安全出力機器

安全出力機器は、主に安全制御機器で判断した結果の信号を受けて動作する機器です。
危険源への動力供給の制御や遮断に用いられるリレーや、
危険源となるモータを安全に制御するために用いられるモータドライバなどがその代表例です。

安全出力機器

セーフティリレー

セーフティリレーとは、IEC 61810-3で規定される強制ガイド接点の機構をもつリレーを指します。強制ガイドの働きにより一方の接点が溶着した場合に他方の接点が開放状態を保つことができるため、制御回路でこれらの接点を監視することで溶着故障を検出することができます。

強制ガイド接点機構付きセーフティリレーへの主な要求事項

  • 少なくとも一つのa接点が溶着した場合、コイルが無励磁状態ですべてのb接点は0.5mm以上の間隔が保たれること
  • b接点が溶着した場合でも、コイルが励磁状態ですべてのa接点は0.5mm以上の間隔が保たれること
  • 接点負荷開閉はAC15、DC13(IEC 60947-5-1)に適応すること
  • 機械的耐久性は1,000万回以上であること

全ての接点が強制ガイドでリンクされたリレーはタイプAと呼ばれ、強制ガイド接点機構マークが表示されます。

強制ガイド接点機構

一般リレーと強制ガイド接点機構付きリレーの構造比較

一般リレー

一般リレー

一般リレーの構造

(a)接点間が溶着した場合

(a)接点間が溶着した場合

(b)可動ばねが折損した場合

(b)可動ばねが折損した場合

強制ガイド接点機構付きリレー

強制ガイド接点機構付きリレー

強制ガイド接点機構付きリレーの構造

(a)a接点が溶着した場合(b接点が溶着した場合は、a接点が閉じない。)

(a)a接点が溶着した場合(b接点が溶着した場合は、a接点が閉じない。)

(b)接点ばねが折損した場合(b接点折損時)

(b)接点ばねが折損した場合(b接点折損時)

セーフティ機能を搭載したドライブ機器

モータドライバ等のドライブ機器のセーフティ機能は、可変速駆動システム(PDS:Power Drive System)の安全要求を規定したIEC 61800-5-2で定義されています。モータへの電源供給を遮断する機能のほか、モータの速度や回転方向を安全に制御する機能なども規定されており、安全性と生産性を両立する機械設計への活用が進んでいます。

代表的なセーフティ機能

ドライブ機器の代表的なセーフティ機能としては以下が挙げられます。設計者はそれぞれの機能の特性を理解した上で、機械のリスクアセスメントの結果に応じた最適な機能を使用する必要があります。

停止機能

STO(Safe Torque Off)

モータへの電力供給を遮断する機能です。停止状態は制御されないため、必要に応じて機械的ブレーキ等の追加方策を設ける必要があります。停止カテゴリ0の停止機能として使用することが可能です。

STO(Safe Torque Off)

SS1(Safe Stop 1)

モータを減速停止させたのち、STOに遷移して電力供給を遮断する機能です。停止カテゴリ1の停止機能として使用することが可能です。

SS1(Safe Stop 1)

SS2(Safe Stop 2)

モータを減速停止させたのち、SOSに遷移して、電力供給を維持したままモータの停止状態を保持する機能です。停止カテゴリ2の停止機能として使用することが可能です。

SS2(Safe Stop 2)

監視機能

SOS(Safe Operating Stop)

モータの停止状態を監視する機能です。モータの停止後も電力供給を維持することで、停止位置から動いていないことを確認します。

SOS(Safe Operating Stop)

SLS(Safely-Limited Stop)

モータの速度が指定値内であることを監視する機能です。速度が指定値を超えたことを検知すると、STOに遷移してモータへの電力供給を遮断します。

SLS(Safely-Limited Stop)

SLP(Safely-Limited Position)

モータの軸の位置が指定位置にあることを監視する機能です。指定位置を外れたことを検知すると、STOに遷移してモータへの電力供給を遮断します。

SLP(Safely-Limited Position)

SDI(Safe Direction)

モータの軸が指定した方向に回転していることを監視する機能です。モータが指定方向と異なる方向に制限値以上に移動することを防ぎます。

SDI(Safe Direction)

出力機能

SBC(Safe Brake Control)

モータの外部のブレーキを制御するための安全信号を出力する機能です。STO有効時に用いることで、STOによる電力遮断後の停止制御に使用できます。

SBC(Safe Brake Control)

STO機能を実現したオムロン商品

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