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安全速度监控 (SSM)SSM 功能可在变频调速装置的运转速度低于可调速度限值时发出警告。只要转速保持在阈值之下，此功能就会发出安全信号。
作用
若转速下降到设定值以下，就会生成安全信号。例如，可根据具体情况，通过编程在安全接触器控制组件器中处理该信号以对事件做出响应。
应用
使用 SSM功能的一种简单情况是，可在速度下降到某个非关键速度以下时将安全门解锁。另一个典型示例是，仅当离心机的运转转速低于设定的速度限值时，才可以灌充该离心机。
客户获益
与 SLS不同的是，超出转速限制时，不会有驱动集成故障响应。可以在一个安全控制单元中对安全反馈进行分析，从而可使用户对具体情况适当做出响应。
SDI 功能可以确保传动只能在选择的方向上转动。
将会可靠检测出偏离正在监控的旋转方向的情况，并启动所组态的变频器集成故障响应。可以选择要监控的选择方向。
当变频器只能在一个方向上运动时，可以使用 SDI功能。一个典型应用是，只要机器在安全方向上旋转（即离开操作员），操作员就可以进入到危险区中。在这种状态下，操作员可向该工作区域中送入物料或从工作区域移出物料而不会存在危险。
使用此功能时无需使用外部组件，如转速监控器和相关接线。当机器从操作员移开时将危险区解除还可提高生产效率。若不使用 SDI功能，则必须在装料和卸料期间将机器安全停止。
SLA 功能监控变频器是否超过预设的加速度限值。
SLA 功能监控电机是否违反定义的加速度限值（例如，在设置模式下）。SLA提前检测转速是否正以不允许速度增加（变频器不可控制地加速）并启动停止响应。
例如，SLA 功能可用于 SIMATIC 安全运动。SLA 只能在采用编码器的安全系统中使用。
该功能监控设置模式下的高允许加速度，并对具有不同运动形式的刀具中心点进行安全监控。
SLP 功能对轴进行监控，以确保其处于允许进给范围内。
若激活了SLP，将会安全监视由组态的软限位开关限制的移动范围。若超出允许移动范围，则会发生故障响应，该响应可组态。即使机器正在运转，也可以在两个移动范围之间切换。
SLP用于机器操作员需要进入保护区（例如，为了送入或清除物料）的应用场合。轴位置的安全监控可确保轴无法移动到为操作员设立的保护区内（从而给他们带来危险），例如，堆垛机、龙门起重机或加工中心。
SLP可用于实现有效的保护区监控。使用此功能可以省去外部组件（硬限位开关）且不会产生相关接线费用。由于在超出限值后会迅速产生响应，安全间隙可以减小。
SP 功能可通过安全 PROFIsafe 通信将变频调速装置中安全测定的实际位置值传送到安全控制器。
与根据限值对当前实际位置进行监控并在发生过冲时激活变频器中集成故障响应的 SLP 功能不同的是，SP功能将当前实际位置值传送到安全控制器。位置监控是在控制器的安全程序中实现的。大量 PROFIsafe报文用于传送位置值。根据需要，位置值可用 16 位或 32 位分辨率来传送。与位置值一起，还会传送时间戳。
使用 SP功能，可以创建定制的安全方案。此功能适合在需要灵活安全功能的机器设备上使用。其功能多样，例如，可用来借助于安全凸轮功能实现与轴相关的安全范围检测。SP功能也可用于实现多轴安全方案、多维保护区和分区方案。
位置监控或速度监控是在控制器的安全程序中实现的，因此，用户可灵活开发量身定制的安全功能。安装程序中还必须指定对超出限值的响应。这需要较高的初始编程开销，但提供了启动不同故障响应的机会，具体根据情况而定。
借助于 SCA 功能，可对位置进行安全监控。
SCA 功能在变频器处于规定的位置范围内时输出一个安全信号。该功能有利于实现与安全轴相关的范围检测。每个轴可以设置多 30个安全凸轮。
仅当驱动位于特定位置范围内时，才允许打开防护门。当变频调速装置位于特定位置范围内时，其必须以较低转速进给。
借助于该功能，可以安全切换安全功能。通过 SCA，可以实现安全电子凸轮控制器，无需附加硬件。通过SCA，可以可靠检测工作区和保护区。
对于 SINAMICS G 变频器，基本上不使用编码器就能实现安全功能。
对于 SINAMICS S 驱动，采用编码器实现安全功能 - 各个安全功能的使用也可不需要编码器。
集成安全功能分类为基本功能、扩展功能和功能。
基本功能包括在标准供货范围内。
扩展功能必须通过许可证激活1)。还需要采用许可证激活 SINAMICS S120 的功能。
基本功能
安全扭矩断开 (STO)
安全抱闸控制 (SBC)
安全停机 1 (SS1)
扩展功能
带外部停止的安全停止 1 (SS1E)
安全停机 1 (SS1)，带 SBR 或 SAM
带外部停止的安全停止 2 (SS2E)
安全停机 2 (SS2)，带 SBR 或 SAM
安全操作停止 (SOS)
安全限速 (SLS)
安全速度监控 (SSM)
安全方向 (SDI)
安全限制加速度 (SLA)
安全制动试验 (SBT) 诊断功能
功能
安全限制位置 (SLP)
安全位置 (SP)
安全凸轮 (SCA)
“”集成安全功能的许可证还包括“扩展”集成安全功能的许可证。
对于具有 SAM 的扩展功能 SS1 和 SS2，制动时，将执行安全加速监控(SAM)，以便在制动阶段就可以对安全故障加以识别。
使用 SS1 和 SS2，可将安全制动斜坡 (SBR) 组态为替代功能。
基本功能 – 通过设备上的内置端子、TM54F 终端模块（仅适用于 SINAMICS S.）或通过 PROFIsafe 激活 –不需要编码器。
1) 仅适用于 SINAMICS G 控制单元 CU250S-2 和SINAMICS S.
可用于 SINAMICS G（需要采用硬件版本 "-F"）。
可通过端子激活 SINAMICS 变频调速柜的安全功能，例如，用于使用常规安全电路。
对于中小规模应用的独立安全解决方案，通常将各种检测组件直接硬接线到变频调速装置/柜就足够了。
对于集成安全解决方案，通常在故障安全 SIMATIC 控制器中处理并协调安全型功能。此时，各系统组件借助于 PROFINET 或PROFIBUS 现场总线进行通信。安全功能通过安全 PROFIsafe 通信协议来控制。
SINAMICS 变频调速柜可方便地集成在工厂或系统拓扑中。
PROFIsafeSINAMICS 支持基于 PROFIBUS 和 PROFINET 的 PROFIsafe 协议。
PROFIsafe是一个开放式通信标准，其支持在同一根通信路径（有线或无线）上进行标准和安全型通信。因此也就不需要第二个单独的总线系统。将对发送的报文进行连续监视以确保安全通信。
避免可能出现的错误，例如：电报丢失、重复或接收顺序错误。这可通过以安全型方式对电报进行连续编号，监视它们在规定时间内的接收并为电报的发送器和接收器传输ID 来实现。一个 CRC（循环冗余检查）数据安全机构也同时使用。
集成安全功能的工作原理两个独立的关断信号通道
两个独立的关断信号通道可用。所有关断信号路径均为低电平有效。这可确保在某个组件出现故障或发生断线时，系统总是切换到安全状态。如果在切断信号路径中发现故障，则激活STO 或 SS1 功能（取决于参数设置）并抑制系统重启。
双通道监控结构
所有用于集成安全功能的主要硬件和软件功能在两个独立的监控通道里运行（如关断信号路径、数据管理、数据对比）。安全型数据的循环交叉式对比可在两个监控通道实现。
每个监控通道的监控功能的工作原理为：在实施每个动作前，一个定义的状态需处于主导地位，实施动作后，需进行相应确认。若未满足对监控通道的期望，则驱动惯性运转到停顿状态（两通道），并输出相应消息。
通过测试停止进行强制潜在错误检测
必须在一段指定时间内对各个功能和关断信号通路至少测试一次，以满足 EN ISO 13849-1 和 IEC 61508标准对及时故障检测提出的要求。这必须在循环手动模式下实现或必须自动停止测试作为过程的一部分。测试停机周期将被监控，并在超时后发出警告。测试停机无需系统上电。确认是通过取消测试停止请求来设定的。
必须执行强制潜在错误检测的示例：
在系统接通后，驱动仍处于停机状态时
在防护门打开之前
在定义的时间间隔（如每 8 小时）
在自动模式中，时间驱动和事件驱动
不使用编码器进行安全实际值检测
操作一系列安全功能时，需要使用带编码器的驱动监控器。
对于不采用编码器或采用无安全功能的编码器的应用，也可以不使用编码器来实现安全功能。此时，无法使用全部安全功能。
在不使用编码器的操作中，将从测量的实际电气值计算实际转速值。这意味着在运行过程中，没有编码器也能进行转速监控。
不使用编码器进行安全实际值检测
增量式编码器或值编码器可用来安全检测驱动上的位置值。
安全实际值检测依赖于增量通道 A/B的冗余分析，其中增量通道 A/B 提供 1Vpp 的正弦/余弦信号。只能使用通过纯模拟技术生成和处理 A/B 通道信号的编码器类型。
也可以使用 HTL/TTL 增量式编码器。此时，使用两个独立的编码器实现安全实际值检测。还必须考虑可能的低转速分辨率。
编码器信号通过编码器模块输入。
作为一种替代方法，可使用带集成 DRIVE‑CLiQ 接口的电机。速度或位置实际值在电机内作为安全值直接生成，并通过DRIVE-CLiQ 的安全通信传输至控制单元。
也可使用带 DRIVE-CLiQ 接口的、经过认证的内置式旋转编码器（参见
https://support.industry.siemens.com/cs/document/65402168）。
对编码器进行机械连接时，必须要使编码器轴无法拔出或滑出。相关说明，请见 IEC 61800-5-2：2016 的表D.16。
符合电气和机械要求的西门子电机列表，请参见
https://support.industry.siemens.com/cs/document/33512621
以下系统可用于安全速度/位置检测：
单编码器系统或
双编码器系统
单编码器系统
示例：单编码器系统
在单编码器系统中，电机编码器专用于安全实际值检测。
双编码器系统
示例：双编码器系统
对于双编码器系统，变频调速装置的安全实际值由两个独立的编码器提供。这些实际值通过 DRIVE-CliQ 传输到控制单元。使用没有DRIVE-CLiQ 连接的电机时，必须配备编码器模块。
HTL/TTL 增量编码器可用作带双编码器系统的替代产品。可以使用两个 HTL/TTL 编码器、一个双 HTL/TTL编码器或者一个 HTL/TTL 编码器和一个正弦/余弦编码器。
下面列出了各种安全功能以及实际值检测条件。
| | 功能 | 缩写 | 带编码器 | 没有编码器 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
基本功能 | 安全扭矩断开 | STO | √ | ||
安全停止 1 | SS1 | √1) | 安全停止过程依据停止类别 1 | ||
安全抱闸控制 | SBC | 安全抱闸控制 | |||
扩展功能 | |||||
安全运行停车 | SOS | - | 安全监视停机位置 | ||
安全停止 2 | SS2 | 安全停止过程依据停止类别 2 | |||
安全限速 | SLS | 安全监视高转速 | |||
安全速度监控 | SSM | 安全监视低转速 | |||
安全方向 | SDI | 安全运行方向监控 | |||
安全限制加速度 | SLA | 安全限制加速度 | |||
安全制动测试 | SBT | 用于安全测试所需的制动保持转矩的诊断功能 | |||
功能 | 安全限制位置 | SLP | |||
安全位置 | SP | √ 2) | 安全传送位置值 | ||
安全凸轮 | SCA | 安全凸轮 |
1) 这种无编码器的安全功能仅可用于 SIEMOSYN 系列中的异步（感应）电机和同步电机，或用于 SIMOTICS磁阻电机。
2) 仅适用于相对位置值的传输。要传输位置值，需要使用编码器。
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