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Informations relatives à la sécurité Informations sur le produit Installation mécanique
4.14
Absence sûre du couple (STO)
La fonction Absence sûre du couple (Safe Torque Off) permet
d'empêcher le variateur de générer du couple dans le moteur avec un
très haut niveau d'intégrité. Elle peut être incorporée dans le système de
sécurité d'une machine. Elle peut également être utilisée comme entrée
de déverrouillage d'un variateur conventionnel.
La fonction de sécurité est active quand l'entrée STO est en état logique
bas, comme indiqué dans les spécifications des bornes de commande.
La fonction est définie conformément à EN 61800-5-2 et CEI 61800-5-2,
comme indiqué ci-dessous. (Dans ces normes, un variateur offrant des
fonctions relatives à la sécurité est désigné par « PDS(SR) ») :
La puissance susceptible de provoquer une rotation (ou un mouvement
dans le cas d'un moteur linéaire), n'est pas transmise au moteur.
Le PDS(SR) ne fournira pas d'énergie au moteur capable de générer
du couple (ou une force dans le cas d'un moteur linéaire).
Cette fonction de sécurité correspond à un arrêt non contrôlé
conformément à la catégorie d'arrêt 0 de la CEI 60204-1.
La fonction STO utilise les propriétés particulières d'un variateur
onduleur avec moteur asynchrone, c'est-à-dire que le couple ne peut
pas être généré sans un comportement actif correct continu du circuit
onduleur. Toutes les anomalies crédibles du circuit onduleur provoquent
une perte de la génération du couple.
Note sur l'utilisation de servomoteurs et d'autres moteurs à
aimants permanents, les moteurs à réluctance et les moteurs
asynchrones à pôles saillants :
Lorsque le variateur est déverrouillé par la fonction STO, une anomalie
possible (bien qu'elle soit très peu probable) est que deux dispositifs
d'alimentation de puissance conduisent mal dans le circuit onduleur.
Cette anomalie ne permet pas de produire un couple de rotation stable
sur un moteur alternatif. Elle ne génère aucun couple sur les moteurs
asynchrones conventionnels avec un rotor à cage. Si le rotor est doté
d'aimants permanents et/ou d'une conception saillante, un couple
d'alignement transitoire peut survenir. Le moteur peut tenter pendant
quelques secondes une rotation électrique de 180°, dans le cas d'un
moteur à aimant permanent, ou de 90°, s'il s'agit d'un moteur
asynchrone à pôles saillants ou d'un moteur à réluctance. Il faut tenir
compte de l'éventualité de cette anomalie dans la conception de la
machine.
La fonction STO possède un mécanisme de sécurité donc lorsque
l'entrée STO est déconnectée, le variateur ne démarre pas le moteur,
même si des composants internes au variateur sont défaillants.
La plupart des anomalies des composants sont révélées par le non-
fonctionnement du variateur. La fonction STO est également
indépendante du firmware du variateur. Ceci est conforme aux
exigences des normes suivantes pour la prévention du fonctionnement
du moteur.
Applications machine
La fonction Absence Sûre Du Couple (Safe Torque Off) peut être utilisée
comme composant de sécurité d'une machine :
Paramètres de sécurité
Conformément aux normes CEI 61508-1 à 7 / EN 61800-5-2 / EN 62061
Type
Intervalle du test
Demande élevée ou mode de fonctionnement continu
PFH (1/h)
Mode de fonctionnement Demande faible (hors EN 61800-5-2)
PFDavg
86
Pourcentage de
Valeur
tolérance SIL 3
20 ans
-11
< 1 %
4,21 x 10
1/h
-6
< 1 %
3,68 x 10
Installation électrique
Conception du système multi-axes
Conformément à EN ISO 13849-1
Type
Catégorie
Performance Level (PL)
MTTF
(STO1)
D
MTTF
(STO2)
D
MTTF
(fonction STO à un canal)
D
DC
avg
Temps de mission
NOTE
Les niveaux logiques sont conformes à CEI 61131-2:2007 pour les
entrées logiques de type 1 à 24 V. Niveau maximum relatif à la logique
basse pour se conformer à SIL3 et PL e 5 V et 0,5 mA.
Absence sûre du couple à deux canaux
Les modèles Digitax HD M75X sont équipés d'une absence sûre du
couple à deux canaux.
La fonction STO à deux canaux utilise deux canaux entièrement
indépendants.
Chaque entrée répond aux exigences des normes, tel que défini
ci-dessus.
Si une ou les deux entrées sont réglées sur un état logique bas, aucune
défaillance dans le variateur ne peut provoquer un risque d'entraînement
du moteur.
Ce n'est pas nécessaire d'utiliser les deux canaux pour assurer la
conformité aux conditions requises relatives aux normes. Le rôle des
deux canaux est de permettre la connexion à des systèmes de sécurité
de la machine où deux canaux sont nécessaires et de faciliter la
protection contre les défauts de câblage.
Par exemple, si chaque canal est connecté à une sortie numérique
relative à la sécurité d'un contrôleur de sécurité, un PC ou un API, en cas
de détection d'une défaillance au niveau d'une sortie, le variateur peut
toujours être désactivé en toute sécurité par le biais de l'autre sortie.
Dans ces conditions, aucune défaillance de câblage ne peut provoquer
une perte de la fonction de sécurité, c'est-à-dire une désactivation par
inadvertance du variateur.
Si le fonctionnement des deux canaux n'est pas nécessaire, les deux
entrées peuvent être connectées l'une à l'autre afin de former une seule
entrée d'Absence sûre du couple.
Absence sûre du couple à un canal (y compris Absence sûre du
couple à deux canaux avec les entrées connectées ensemble)
Dans une application avec la fonction Absence sûre du couple à un
canal, aucune défaillance dans le variateur ne peut provoquer un risque
d'entraînement du moteur. Il n'est donc pas nécessaire d'avoir un
second système de coupure de l'alimentation de puissance, ni un circuit
de détection d'anomalie.
Il est important de noter qu'un simple court-circuit de l'entrée Absence
sûre du couple avec une alimentation DC > 5 V provoquerait le
déverrouillage du variateur.
Cela risque de se produire en cas de défaillance du câblage.
Cette possibilité peut être exclue conformément à la norme EN ISO
13849-2 par l'utilisation d'un câblage protégé. Le câblage peut être
protégé en utilisant l'une des méthodes suivantes :
•
En installant le câblage dans une gaine distincte ou une autre
armoire.
Ou
•
En protégeant le câblage au moyen d'un blindage raccordé à la terre
(borne 0 V du variateur) dans un circuit de contrôle à logique
positive lui-même relié à la terre. Ce blindage permet d'éviter tout
danger pouvant résulter d'un dysfonctionnement électrique. Il peut
être mis à la terre suivant la méthode au choix de l'utilisateur,
aucune précaution CEM particulière ne s'appliquant dans ce cas.
Guide technique et d'installation de la série Digitax HD M75X
Caractéristiques techniques
Valeur
Classification
4
e
> 2 500 ans
Élevée
> 2 500 ans
Élevée
> 2 500 ans
Élevée
≥ 99 %
Élevée
20 ans
Édition : 5
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