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继电器输出点
不同的电压可通过浮置触点分断
通过继电器触点，可以连接高达 5 A AC-15/DC-13 的电流。
半导体输出
无磨损
适合频繁分断应用中使用
具抗震动和防尘
较高的电气寿命
电源输出（3SK1213 输出扩展）
不同的电压可通过浮置触点分断
通过电源继电器触点，可以分断高达 10 A AC-15/6 A DC-13 的电流。
机械和电气使用寿命长
安全输出与电子器件间保护性隔离
可通过添加 3RM1 电机起动器来扩展
SIRIUS 3SK 安全继电器适合与 SIRIUS 3RM1 电机起动器组合使用。
通过 SIRIUS 3ZY12 装置连接器（与 3SK1 Advanced/3SK2 结合使用）或常规接线（适合所有 3SK1 和 3SK2 基本单元）进行组合。
可非常方便在组合装置中执行集体关断。通过装置连接器执行接线，并在紧急情况下关断扩展部件的控制电压。不再需要在安全继电器与电机起动器之间进行复杂的电缆连接。
3RM1 电机起动器将半导体技术和继电器技术的优点组合在一起。这种组合也称为混合技术。
电机起动器中的混合技术具有以下特点：
通过半导体元件短暂传导具有电动负载时的浪涌电流。优点包括可以保护继电器触点，因磨损低而延长使用寿命。
通过继电器触点传导连续电流。与半导体相比的优点是热损耗较低。
同样通过半导体执行关断。触点只是轻微暴露于电弧，从而使用寿命较长。
集成过载保护
带 3RQ1 耦合继电器的扩展选件
SIRIUS 3SK 安全继电器适合与 SIRIUS 3RQ1 耦合继电器组合使用。通过 SIRIUS 3ZY12 装置连接器或接线进行组合。
3ZY12 装置连接器
通过使用 3ZY12 装置连接器来组合各个设备，可缩短对各组件进行组态和接线所需的时间。同时可在接线期间避免发生错误，大大减少*组装好的应用所需的测试。
组态和库存
DIP 开关或软件、宽电压范围 (3SK1111) 和专用电源装置（仅 3SK1）提供了可变设定选项，可以降低库存成本，可满足需要使用分析单元的组态的要求。
通信
3SK2 安全继电器可通过 PROFINET 或 PROFIBUS 并使用可选接口模块方便地集成在整体应用中。
具有以下优点：
与装置控制器交换信号与信息
通过控制器读出并显示安全继电器的诊断和诊断信息，从而可进行故障排查，缩短装置停运时间
通过现场总线和 Safety ES 工程软件进行访问，执行参数设置、调试和诊断
采用FE
用于 3SK2 的 SIRIUS Sim 模拟工具可用于快速而方便地测试已创建的组态，无需使用实际设备。这样创建的组态随后可直接加载到实际设备中。从而降低了工程组态的时间与成本。
1. P0003为用户访问等级参数，当你无法找到你要看的参数时，不妨将其设为3试试；
2. P0004为参数过滤参数，将其设为0即可访问全部参数；
3. 电机参数只有在P0010设为1时，才能更改；
4. r0039为变频器已消耗得电能参数（kWh）,通过它你可知道曳引机消耗了多少度电；
5. P0492为允许的速度偏差参数，当变频器报F009时，不妨将其增大试试；
6. P0494为速度反馈信号丢失时采取应对措施的延迟时间，当变频器报F009时，不妨将其同时增大试试；
如若将P0492,P0494增大，变频器仍报F009时，那么干脆一不做，二不休将其均设为0试试。（这可是机密，一般人俺不告诉他。）
7. P0700为选择命令源参数，你可千万不要对其轻举妄动，否则将会给你带来很大的麻烦；
8. 西门子变频器编码器模板上的A、B相与旋转编码器上的A、B相正好是相反的，所以在你接线时顺手给它换一下，省的随后麻烦；
9. 当你用手微微转动旋转编码器时，编码器模板上的指示灯应该有变化，若是常亮或不亮，则说明必有其一有问题；
10. r0722为输入口监控参数，通过它你可监视到变频器的输入信号;
11. r0747为输出口监控参数，通过它你可监视到变频器的输出信号;
12. P0748为输出口逻辑更改参数，通过它，输出口是常开还是常闭随你便；
13. P0927为设定参数更改接口，当无法更改参数时，可将其设为15；
14. r0947为故障记录参数，通过它你可查到最近发生的8次故障代码；
15. P0952为故障总数参数，显示的是P0947中的故障数；
16. P1800为载波频率设置参数，在曳引机电磁噪音满足要求的情况尽量减小此值；
17. P2103为故障自复位参数，当变频器发生故障时，可以马上复位，以避免困人。但是由于变频器马上复位，便使得无法看到故障代码，为此你可将此参数先改为0，待故障排除以后再改回原值（2853.0），记住可不要忘了，否则将人困在轿厢里，你可要吃不了兜着走。
18. 若想将变频器恢复到出厂默认值，你可按如下操作：
P0010=30
P0970=1
非到万不得已，请不要进行此项操作，否则你将找后悔药吃。
19. 进行电机自整定时，P3900请一定要设为3，否则很多参数将恢复到出厂默认值，你将欲哭无泪。
20. 进行电机自整定时，若报F009，你可将P1300设为20（无编码器矢量控制），并将旋线先拆除，待整定完成后再恢复；
若还是报F0090，也可将P1300设为0再做；
21. 若是新换的变频器或编码器模板，请检查一下模板上面的拨码开关一定要将1，3，5至于ON的位置，否则变频器会报F009；
22. 在你安装或更换编码器模板时，稍微将模板向上提一点再按，当听到咔吧一声时，表示模板已安装就位，否则请检查模板是否已安装好；
23. F0453未变频器新增加的故障代码，为电机堵转故障，需要检查一下抱闸和接线；
24. 参数中的下标，如P2816.0=722.3,是在P2816下的1n000设定的，同理P2816.1=722.4应再P2816下的1n001中设定；
25. 变频器在运行过程中，在显示任何一个参数时，按下Fn键并保持2秒钟以上，则变频器将显示下列值：
（1）直流母线电压（用d表示-单位：V）
（2）输出电流（A）
（3）输出频率（Hz）
（4）输出电压（用o表示—单位：V）
连续按下Fn键，将轮流显示上述参数。
26. 当变频器发生故障或报警时，按Fn键可将操作面板上显示的故障或报警信息复位
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产品设计时除了要考虑产品的性能以外，还要充分考虑该设备运行时对人和设备可能造成的损害，要采取相应的措施来避免这些潜在的损害。不同的国家和地区对产品的安全性能有不同的要求，其中欧盟要求所有出口到欧盟国家的机械产品要通过CE认证，在认证标准里对安全方面有详细的要求。
1CE标准中对于数控机床有关的要求
数控机床要设置可锁定的模式转换开关，一次只能允许一种模式起作用，分加工模式和设定模式两种。在加工模式下，操作者可以自动运行加工程序，在运行中锁定防护门，一旦防护门打开，机床需要安全可靠地停车，保证操作者和设备的安全；设定模式时，操作者可以在防护门打开的情况下调整机床，但进给轴的移动速度不能超过2000mm/min，主轴转速不能超过50r/min。
因此，数控机床要满足安全要求，少需要具有以下功能：模式转换开关，用来转换机床工作模式； 安全停车，当机床出现意外时（如急停、防护门以外打开等），机床要能安全可靠地停车；安全速度监控，在设定模式下，监控各个轴的移动速度，不能超出安全速度。
按CE要求，所有控制都需要双通道，在任何一个通道控制失效时还能保证安全控制功能的正确实现；并且要在适当的间隔时间里，对一些重要的安全功能进行测试。
2840D的安全集成功能调试
840D在系统集成了安全控制功能，只需附加少量的硬件，就能达到CE认证要求，具体控制原理如图所示。图1840D控制原理
与安全控制有关的输入、输出信号，分两路分别进入到NC和PLC里，它们按照相同的控制逻辑来监控驱动，任何一路都能直接停止驱动，这两路的信号随时比较，如果发现有问题，能产生相应的保护动作。对速度监控而言，既可以用双测量系统，也可以单用电机后面的编码器，信号是由两个独立的通道送到NC和驱动CPU中，在两个CPU中分别监控。考虑到编码器本身的质量问题，双编码器比单编码器要更可靠。图1中，NC中的I/O是通过连接在驱动总线上的DMP模块实现，PLC的输入输出信号通过S7-300的I/O模块实现。
3 垂直轴的抱闸回路的安全控制
传统的抱闸回路是通过单一的PLC输出点来控制，一旦PLC发生问题，会导致抱闸的控制回路也出现问题，不符合安全控制的双通道控制原理。带安全集成的840D系统采用NC侧和PLC侧同时输出一个信号来控制抱闸的打开，这两个信号串联后去松开制动器，因此任何一个回路有问题都会抱紧抱闸，大大增加了垂直轴的安全性。
在NCK增加了一个变量$VA_DPE[轴名]来表示该轴的脉冲使能状态，可以通过这个变量来控制NCK侧的抱闸控制回路的输出，在SAFE.SPF中增加$A_OUTSE[1]表示抱闸输出的系统变量：
IDS=5 DO $A_OUTSE[1]= $VA_DPE[Z1] AND EMG
为了提高急停时的反应速度，也可以把急停、STOP A等信号串接到控制回路中去。
在PLC中常用的制动控制逻辑（假设第3轴为Z轴，输出地址为Q32.0）；
A I 32.0 ； 急停是否有效
AN DB33.DBX108.2 ； 控制脉冲是否被安全取消
A DB33.DBX93.7 ； 脉冲是否使能
= DB18.DBX46.0 ； 同步 $A_OUTSE[1]信号
A DB18.DBX46.0
A DB33.DBX61.5 ； 位置环是否有效
= Q 32.0
以上示例只是把抱闸的输出信号送到$A_OUTSE[1]，但送到实际的I/O点还需要参数定义。假设DMP模块采用16点输出模块，前面一个字节的4位已经用于NC的外部脉冲取消信号，后面1个字节可以用参数定义输出系统变量$A_OUTSE[1]- $A_OUTSE[8]
N10392 $MN_SAFE_OUT_HW_ASSIGN[0]='H1050202'，把系统变量$A_OUTSE[1]-
$A_OUTSE[8]输出到DMP模块的第二个槽的第二个字节。（这里假设DMP模块对应的槽号为5）。
这样就可以通过DMP和PLC上的输出点一起来控制抱闸。
4 安全软限位
当使用西门子的安全集成功能时，可以采用安全软限位代替原来采用硬件开关的硬限位。
安全集成中的软限位是采取双通道同时监控轴的位置信息，其一旦超过设定的限位值，系统会产生一个可以用参数选择的安全停车，信号建议采用STOP C ，能比较快速地停车信号。停车的距离与位置环的控制周期（MD10050，MD10060），安全功能的循环时间（MD10090）、和轴的运行速度以及轴的惯性有关。程序如下：
N36901 $MA_SAFE_FUNCTION_ENABLE[AX1] Bit7 激活安全软限位功能
N36934 $MA_SAFE_POS_LIMIT_PLUS[0,AX1] ；和软限位参数一样，有两组值，
N36934 $MA_SAFE_POS_LIMIT_PLUS[1,AX1] ；通过接口信号（DB31…DBX23.4）来选择
N36935 $MA_SAFE_POS_LIMIT_MINUS[0,AX1]
N36935 $MA_SAFE_POS_LIMIT_MINUS[1,AX1]
N36962 $MA_SAFE_POS_STOP_MODE[1,AX1] ；定义当轴超出安全软限位时的安全停车方式
默认方式为STOP C
当系统检测到轴的行程位置超出参数设定的安全软限位以后，会选择参数定义的安全停车，但是系统不会给出具体的报警信息。建议把轴的正常软限位值设置成比安全软限位区小一点的值。当报警产生后，先到机床主操作画面里取消“用户协议"，即取消轴的安全回参考点标志，这时安全软限位功能暂时失效，用户要保证按相反的方向把轴开到一个正常的位置，重新选择“用户协议"生效后，安全软限位开关功能又被重新激活。
5 结语
介绍840D的安全集成主要功能，在实际的机床设计时，要根据具体机床的危险程度采取不同的安全规划方案，避免发生机床和人身安全事故。
收稿日期：2013-8-18
作者简介：张建伟（1963-），电气工程师，从事机床电气装配质控文件编制工作，并对装配现场电气安装检验工作提供技术支持。
一、控制器：西门子S7-200smart CPU：ST60 扩展数字量输入输出模块EM DT32（3个）S7-200smart是西门子最新款小型PLC，该款和老款的S7-200CN（目前已停产）系列相比主要的优势在于，smartCPU主体增加了一个以太网口（TCP/IP）以及CPU主体最多可以支持三路脉冲输出(100K),以ST60CPU为例该CPU主体支持三路脉冲+方向形式的脉冲输出，但如果使用差分形式脉冲输出只支持两路，此外smart系列的劣势是不支持扩展运动控制模块而200CN系列是支持的，smart使用的编程软件是STEP 7-MicroWIN SMART（该软件可以在西门子下载）
二、电机硬件：松下A6SE系列伺服驱动器200W带抱闸（增量式专用 脉冲列输入型） IAI电缸本系列中暂不讲解 图片中包含两个松下A6伺服电机以及一个IAI电缸驱动器（可以使用普通IO或者脉冲对电机进行控制），因为本次使用的两个伺服电机均是垂直方向运动，故选用带抱闸的电机
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