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1 BODE Components GmbH Eichsfelder Straße Düsseldorf Tel: +49 (0) 211 / Fax: +49 (0) 211 / Diese Anleitung darf auch auszugsweise nur mit ausdrücklicher schriftlicher Genehmigung durch BODE nachgedruckt oder anderweitig vervielfältigt werden. Jede von BODE nicht autorisierte Art der Vervielfältigung, Verbreitung oder Speicherung auf Datenträgern jeglicher Form und Art stellt einen Verstoß gegen das geltende Urheberrecht dar und wird gerichtlich verfolgt. Technische Änderungen, die der Verbesserung der Produkte dienen, oder die den Sicherheitsstandard erhöhen, behalten wir uns ausdrücklich vor auch ohne gesonderte Ankündigung. Alle Rechte vorbehalten Copyright by: BODE Components GmbH MIT SICHERHEIT BODE 1/23

2 Inhaltsverzeichnis Funktionsweise... 4 Programmablauf (NORMAL Modus)... 4 Meldungen mittels Leuchtdiode... 5 Fehlermeldungen... 5 SET Taster... 5 Fehler entsperren... 5 Lernfahrt (LEARN Modus)... 6 Montageanleitung... 7 Inbetriebnahme... 7 Prüfanleitung... 7 Wartung... 8 Technische Daten... 8 Sensoreneingänge... 8 Betriebsspannung... 9 Schaltleistung (Ausgangsklemmen G H)... 9 Platinenlayout / Isolationswiderstand... 9 Abmessungen... 9 Verwendete Relais... 9 Einsatzbedingungen Umgebungstemperatur Zulässige Luftfeuchtigkeit Betriebshöhe über Meeresspiegel Rüttelfestigkeit Lebensdauer Zulassungen Einbindung der SMC-24-A3 in die Aufzugperipherie Seilandruckrolle Das Eingangssignal aktiv (Klemmen 3 4) Das Ausgangssignal Main (Klemmen G H) Reaktionszeit Sicherheitsbetrachtungen/ Gefahrenanalyse Rückholen Hardware des Moduls SMC-24-A Spannungsüberwachung Prozessor-Einsatz Fehlerbetrachtung Ergänzende Hinweise Wärmeentwicklung Die vier Phasen der Lernfahrt Probleme bei der Lernfahrt Wegkriterium für Fehler 3/ Zeitkriterium für Fehler MIT SICHERHEIT BODE 2/23

3 Das Eingangssignal aktiv (Klemmen 3 4) Anordnung der Sensoren Fehlermeldungen und Ursachen...18/19/20 Schaltplan SMC-24-A3...21/22/23 MIT SICHERHEIT BODE 3/23

4 Funktionsweise Das Erfassungs-System SMC-24-A3 hat zwei Hauptaufgaben: 1. Die Überwachung der maximalen Geschwindigkeit und 2. Verhinderung unbeabsichtigter Bewegungen des Fahrkorbs. Daneben überwacht die Elektronik die Funktion der eigenen Komponenten: - Funktion der Bewegungs Sensoren (während der regulären Fahrt) - Funktionsgleichheit der redundanten Komponenten - Plausibilität der Eingangssignale Die Schaltung ist völlig redundant aufgebaut. Zwei Sensoren liefern ein jeweils um 90 Grad phasenverschobenes Rechtecksignal (Quadraturimpuls), aus dem die Elektronik Drehrichtung und Geschwindigkeit herleiten kann. Ferner besitzt das Erfassungsmodul einen Eingang für das Fahrtsignal (Schließer an den Hauptschützen) zur Unterscheidung von regulären und irregulären Bewegungen. Programmablauf (NORMAL Modus) Die Elektronik unterscheidet in der Hauptsache die Zustände Fahrt und Stillstand : Bei Fahrt wird ständig die Geschwindigkeit gemessen. Überschreitet diese den bei der Lernfahrt gemessenen Wert um 20% ( Vmax = 1,2 Vn), wird sofort gebremst. Wird der Ausfall eines Sensors erkannt oder einige Sekunden nach Fahrtantritt immer noch keine Sensoraktivität festgestellt (z.b. durch eine defekte Seilandruckrolle), schaltet das Modul nach Fahrtende ab. Ändert sich im Zustand Fahrt die Drehrichtung, wird von einem defekten aktiv Eingang ausgegangen und ebenfalls abgeschaltet. Im Stillstand (Aggregat energielos) toleriert das Modul eine im Programm festgelegte Anzahl an Signalflanken in kontinuierlicher Richtung, bis die Bremsung ausgelöst wird. Die Anzahl der Bedämpfungsfelder und der Umfang der Rolle sind hierbei ein zu beachtendes Kriterium: Bei einer Rolle mit 80 mm Durchmesser und 5 Bedämpfungsfeldern bzw. 50mm / Impuls entspricht das etwa +/ 100 mm Seilbewegung. Ausnahme Fahrtabbruch: Nach Fahrtabbruch (z.b. Nothalt) wird dem Aufzug Zeit zum Abbau kinetischer Energie eingeräumt. Diese Zeit ist ein per Lernfahrt ermittelter Parameter, wird jedoch durch die Software gemäß der jeweiligen Situation optimiert (gekürzt). Sollte nach dem Abschalten des aktiv Eingangs die Geschwindigkeit anwachsen, schaltet das Modul sofort ab. MIT SICHERHEIT BODE 4/23

5 Alle Fehlersituationen sperren den Fahrbetrieb dauerhaft (resetfest) und sind am Gerät durch Drücken des SET Tasters aufzuheben. Meldungen mittels Leuchtdiode Auf dem Gerät befinden sich zwei Leuchtdioden (LED). Die grüne LED leuchtet permanent, wenn die Betriebsspannung anliegt. Die gelbe LED besitzt verschiedene Anzeigefunktionen: Fehlermeldungen Die Elektronik unterscheidet verschiedene Fehler gemäß nachstehender Tabelle: Fehler Nr. sperrt Erklärung Vmax AUF 1 sofort Übergeschwindigkeit in Aufwärtsrichtung Vmax AB 2 sofort Übergeschwindigkeit in Abwärtsrichtung Bewegung AUF 3 sofort Irreguläre Bewegung in Aufwärtsrichtung Bewegung AB 4 sofort Irreguläre Bewegung in Abwärtsrichtung Sensor1 defekt 5 nach Fahrtende Sensor 1 liefert kein Signal Sensor2 defekt 6 nach Fahrtende Sensor 2 liefert kein Signal Lift aktiv defekt 7 nach Fahrtende unplausibles aktive - Signal Redundanz 8 nach Fahrtende Abweichung der Kanäle, Hardwarefehler Time out 9 nach Fahrtende Beide Sensoren liefern kein Signal bei Fahrt Parameter 10 nach Fahrtende Prüfsumme über erlernte Daten weicht ab Beschleunigung AUF 11 sofort Beschleunigung ohne Energie aufwärts Beschleunigung AB 12 sofort Beschleunigung ohne Energie abwärts LEARN Modus 15 sofort Lift fälschlich aktiv im LEARN Modus Die Elektronik signalisiert die Fehler durch einen langen Leuchtimpuls der gelben LED, gefolgt von einer Anzahl kurzer Leuchtimpulse, die der jeweiligen Fehlernummer entsprechen. Beispiel Fehler Nr. 3 SET Taster Der SET Taster dient zum Löschen/Entsperren von Fehlern und zur Eingabe Bestätigung im Lernfahrt Modus. Fehler entsperren Wird ein Fehler durch die gelbe LED signalisiert (siehe vorstehenden Abschnitt), so bewirkt das Betätigen des Tasters das Löschen des Fehlers. WARNHINWEIS: Durch den Entsperrvorgang kann erneut eine unbeabsichtigte Fahrkorbbewegung einsetzen! Es ist daher mit der entsprechenden Umsicht vorzugehen.!! Der Entsperrvorgang darf nur vom Fachpersonal durchgeführt werden. MIT SICHERHEIT BODE 5/23

6 Lernfahrt (LEARN Modus) Die Ermittlung der erforderlichen Anlagen - Parameter erfolgt mittels einer Lernfahrt. Hinweis: Die Auslöse Geschwindigkeit liegt fest bei 120% der Nenngeschwindigkeit. Folgender Parameter ist für die Geschwindigkeitsmessung notwendig: - Nenngeschwindigkeit bzw. die Impulsrate bei Vn Außerdem für das Handling der Bewegung der Kabine aufgrund kinetischer Energie: - Die Bremsverzögerungszeit Tb der regulären Bremse bei Vn (Notbremsung) Die Lernfahrt nimmt ebenfalls Einfluss auf das Zeitkriterium für Fehler 9 Timeout. Die Lernfahrt erfolgt in folgenden Schritten: 1. Aufzug im untersten Halt abstellen. 2. Schalter auf LEARN schalten LED blinkt schnell Warnmeldung, noch sind die Überwachungsfunktionen aktiv. Drücken des SET Tasters startet den LEARN Modus. 3. SET Taster drücken LED blinkt danach rhythmisch 1 x 1. Phase der Lernfahrt: Es wird eine Fahrt mit Vn in Aufwärtsrichtung erwartet. (Die Überwachungsfunktionen sind ab jetzt inaktiv!) 4. Fahren mit Vn zum obersten Halt LED blinkt danach rhythmisch 2 x 2. Phase der Lernfahrt: Es wird nun eine Fahrt mit Vn in Abwärtsrichtung erwartet 5. Fahren mit Vn zum untersten Halt LED blinkt danach rhythmisch 3 x 3. Phase der Lernfahrt: Es wird eine Fahrt mit Notbremsung in Aufwärtsrichtung erwartet 6. Notbremsung bei leerer Kabine aufwärts LED blinkt danach rhythmisch 4 x 4. Phase der Lernfahrt: Es wird eine Fahrt mit Notbremsung in Abwärtsrichtung erwartet 7. Notbremsung bei leerer Kabine abwärts LED blinkt danach langsam Die Lernfahrt ist abgeschlossen. Zur Speicherung der Parameter ist nun noch die SET Taste zu drücken 8. SET Taster drücken LED blinkt danach schnell 9. Schalter auf NORMAL schalten LED erlischt Wird im fehlerfreien Zustand der Modus Wahlschalter auf LEARN gestellt, so warnt die LED mit schnellem Blinken, um ggf. auf eine versehentliche Einstellung hinzuweisen. Zu jedem Zeitpunkt kann die Lernfahrt durch Zurückstellen auf NORMAL abgebrochen werden. Wenn der Modus Wahlschalter auf LEARN steht und der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) angesteuert wird, sich der Aufzug aber nicht innerhalb einer der vier Phasen der Lernfahrt befindet, wird Fehler LEARN Modus ausgegeben und der Aufzug gestoppt. MIT SICHERHEIT BODE 6/23

7 Montageanleitung Die SMC-24-A3 ist vorgesehen für den Einbau in geschlossene Gehäuse/Schränke. Sie wird dort auf eine Hutschiene (Profil TS35) aufgerastet. Die Verdrahtung erfolgt gemäß Anschlussplan an die steckbaren Schraubklemmen. Der Sperrausgang (Klemmen G H, Main-Line ) ist ein potentialfreier Kontakt. Die Eingänge aktiv, Sensor1 und Sensor2 (Klemmen 3 8) dürfen nicht mit Fremdspannung beaufschlagt werden! 1) Sensoren in Zweileiterschaltung benutzen die Klemmen 6 7 bzw. Klemmen 7 8. Der Einbauort sollte möglichst entfernt von elektromagnetischen Störquellen (Hauptschütze, Frequenzumrichter,..) gewählt werden. Geschaltete induktive Lasten sowie Schützspulen, Ventilspulen, usw. sind mit vorschriftsmäßigen Entstörsätzen zu versehen. Die Leitungsverbindungen zu den Sensoren sind möglichst kurz zu halten und entfernt von Netz- und Motorzuleitungen zu verlegen; in ungünstigen Situationen sind abgeschirmte Leitungen zu verwenden. Funktion Verbindung mit Klemmbezeichnung Spannungsversorgung 0V / 24V 1 / 2 aktiv Schließer Hauptschütze 3 / 4 Hilfsspannung Sensoren (0V) Sensor 1 und 2 (nur Dreileiterschaltung) 5 Sensor 1 Signal - Ausgang Sensor 1 6 Schaltspannung Sensoren (24V) + Sensor 1 und 2 (COM) 7 Sensor 2 Signal - Ausgang Sensor 2 8 Sperrausgang Sicherheitskette G / H Inbetriebnahme Nach erfolgter Montage muss immer eine Lernfahrt wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Nach anschließender Prüfung gemäß Prüfanleitung ist die Inbetriebnahme abgeschlossen. Es sind am Gerät keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Wichtiger Hinweis:! Nach erfolgter Inbetriebnahme füllen Sie bitte die beiliegende Rückantwort aus und schicken diese an BODE Components zurück! Erst dann gilt die Inbetriebnahme gem. Zertifizierung als abgeschlossen. 1) Siehe auch Seite 15: Das Eingangssignal aktiv MIT SICHERHEIT BODE 7/23

8 Prüfanleitung (Fehlerbeschreibung auf Seite 5 der Betriebsanleitung) Für eine umfassende Prüfung des eingebauten Geräts sind folgende Schritte durchzuführen: Lift außer Betrieb setzen (normalen Fahrbetrieb verhindern, z.b. durch Abschalten der Außensteuerung. Die Betriebsspannung nicht abschalten!) Mechanische Bremse öffnen und Fahrkorb von Hand (ohne Energie) verfahren. Nach ca. 100 mm 2) Seilbewegung müssen beide Relais abschalten und Fehler 3 bzw. 4 angezeigt werden. Fehler wieder entsperren. Lösen oder Kurzschließen eines Sensor Eingangs und Fahrkorb verfahren. Das Gerät signalisiert daraufhin zunächst Fehler 5 bzw. 6. Nachdem der Lift anhält, müssen beide Relais abschalten. Fehler wieder entsperren. Zusätzlich aktiv Eingang abklemmen und mit Nenngeschwindigkeit fahren. Das Gerät signalisiert nach Erreichen von 85% Nenngeschwindigkeit Fehler 7. Nachdem der Lift anhält, müssen beide Relais abschalten. Alle Signale wieder anklemmen und Fehler wieder entsperren. Eine Möglichkeit zur Prüfung der Reaktion auf Übergeschwindigkeit ist anlagenabhängig und kann hier nicht allgemeingültig vorgegeben werden. Wartung! Innerhalb der für die Aufzuganlage obligatorischen Wartungsintervalle ist die Seilandruckrolle regelmäßig auf ausreichenden Andruck an die Tragseile und auf Verschmutzung zu überprüfen. Ablagerungen auf der Rolle müssen unbedingt entfernt bzw. vermieden werden. Darüber hinaus ist das Gerät wartungsfrei. Reparaturen an der Elektronik sind nicht zulässig, defekte Geräte sind komplett zu tauschen. Technische Daten Sensoreneingänge Eingangsfrequenzen Hz, Impulslängen 1, ms, Auflösung 50µs Reaktionszeit bei Fehler 1, 2, 3 oder 4 < 50 ms Messtoleranz bei 400Hz (20m/s bei Rolle mit 5 Feldern) = 1,9% Messtoleranz bei 40Hz ( 2m/s bei Rolle mit 5 Feldern) = 0,2% Für Näherungsschalter in Zweidrahtschaltung gilt: Spannung: Uoff = 15 40V, Restspannungsabfall: Uon < 5V Laststrom: Ion > 25mA, Sperrstrom: Ioff < 1mA, Für Näherungsschalter in Dreidrahtschaltung gilt: Spannung: Ub 20 30V, Laststrom: Ion > 25mA, Ausgang offener Kollektor PNP 2) Siehe auch Seite 14: Wegkriterium für Fehler 3/4 MIT SICHERHEIT BODE 8/23

9 Betriebsspannung 24V DC (20V 30V), 0,2 A Das Gerät schaltet unter 18V und über 32V definitiv ab. Dennoch können Spannungen über 35V das Gerät nachhaltig zerstören. Schaltleistung (Ausgangsklemmen G H) Schaltspannung min./max. 10 V AC/DC / 250V DC, 400V AC Schaltstrom min. / max. 10 ma / 6 A Der zu schaltende Steuerstromkreis ist abzusichern mit Kippautomat B6. Platinenlayout / Isolationswiderstand Die Platine erfüllt die Anforderungen hinsichtlich Einhaltung der erforderlichen Luft - und Kriechstrecken. Die eingesetzten Sicherheitsrelais besitzen entsprechende Zulassungen, sodass der potentialfreie Ausgang G H in oder an Stromkreise der sogenannten Sicherheitskette in Aufzuganlagen geschaltet werden darf. Abmessungen Länge: 115mm Breite: 75mm Höhe: 58mm Technische Daten Verwendete Relais Dold OA 5601 Bemessungsisolationsspannung 250V AC Schaltspannung min./max. 10 V AC/DC / 250V DC, 400V AC Grenzdauerstrom I max. 4 x 10A Schaltstrom min. / max. 10 ma / 10 A Schaltleistung min./max. 3 / 2500 VA Schaltleistung min./max. 0, W Schaltvermögen nach IEC/EN AC 15 Öffner 230V / 2A, Schließer 230V / 5A AC DC 13 Öffner 24V / 4A, Schließer 24V / 4A DC elektrische Lebensdauer bei 1 sec Ein, 1 sec Aus bei AC 230 V 5 A cos _=1 Schaltsp. > 7 x 10 5, AgCdO / > 5 x 10 5, AgNi10 bei AC 230 V 10 A cos _=1 Schaltsp. > 3 x 10 5, AgCdO / > 2 x 10 5, AgNi10 Rüttelfestigkeit Hz, 0,35 mm Ampl. IEC/EN B10d Werte: AC15 230V I = 2A: / 3A: / 5A: DC13 24V I <= 2A: Klimafestigkeit 25 / 085 / 04 (Klimakategorie); A / B / D IEC/EN Isolation nach IEC , EN Verschmutzungsgrad 3 Überspannungskategorie III Prüfspannung Kontaktsatz-Spule (1 min) AC 4kV eff. Kontaktsatz-Kontaktsatz (1 min) AC 4kV eff. Stoßspannung Kontaktsatz-Spule (1,2-50 _s) 6kV Luft-/Kriechstrecken nach IEC/EN , IEC/EN : Kontaktsatz-Spule: 8 mm Kontaktsatz-Kontaktsatz: 5,5mm MIT SICHERHEIT BODE 9/23

10 Einsatzbedingungen Einsatz in Gefahrenbereichen bis einschl. IP40; darüber hinaus erweitert sich der Anwendungsbereich bei Einbau in Gehäusen mit höherer Schutzart entsprechend den Gehäusezulassungen. (geschlossene Schränke bis IP55 nach EN60529/10.91, Anreihschränke bis IP54) Theoretische maximale Seilgeschwindigkeit: 40m/s bei Rolle mit 5 Feldern und 80 mm Ø Die reale maximale Seilgeschwindigkeit ist abhängig von der Signalqualität der verwendeten Näherungsschalter (Sensoren). Umgebungstemperatur 0 C bis +65 C Gemäß der Norm EN wird im Triebwerksraum eine mittlere Temperatur zwischen +5 C und +40 C vorausgesetzt. Der als Einbauort für die SMC-24-A3 vorgesehene Schaltschrank muss die Einhaltung des Umgebungstemperaturbereichs gewährleisten; ggf. durch entsprechende Vorkehrungen wie Übertemperatur-Abschaltung, Klimatisierung, etc. Zulässige max. relative Luftfeuchtigkeit 90% (nicht kondensierend) Zulässige max. Betriebshöhe über Meeresspiegel 2000m Rüttelfestigkeit Hz, 0,35 mm Ampl. IEC/EN Lebensdauer Bei ständiger Umgebungstemperatur bis 35 C beträgt die Lebensdauer ca. 30 Jahre. Bei ständiger Umgebungstemperatur bis 45 C beträgt die Lebensdauer ca. 15 Jahre. Zulassungen EG-Baumusterprüfbescheinigung NL MIT SICHERHEIT BODE 10/23

11 Einbindung der SMC-24-A3 in die Aufzugperipherie Seilandruckrolle Zur Erkennung und Überwachung der Kabinenbewegung bedient sich das System einer so genannten Seilandruckrolle. Die Rolle besitzt eine die Friktion unterstützende Kunststoffoberfläche und wird mittels Federkraft gegen die Tragseile gedrückt. Zur Umwandlung der Drehbewegung der Rolle in ein verwertbares elektrisches Signal besitzt die Rolle seitlich an ihrem Umfang eine festgelegte Anzahl äquidistant angeordneter Bedämpfungsfelder. Zwei Näherungsschalter, nachfolgend Sensoren genannt, sind so an die Rollenhalterung montiert, dass die Bedämpfungsfelder durch die Drehbewegung an den Sensoren vorbeigeführt werden. Die Sensoren sind mechanisch so ausgerichtet, dass ein so genannter Quadraturimpuls entsteht; eine Signalform, aus der insbesondere die Drehrichtung hergeleitet werden kann. Es handelt sich hierbei um zwei Rechtecksignale, die um 90 Grad zueinander phasenverschoben sind. Der Vorteil gegenüber einem Drehgeber besteht in der sich ergebenden Redundanz (zweikanalige Sicherheit). Die Geometrie der Rolle nimmt entscheidenden Einfluss auf die tolerierte Strecke an Seilbewegung bis zur Bremsung wegen unerlaubter Bewegung und ist daher festgelegt auf einen Durchmesser von 80 mm und 5 Bedämpfungsfelder am Umfang. Durch die in der Software festgelegte Impulsauswertung ergibt sich damit als Kriterium für die Bremsung wegen unerlaubter Bewegung etwa +/ 100 mm Seilbewegung. Das Eingangssignal aktiv (Klemmen 3 4) Die Elektronik benötigt die Information darüber, ob sich der Lift gerade in (regulärer) Bewegung befindet. Hier sind Schließer an den Hauptschützen zu verwenden und so zu schalten, dass für aktiv = EIN mindestens zwei Schütze gleichzeitig anziehen müssen. Das Ausgangssignal Main (Klemmen G H) Um in den Fahrbetrieb einzugreifen besitzt das Gerät einen Ausgang mit doppeltem Kontakt (zwei Relais in Reihe, Redundanz). Dieser Ausgang ist an der gleichen Stelle in die Sicherheitskette der Aufzugsteuerung einzubauen, wie beispielsweise der Geschwindigkeitsbegrenzer. Damit die SMC-24-A3 ihre bestimmungsgemäße Aufgabe erfüllen kann, muss diese mit einem nach EN 81-1 zertifiziertem Bremselement zusammenwirken (z.b. Bode Seilbremse). Die Bremse muss im spannungslosen Zustand die Aufzugkabine abbremsen und im Stillstand halten und ist entsprechend so zu verdrahten, dass beim öffnen der Ausgangskontakte der SMC24 keine Spannung zur Bremse gelangen kann (mit Ausnahme der Rückholsteuerung). Reaktionszeit Abschaltkriterium Übergeschwindigkeit: Sobald an einem Sensor vier entsprechend kurze Impulslängen in Folge gemessen wurden. Abschaltkriterium für unbeabsichtigte Fahrkorbbewegung: Sobald der interne Bewegungszähler einen Betrag > 10 aufweist. Ab dem letzten Sensorimpuls, mit dem sich eines der vorstehenden Kriterien erfüllt, vergehen weniger als 50 ms, bis die Kontakte der SMC-24-A3 geöffnet sind. Für das gesamte System addiert sich noch die Reaktionszeit der verwendeten Bremse. MIT SICHERHEIT BODE 11/23

12 Sicherheitsbetrachtungen/ Gefahrenanalyse Rückholen Die Rückholsteuerung überbrückt durch Drehen eines Knebelschalters (Rückholen ein) Teile der Sicherheitskette (Notendschalter, Fangkontakt, Begrenzerkontakt,..), auch die SMC-24-A3! Einerseits ist beim Entwurf des Schaltplans unbedingt darauf zu achten, dass die Zusatzbremse auch beim Ansprechen(Öffnen) eines oder mehrerer Sicherheitsschalter durch Aktivieren des Rückholschalters die Fahrkorbbewegung freigeben kann, die Zusatzbremse also Spannung bekommt. Andererseits darf die Spannung nur im Zusammenhang mit dem Festhalten (Drücken) eines Fahrtasters (Auf/Ab) anliegen, da beim Lösen der Zusatzbremse unkontrolliert einsetzende Bewegungen des Fahrkorbs nicht auszuschließen sind (z.b. Getriebebruch). Die Zusatzbremse muss beim Loslassen des Tasters sofort wieder aktiv werden! Aus den beigefügten Beispiel Schaltplänen ist das Schaltungsprinzip ersichtlich. Hardware des Moduls SMC-24-A3 Aufgrund der hohen Anforderung an die Funktions- und Ausfallsicherheit sind im Allgemeinen elektromechanische Komponenten (Relais, Schütze) elektronischen Baugruppen (Prozessoren) vorzuziehen. Der Umstand, dass Geschwindigkeiten gemessen werden sollen, macht den Prozessoreinsatz jedoch unumgänglich. Bis auf wenige Teile, wie Spannungsregelung, SET-Taster, LEARN-Schalter, Power-LED, Anzeige-LED, aktive -Eingang, EEPROM, Quarz (Systemtakt), sind daher alle Schaltungsteile redundant vorhanden. Dem zur Folge besitzt das Gerät zwei optoentkoppelte Eingänge für die beiden Sensorsignale, die über eine Diodenmatrix beiden CPUs gleichzeitig zur Auswertung zur Verfügung stehen. Die Sensoren liefern ein jeweils um 90 Grad phasenverschobenes Rechtecksignal (Quadraturimpuls), aus dem die Elektronik Drehrichtung und Geschwindigkeit herleiten kann. Ferner besitzt das Modul einen Eingang für das Fahrtsignal (Schließer an den Hauptschützen) zur Unterscheidung von regulären und irregulären Bewegungen. Bei den Ausgangsklemmen (G H) Main-Line handelt es sich um jeweils einen Schließer von Relais1 und Relais2 in Reihe. Die Relais haben zwangsgeführte Kontakte, die Schaltstellungen werden von der Elektronik überwacht. Spannungsüberwachung Fällt die Betriebsspannung unter 18V oder steigt über 32V, schaltet das Gerät ab. MIT SICHERHEIT BODE 12/23

13 Prozessor-Einsatz Nachfolgende Maßnahmen wirken zur Erhöhung der Betriebssicherheit: Die Elektronik ist bis auf wenige unkritische Komponenten völlig redundant aufgebaut. In analoger Hardware aufgebaute Watchdogs (Zeitschaltungen) wirken sowohl auf die Reset - Eingänge der Prozessoren als auch direkt auf die Relais. Der jeweilige Watchdog wird zyklisch jeweils einmal am Ende des Hauptprogramms angestoßen. Die Relais sind mit zwangsgeführten Kontakten ausgeführt; Versagen, beispielsweise durch Festbrennen, wird erkannt und führt zur Abschaltung des redundanten Kanals. Die Schaltstellungen der Relais werden untereinander von beiden Prozessoren überwacht. Bei den Prozessoren sind keine Daten- oder Adressleitungen nach außen geführt (EMV/ESD). Auf das EEPROM (Parameterspeicher) wird seriell (I²C) zugegriffen. Das EEPROM ist im NORMAL Modus hardwaretechnisch vor Schreibzugriffen geschützt. Prüfsummenbildung über Programm-(!) und Datenspeicher sowie ein RAM-Test garantieren die langfristige Ausfallsicherheit. Fehlerbetrachtung Ereignis Ausfall der Betriebsspannung Wiederkehr der Betriebsspannung Betriebsspannung zu niedrig (< 20V) oder zu hoch (> 30V) Eingang aktiv immer ein (Kurzschluss) Blockierende Seilrolle, bzw. Ausfall beider Sensoren Eingang aktiv immer aus (unterbrochen) Beliebige Defekte an den Eingängen der Sensoren Redundanzverlust Ausfall eines Kanals / Sensors Festbrennen eines Kontakts Auswirkung Relais fallen ab, der Aufzug stellt den Fahrbetrieb ein. Evtl. gespeicherter Fehler muss entsperrt werden, sonst normale Betriebsbereitschaft Relais fallen ab, der Aufzug stellt den Fahrbetrieb ein. Es wird Fehler 8 angezeigt. Relais fallen ab, wenn Fahrkorb die Richtung wechselt, Aufzug stellt den Fahrbetrieb ein. Relais fallen ab nach Zeit durch Ausbleiben der Sensorsignale. Aufzug stellt den Fahrbetrieb ein. Notbremsung nach etwa 100 mm Fahrweg 1) Werden bei Fahrt aufgedeckt und der Aufzug stellt den Fahrbetrieb ein. Führt zum Abschalten der Anlage Übergeschwindigkeit wird IMMER sofort erkannt! Wird beim Wiedereinschalten oder beim Versuch die Anlage zu entsperren erkannt. Einschalten/Entsperren der Anlage wird verhindert. Bemerkung: In dem sehr seltenen anzunehmenden Fall, dass in beiden Kanälen gleichzeitig der jeweilige Arbeitskontakt festgebrannt sein sollte, besitzt die SMC-24-A3 keine Möglichkeit mehr, die Aufzuganlage zu beeinflussen, es wird jedoch mittels LED Fehler 8 signalisiert. 1) Siehe auch Seite 14: Wegkriterium für Fehler 3/4 MIT SICHERHEIT BODE 13/23

14 Bevor dieser besondere Fall eintreten kann, würden durch den zur Verursachung notwendigen Kurzschlussstrom mit hoher Wahrscheinlichkeit zunächst die beteiligten Leiterbahnenwege auf der Platine verdampfen und damit wäre die Anlage ebenfalls gesperrt. Unter der Annahme, ein zeitgleiches Festbrennen beider Kontakte ausschließen zu können, genügt die Schaltung EN 81-1, Ergänzende Hinweise Wärmeentwicklung Auf der Platine befindet sich an der oberen linken Ecke ein Spannungsregler, der Verlustwärme erzeugt. Während des Betriebs können hier Berührungen mit den Fingern als unangenehm empfunden werden. Die vier Phasen der Lernfahrt 1. Phase ( LED blinkt 1 x ) Das Modul erwartet in dieser 1. Phase eine gleichförmige Bewegung über mindestens 20 Impulse je Sensor. Das entspricht bei Verwendung der vorgeschriebenen Seilandruckrolle mit 5 Bedämpfungsfeldern 4 Rollenumdrehungen oder ca mm Seilbewegung. Die Bewegungsrichtung wird sodann als Aufwärtsrichtung definiert und es wird der Spitzenwert der Geschwindigkeit festgehalten. Die Phase endet selbständig nach dem Anhalten der Kabine und Phase 2 beginnt. 2. Phase ( LED blinkt 2 x ) Das Modul erwartet in der 2. Phase ebenfalls eine gleichförmige Bewegung über mindestens 20 Impulse je Sensor, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Stimmen Gleichförmigkeit und Drehrichtung, wird wieder der Spitzenwert der Geschwindigkeit festgehalten. Die Phase endet selbständig nach dem Anhalten der Kabine. Das höhere Messergebnis aus beiden Fahrten wird als Vn (Nominalgeschwindigkeit) definiert. Phase 3 beginnt. 3. Phase ( LED blinkt 3 x ) Das Modul erwartet in der 3. Phase in der zuvor definierten Aufwärtsrichtung eine gleichförmige Bewegung mit mindestens 90% Vn. Die Fahrt soll dann mit einer Notbremsung enden. DIE ZUSATZBREMSE DARF HIER NICHT MITWIRKEN! Betätigen Sie einen dementsprechenden Schalter, z.b. entriegeln einer Schachttüre. Sobald die Notbremsung erfolgt (Eingang aktiv geöffnet), wird die Zeit gemessen, die der Aufzug benötigt um zum Stillstand zu kommen (kinetische Energie). Phase 4 beginnt. 4. Phase ( LED blinkt 4 x ) Es ist ohne Belang, wenn der Aufzug in Phase 4 die unterbrochene Aufwärtsfahrt fortsetzt. Dann gleiche Prozedur wie in der 3. Phase, jedoch in Abwärtsrichtung. Von beiden Messungen wird die längere Zeit mit einem Sicherheitszuschlag von 25% als Bremszeit bei Vn (Notbremsung ohne Seilbremse!) hinterlegt. MIT SICHERHEIT BODE 14/23

15 Diese so ermittelte Bremszeit ist die maximale Zeit, die das Modul dem Aufzug nach dem Abschalten des Signals aktiv einräumt, bis die Bewegungsüberwachung scharf wird. Die Bremszeit wird jedoch situationsbedingt vom Modul entsprechend angepasst (gekürzt). Aus der nach Phase 2 ermittelten Geschwindigkeit Vn bestimmt das Modul den Wert für die Übergeschwindigkeit Vmax, bei der das Modul abschaltet. Vmax beträgt immer 120% Vn Probleme bei der Lernfahrt Die Lernfahrt hängt bei Phase 1 oder Phase 2 ( LED blinkt rhythmisch 1x bzw. 2x ) und wechselt nicht automatisch in die nächste Phase. Mögliche Ursachen: - fehlerhafte Ansteuerung des Eingangs aktiv (Klemmen 3 4) - Abstand der Sensoren zu den Bedämpfungsfeldern (Rolle) zu weit - Anordnung der Sensoren (siehe Seite 15), es wird kein Quadraturimpuls erzeugt - es muss mindestens 1 Meter Seilbewegung stattfinden Die Lernfahrt hängt bei Phase 3 oder Phase 4 ( LED blinkt rhythmisch 3x bzw. 4x ) und wechselt nicht automatisch in die nächste Phase. Mögliche Ursachen: - wenn die Notbremsung erfolgt, muss die Kabine mindestens 90% der soeben ermittelten Nominalgeschwindigkeit erreicht haben. Wegkriterium für Fehler 3/4 Ist der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) nicht angesteuert, wird entsprechend der verwendeten Seilandruckrolle eine Seilbewegung von etwa +/ 100 mm toleriert. Die Wegstrecke berechnet sich vereinfacht nach: S = 6,25 * D / N Hierbei ist S = Wegstrecke D = Durchmesser der Rolle N = Anzahl der Bedämpfungsfelder am Umfang der Rolle. Damit ergibt sich in etwa für eine 80mm-Rolle mit 5 Feldern 100 mm Hinweis: Seilbewegung ist nicht gleichzusetzen mit Kabinenbewegung! Hier ist noch die Aufhängung (1:1, 2:1...) zu berücksichtigen. Zeitkriterium für Fehler 9 Wird der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) angesteuert, erwartet die SMC-24-A3 innerhalb einer Zeit von 8 Sekunden eine eindeutige Bewegung der Seilrolle und reagiert ansonsten mit Fehler 9 Timeout. MIT SICHERHEIT BODE 15/23

16 Die Lernfahrt nimmt Einfluss auf das Zeitkriterium für Fehler 9. Liegt die während der Lernfahrt gemessene Fahrzeit unter 10 Sekunden, wird das Zeitkriterium angepasst bis zu einem Minimalwert von 3 Sekunden. Das Eingangssignal aktiv (Klemmen 3 4) Die Elektronik benötigt die Information darüber, ob sich der Lift gerade in (regulärer) Bewegung befindet. Hierzu sind Schließer an den Hauptschützen zu verwenden. In Fällen, wo dies nicht möglich sein sollte (z.b. geschlossene elektronische Ansteuerung), können ersatzweise Endschalter (Bremslüftkontakte) an der herkömmlichen Bremse (am Aggregat) genutzt werden. In allen Fällen ist sicherzustellen, dass das Signal ausschließlich bei geschlossener Sicherheitskette generiert wird. Andere Lösungen, z.b. ein Fahrt Signal, wie es moderne Steuerungen anbieten, sind nicht zulässig. Das Signal ist mittels potentialfreier Kontakte an die Klemmen 3 und 4 zu legen. Die Parallelschaltung weiterer Geräte (z.b. RBC14 Klemmen 3 / 4) ist ebenfalls nicht zulässig. Wenn bei anstehendem aktiv Signal die Drehrichtung wechselt, wird Fehler 7 generiert. Wenn bei anstehendem aktiv Signal beide Sensoren keine Aktivität zeigen (blockierende Seilrolle), wird Fehler 9 generiert. Dies kann auch der Fall sein, wenn ein Nachholvorgang mit sehr wenig Seilbewegung länger dauert, als vorstehend beschrieben unter: Zeitkriterium für Fehler 9. Anordnung der Sensoren Die Elektronik benötigt an den Sensoreingängen (Klemmen 5 6 / 7 8) einen sogenannten Quadraturimpuls; eine Signalform, aus der insbesondere die Drehrichtung hergeleitet MIT SICHERHEIT BODE 16/23

17 werden kann. Es handelt sich hierbei um zwei Rechtecksignale, die um 90 Grad zueinander phasenverschoben sind: Sensor A Sensor B Die Sensoren sind mechanisch so auszurichten, dass sich der oben gezeigte Signalverlauf ergibt, d. h. beim langsamen Drehen der Seilrolle sollten sich in zyklischer Reihenfolge folgende Zustände beobachten lassen: 1. Sensor B ein 2. Sensor A + B ein 3. Sensor A ein 4. beide Sensoren aus MIT SICHERHEIT BODE 17/23

18 Fehlermeldungen und Ursachen Fehler Nr. 1 / 2 Übergeschwindigkeit: Eindeutige Ursache: - Überschreitung der eingelernten Nominalgeschwindigkeit um mehr als 20% Fehler Nr. 3 / 4 irreguläre Bewegung: Dieser Fehler tritt auf, wenn der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) nicht angesteuert ist während sich die Andruckrolle bewegt. Gemäß der Anzahl der Bedämpfungsfelder und Umfang der Rolle wird hierbei eine Seilbewegung von etwa +/ 100 mm toleriert. Ursachen: - tatsächliche Seilbewegung bei energielosem Aggregat - fehlerhafte (fehlende) Ansteuerung des Eingangs aktiv (Klemmen 3 4) - interner Defekt des Eingangs aktiv Fehler Nr. 5 / 6 Sensor defekt: Dieser Fehler tritt auf, wenn die Sensoren während der Fahrt unterschiedliche Ergebnisse abliefern. Ursachen: - Sensor tatsächlich defekt - Abstand der Sensoren zu den Bedämpfungsfeldern (Rolle) zu weit - EMV Einstreuungen auf die Sensorleitungen - interner Defekt des Sensor Eingangs Fehler Nr. 7 Lift aktiv defekt: Dieser Fehler tritt auf, wenn der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) nicht angesteuert ist und ein einzelner Sensor 85% Vn erreicht oder, wenn der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) angesteuert bleibt während sich die Drehrichtung der Andruckrolle ändert. Gemäß der Anzahl der Bedämpfungsfelder und Umfang der Rolle wird hierbei ein Überschwingen von etwa +/ 100 mm Seilbewegung toleriert. Ursachen: - tatsächlich zu große Rückwärtsbewegung während einer Fahrt - Nenngeschwindigkeit mit nur einem Sensor und fehlendem aktiv - Signal - fehlerhafte (dauernde) Ansteuerung des Eingangs aktiv (Klemmen 3 4) Bei Letzterem kann anfänglich zunächst Fehler Nr. 9 signalisiert werden. MIT SICHERHEIT BODE 18/23

19 Fehler Nr. 8 Redundanz: Für diesen Fehler gibt es zwei grundsätzliche Ursachen. 1. Meinungsverschiedenheiten zwischen den redundanten Messkanälen: In seltenen Grenzfällen können die Prozessoren zu unterschiedlichen Messergebnissen kommen und nur ein Prozessor erkennt einen beliebigen Fehler. In diesem Fall erkennt der andere Prozessor die Unstimmigkeit und signalisiert seinerseits Fehler Nr. 8. Das so beschriebene Verhalten kann durch EMV Einstreuungen forciert werden. 2. Eindeutige Hardware Defekte auf der SMC-24-A3 Platine: - defektes Relais, festgebrannter Kontakt - defekter Prozessor, Treiber, etc. - Prüfsumme über den Programmspeicher, RAM-Test - Betriebsspannungsfehler (Ub < 20V oder Ub > 30V) Fehler Nr. 9 Time out: Während der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) angesteuert ist, erwartet die SMC24 spätestens nach 8 Sekunden 1) eine eindeutige Bewegung der Seilrolle, um ein mögliches Blockieren ausschließen zu können. Ebenso darf der Eingang nicht länger als 8 Sekunden nach dem letzten eingehenden Sensorimpuls angesteuert bleiben. Ursachen: - tatsächlich blockierende Seilrolle - beide Sensoren gleichzeitig defekt - interner Kurzschluss des Eingangs aktiv - Aggregat läuft nicht an (Störung im Hauptstromkreis, Frequenzumrichter) - Aggregat läuft verzögert an oder stoppt vorzeitig (z.b. Frequenzumrichter arbeitet im sogenannten Quickstartmodus, d. h. der Motor wird schon bei zulaufender Türe bestromt.) - ein Nachholvorgang mit wenig Seilbewegung dauert länger als 8 Sekunden 1) In den Letzten beiden Fällen kann Abhilfe geschaffen werden, indem durch geeignete Schaltungsmaßnahmen für die Dauer der Motorbestromung bei Null-Drehzahl, bzw. während eines Nachholvorgangs mit wenig Seilbewegung (unter 100 mm) 2) die Ansteuerung des Eingangs aktiv unterbleibt. Fehler Nr. 10 Parameter: Eindeutige Ursache: - Die Daten der Lernfahrt haben ungültige Werte Dieser Fehler weist in erster Linie auf ein defektes Eprom (Speicherbaustein) hin. Zur Abhilfe kann folgende Prozedur an der SMC-24-A3 versucht werden: 1. Betriebsspannung abschalten 2. Schalter in Stellung LEARN bringen 3. SET Taster gedrückt halten und Spannung wieder einschalten 4. SET Taster loslassen und Schalter wieder in Stellung NORMAL bringen 5. Wenn Fehler Nr. 10 nicht mehr erscheint, muss nun unbedingt eine neue Lernfahrt durchgeführt werden! Fehler Nr. 11 / 12 Beschleunigung ohne Energie: 1) Siehe auch Seite 14: Zeitkriterium für Fehler 9 2) Siehe auch Seite 14: Wegkriterium für Fehler 3/4 MIT SICHERHEIT BODE 19/23

20 Eindeutige Ursache: - Nach dem Abschalten der Hauptschütze hat die Geschwindigkeit ohne weitere Energiezufuhr um 3% zugenommen. Dieser Fehler kann nur in der Bremsphase (bei Anlagen mit Frequenzumrichter nur nach Fahrtabbruch, z.b. Nothalt) auftreten, wenn dem Aufzug Zeit zum Abbau kinetischer Energie eingeräumt wird. Fehler Nr. 15 LEARN Modus: Wenn der Modus Wahlschalter auf LEARN steht und der Eingang aktiv (Klemmen 3 4) angesteuert wird, sich der Aufzug aber nicht innerhalb einer der vier Phasen der Lernfahrt befindet, wird dieser Fehler ausgegeben und der Aufzug gestoppt. MIT SICHERHEIT BODE 20/23

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