Fehlersichere Antriebe

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1 Fehlersichere Antriebe SICHERER HALT Kategorie 3 nach EN mit SINAMICS S120 Funktionsbeispiel Nr. MC-FE-I-003-V13-DE

2 Inhaltsverzeichnis 1 Applikationsbeispiele SINAMICS S Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination und Safe Stop Funktionsbeschreibung Verhalten bei Schutztüre auf Einschalten des Antriebs Funktionsmerkmale von Safe Stop Einstellungen von Safety Integrated Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination Funktionsbeschreibung Verhalten bei Schutztüre auf Einschalten des Antriebs Sicherer Halt bei verriegelter Schutztüre, Not-Halt-Abschaltung, realisiert mit Sicherheitskombination und Standard-SPS Funktionsbeschreibung Verhalten bei Not-Halt Verhalten bei Schutztüre auf Einschalten des Antriebs Zertifikat Gewährleistung, Haftung und Support...13 Bewertung/Rückmeldung...14 A&D Safety Integrated Seite 2/14 MC-FE-I-003-V13-DE

3 1 Applikationsbeispiele SINAMICS S Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination und Safe Stop 1 Die Bezeichnung Sicherer Halt wird nach priec durch Safe Torque Off (STO) ersetzt. Die Funktion Safe Stop 1 (SS1) ist im SINAMICS S120 ab Version V2.4 integriert. Abb. 1.1 Schematische Darstellung Abb. 1.2 Schema der internen Überwachung beider Abschaltpfade A&D Safety Integrated Seite 3/14 MC-FE-I-003-V13-DE

4 Abb. 1.3 Sicherer Halt bei SINAMICS mit Sicherheitskombination und Safe Stop 1, Stopp-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN Funktionsbeschreibung Mit einer SIGUARD Sicherheitskombination für die Schutztüre kann ein Aufbau nach EN Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stopp-Funktion Kategorie 1 nach EN Da die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion Sicherer Halt der Kategorie 3 nach EN entspricht, ist ein übergeordnetes Netzschütz nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter. Die Sicherheitskombination für die Schutztürüberwachung entspricht Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise). Die Schaltkreise für Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht. Die Schalter S2 und S3 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN A&D Safety Integrated Seite 4/14 MC-FE-I-003-V13-DE

5 1.1.2 Verhalten bei Schutztüre auf Bei Öffnen der Schutztüre wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stopp-Kategorie 1 nach EN eingeleitet. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind! Über die Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 wird am Klemme X122.3 (DI 2: SH CU) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb an der AUS3-Rampe (p1135) abgebremst. Nach Ablauf der Verzögerungszeit (p9652/p9852) wird der SH/SBC automatisch ausgelöst Einschalten des Antriebs Bei geschlossener Schutztüre kann der Antrieb gestartet werden: An der EP-Klemme des Leistungsteils und dem digitalen Eingang liegt jeweils Signal 1 an, die Funktion Sicherer Halt ist abgewählt. Bei Betätigung des Knebelschalters S1 ( Aus-Ein ) wird der Antrieb über eine steigende Flanke am Eingang DI 0 (AUS1) wieder in betriebsbereiten Zustand versetzt Funktionsmerkmale von Safe Stop 1 SS1 wird aktiviert durch p9652 und p9852 (Verzögerungszeit) ungleich 0 Die Funktion ist nur in Verbindung mit Sicheren Halt aktivierbar. Bei Anwahl SS1 wird der Antrieb an der AUS3-Rampe (p1135) abgebremst und nach Ablauf der Verzögerungszeit (p9652/p9852) wird der SH/SBC automatisch ausgelöst. Nach Aktivierung der Funktion läuft die Verzögerungszeit ab, auch wenn die Funktion während dieser Zeit abgewählt wird. In diesem Fall wird nach Ablauf der Verzögerungszeit die Funktion SH/SBC angewählt und gleich wieder abgewählt. Die Anwahl ist zweikanalig realisiert, das Abbremsen an der AUS3-Rampe aber nur einkanalig. A&D Safety Integrated Seite 5/14 MC-FE-I-003-V13-DE

6 1.1.5 Einstellungen von Safety Integrated In dem Eingabefenster Safe Stop 1 muss für jeweils jeden Pfad die Verzögerungszeit angegeben werden. Beträgt dieser Wert 0, ist Safe Stop 1 deaktiviert. Die Abschaltung der Impulse erfolgt in diesem Fall sofort. Ein noch in Bewegung befindlicher Motor trudelt aus. Abb. 1.4 Einstellungen Safety Integrated STARTER / SIMOTION Scout A&D Safety Integrated Seite 6/14 MC-FE-I-003-V13-DE

7 1.2 Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination Neben der oben beschriebenen Variante ab SINAMICS Version V2.4 ist auch die klassische AUS 3-Beschaltung weiterhin nutzbar. Abb. 1.5 Sicherer Halt bei SINAMICS mit Sicherheitskombination, Stop-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN Funktionsbeschreibung Mit einer SIGUARD Sicherheitskombination für die Schutztüre kann ein Aufbau nach EN Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stop-Funktion Kategorie 1 nach EN Da die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion Sicherer Halt der Kategorie 3 nach EN entspricht, ist ein übergeordnetes Netzschütz nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter. Die Sicherheitskombination für die Schutztürüberwachung entspricht Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise). Die Schaltkreise für Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht. Die Schalter S2 und S3 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN A&D Safety Integrated Seite 7/14 MC-FE-I-003-V13-DE

8 1.2.2 Verhalten bei Schutztüre auf Bei Öffnen der Schutztüre wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie 1 nach EN eingeleitet. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind! Über die Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 wird am Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Gleichzeitig wird die Verzögerungszeit der Sicherheitskombination A1 gestartet, vor deren Ablauf der Antrieb zum Stillstand gekommen sein muss. Die sicher verzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 öffnen nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit, dadurch werden die EP Klemme des Leistungsteils und der digitale Eingang (DI 2: SH) der Control Unit nicht mehr angesteuert. Die Sicherheitsfunktion Sicherer Halt ist aktiv Einschalten des Antriebs Bei geschlossener Schutztüre kann der Antrieb gestartet werden: An der EP-Klemme des Leistungsteils und dem digitalen Eingang liegt jeweils Signal 1 an, die Funktion Sicherer Halt ist abgewählt. Bei Betätigung des Knebelschalters S1 ( Aus-Ein ) wird der Antrieb über eine steigende Flanke am Eingang DI 0 (AUS1) wieder in betriebsbereiten Zustand versetzt. A&D Safety Integrated Seite 8/14 MC-FE-I-003-V13-DE

9 1.3 Sicherer Halt bei verriegelter Schutztüre, Not-Halt-Abschaltung, realisiert mit Sicherheitskombination und Standard-SPS Netz P24 Hauptschalter -Q1 Not-Halt -S3 U1 V1 W1 Line Module Digitale Eingänge Digitale Ausgänge DO1 DO2 DO3 DO4 Standard -SPS DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 DI8 Ein -S4 Aus -S2 P24 -Y1 -S6 -A1 auf Ein -S1 zu -A2 A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y TK2827 Y33 Y34 PE A2 14 -S4 -S5 A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y TK2828 Y33 Y34 PE A X122 1 DI0: AUS Control Unit DI1: AUS3 DI2: SH CU DO8: n=0 DO9: SH aktiv Motor Module SH EP EP 24+ M U2 V2 M 3 W2 M Abb. 1.6 Sicherer Halt mit SINAMICS bei verriegelter Schutztür, Standard-SPS und Schutzsicherheitskombination, Stop-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN Funktionsbeschreibung Mit zwei SIGUARD Sicherheitskombinationen für Not-Halt und Schutztüre sowie einer Standard-SPS kann ein Aufbau nach EN Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stop-Funktion Kategorie 1 nach EN Die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion Sicherer Halt entspricht Kategorie 3 gemäß EN bzw. SIL 2 gemäß IEC Eine nichtsichere Rückmeldung Sicherer Halt aktiv ist ausreichend. Sicherheitskombinationen für Not-Aus und Schutztürüberwachung entsprechen Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise). Die Schaltkreise für Not-Halt und Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht. Die Schalter S4, S5 und S6 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN Durch Ausführung als übergeordnete, kontaktbehaftete Schaltung ist die Funktion Sicherer Halt auch bei Fehlverhalten oder Ausfall der SPS gewährleistet. A&D Safety Integrated Seite 9/14 MC-FE-I-003-V13-DE

10 Die EA-Kommunikation über die digitale Schnittstelle zwischen Antrieb und SPS kann auch durch eine nichtsichere Standardkommunikation (z.b. PROFIBUS) ersetzt werden. Bei der Funktion Not-Halt ist eine galvanische Trennung nicht zwingend erforderlich, ein übergeordnetes Netzschütz ist nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter Verhalten bei Not-Halt Not-Halt wird durch den Taster S3 ( Not-Halt ) ausgelöst. Es wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie1 nach EN eingeleitet: Über die unverzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 wird an der Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Die sicher verzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 öffnen nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit, dadurch wird die Funktion Sicherer Halt des Antriebs zweikanalig über Klemme X122.3 (DI 2: SH) der Control Unit und der Klemme EP des Motor Moduls aktiviert. Wenn der Antrieb den Sicheren Halt aktiviert hat wird dies über Klemme X122.8 (DO 9: SH aktiv) rückgemeldet. Die Rückmeldungen der Sicherheitskombinationen und des Antriebs werden in der SPS auf Plausibilität überwacht Verhalten bei Schutztüre auf Öffnen der Schutztüre wird durch Betätigung der Taste S2 ( Aus ) angefordert. Es wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie 1 nach EN eingeleitet: Durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO3 wird an der Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Steht der Antrieb (DO 8: n=0), wird durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO2 die Funktion Sicherer Halt des Antriebs zweikanalig aktiviert, der Zustand über Klemme X122.8 (DO 9: SH aktiv) an die SPS (DI 7) zurückgemeldet. Erkennt die SPS die Anwahl der Funktion Sicherer Halt (SPS DI 7: SH aktiv ), wird durch Ansteuerung der Spule Y1 (SPS-Ausgang DO4) die Verriegelung der Schutztüre geöffnet. Durch Öffnen der Schutztüre wird der Schutztürensicherheitskreis unterbrochen, Sicherheitskombination A2 öffnet seine Sicherheitskreise. Hinweise: Die Stellung der Schutztürverriegelung wird durch S6 überwacht! Sollte durch eine Fehlfunktion der SPS die Verriegelung der Schutztüre öffnen bevor der Antrieb auf Drehzahl = 0 abgebremst worden ist, wird über S6 an Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben. Der Antrieb wird sofort schnellstmöglichst auf Drehzahl = 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Bei Öffnen der Schutztüre wird die Funktion Sicherer Halt angewählt. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind! Einschalten des Antriebs Bei geschlossener Schutztüre und entriegeltem Not-Halt-Taster S3 kann der Antrieb gestartet werden. A&D Safety Integrated Seite 10/14 MC-FE-I-003-V13-DE

11 Bei Betätigung der Taste S1 ( Ein ) wird Sicherheitskombination A1 in betriebsbereiten Zustand versetzt. Durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO4 wird die Spule der Zuhaltung Y1 nicht mehr angesteuert, die Schutztüre verriegelt. Sicherheitskombination A2 ist ebenfalls im betriebsbereiten Zustand. Durch gleichzeitiges Setzen der SPS-Ausgänge DO2 und DO3 wird die Sicherheitsfunktion Sicherer Halt sowie Schnellhalt an Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) abgewählt. Durch eine steigende Flanke des SPS-Ausgangs DO1 kann der Antrieb über die Klemme X122.1 (DI 0: AUS1) wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden. Weitere aktuelle Funktionsbeispiele sind im Internet unter: -> Funktionsbeispiele zu finden. A&D Safety Integrated Seite 11/14 MC-FE-I-003-V13-DE

12 2 Zertifikat Die in diesem Dokument enthaltenen Beispiele wurden im Rahmen der Gerätezertifizierung vom Berufsgenossenschaftlichen Institut für Arbeitsschutz (BGIA) begutachtet. A&D Safety Integrated Seite 12/14 MC-FE-I-003-V13-DE

13 3 Gewährleistung, Haftung und Support Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Safety Functional Example beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden Copyright 2004 Siemens A&D. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Safety Functional Examples oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens A&D zugestanden. A&D Safety Integrated Seite 13/14 MC-FE-I-003-V13-DE

14 Bewertung/Rückmeldung Customer Support A&D MC CS 2 COCS Safety Integrated D Erlangen Fax.: +49 (9131) Absender Name: Dienststelle Ort: Telefon: Internetadresse: Sollten Sie beim Lesen dieser Unterlage auf Druckfehler gestoßen sein, bitten wir Sie, uns diese mit diesem Vordruck mitzuteilen. Ebenso dankbar sind wir für Anregungen und Verbesserungsvorschläge. Bewertung des Safety Functional Example Finde ich sehr gut Finde ich nicht so gut Finde ich gut Weil: Zeitersparnis durch Verwendung des Safety Functional Examples: Keine Ersparnis ca. 5% ca. 10% andere...% Anregungen: A&D Safety Integrated Seite 14/14 MC-FE-I-003-V13-DE