基于MCU的安全扭矩关断模块设计

作者：陈小全; 周婷

来源：自动化仪表, 2020, 41(06): 29-33.

DOI：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2020020012

• 功能安全
• 安全扭矩关断
• 单片机
• 故障诊断
• 驱动安全
• 性能等级
• 变频器

安全扭矩关断(STO)是集成驱动安全的一种常见功能,主要集成在变频器、伺服驱动单元的内部。STO不需要额外的开关器件,且能直接切断变频器、伺服驱动内部电流回路。与传统设备停机相比,其更加快速、便捷,节约成本。介绍了国内STO的应用现状:功能安全技术相对落后,认证标准门槛较高,极少有厂家在变频器内部集成STO。通过对功能安全标准IEC 61508和驱动安全标准IEC 61800的深入研究,针对现有STO不能诊断多种故障并安全输出的痛点,创新地设计了一种采用1oo3d结构的STO模块。其中,1路借助于单片机(MCU)的软件控制及硬件检测,能够实现诊断多种故障并安全输出,符合功能安全认证要求,能够达到SIL3,PLe,Cat4安全等级。该研究为国内变频器厂家提供了设计依据,具有较高的借鉴价值。