9400 mit SM301 und ECS Sicherer Stopp 1 und Ansteuerung von ECS durch ein SM301 (Architektur nach PL d der EN ISO und SIL 2 der IEC 62061)

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Irma Bader
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1 9400 mit SM301 und ECS Sicherer Stopp 1 und Ansteuerung von ECS durch ein SM301 (Architektur nach PL d der EN ISO und SIL 2 der IEC 62061) Verdrahtungsskizze (Ausschnitt): DI E94AxHExxxx X5 Achse 1/ Axis 1 DO E94AxHExxxx X4 GO 24O GI DO1 RFR DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 DI8 DO2 DO3 DO4 SM301 E94AYAE X82.1 X VDC K1 K2 Achse 2/ Axis 2 ECSxS/P/M/A X6 DI1 QSP SI1 SI2 S24 SO GND GO O1B O1A GO 24O 24 VDC 24VDC AIE CLA Error reset CLB Achse 3/ Axis 3 ECSxS/P/M/A X6 DI1 QSP GI2 GI4 SI1 I2B I4B SI2 I2A GI1 I4A GI3 Not-Halt/ Emergency stop S24 SO GND I1B I1A I3B I3A 24VDC AIS AIS X82.3 X82.4 (Re-)start acknowledge Die Motoren werden bei Anforderung der Sicherheitsfunktion nach Stopp-Kategorie 1 der EN stillgesetzt. Die Schnellhalt-Zeiten von Achse 2 und 3 dürfen höchstens so lang sein, wie die Zeit von Achse 1, sonst wird STO aktiviert, bevor n=0 erreicht ist. Die einzustellenden Werte sind applikationsabhängig. Die Digitalausgänge DO3 und DO4 von Achse 1 müssen nacheinander ab- und wieder eingeschaltet werden, um das korrekte Funktionieren der Abschaltpfade SI1 und SI2 in den ECS-Achsmodulen zu überprüfen. DO1 aktiviert über den Digitaleingang DI1 den Schnellhalt von Achse 2 und Achse 3. DO2 versorgt den Rückmeldeausgang der ECS-Achsmodule. Sobald bei Achse 1 STO aktiviert wird, werden Achse 2 und Achse 3 abgeschaltet. Alle Achsen befinden sich in demselben Gefahrenbereich. Datum Seite 1 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

2 Funktionsblockverschaltung im Antriebsregler 9400 (Ausschnitt): L_TbTransition1: Steigende Flanke, 0,002s L_TbTransition2: Steigende Flanke, 0,002s L_TbTransition3: Steigende Flanke, 0,002s L_TbDelay2: Steigende Flanke, 0,020s Datum Seite 2 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

3 Wahrheitstabelle: Ausgänge Eingänge Kommentar S 24 /QSP K1 K2 SD- Out1 STO Achse 2 STO Achse 3 SD- In4 DO2 DO1 DO4 DO3 DI1 SI Safe torque off-zustand Startbereit Test Schritt Test Schritt x Betrieb Fehler 0 = Low-Pegel 1 = High-Pegel x = durch die Applikation der SPS vorgegeben Der Test wird als erfolgreich durchlaufen angesehen, wenn Test Schritt 2 durchlaufen worden ist und alle Zustände der Wahrheitstabelle entsprechen. Wird eine Abweichung der Zustände von der Wahrheitstabelle festgestellt, müssen die Antriebe unverzüglich abgeschaltet werden. Ablaufdiagramm (Teilprogramm, Überprüfung Sicherheitstechnik): Start Einschalten STO Startbereit Test (SO = 1) Start nicht in Ordnung Fehler (Abschaltpfad oder nicht in Ordnung) SS1 Test Schritt 1 Test SI2 (SO = 0) nicht in Ordnung Fehler (Abschaltpfad oder nicht in Ordnung) automatische Abschaltung Fehlerbehebung in Ordnung Test Schritt 2 Test SI1 (SO = 0) in Ordnung nicht in Ordnung Fehler (Abschaltpfad oder nicht in Ordnung) Betrieb (SO = 0) Datum Seite 3 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

4 Erforderliche Umparametrierung in den Antriebsreglern: Achse 1: Codestelle einzustellender Wert Kommentar C105 applikationsabhängig, Wert mit Stoppzeit im SM301 abstimmen QSP-Zeit Allgemein Wert Einheit Modul-ID x Safety Adresse x Gebersystem - Strichzahl Sin-Cos-Encoder - SD-In1 SD-In2 SD-In3 SD-In4 SD-In4 Sensortyp Passiver Sensor SD-In4 Sensorfunktion Not-Stopp SD-In4 Freie Zuordnung - SD-In4 Diskrepanzzeit x ms SD-In4 Eingangsverzögerung x ms SD-Out1 SD-Out1 Schaltbedingung: STO aktiv Negative Logik SD-Out1 Schaltbedingung: SS1 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SS2 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SLS1 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: ES aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: OMS SD-Out1 Schaltbedingung: SOS überwacht SD-Out1 Schaltbedingung: SLS1 überwacht SD-Out1 Schaltbedingung: SSE aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SD-In1 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SD-In2 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SD-In3 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: SD-In4 aktiv SD-Out1 Schaltbedingung: Fehler aktiv SD-Out1 Logikfunktion - Sicherer Stopp SSE: Not-Stopp-Funktion SS1 Wiederanlauf - STO, SS1 Quittierter Wiederanlauf Wiederanlauf - SS2, SOS - SS1, SS2: Stoppzeit x ms SOS: Toleranzfenster (n=0) - min-1 Sichere Geschwindigkeit Betriebsartenwahl Sicherheitsbus Allgemein Datum Seite 4 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

5 Achsen 2 und 3: Codestelle einzustellender Wert C105 applikationsabhängig, Wert mit Stoppzeit im SM301 abstimmen Kommentar QSP-Zeit Parameter, die für dieses Applikationsbeispiel nicht relevant sind, sind mit - gekennzeichnet. Parameter, die applikationsabhängig eingestellt werden müssen, sind mit x gekennzeichnet. Die Parametrierung des sicheren Ausgangs mit negativer Logik bedeutet, dass der Ausgang ausgeschaltet wird, wenn die Bedingung (STO aktiv) wahr ist. Wird ein Sicherheitsbus verwendet, muss das Bit für den sicheren Ausgang ausgeblendet werden. Die oben dargestellte Ansicht der sicheren Parametrierung zeigt die Version des ersten unterstützten Software-Standes. Bewertung der sicherheitstechnischen Kenngrößen nach der EN ISO : SS1 Achse 1: Es wurden folgende Annahmen zur Nutzung der Anlage gemacht: 250 Tage / Jahr, 16 Stunden / Tag, Betätigung des Not-Halt-Tasters 2x / Tag Resultierender MTTF d -Wert: 3000 Jahre (wird auf 2500 Jahre begrenzt) Resultierender PFH d -Wert einer Kategorie 4-Struktur nach Tabelle K.1 (erweitert) der EN ISO : 9,06x / Stunde Da der DC des SM301 hoch ist, wird der PFH d -Wert von Kat. 4 benutzt. (siehe EN ISO :2006 Kap ANMERKUNG 2) Ergebnis: Der PFH d -Wert des Sicherheitskreises beträgt 1,76 x / Stunde. Es wird PL e erreicht. SS1 Achsen 2 und 3: Es wurden folgende Annahmen zur Nutzung der Anlage gemacht: 250 Tage / Jahr, 16 Stunden / Tag, Betätigung des Not-Halt-Tasters 2x / Tag Resultierender MTTF d -Wert: 3000 Jahre (wird auf 2500 Jahre begrenzt) Resultierender PFH d -Wert einer Kategorie 4-Struktur nach Tabelle K.1 (erweitert) der EN ISO : 9,06x / Stunde Da der DC des SM301 hoch ist, wird der PFH d -Wert von Kat. 4 benutzt. (siehe EN ISO :2006 Kap ANMERKUNG 2) ECS: PFH d -Wert: 2,86x / Stunde, aber nur PL d ECS: PFH d -Wert: 2,86x / Stunde, aber nur PL d Ergebnis: Der PFH d -Wert des Sicherheitskreises beträgt 2,33 x / Stunde. Es wird PL d erreicht. Datum Seite 5 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

6 Bewertung der sicherheitstechnischen Kenngrößen nach der IEC 62061: SS1 Achse 1: Es wurde folgende Annahme zur Nutzung der Anlage gemacht: Betätigung des Not-Halt-Tasters 2x / Tag CCF-Faktor 5% / DC avg : 99% (Direkte Überwachung (z. B. elektrische Stellungsüberwachung der Steuerungsventile, Überwachung elektromechanischer Einheiten durch Zwangsführung)) Resultierender PFH d -Wert: 4,17x / Stunde Ergebnis: Der PFH d -Wert des Sicherheitskreises beträgt 5,02 x / Stunde. Es wird SIL 3 erreicht. SS1 Achsen 2 und 3: Es wurde folgende Annahme zur Nutzung der Anlage gemacht: Betätigung des Not-Halt-Tasters 2x / Tag CCF-Faktor 5% / DC avg : 99% (Direkte Überwachung (z. B. elektrische Stellungsüberwachung der Steuerungsventile, Überwachung elektromechanischer Einheiten durch Zwangsführung)) Resultierender PFH d -Wert: 4,17x / Stunde ECS: PFH d -Wert: 2,86x / Stunde, aber nur SIL 2 ECS: PFH d -Wert: 2,86x / Stunde, aber nur SIL 2 Ergebnis: Der PFH d -Wert des Sicherheitskreises beträgt 5,59 x / Stunde. Es wird SIL 2 erreicht. Das Applikationsbeispiel ist gültig für: Produktreihe Typenbezeichnung ab Hardwarestand ab Softwarestand Achsmodul ECS ECSxx0xxC4xXXX 1B 65 Sicherheitsmodul Typenbezeichnung ab Hardwarestand ab Softwarestand SM301 E94AYAE VA 1.01 Produktreihe Typenbezeichnung ab Hardwarestand ab Softwarestand Servo Drives 9400 E94AxHExxxx VA 1.35 Es wurde die Dokumentation der Filterklemme 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 6 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

7 Sicherheitshinweis / Haftungsausschluss: Die Drive-based Safety Applikations- und Parametrierhinweise sind Beispiele für mögliche Teilfunktionen in Maschinen. 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 2012 Lenze Automation GmbH Datum Seite 7 von 7 SM301_und_ECS_SS1_SM301_steuert_ECS_

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