[发明专利]驱动器的故障安全速度监控

说明书

本发明涉及一种对驱动器的速度的故障安全监控，该驱动器具有至少一个变流器、马达和转数传感器的驱动器的速度的故障安全监控，其中，驱动器被预设额定转数并且借助转数传感器检测实际速度。为了在避免已知解决方案的缺陷的情况下实现较高的安全完整性水平而提出，计算替代转数并且在安全CPU的安全程序中执行三个可信性检查，其中，检查三个值、即额定转数、实际转数和替代转数中的各两个。由于计算出的替代转数并不取决于传感器，因此也可以识别出通过以前的硬件解决方案(借助于故障排除)难以或不可能检测到的传感器错误。替代转数可以由例如变流器的输出频率或EMK与磁通量的商确定。

技术领域

本发明涉及一种对驱动器的速度进行故障安全监控的方法，该驱动器具有至少一个变流器，马达和转数传感器，其中，驱动器预设有额定转数并且借助于转数传感器检测实际转数。本发明还涉及一种由至少一个驱动器构成的系统，该至少一个驱动器具有至少一个变流器、马达和转数传感器，以及涉及一种用于执行所述方法的装置。本发明还涉及一种所述方法的应用，其用于间接地监控通过辊在造纸机、分切机或涂布机中移动的材料幅面的幅面速度。

背景技术

这样的方法或系统特别地用于应该对具有尽可能高的安全完整性水平(SIL，即“Safety Integrity Level(安全完整性水平)”，例如根据IEC/EN62061的定义)的驱动器进行速度监控的地方。在此，所述方法的应用特别用作如WO2013/127815A1中所述的解决方案的进一步发展。

已知的故障安全的速度监控解决方案使用特殊的安全转数传感器或外部硬件、正余弦传感器和安全认证传感器结构。这些解决方案非常复杂且昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于故障安全地监控驱动器速度的解决方案，其克服了已知解决方案的缺点。

在开头所述类型的方法中如下地实现该目的，即，其中计算替代转数并且在安全CPU的安全程序中利用三个值、即额定转数、实际转数和替代转数中的各两个来执行可信性检查。

根据本发明的解决方案通过使用现有/常规硬件的软件中的计算方法来实现故障安全的速度监控，即，不需要如在已知的解决方案(安全传感器等)中那样的特殊的硬件。在交流驱动器的情况中由变流器的输出频率计算出替代转数，或在直流驱动器的情况中由EMK(电动势或端电压)和磁通量的商计算出替代转数。可以通过三种可信性检查(额定转数-实际转数，实际转数-替代转数，替代转数-额定转数)来达到以前只有通过硬件的解决方案才能达到的安全水平。

此外，还可以识别传感器错误，这些传感器错误(通过故障排除)不能或很难通过迄今为止的硬件解决方案识别。因为在没有计算出替代转数的方法中，不能够通过额定值和实际值(由传感器检测到的实际值)的调节技术的反馈来识别所有的传感器错误，然而为了实现故障安全速度监控，必须识别该传感器错误，例如传感器和传感器轴之间的恒定的转差率。因为所计算出的替代转数与传感器无关，所以这些错误也同样通过根据本发明的方法被识别。

在一个设计方案的有利的方式中，在可信性检查期间分别检查以下标准中的至少一个：

-至少有一个值连续变化，

-两个值之间的差在可预定的容差内，

-两个值之间的差连续变化。

通过检查值和/或两个值之间的差是否连续变化，检查该值是否存在噪声，或者检查两个值之间的差是否存在噪声。如果两个值之间的差在可预定的容差内，那么两个值至少在很大程度上重合。如果至少有一个检验的标准不符合，即，不存在噪声和/或相应值不重合，那么相应的可信性检查是否定的。

在另一个有利的设计方案中，检查安全程序中的实际转数和/或替代转数是否超过至少一个可预定的正极限值或者低于至少一个可预定的负极限值。由于计算出的替代转数与传感器无关，因此通过检查替代转数是否超过极限值可确保系统即使在出现确定的传感器错误(例如传感器和传感器轴之间的恒定转差率)的情况下的安全性。