SCC)，在相反方向上交换信号，例如，进行安全制动测试。此解决方案可显著减少机床制造商的接线费用。

功能

在所有模板中都提供有安全功能，并可使用安全输入/输出信号进行过程通讯。并且对于每个进给轴和主轴都可单独实施。

提供以下 Safety Integrated 功能（术语符合 IEC 61800‑5‑2 的定义）：

Safety Integrated 基本功能:

安全转矩断开 (STO)
驱动脉冲抑制，从而实现安全断电。

Safe Brake Control (SBC)
对断电时生效的抱闸进行安全制动控制，例如电机抱闸。

安全停止 1 (SS1) 
安全关断驱动器，随后切换到 STO 状态

Safety Integrated 基本功能无需授权。

Safety Integrated 基本功能通过 SINAMICS S120 Combi 功率模块或 SINAMICS S120 紧凑书本型电机模块和 SINUMERIK 828D 上的端子来控制。

Safety Integrated 扩展功能:

Safe Operating Stop (SOS)
监视驱动器的停机状态 – 驱动器在位置控制中保持完全正常运行

Safe Stop 2 (SS2)
在监控静止状态(SOS)的同时对驱动进行安全停止。

Safely Limited Speed (SLS)
监控可配置的转速极限值，如调试时。

Safe Speed Monitor (SSM)
数值低于可设置的转速极限（如打开安全门）时的安全反馈信号。

Safe Acceleration Monitor (SAM)
驱动加速的安全监控。

Safe Direction (SDI)
安全运行方向监控。

安全限制位置 (SLP)
可变进给范围限制

安全制动管理（SBM）

Safe Brake Control (SBC)
抱闸的安全（双通道）控制 （集成在 SINAMICS S120 电机模块中）

安全制动测试 (SBT)
循环制动测试

使用 SINUMERIK Operate 进行图形化调试
对于每种安全功能，都提供了用于快速调试的清晰图形显示

集成验收测试SINUMERIK Operate
局部自动验收测试所有安全相关功能。测试过程简单，可自动组态跟踪功能，自动生成验收记录。

Safety Integrated 扩展功能需要软件授权，每根带安全功能的轴/主轴应具备一个数控系统选件。

Safety Integrated 扩展功能需要使用 SINAMICS 端子模块 TM54F。

集成

SINUMERIK 828D BASIC

SINUMERIK 828D

SINAMICS S120 Combi 功率模块或 SINAMICS S120 紧凑书本 型电机模块

符合故障安全集成规范的带有编码器的电机：SIMOTICS M-1PH8 或 SIMOTICS S-1FK7 电机

编码器系统：编码器系统：有关适用的带有 SINUMERIK Safety Integrated 功能的编码器系统，咨询您当地的西门子办事处或区域公司。

符合 SINAMICS S120 规范的信号电缆：MOTION-CONNECT 连接系统

控制扩展故障安全集成功能：SINAMICS S120 TM54F 终端模块

按轴/主轴分配软件许可证的数控软件，具有扩展故障安全集成功能

安全继电器 3TK28、3SK 或 3RK3

 

硬件中断

通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。

数字量输入模块：
根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 40)。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。

模拟量输入模块：
通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 40)。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。

S7-300F

工作模式

S7-300F 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并且位于故障安全信号模块之内。

信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。

通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。

若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。

编程

CPU 315F 与安全有关的程序采用 STEP 7 语言的梯形图（LAD）和功能图（FBD）编制。与运行有关的功能范围和数据类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数，可以创建安全相关程序。在单个CPU中，标准程序可以同时与故障安全程序一起运行（共存），无任何限制。

该软件包的另一个组件是F库，配有TUV认可的安全相关功能的编程实例。这些编程实例可以更改，但更改必须再次认证。

S7 F分布式安全选项软件包

编制安全相关的程序段时，必须使用选项软件包“S7 F Distributed Safety”。该软件包含有创建 F 程序所需要的全部功能和块。运行S7 F Distributed Safety必须安装不低于V5.1SP3版的STEP 7。