Sicher begrenzte Geschwindigkeit

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Miriam Böhmer
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1 Applikationsbeispiel (Lenze-Dokumentennummer) Sicher begrenzte Geschwindigkeit Datum: Seite 1/12

2 1 Ziel Applikationsbeschreibung Verdrahtungsskizze Beschreibung FB-Verschaltung in der Sicherheits-SPS: Ablaufdiagramm im Motion-Controller Erforderliche FB-Verschaltung im Motion Controller (Ausschnitt): Erforderliche Programmierung im Motion Controller: Sicherheitstechnische Kenngrößen Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) Gültigkeit des Applikationsbeispiels Sicherheitshinweis / Haftungsausschluss Datum: Seite 2/12

3 1 Ziel Realisierung der folgenden Sicherheitsfunktionen (siehe Tabelle 8 der EN ) Sicherheitsbezogene Parameter (z.b. Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) Geschwindigkeit, Temperatur, Druck,..) Verwendete Komponenten und Kenngrößen Komponenten Achsmodul i700 mit Basic Safety - STO Typ Nr. E70ACMSx0xx4xAxETx Kenngrößen gemäß DIN EN ISO Architektur Performance Level Kategorie 4 e Referenzierte Normen EN DIN EN ISO : Datum: Seite 3/12

4 2 Applikationsbeschreibung 2.1 Verdrahtungsskizze EtherCAT 24VDC X1 X2 3200C U Reset Tür-Schalter/ Door switch X14 X14 X12 X X12 X11 BBH SMX 11 X21 X V X1 SIA GS SIB wi700statusword X4 i700 X5 X8 E 3 X11 X31 0V 2 X13 BBH SMX 55 X1 IN bysmx55controlbyte 0V Datum: Seite 4/12

5 2.2 Beschreibung Hervorgehobene Texte in der Beschreibung sind in der Verdrahtungsskizze dargestellt. Der Motor wird bei Anforderung der Sicherheitsfunktion auf sicher begrenzte Geschwindigkeit abgebremst. Im Fehlerfall wird die Bewegungsfunktion deaktiviert und anschließend STO aktiviert. Die SLS-Funktionalität ist im zu erstellenden Funktionsblock SLS_Control umgesetzt worden. Fehlerausschlüsse wurden für geschützt verlegte Leitungen gemacht (nach DIN EN ISO : und IEC : ). Das gilt für Leitungen, die durch einen Kabelkanal geschützt, innerhalb eines Schaltschranks verlegt sind. Datum: Seite 5/12

6 2.3 FB-Verschaltung in der Sicherheits-SPS: Bei Öffnen der Schutztür (ID: 31) wird xslsnotactivated im Motion Controller. Nach Ablauf der Bremszeit (ID: 53) wird die SLS-Überwachung (ID: 46) aktiviert. Wird SLS überschritten, wird xnoerror im Motion Controller. Die Antriebsgrundfunktion wird im Motion Controller deaktiviert und nach der kurzen Verzögerung (ID: 61) wird STO (ID: 40) aktiviert. Datum: Seite 6/12

7 2.4 Ablaufdiagramm im Motion-Controller Start Schritt 0 STO aktiv xslsactivated= xdrivestart= xregulatoron= xmovevelexecute= Schritt 1 Sicherheits- Steuerung freigegeben eaxisstate=power_off xpowerstageenabled xregulatoron= xdrivestart= eaxisstate=standstill Schritt 2 Bewegung xregulatoron AND NOT xpowerstageenabled xmovevelexecute= Schritt 3 SLS aktiviert xslsnotactivated xslsactivated= Schritt 4 SLS deaktiviert xslsnotactivated xslsactivated= Start xnoerror Start eaxisstate=errorstop Datum: Seite 7/12

8 Datum: Seite 8/12 wi700statusword bysmx55controlbyte F_TRIG1 OR F_TRIG Clk Q L_DAC_WordToBits1 SLS_Control1 R_TRIG2 L_SMC_AxisBasicControl1 L_DAC_WordToBits SLS_Control R_TRIG L_SMC_AxisBasicControl winput xbit15 xpowerstageenabled xmovevelexecute Clk Q xmovevelexecute eaxisstate L_DAC_ByteToBits1 xdrivestart xdrivestart... L_DAC_ByteToBits xregulatoron xregulatoron byinput xbit0 xslsnotactivated SEL xbit1 xnoerror xslsactivated G lrsetvel eaxisstate R_TRIG1 R_TRIG Clk Q depending on application depending on application, value must be adapted with safety-controller IN0... IN Erforderliche FB-Verschaltung im Motion Controller (Ausschnitt):

9 2.6 Erforderliche Programmierung im Motion Controller: Variablendeklaration FUNCTION_BLOCK SLS_Control VAR_INPUT xpowerstageenabled: BOOL; xslsnotactivated: BOOL; xnoerror: BOOL; eaxisstate:smc_axis_state; END_VAR VAR_OUTPUT xdrivestart:bool; xmovevelexecute:bool; xregulatoron: BOOL; xslsactivated: BOOL; END_VAR VAR istep: INT; END_VAR Erläuterung i700statusword.15 SMX55ControlByte.0 SMX55ControlByte.1 Ausgang AxisBasicControl Eingang AxisBasicControl Eingang AxisBasicControl Eingang AxisBasicControl Eingang AxisBasicControl Aktueller Schritt Datum: Seite 9/12

10 Programmbefehl Erläuterung CASE istep OF 0: (*state: drive disabled*) Antriebsregler gesperrt xslsactivated:=; SLS aus xdrivestart:=; Sollwertfreigabe aus xregulatoron:=; RFR aus xmovevelexecute:=; Drehzahlregler aus IF eaxisstate=power_off THEN istep:=1; 1: (*state: safety controller enables drive*) Antriebsregler freigegeben IF xpowerstageenabled THEN Wenn kein STO xregulatoron:=; Antriebsregler freigeben xdrivestart:=; Sollwert freigeben IF eaxisstate=standstill THEN istep:=2; (*exit step, if STO is activated*) IF xregulatoron AND NOT xpowerstageenabled THEN istep:=0; 2: (*state: start movement*) xmovevelexecute:=; istep:=3; 3: (*state: SLS activated*) IF NOT xslsnotactivated THEN xslsactivated:=; istep:=4; 4: (*state: SLS deactivated*) IF xslsnotactivated THEN istep:=3; END_CASE xslsactivated:=; Wenn Antriebsregler freigegeben und STO Drehzahlregler an Wenn SLS aktiviert SLS an Wenn SLS deaktiviert SLS aus (*SLS exceeded back to drive disabled*) IF NOT xnoerror THEN istep:=0; (*drive in error state back to drive disabled*) IF eaxisstate=errorstop THEN istep:=0; Wenn SLS überschritten Wenn Fehler Datum: Seite 10/12

11 2.7 Sicherheitstechnische Kenngrößen Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) Baugruppe / Wert Wert Referenz 1) PFH D [1/Stunde] Tür-Schalter 9,06 * B10 D - Wert Tabelle C.1 Annahmen zur Nutzung Betriebszeit [Tage / Jahr] Betriebszeit [Stunden / Tag] t Zyklus [Minuten] Kapitel C.4.2 MTTF D-Wert [Jahr] (begrenzt auf Jahre) Kapitel C.4.2 DC avg 99%, Hoch (Direkte Überwachung) Tabelle E.1 Architektur Kategorie 4 Kapitel PFH D [1/Stunde] 9,06 * Tabelle K.1 SMX 11 Kat. 4 / PL e Herstellerangabe 3,00 * 10-9 i700 mit Basic Safety STO Kat. 4 / PL e Herstellerangabe 7,79 * Drehzahlgeber IG V-V3 Kat. 4 / PL e Herstellerangabe 2,41 * 10-9 Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) 7,09 * ) EN , wenn nicht anders angegeben Kat. 4 PL e 3 Gültigkeit des Applikationsbeispiels Baugruppe Typenbezeichnung ab Hardwarestand ab Softwarestand Achsmodul i700 mit Basic Safety - STO E70ACMSx0xx4xAxETx VA r6311 Es wurde das Installationshandbuch HB F-DE der SMX 11 verwendet. Es ist durch den Anwender sicherzustellen, dass die aktuellste Version des Applikationsbeispiels verwendet wird. Die aktuelle Version eines Applikationsbeispiels steht in der Application Knowledge Base ( zum Download bereit. Datum: Seite 11/12

12 4 Sicherheitshinweis / Haftungsausschluss Die Drive-based Safety Applikations- und Parametrierhinweise sind Beispiele für mögliche Teilfunktionen in Maschinen. Die Angabe des T10 D -Wertes gemäß DIN EN ISO , Anhang C.4.2 erfolgt nur bei Vorliegen eines B10 D Wertes und bei einer Betriebszeit von weniger als 20 Jahren. Die Inbetriebnahme ist solange untersagt, bis festgestellt wurde, dass die Maschine den Bestimmungen der relevanten EG-Richtlinien / nationalen Gesetze entspricht. Die Sicherheitshinweise der technischen Dokumentationen sind zu beachten. Die Nutzung der Beispiele entbindet den Anwender nicht von einer sorgfältigen Projektierung. Für mögliche Schäden und Folgeschäden übernimmt Lenze keine Haftung. Copyright 2017 Lenze Automation GmbH Datum: Seite 12/12

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