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1 Seite 1 von 5 Dieses Dokument beschreibt den grundsätzlichen Aufbau, die Wirkungsweise und das Zusammenwirken der Komponenten zur Realisierung der Sicherheitsfunktion SLS (Safely Limited Speed) in Verbindung mit den Geräten SYSTEM-90E und CPM Wirkungsweise Um die Geschwindigkeit einer Achse sicher zu überwachen, muss deren Geschwindigkeit hinreichend sicher erfasst werden. Hierzu werden Motor-Feedback-Systeme mit Sinus-Cosinus-Signalen eingesetzt. Diese Feedback-Systeme stehen bei Servomotoren zur Verfügung und werden vom SYSTEM-90E und CPM-1000 standardmäßig unterstützt und für die Regelung der Achse verwendet. Die Auswertung der Feedback-Signale erfolgt durch einen. Dieser ermittelt die aktuelle Geschwindigkeit der Achse und erkennt abhängig von der jeweiligen Betriebsart (z.b. Einrichtbetrieb bei geöffneter Schutztür) eine Überschreitung der zulässigen maximalen Geschwindigkeit. Wird eine Überschreitung der Geschwindigkeit erkannt, so wird die Energiezufuhr zum Motor verzögerungsfrei abgeschaltet. Hierzu wird die Funktion STO (Safe-Torque-Off) verwendet. Abhängig vom Aufbau der Maschine und den damit verbundenen Risiken können zusätzliche mechanische Maßnahmen (z.b. Haltebremse) erforderlich sein. Der, auch Speed-Monitor genannt, dient zur Überwachung der Achsgeschwindigkeit mittels der Sinus-Cosinus-Signale des Motor-Feedback-Systems. Wird eine Überschreitung der zulässigen Geschwindigkeit detektiert, so schaltet der die Energiezufuhr zum Motor ab. Der wird als Abzweig am Regler an die Sinus-Cosinus-Signale des Motor-Feedback- Systems angeschlossen und hört damit praktisch die Bewegung des Antriebs ab. Um eine hinreichend sichere Überwachung zu gewährleisten, wird vom die Plausibilität der Sinus-Cosinus-Signale überwacht. Dies erfolgt durch die Auswertung der vektoriellen Amplitude der Signale und dient dazu, Leitungsbrüche, Querschlüsse oder Defekte des Feedback-Systems zu erkennen. Darüber hinaus besitzt ein diverse Ein- und Ausgänge zur Anknüpfung an andere Sicherheitsschaltgeräte und Steuerungskomponenten.

2 Seite 2 von 5 Geräteauswahl Für die Realisierung der Sicherheitsfunktionen in Verbindung mit unseren Antriebsreglern wurde von uns der parametrierbare PNOZ s30 der Firma PILZ ausgewählt. Dieses Gerät weist die Eigenschaft auf, dass es eine sehr kurze Reaktionszeit für das Erkennen einer zu hohen Geschwindigkeit hat. Da Servoantriebe über ein außerordentliches Beschleunigungsvermögen verfügen, ist dieser Aspekt von besonderer Wichtigkeit, um eine unkontrollierte Bewegung auf ein Minimum zu begrenzen. Mit dem PNOZ s30 können folgende Funktionen realisiert werden: Sicherer Stopp 1 (SS1) Sicherer Stopp 2 (SS2) Sicherer Betriebshalt (SOS) Sichere Bewegungsrichtung (SDI) Sicherer Geschwindigkeitsbereich (SSR) Elektrischer Aufbau Der Aufbau erfolgt gemäß den unten stehenden Diagrammen für CPM-1000 und SYSTEM-90E in Verbindung mit SPM-2000 (verfügbar ab Q3 / 2011). Die Verbindung des s mit den Sinus-Cosinus-Signalen des Motor-Feedback-Systems erfolgt durch einen Y-Abgriff am Encoder-Anschluss der Motion-Control-Module des SYSTEM-90E bzw. am Encoder-Anschluss des Kompakt-Reglers CPM Für den Y-Abgriff können von Promicon Kabel geliefert werden, die direkt am PNOZ s30 anschließbar sind. Die Abschaltung der Energiezufuhr am Antriebsregler erfolgt über die STO-Abschaltung, um eine verzögerungsfreie Abschaltung des Drehmoments zu erreichen. Üblicherweise gibt es im Rahmen der Sicherheit der Maschine weitere Quellen für die Abschaltung des Drehmoments (STO). Das diesbezügliche Summensignal sollte über die Relais-Kontakte des s geführt werden, da hierdurch ausgeschlossen wird, dass eine vom veranlasste Abschaltung verzögert wird.

3 Seite 3 von 5 CPM-1000 CPM-1000 Servoregler STO-Abschaltung Motor Feedback SYSTEM-90E mit SPM-2000 SPM-2000 Servo-Power- Modul STO-Abschaltung PNOZ s30 MCS-7 MCE-8 Motion- Control- Modul Motor PNOZ s30 Feedback

4 Seite 4 von 5 Motor-Feedback-System Für die Geschwindigkeits-Überwachung werden Motor-Feedback-Systeme mit analog erzeugten Sinus- Cosinus-Signalen verwendet. Motor-Feedback-Systeme, bei denen die Sinus-Cosinus-Signale synthetisch erzeugt werden, sind für die Überwachung nicht geeignet. Mechanische Fehler im Motor-Feedback-System (z.b. Schlupf oder Wellenbruch) können dazu führen, dass die Frequenz der Sinus-Cosinus-Signale nicht mehr proportional zur Geschwindigkeit des Antriebs ist. Derartige Fehler müssen erkannt (Fehleraufdeckung) oder ausgeschlossen werden. Zur Einhaltung dieses Kriteriums kann eine der beiden unten beschriebenen Maßnahmen angewendet werden. Fehlerausschluss für mechanische Verbindung Bei dieser Maßnahme wird ein Fehlerausschluss für die Verbindung der Sensorwelle und des Sensorgehäuses des Motor-Feedback-Systems mit dem Motor realisiert. Diese Vorgehensweise wird empfohlen, wenn Sicherheitsfunktionen realisiert werden, die an die Position des Antriebs gebunden sind. Für diesen Zweck werden Motor-Feedback-Systeme verwendet, bei denen der Hersteller den Fehlerausschluss für die mechanische Verbindung nachgewiesen hat und beim Einbau in den Motor die jeweiligen Einbauvorschriften eingehalten werden. Die folgend aufgeführten Motor-Feedback-Systeme kommen hierfür in Frage: Heidenhain ECN1113 (ID auf Anfrage) Heidenhain EQN1125 (ID auf Anfrage) Heidenhain ECN1313 (ID ) Heidenhain EQN1325 (ID ) Sick-Stegmann SKS36S Sick-Stegmann SKM36S Sick-Stegmann SRS50S Sick-Stegmann SRM50S Von Promicon werden Motoren angeboten, die mit obigen Feedback-Systemen ausgerüstet sind und entsprechend den Einbauvorschriften und den Zulassungsbedingungen der Feedback-Hersteller eingebaut sind. Verwendung zur Regelung des Antriebs Bei dieser Maßnahme wird das Motor-Feedback-System zur Regelung und Kommutierung von bürstenlosen Synchron-Motoren verwendet. Werden die Geräte der Serie CPM-1000 und des SYSTEM-90E von Promicon in Verbindung mit bürstenlosen Synchron-Motoren eingesetzt, so kommt es bei einem mechanischen Fehler wie Schlupf oder Wellenbruch zu einer Fehleraufdeckung. Die Fehleraufdeckung wird dadurch erreicht, dass als Folge eines mechanischen Fehlers die Kommutierung des Antriebs nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet und hierdurch der Antrieb nicht mehr dem Sollwert der Regelung folgen kann. Als Reaktion hierauf sprechen die Überwachungsfunktionen des Regelgeräts an und der Antrieb wird stillgesetzt. Zusätzlich wird das Ansprechen der Überwachungsfunktion signalisiert. Bei dieser Vorgehensweise muss die Eignung der Maßnahme hinsichtlich des konkreten Einsatzes untersucht werden.

5 Seite 5 von 5 Normen und Richtlinien Im Rahmen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sind unten stehende Normen von Bedeutung und stehen mit der obigen Abhandlung in Zusammenhang. EN ISO Sicherheit von Maschinen EN Sicherheit von Maschinen EN Funktionale Sicherheit elektronischer Systeme EN Funktionale Sicherheit elektrischer Antriebssysteme Schlussbemerkung Diese Abhandlung beschreibt die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Realisierung der Sicherheitsfunktionen und geht nicht auf spezifische Eigenschaften und Randbedingungen der Maschine ein. Im Einzelfall sind die spezifischen Einsatzbedingungen mit Promicon zu klären. Beim Einsatz der verwendeten Geräte und Komponenten sind die Betriebsanleitungen und Einsatzbedingungen der jeweiligen Hersteller zu berücksichtigen. Diese Abhandlung ersetzt nicht die Pflicht des Errichters der Maschine, die Sicherheit des gesamten Systems zu validieren und zu gewährleisten.

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