SIMOTION mit SINAMICS S120 Safety Integrated Extended Functions Fehlersichere Antriebe an SIMOTION D435 Ansteuerung mit PROFIsafe über PROFIBUS

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1 Funktionsbeispiel Nr. MC-FE-I-008-V11-DE SIMOTION mit SINAMICS S120 Safety Integrated Extended Functions Fehlersichere Antriebe an SIMOTION D435 Ansteuerung mit PROFIsafe über PROFIBUS

2 Vorbemerkung Die Funktionsbeispiele zum Thema "Safety Integrated" sind funktionsfähige und getestete Automatisierungskonfigurationen auf Basis von I DT & IA - Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der Sicherheitstechnik. Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt dabei eine häufig vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung innerhalb der Sicherheitstechnik ab. Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und Hardware-Komponenten und der deren Verschaltung miteinander beinhalten die Funktionsbeispiele getesteten und kommentierten Code. Damit können die hier beschriebenen Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und so auch als Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden. Wichtiger Hinweis Die Safety-Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Safety-Funktionsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich. Diese Safety-Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Safety-Funktionsbeispiele erkennen Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Safety-Funktionsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesen Safety-Funktionsbeispielen und anderen Siemens- Publikationen, wie z. B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. I DT Safety Integrated Seite 2/70 MC-FE-I-008-V11-DE

3 Inhaltsverzeichnis 1 Gewährleistung, Haftung und Support Automatisierungsfunktion des Funktionsbeispiels Vorteile / Kundennutzen Erforderliche Komponenten Hardware-Komponenten Software-Komponenten Engineering-Software Firmware Aufbau und Verdrahtung Übersicht zum Hardware-Aufbau Verdrahtung der Hardware-Komponenten Verdrahtung Steuerspannung DRIVE-CLiQ-Verschaltung Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten Bus-Schnittstellen Bustopologie Übersicht und Bedienung der Bedienung Zusammenfassung der Eingangssignale Beispielprojekt Passwörter Grundkonfigurationen Hardwarekonfiguration der fehlersicheren SIMATIC Steuerung SIMOTION in das bestehende SIMATIC-Projekt einfügen Grundinbetriebnahme der SINAMICS-Antriebe (ohne Safety) Telegrammprojektierung SIMOTION in HW-Konfig F-CPU einfügen und koppeln Programmierung der fehlersicheren Steuerung Parametrierung der Sicherheitsfunktionen im SINAMICS Integrated Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben Projektierung des Safety-Datenblocks auf Seiten des SINAMICS SIMOTION SIMOTION Achsen anlegen SIMOTION Programme Konfiguration Ablaufsystem Meldungen der SIMOTION Download des Beispielprojekts Laden der Projektierung der S7-F-CPU Laden der Projektierung der SIMOTION und des SINAMICS Integrated Abnahmetest I DT Safety Integrated Seite 3/70 MC-FE-I-008-V11-DE

4 7 Historie I DT Safety Integrated Seite 4/70 MC-FE-I-008-V11-DE

5 1 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-Funktionsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben 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 2009 Siemens I DT. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens I DT zugestanden. Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende -Adresse an uns: applications.erlf.aud@siemens.com I DT Safety Integrated Seite 5/70 MC-FE-I-008-V11-DE

6 2 Automatisierungsfunktion 2.1 des Funktionsbeispiels In SINAMICS S120-Antrieben sind folgende Sicherheitsfunktionen nach IEC integriert: Name Funktion STO Safe Torque Off Sicheres Abtrennen der momentenbildenden Energiezufuhr zum Motor. Das Wiedereinschalten ist über die Einschaltsperre verriegelt. (Stoppfunktion der Kategorie 0 nach EN ) SBC Safe Brake Control SBC wird nur bei vorhandener Motorbremse genutzt, die Motorbremse ist über die Ausgänge am Leistungsstecker angeschlossen. SBC reagiert immer in Verbindung mit STO oder beim Ansprechen von internen Safety- Überwachungen mit sicherer Impulslöschung. SS1 Safe Stop 1 Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen des Antriebs an AUS3-Rampe. Nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder Erreichen der Abschaltdrehzahl Übergang nach STO. (Stoppfunktion der Kategorie 1 nach EN ) SS2 Safe Stop 2 Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen des Antriebs an AUS3-Rampe. Nach Ablauf einer Verzögerungszeit Übergang nach SOS; der Antrieb bleibt in Regelung. (Stoppfunktion der Kategorie 2 nach EN ) SOS SLS SSM Safe Operating Stop Safely-Limited Speed Safe Speed Monitor Die Funktion dient zur sicheren Überwachung der Stillstandsposition eines Antriebs; der Antrieb bleibt in Regelung. Sichere Überwachung der Geschwindigkeit des Antriebs. Parametrierbare Abschaltreaktion bei Grenzwertverletzung. Sichere Anzeige der Unterschreitung einer Geschwindigkeitsgrenze (n < nx). Die Ansteuerung dieser erweiterten Sicherheitsfunktionen kann sowohl über PROFIsafe mit PROFIBUS als auch über ein Klemmenerweiterungsmodul TM54F erfolgen. Im vorliegendenm Beispiel werden die Sicherheitsfunktionen über das PROFIsafe-Telegramm von einer SIMATIC F-CPU angesteuert. I DT Safety Integrated Seite 6/70 MC-FE-I-008-V11-DE

7 Aufgabenstellung Eine Anlage mit SINAMICS S120 Antrieben wird von einer SIMOTION D435 geregelt. In der Anlage sind unterschiedliche Sicherheitsfunktionen notwendig. Die SIMOTION enthält keine eigenen Sicherheitsfunktionen. Es werden die in den SINAMICS S120 Antrieben integrierten erweiterten Sicherheitsfunktionen genutzt. Diese antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen sollen durch das PROFIsafe-Telegramm über PROFIBUS von der F-CPU angesteuert werden. Die über ein fehlersicheres digitales Eingangsmodul erfassten Sicherheitssignale werden von der F-CPU verarbeitet und über das PROFIsafe-Telegramm via PROFIBUS an die Antriebe übertragen. Dieses Funktionsbeispiel basiert auf dem SIMOTION D435 Trainingskoffer (6ZB AE00) und dem SAFETY Trainingskoffer. Folgende Abbildung gibt eine beispielhafte Übersicht über die angenommene Maschinenkonfiguration. I DT Safety Integrated Seite 7/70 MC-FE-I-008-V11-DE

8 Für die weiteren Betrachtungen werden die folgenden Sicherheitsfunktionen zu Grunde gelegt. Sicherheitsfunktion SF1 SF2 SF3 Lösung Hardware-Übersicht Betätigung Not-Halt-Taster. Beim Öffnen der Schutztür 1 ist der Antrieb 1 schnell stillzusetzen. Danach muss der Antrieb 1 mit Drehzahlsollwert = 0 gehalten und die Stillstandsposition sicher überwacht werden. Bei geöffneter Schutztür 2 darf Antrieb 2 eine vom Anwender projektierte Geschwindigkeit/ Drehzahl nicht überschreiten. Reaktion schnelles geregeltes Stillsetzen von Antrieb 1 -> nachfolgend Impulslöschung (SS1). Stillsetzen von Antrieb 2 mit sofortiger Impulslöschung (STO). Die SIMOTION bremst Antrieb 1 lagegeregelt ab. Nach Ablauf einer Wartezeit wird die Stillstandsposition sicher überwacht (SOS). Überwachung der Drehzahl an Antrieb 2 (SLS). In diesem Funktionsbeispiel wird die Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen STO, SS1, SOS und SLS über das PROFIsafe-Telegramm an einer SIMOTION D435 mit SINAMICS S120 Antriebsverband gezeigt. Der Antriebsverband in Bauform Booksize besteht aus einer Einspeisung und einem Double Motor Module. Die Bewegungsregelung und Motorregelung erfolgt über eine SIMOTION D435. Über das Double Motor Module I DT Safety Integrated Seite 8/70 MC-FE-I-008-V11-DE

9 werden die beiden voneinander unabhängigen Servomotoren angesteuert. Als Einspeisung wird ein Smart Line Module genutzt. Die sicherheitsrelevanten Signale werden über fehlersichere Eingänge ET200M erfasst und in der F-CPU logisch verarbeitet. Die F-CPU erstellt aus den fehlersicheren Daten für jeden Antrieb ein PROFIsafe-Telegramm. Dieses wird über den PROFIBUS an die SINAMICS-Antriebe übertragen und steuert dort die Sicherheitsfunktionen an. Bei Anforderung Not-Halt wird Antrieb 1 mit der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktion SS1 und Antrieb 2 mit STO stillgesetzt. Die anderen beiden Schalter (-S2 und -S3) im Safety-Trainingskoffer simulieren je eine Schutztür für Antrieb 1 und 2. Wird die Schutztür 1 geöffnet, so wird Antrieb 1 von der SIMOTION bis zum Stillstand abgebremst. Nach Ablauf einer projektierbaren sicheren Wartezeit wird dann die Stillstandsposition sicher überwacht (Anwahl Funktion SOS). Ein Schließen der Tür bewirkt einen Wiederanlauf der Achse 1 (Abwahl Funktion SOS). Mit Öffnen der Schutztür 2 wird für Antrieb 2 die Geschwindigkeit auf einen vom Anwender projektierbaren Grenzwert überwacht (Funktion SLS). Die Sollgeschwindigkeit wird auf 80% der angewählten SLS-Stufe begrenzt. Wird die simulierte Tür wieder geschlossen, dann wird die Begrenzung der Geschwindigkeit aufgehoben. Der jeweils andere Antrieb wird nicht beeinflusst. 2.2 Vorteile / Kundennutzen Einfache Ansteuerung der im Antrieb integrierten Sicherheitsfunktionen. Einfacher Aufbau durch standardisierte Technik. Das bestehende System ist schnell und einfach erweiterbar. Platzsparender und kostengünstiger Aufbau durch integrierte Sicherheitsfunktionen keine zusätzliche Hardware notwendig. komfortable Auswerte- und Diagnoseinformationen stehen im SIMOTION-System zur Verfügung. Anwenderspezifische Sicherheitskonzepte lassen sich auf dieser Basis realisieren. I DT Safety Integrated Seite 9/70 MC-FE-I-008-V11-DE

10 3 Erforderliche Komponenten In diesem Kapitel sind die benötigten Hardware-Komponenten und Software-Versionen zur Realisierung des Funktionsbeispiels zu finden. 3.1 Hardware-Komponenten SAFETY Trainingskoffer (wesentliche Komponenten) Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller SITOP Stromversorgung SITOP SMART 120W 6EP AA01 1 Siemens SIMATIC S7-300 CPU SIMATIC S7 fehlersichere Eingangsbaugruppe SIMATIC S7 fehlersichere Ausgangsbaugruppe CPU 315F-2 PN/DP 6ES FH13-0AB0 1 Siemens SIMATIC Micro Memory Card, 512KB 6ES LJ20-0AA0 1 Siemens SM 326 F-DI 24 6ES BK01-0AB0 1 Siemens SM 326 F-DO 8 6ES BF40-0AB0 1 Siemens SINAMICS fehlersicheres Terminal Module TM54F 6SL3055-0AA00-3BA0 1 Siemens Drive-CLiQ Leitung, grau, Metallstecker 6FX2002-1DC00-1AC0 1 Siemens Schutztür- Simulationsschalter Knebelschalter 0-I, verrastend, 16mm, schwarz 3SB2000-2AB01 2 Siemens S2 und S3 Halter mit Lötstiften 3SB2908-0AB 2 Siemens Not-Halt-Befehlsgerät Pilzdrucktaster, rot, 16mm 3SB2000-1AC01 1 Siemens S1 Halter mit Lötstiften 3SB2908-0AB 1 Siemens Reset-Taster S4 Lastwiderstände R1.. R8 Klemmen für Lastwiderstände (R1..R8) Lastwiderstand R9 Klemmen für Lastwiderstand (R9) Drucktaster, flacher Druckknopf, 16mm, weiß Halter mit Lampenfassung, Lampe und Lötstiften 1kOhm 1W 3SB2000-0AG01 1 Siemens 3SB2455-1B 1 Siemens Type PO595-0 Style 0207 Power Metaloxide film resistors ST 2,5-QUATTRO-TG Bauelemente-Stecker P-CO SMA0207 1K2 1% TK KLEMMEN_ZUB_LEERSTECKE R_TYP1_GRAU WID_MET_SHT_1K2_+- 1%_600mW_+50ppm_ Yageo Europe Phoenix Contact Phoenix Contact 1 Beyschlag WAGO KLEMME_4-LEITER_GRAU WAGO SIMOTION Trainingskoffer Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller Trainingskoffer SIMOTION D435 6ZB AE00 1 SIEMENS I DT Safety Integrated Seite 10/70 MC-FE-I-008-V11-DE

11 Hinweis Das Funktionsbeispiel wurde mit den hier aufgeführten Hardware- Komponenten getestet. Alternativ können auch andere, funktional gleichwertige Komponenten verwendet werden. In einem solchen Fall ist ggf. eine andere Parametrierung und eine andere Verdrahtung der Komponenten erforderlich. Die gelb gekennzeichneten Komponenten sind für dieses Funktionsbeispiel nicht relevant. Hinweis Voraussetzung für dieses Funktionsbeispiel ist die Verwendung einer SIMOTION D435 (6UA AA00-0AA1) mit Version D (oder höher) sowie eines Double Motor Modules dessen Bestellnummer mit 0AA3 (oder höher) endet. 3.2 Software-Komponenten Engineering-Software Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz Hersteller STEP 7 V5.4 SP4 6ES7810-4CC08-0YA5 1 Siemens S7 Distributed Safety Programming V5.4 SP4 6ES7833-1FC+02-0YA5 1 Siemens S7 F ConfigurationPack V5.5 SP5 1 Siemens SIMOTION SCOUT V4.1 SP2 6AU1810-1BA41-2XA0 1 Siemens Firmware Auf allen SINAMICS-Komponenten muss der Firmware-Stand V2.5 SP1 oder höher vorliegen. Die SIMOTION muss mit einem Firmware-Stand V4.1 SP1 HF 6 oder höher betrieben werden. I DT Safety Integrated Seite 11/70 MC-FE-I-008-V11-DE

12 4 Aufbau und Verdrahtung 4.1 Übersicht zum Hardware-Aufbau 4.2 Verdrahtung der Hardware-Komponenten Verdrahtung Steuerspannung I DT Safety Integrated Seite 12/70 MC-FE-I-008-V11-DE

13 4.2.2 DRIVE-CLiQ-Verschaltung Die SINAMICS-Geräte sind wie im folgenden Bild dargestellt per DRIVE- CLiQ-Kabel zu verbinden. D435 DRIVE- CLiQ -X100 -X101 -X102 -X103 PROFIBUS -X126 -X127 Ethernet -X120 -X130 SLM DMM DRIVE- CLiQ -X200 -X201 -X202 -X203 Motor 2 Motor 1 DRIVE-CLiQ-Verschaltung I DT Safety Integrated Seite 13/70 MC-FE-I-008-V11-DE

14 4.3 Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten Der PROFIBUS wird in diesem Beispiel zur Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen in den Antrieben genutzt. Dazu werden Steuer- und Statussignale mit Hilfe des PROFIsafe-Telegramms zwischen den Antrieben und der F-CPU ausgetauscht. Die SIMOTION wertet diese Telegramme nicht aus, sie leitet sie lediglich weiter (Routing). Des Weiteren wird über den PROFIBUS die Projektierung der F-CPU und der SIMOTION vorgenommen Bus-Schnittstellen Programmiergerät / PC PROFIBUS-Adresse = 0 Da die verwendete F-CPU der Busmaster ist darf die PROFIBUS- Schnittstelle des Prgrammiergeräts nicht als einziger Master am Bus projektiert sein (kein Häckchen im Feld PG/PC ist einziger Master am Bus ). I DT Safety Integrated Seite 14/70 MC-FE-I-008-V11-DE

15 SIMOTION D435 PROFIBUS-Adresse = 2 Die PROFIBUS-Adresse wird über die HW-Konfig eingestellt. SIMATIC 315F-2 PN/DP CPU PROFIBUS-Adresse = 4 I DT Safety Integrated Seite 15/70 MC-FE-I-008-V11-DE

16 4.3.2 Bustopologie Ansicht in NetPro Voraussetzungen zum Betrieb Die SIMATIC-Komponenten sind montiert und miteinander verbunden. Die PROFIsafe-Adressen der fehlersicheren Ein- und Ausgangsbaugruppen müssen per DIL-Schalter eingestellt sein; siehe dazu Kapitel Alle Komponenten sind entsprechend Kapitel 4.2 angeschlossen. Die DRIVE-CLiQ-Topologie der SINAMICS-Komponenten ist eingehalten. Die Motoren sind per Leistungs- und Geberleitung mit dem Motor Module verbunden. Das Motor Module ist ordnungsgemäß mit der Einspeisung verbunden (DC-Zwischenkreis und Steuerspannung DC 24 V). Die Einspeisung ist an das speisende Netz angeschlossen. Die Komponenten werden mit DC 24 V versorgt. I DT Safety Integrated Seite 16/70 MC-FE-I-008-V11-DE

17 5 Übersicht und Bedienung 5.1 der Bedienung Hardware-Übersicht Um die Antriebe verfahren zu können muss zuerst die SIMOTION in den Zustand RUN geschaltet werden. Im Beispiel geschieht dies über den SCOUT. Dazu markiert man das Objekt D435 und betätigt die rechte Maustaste. Nun ist folgende Auswahl zu treffen: Zielgerät -> Betriebszustand. Damit öffnet sich das Fenster indem man den Betriebszustand der SIMOTION einstellen kann. Der Drehschalter ist in Stellung RUN zu bringen. I DT Safety Integrated Seite 17/70 MC-FE-I-008-V11-DE

18 Die Schalter -S1 bis -S4 befinden sich auf einem zum Safety- Trainingskoffer gehörenden Schalterkästchen. Hiermit werden die verschiedenen Sicherheitsfunktionen angewählt. Die Schalter -S5 bis -S10 befinden sich auf einem Schalterkästchen, das zum SIMOTION- Trainingskoffer gehört. Mit diesen Schaltern werden Achsfreigaben geschaltet, Verfahrprogramme gestartet, die Testfunktion der Sicherheitsfunktionen ausgelöst und anstehende Fehler quittiert. Zum Verfahren der Antriebe muss der Not-Halt-Taster -S1 entriegelt sein Mit dem Schalter -S5 wird die Achsfreigabe für Antrieb 1 (oberer/roter Motor) geschaltet. Mit -S6 kann das zugehörige Verfahrprogramm gestartet und gestoppt werden. Für Achse 2 (unterer/blauer Motor) wird die Freigabe per -S7 gegeben und das Verfahrprogramm mit -S8 aktiviert bzw. deaktiviert. Anstehende Alarme auf der SIMOTION sowie Alarme der Antriebe können mit -S9 quittiert werden. Eine Ausnahme stellen hier die Safety- Alarme dar, die fehlersicher über -S4 quittiert werden müssen. Der zyklisch auszuführende Teststopp der Sicherheitsfunktionen in den Antrieben wird über -S10 aktiviert. Wird der Not-Halt-Taster -S1 gedrückt, dann wird bei Antrieb 1 (oberer/roter Motor) die Sicherheitsfunktion SS1 ausgelöst; d.h. der Antrieb wird an der AUS3-Rampe abgebremst und in der Folge STO aktiviert. Bei Antrieb 2 (unterer/blauer Motor) wird direkt STO ausgelöst; d.h. der Antrieb trudelt aus. Bei Auslösung Not-Halt steht Antrieb 1 damit früher als Antrieb 2. Bei geschlossener Schutztür 1 (Knebelschalter -S2) kann Antrieb 1 verfahren werden. Wird -S2 geöffnet, dann wird die Sicherheitsfunktion SOS ausgelöst; d.h. der Antrieb wird von der SIMOTION bis zum Stillstand abgebremst. Nach Ablauf eines vom Anwender projektierbaren sicheren Timers wird die Stillstandsposition vom Antrieb sicher überwacht. Wird die simulierte Schutztür -S2 wieder geschlossen, dann wird das Verfahrprogramm wieder gestartet. Ein EIN-Befehl ist hier nicht notwendig. Bei geschlossener Schutztür 2 (Knebelschalter -S3) kann Antrieb 2 mit beliebiger Drehzahl verfahren werden. Wird -S3 geöffnet dann wird die Verfahrgeschwindigkeit von der SIMOTION auf 80% des Geschwindigkeitsgrenzwertes von Stufe 1 der Sicherheitsfunktion SLS begrenzt. Nach Ablauf einer definierten Zeit wird dieser Grenzwert durch die Sicherheitsfunktion SLS überwacht. Wird -S3 wieder geschlossen, dann wird SLS abgeschaltet und die Begrenzung der Geschwindigkeit auf der SIMOTION aufgehoben. Der Antrieb kann nun wieder mit der projektierten Geschwindigkeit verfahren. I DT Safety Integrated Seite 18/70 MC-FE-I-008-V11-DE

19 5.2 Zusammenfassung der Eingangssignale Digitale Eingänge des SINAMICS integrated an der SIMOTION D435 DI0 -S5 Antrieb 1 DI1 -S6 Antrieb 1 DI2 -S7 Antrieb 2 DI3 -S8 Antrieb 2 DI6 -S9 Antrieb 1 / Antrieb 2 / SIMOTION Achsfreigaben setzen / wegnehmen Verfahrprogramm starten / stoppen Achsfreigeben setzen / wegnehmen Verfahrprogramm starten / stoppen Alarme quittieren DI7 -S10 Antrieb 1 / Antrieb 2 Teststopp auslösen Fehlersichere Eingänge am F-DI-Modul F-DI0 -S1 Not-Halt-Taster F-DI1 -S2 Schutztür 1 (für Antrieb 1) SOS F-DI2 -S3 Schutztür 2 (für Antrieb 2) SLS F-DI3 -S4 Quittiertaster Antrieb 1: SS1 Antrieb 2: STO Fehlersichere Quittierung (Antrieb 1 & 2) und Depassivierung (alle F- Slaves) I DT Safety Integrated Seite 19/70 MC-FE-I-008-V11-DE

20 6 Beispielprojekt In diesem Kapitel erfahren Sie, wie die einzelnen Komponenten parametriert werden müssen. Als Engineering-Software für die SIMOTION und den SINAMICS Integrated S120 wird SIMOTION SCOUT eingesetzt. Für die Programmierung der F-CPU ist Distributed Safety Voraussetzung. Nachfolgend wird schrittweise beschrieben, wie das zu diesem Funktionsbeispiel gehörende Software-Projekt erstellt wurde. 6.1 Passwörter Der Einfachheit halber wird im Projekt auf den SIMATIC-Komponenten ein gemeinsames Sicherheits-Passwort für Programm und Hardware verwendet. Auch bei der Safety-Projektierung der SINAMICS-Komponenten (Antriebe) wird ein Passwort benutzt. Sicherheitspasswort auf F-CPU: "0" Sicherheitspasswort auf SINAMICS-Komponenten: "1" In einer realen Applikation sollten diese Passwörter geändert werden! I DT Safety Integrated Seite 20/70 MC-FE-I-008-V11-DE

21 6.2 Grundkonfigurationen Hardwarekonfiguration der fehlersicheren SIMATIC Steuerung Im SIMATIC-Manager eine SIMATIC 300- Station in das Projekt einfügen. In der HW-Konfig die Station vollständig anlegen und parametrieren. Dazu die in der Stückliste aus Kap. 3.1 enthaltenen Baugruppen per Drag&Drop aus dem Katalogfenster in das Konfigurationsfenster ziehen. Adresseinstellungen der DP-Schnittstelle wie in Kap. 4.3 beschrieben vornehmen. Hinweis: Das Einfügen der SIMOTION als bereits projektierte Station wird später beschrieben. Das ist jetzt noch nicht möglich, da die SIMOTION noch nicht angelegt ist. I DT Safety Integrated Seite 21/70 MC-FE-I-008-V11-DE

22 Projektierung der F- CPU Im Fenster Eigenschaften der F-CPU in der Lasche Schutz den Zugriffsschutz für die F-CPU aktivieren und durch ein Passwort schützen. Sicherheitsprogramm aktiv schalten ("CPU enthält Sicherheitsprogramm.") Projektierung der F-DI Baugruppe. PROFIsafe-Adresse gemäß DIL-Schaltern projektieren. Projektierung der F-DI Baugruppe. Projektierung F-DI 0 (Kanal 0, 12) I DT Safety Integrated Seite 22/70 MC-FE-I-008-V11-DE

23 Projektierung der F-DI Baugruppe. Projektierung F-DI 1 (Kanal 1, 13) Projektierung F-DI 2 (Kanal 2, 14) Projektierung F-DI 3 (Kanal 3, 15) Projektierung F-DI 5 (Kanal 5, 17) Projektierung der F-DO Baugruppe. PROFIsafe-Adresse gemäß DIL-Schaltern projektieren. I DT Safety Integrated Seite 23/70 MC-FE-I-008-V11-DE

24 Projektierung der F-DO Baugruppe. Projektierung F-DO 7 HW-Konfig speichern und übersetzen HW-Konfig in die F- CPU laden. In NetPro muss nun noch der PC eingefügt werden um die Routing-Informationen zu erzeugen, die für den Online-Zugriff auf den SINAMICS Integrated nötig sind. I DT Safety Integrated Seite 24/70 MC-FE-I-008-V11-DE

25 Aus dem Ordner Stationen das Objekt PC/PG in den Arbeitsbereich ziehen. Per Doppelklick das Eigenschaftsfenster öffnen. Den Reiter Schnittstellen anwählen und dort die Schaltfläche Neu betätigen. Im nachfolgenden Fenster PROFIBUS auswählen und mit OK bestätigen. Nun die PROFIBUS- Adresse des PG auf den Wert 0 einstellen und die Verbindung mit dem schon projektierten PROFIBUS herstellen (Auswahl PROFIBUS(1) ) Einstellungen mit OK bestätigen. I DT Safety Integrated Seite 25/70 MC-FE-I-008-V11-DE

26 Nun muss noch die Schnittstelle auf dem PC/PG zugeordnet werden. Im Beispiel ist der Rechner mit der CP5512 ausgerüstet und diese Schnittstelle soll mit dem PROFIBUS(1) verbunden werden. Die Verbindung wird mit der Schaltfläche Zuordnen hergestellt. Nun noch prüfen ob die Schnittstelle aktiv geschaltet ist. Fenster mit OK schließen. Das PG ist nun mit aktiver Schnittstelle vorhanden. Nun muss das Projekt gespeichert, übersetzt werden und in die CPU geladen werden (dazu Fokus auf die SIMATIC CPU legen). I DT Safety Integrated Seite 26/70 MC-FE-I-008-V11-DE

27 6.2.2 SIMOTION in das bestehende SIMATIC-Projekt einfügen In das bestehende Objekt eine weitere SIMATIC 300-Station einfügen. Anschließend (falls gewünscht) die Station umbenennen; z.b. in SIMOTION D I DT Safety Integrated Seite 27/70 MC-FE-I-008-V11-DE

28 Aus dem Katalog die ensprechende SIMOTION- Komponente auswählen und in den Arbeitsbereich übernehmen (Drag&Drop). Verwendete DP- Schnittstelle der SIMOTION projektieren und vernetzen. Im Beispiel wird DP2 verwendet (siehe auch Abschnit 4.3.2) Anschließend noch speichern und übersetzen. Danach die HW-Konfig in die SIMOTION laden. Nun kann die HW-Konfig geschlossen werden. I DT Safety Integrated Seite 28/70 MC-FE-I-008-V11-DE

29 Die DP-Schnittstelle als Slave projektieren (Schritt 1) Die DP-Schnittstelle als Slave projektieren (Schritt 2) Schaltfläche Neu öffnet zweite Maske. Mit Schaltfläche OK die Default-Einstellung übernehmen. Hinweis: Diese Kopplung wird vom an dieser Stelle vom System automatisch eingefügt um ein fehlerfreies Übersetzen der HW- Konfig zu ermöglichen. Diese Kopplung wird für das Beispiel nicht benötigt und kann später (nach Erstellen der F-Kopplung) wieder gelöscht werden. HW-Konfig speichern und übersetzen. HW-Konfig in die SIMOTION laden. Die SIMOTION ist nun in das bestehende Projekt integriert. I DT Safety Integrated Seite 29/70 MC-FE-I-008-V11-DE

30 6.2.3 Grundinbetriebnahme der SINAMICS-Antriebe (ohne Safety) SCOUT / STARTER aus dem SIMATIC- Projekt heraus öffnen (-> Doppelklick auf Inbetriebnahme ) Online gehen. Automatische Konfiguration der Antriebe starten. Regelungsart Servo für beide Antriebe auswählen. Offline gehen und Speichern und Übersetzen I DT Safety Integrated Seite 30/70 MC-FE-I-008-V11-DE

31 Nachkonfiguration Antrieb 1 Im Projektnavigator bei Antrieb 1 (SERVO_02) das Fenster Konfiguration öffnen. DDS Konfigurieren startet die geführte Nachkonfiguration. Hinweis: Es werden im Folgenden nur die Masken beschrieben in denen eine Änderung notwendig ist. Nachkonfiguration Antrieb 1 Es muss ein Signal für Einspeisung in Betrieb (p0864) projektiert werden. Hier im Beispiel wird der Festbinektor 1 verwendet. Hinweis: In einer realen Applikation sollte nicht der Festbinektor 1 als Signal für Einspeisung in Betrieb (p0864) verwendet werden. I DT Safety Integrated Seite 31/70 MC-FE-I-008-V11-DE

32 Nachkonfiguration Antrieb 1 Das PROFIdrive- Telegramm (p0922) für den Antrieb muss eingestellt werden. Hier im Beispiel wird Telegrammtyp 105 verwendet. Nachkonfiguration Antrieb 2 Konfigurator starten wie für Antrieb 1 beschrieben (Antrieb 2 ist SERVO_03). Hinweis: Es werden im Folgenden nur die Masken beschrieben in denen eine Änderung notwendig ist. Es muss ein Signal für Einspeisung in Betrieb (p0864) projektiert werden. Hier im Beispiel wird der Festbinektor 1 verwendet. Hinweis: In einer realen Applikation sollte nicht der Festbinektor 1 als Signal für Einspeisung in Betrieb (p0864) verwendet werden. I DT Safety Integrated Seite 32/70 MC-FE-I-008-V11-DE

33 Nachkonfiguration Antrieb 2 Der zweite Antrieb verfügt nicht über einen Drive-CLiQ-Geber; der Motor muss manuell ausgewählt werden. Beim Motor handelt es sich im, Beispiel um den Typ 1FK7022-5AK71-1AG0. Nachkonfiguration Antrieb 2 Ebenso wie der Motor muss auch der Geber manuell ausgewählt werden. Dies geschieht ebenfalls wieder über die Typnummer (MLFB). I DT Safety Integrated Seite 33/70 MC-FE-I-008-V11-DE

34 Nachkonfiguration Antrieb 2 Das PROFIdrive- Telegramm (p0922) für den Antrieb muss eingestellt werden. Hier im Beispiel wird Telegrammtyp 105 verwendet. Projektierung speichern, danach online gehen und geändertes Projekt in den SINAMICS Integrated laden. Über den Projektnavigator beim Objekt SERVO_02 das Fenster Drehzahlregler öffnen. Für beide Antriebe wurde im Beispiel der Drehzahlregler wie folgt eingestellt: P-Verst. = 0.1 Nms/rad Nachstellzeit = 10ms I DT Safety Integrated Seite 34/70 MC-FE-I-008-V11-DE

35 Auf beiden Antrieben müssen nun noch einige Parameter in der Expertenliste angepasst werden. Anpassung auf 230V- Betrieb. Projektierung AUS3- Rampe. Alarmquittierung mit -S9 (= DI 6 SINAMICS Integrated) verschalten. p2101 = r722.6 in Expertenliste der CU Nun RAM nach ROM kopieren (auf SINAMICS Integrated), Projektierung ins PG laden und speichern Telegrammprojektierung Im SCOUT (offline!) das Fenster für die Projektierung des PROFIdrive- Telegramms öffnen Für beide Antriebe über die Schaltflächen Zeile einfügen und PROFIsafe einen PROFIsafe-Slot anlegen. I DT Safety Integrated Seite 35/70 MC-FE-I-008-V11-DE

36 Telegrammtyp 390 für CU auswählen. Telegrammverlängerung für sogenannten Safety-Datenblock einfügen. Es werden 3 Worte für Datenübertragung vom Antrieb zur SIMOTION benötigt (Eingangsdaten). Die SIMOTION sendet hier keine Daten an den Antrieb (Ausgangsdaten) Diese Telegrammverlängerung für beide Antriebe einfügen. Änderungen in die HW-Konfig übertragen. Die Telegrammprojektierung sollte nun wie hier dargestellt aussehen (gleiche Adressvergabe vorausgesetzt). Speichern, online gehen und Projektierung laden. I DT Safety Integrated Seite 36/70 MC-FE-I-008-V11-DE

37 6.2.5 SIMOTION in HW-Konfig F-CPU einfügen und koppeln HW-Konfig der F-CPU öffnen und dort die SIMOTION einfügen. Dazu aus dem Ordner bereits projektierte Stationen das Objekt C2xx/P3xx/D4xx/I- Slave in den Arbeitsbereich übernehmen. Das dargestellte Fenster wird automatisch geöffnet. Es muss nun die Schaltfläche Koppeln betätigt werden. Nun den Reiter Konfiguration anwählen und die Schaltfläche Bearbeiten betätigen. Es öffnet sich nun eine weitere Maske. Im Beispiel wird im Feld DP- Master der Adreß-Typ auf Ausgang gestellt und bei Adresse der Wert 4 eingetragen. Danach die Maske mit der Schaltfläche OK schließen. Hinweis: Dabei handelt es sich um eine Default-Kopplung die automatisch angelegt wird, um ein fehlerfreies Übersetzen der HW-Konfig zu ermöglichen. Sie wird nicht benötigt und kann später (nach Erstellen der F- Kopplung) wieder gelöscht werden. I DT Safety Integrated Seite 37/70 MC-FE-I-008-V11-DE

38 Nachdem die Eigenschaftsmaske des DP Slave geschlossen und wieder geöffnet wurde, sollte sie wie hier dargestellt aussehen. Es ist nun ein weiterer Reiter F- Konfiguration vorhanden. Dieser ist anzuwählen und dort die Schaltfläche Neu zu betätigen. Nun wird die F- Kopplung für den 1. Antrieb angelegt. Einstellungen im Beispiel: lokale Adresse = 76 Adresse (LADDR) = 15 Die Maske mit OK verlassen und mit der Schaltfläche Neu in der Maske Eigenschgaften noch die zweite F-Kopplung anlegen. Hinweis: Der Antrieb 1 hat die PROFIsafe- Adresse 64. Im F- Programm wird jedoch über Adresse 15 auf den Antrieb zugegriffen. Die Adresse 76 wird nur für das Routing durch die SIMOTION benötigt. I DT Safety Integrated Seite 38/70 MC-FE-I-008-V11-DE

39 Nun wird die F- Kopplung für den 2. Antrieb angelegt. Einstellungen im Beispiel: lokale Adresse = 82 Adresse (LADDR) = 21 Die Maske mit OK verlassen. Hinweis: Der Antrieb 2 hat die PROFIsafe- Adresse 70. Im F- Programm wird jedoch über Adresse 21 auf den Antrieb zugegriffen. Die Adresse 82 wird nur für das Routing durch die SIMOTION benötigt. HW-Konfig speichern und übersetzen und in die F-CPU laden. Anschließend die HW- Konfig der SIMOTION öffnen. Auch dort sollte im Eigenschaftsfenster der DP2-Schnittstelle die Kopplung sichtbar sein. Hier ist die Einstellung im Reiter Konfiguration zu sehen. Es sind keine Änderungen notwendig. Die erste Zeile zeigt die nicht benötigte Default-Kopplung. I DT Safety Integrated Seite 39/70 MC-FE-I-008-V11-DE

40 Hier sind die Einstellungen im Reiter F-Konfiguration zu sehen. Auch an dieser Stelle sind keine Änderungen notwendig. Zur Kontrolle der korrekten Projektierung der PROFIsafe-Einstellung der Antriebe wird zuerst die Maske DP Slave Eigenschaften des SINAMICS Integrated geöffnet. Im Reiter Konfiguration ist die Schaltfläche Aktivieren zu betätigen. Objekt 1 steht für Servo_02 und Objekt 2 steht für Servo_03. Man setzt nun den Fokus auf Objekt 1 bzw. 2 (erste bzw. zweite Zeile) und betätigt die Schaltfläche PROFIsafe. So werden die nachfolgenden Masken für die F-Parameter der beiden Antriebe geöffnet. I DT Safety Integrated Seite 40/70 MC-FE-I-008-V11-DE

41 In dieser Maske sind die PROFIsafe- Einstellungen des 1. Antriebs dargestellt. Es sind keine Änderungen notwendig. F_Dest_Add bezeichnet die PROFIsafe-Adresse des 1. Antriebs. Diese wird später bei der Safety-Projektierung der Antriebe benötigt. Der Wert beträgt 3FEhex (= 1022 dez). Hinweis: ie Watchdog- Zeit (F_WD_Time = 150msec) muss zum OB35-Zyklus passen. Dieser beträgt im Beispiel 100msec. In dieser Maske sind die PROFIsafe- Einstellungen des 2. Antriebs dargestellt. Es sind keine Änderungen notwendig. F_Dest_Add bezeichnet die PROFIsafe-Adresse des 2. Antriebs. Diese wird später bei der Safety-Projektierung der Antriebe benötigt. Der Wert beträgt 3FDhex (= 1021 dez). Hinweis: ie Watchdog- Zeit (F_WD_Time = 150msec) muss zum OB35-Zyklus passen. Dieser beträgt im Beispiel 100msec. Es muss nun die HW- Konfig der SIMOTION gespeichert und übersetzt sowie geladen werden. I DT Safety Integrated Seite 41/70 MC-FE-I-008-V11-DE

42 Hinweis: In diesem Abschnitt und in 0 wird das Einfügen einer Dummy-Kopplung gezeigt. Wie schon erwähnt wird das vom System automatisch vorgenommen um ein fehlerfreies Übersetzen der Hardware-Konfiguration zu ermöglichen. Diese Kopplung wird nicht benötigt und kann nachträglich gelöscht werden. Wird sie nicht entfernt sind aber auch keine negativen Einflüsse vorhanden. Es bleibt also dem Anwender überlassen ob er diese löschen möchte oder nicht. Wird das Einfügen der Kopplung abgelehnt (auch das ist möglich), dann muss berücksichtigt werden, dass vor der Erstellung der F-Kopplung kein fehlerfreies Übersetzen der Hardware-Konfiguration möglich ist. 6.3 Programmierung der fehlersicheren Steuerung Das Sicherheitsprogramm wurde bewusst so einfach wie möglich gewählt. Im vorliegenden Fall ist die Hauptaufgabe des Sicherheitsprogramms aus den Signalen an den F-DIs die PROFIsafe-Steuerworte für die Antriebe zusammen zu stellen. Diese werden mit dem PROFIsafe-Telegramm an die Antriebe übertragen und steuern dort die Sicherheitsfunktionen an. Zuerst müssen die notwendigen Bausteine für das Sicherheitsprogramm angelegt werden. Achtung: Das Programm darf in dieser Form nicht für eine reale Applikation eingesetzt werden. Man beginnt mit dem F-Call Baustein. Dieser wird zum Aufruf des Sicherheitsprogramms benötigt. Dazu muss im Bausteinordner eine Funktion (hier FC1) mit der Erstellsprache F-Call eingefügt werden. Zum zyklischen Aufruf des Sicherheitsprogramms wird noch der Weckalarm OB35 benötigt. Das eigentliche Sicherheitsprogramm wird in diesem Beispiel in einem Funktionsbaustein (hier FB1) abgearbeitet; d.h. es muss nun der FB 1 mit der Erstellsprache F-KOP oder F-FUP eingefügt werden. I DT Safety Integrated Seite 42/70 MC-FE-I-008-V11-DE

43 Programmierung OB35 Aufruf des Sicherheitsprogramms Programmierung FB1 Netzwerk 1: automatische Quittierung aktivieren Netzwerk 2: -S4 wird zur Quittierung genutzt (für Fehler, die nicht automatisch quittiert werden können) I DT Safety Integrated Seite 43/70 MC-FE-I-008-V11-DE

44 Programmierung FB1 PROFIsafe-STW für Antrieb 1; A15 und A16 (LOW-/HIGH-Byte) Netzwerk 3: -S1 wird auf A15.0 (STO) verschaltet. Netzwerk 4: A15.1 (SS1) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Programmierung FB1 PROFIsafe-STW für Antrieb 1; A15 und A16 (LOW-/HIGH-Byte) Netzwerk 5: A15.2 (SS2) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Netzwerk 6: -S2 wird auf A15.3 (SOS) verschaltet. Invertierung ist notwendig, da -S2 als Schließer/Öffner verdrahtet ist. Netzwerk 7: A15.4 (SLS) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Netzwerk 8: - S4 wird auf A15.7 (fehlersichere Quittierung) verschaltet. Netzwerke 9 und 10: Auf A16.1 und A16.2 wird das VKE0 verschaltet und somit dauerhaft die SLS- Stufe 1 angewählt. I DT Safety Integrated Seite 44/70 MC-FE-I-008-V11-DE

45 Programmierung FB1 PROFIsafe-STW für Antrieb 2; A21 und A22 (LOW-/HIGH-Byte) Netzwerk 11: A21.0 (STO) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Netzwerk 12: -S1 wird auf A21.1 (SS1) verschaltet. Netzwerk 13: A21.2 (SS2) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Netzwerk 14: A21.3 (SOS) wird mit VKE1 dauerhaft abgewählt. Netzwerk 15: -S3 wird auf A21.4 (SLS) verschaltet. Netzwerk 16: - S4 wird auf A21.7 (fehlersichere Quittierung) verschaltet. Netzwerke 17 und 18: Auf A22.1 und A22.2 wird das VKE0 verschaltet und somit dauerhaft die SLS- Stufe 1 angewählt. I DT Safety Integrated Seite 45/70 MC-FE-I-008-V11-DE

46 Das Rückmeldesignal SSM aus dem Safety- Zustandswort beider Antriebe wird UNDverknüpft und über DO7 auf die Lampe in S4 verschaltet. Erstellung neue F- Ablaufgruppe Hier wird das Sicherheits-programm (FB1) dem FC1 zugeordnet, sowie der zugehörige I-DB definiert. Danach das Sicherheitsprogramm generieren und in die CPU laden. Zusätzlich noch die Standardbausteine in die F-CPU laden. Hinweis: Es ist empfehlenswert ebenfalls noch die Bausteine OB82 und OB86 einzubinden um den Ausfall von Peripherie (z.b. der Antriebe bei einem Power-On-Reset) zu tolerieren ohne das die F-CPU in den Betriebszustand STOP wechselt. I DT Safety Integrated Seite 46/70 MC-FE-I-008-V11-DE

47 6.4 Parametrierung der Sicherheitsfunktionen im SINAMICS Integrated Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben Fenster Safety integrated von Antrieb 1 & 2 (SERVO_02 & SERVO_03) öffnen und Inbetriebnahmemodus mit Eistellungen ändern aktivieren. Das Default-Passwort bei Erst-IBN lautet 0. Hinweise: Die Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben muss online erfolgen. Es werden nur die Fenster beschrieben in denen Parameteränderungen notwendig sind. Bei beiden Antrieben werden die Sicherheitsfunktionen STO, SS1, SS2, SOS, SLS und SSM so weit in Betrieb genommen um angesteuert werden zu können. Das Beispiel beschränkt sich jedoch für Antrieb 1 auf die Anwahl von SS1 und SOS. Für Antrieb 2 werden STO und SLS angesteuert. Die Projektierung der Sicherheitsfunktionen ist bei beiden Antrieben identisch. Es gibt nur eine Ausnahme. Dabei handelt es sich um die PROFIsafe-Adresse (Eingebe im Fenster Konfiguration ). Für Antrieb 1 (SERVO_02) beträgt der Wert 3FEhex und für Antrieb 2 (SERVO_03) lautet er 3FDhex. I DT Safety Integrated Seite 47/70 MC-FE-I-008-V11-DE

48 Fenster Safety integrated Im Beispiel ist zu projektieren: Auswahl Ansteuerung mit Motion Monitoring über PROFIsafe Freigaben auf Freigeben setzen. Fenster Konfiguration Im Beispiel ist zu projektieren: PROFIsafe-Adresse mit 3FEhex (für Antrieb 1) bzw. 3FDhex (für Antrieb 2) Geschwindigkeitsgrenze (SSM) mit 100 mm/min Signalquelle Teststopp mit DI7 des SINAMICS Integrated I DT Safety Integrated Seite 48/70 MC-FE-I-008-V11-DE

49 Fenster Sichere Stops Im Beispiel ist zu projektieren: Verzögerungszeit SS1 -> Impulslöschen = 500msec Verzögerungszeit Anw. SOS -> SOS aktiv = 500msec Verzögerungszeit SS2 -> SOS aktiv = 500msec Beschleunigungsüberwachung = 500mm/min Abschaltdrehzahl SS1 = 100mm/min Stillstandstoleranz SOS = 2.5mm Fenster Sicher reduzierte Geschwindigkeit Im Beispiel ist zu projektieren: n_max für Stufe 1 = 625mm/min Parameter kopieren und danach Dialog zum Ändern des Passwortes öffnen. I DT Safety Integrated Seite 49/70 MC-FE-I-008-V11-DE

50 Neues Passwort vergeben. Im Beispiel wird der Wert 1 verwendet. Einstellungen aktivieren. RAM nach ROM Sicherung ausführen. Achsiale Sicherung ist ausreichend (Start mit Achsparameter ). Hinweis: Neustart erst nach Abschluss der Projektierung ausführen. Bei Version V2.5 (SINAMICS integrated) muss nun bei beiden Antrieben noch die Anpassung an den taktsynchronen internen PROFIBUS vorgenommen werden. Nun RAM nach ROM kopieren (auf SINAMICS Integrated). Power-On-Reset ausführen. Online gehen, Projektierung ins PG laden und speichern. 1. p10 = p9761 = Passwort (im Beispiel 1 ) 3. p9510 = 1 4. p9700 = 57hex 5. p9701 = AChex 6. p10 = 0 I DT Safety Integrated Seite 50/70 MC-FE-I-008-V11-DE

51 Die Nutzung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen ist ausgewählt und diese können über die Bedienelemente an der F-CPU aktiviert bzw. deaktiviert werden. Es sollten nur noch folgende Meldungen sichtbar sein. Diese Meldungen beeinflussen nicht die oben beschriebene Funktionalität. Sie sagen lediglich aus, dass der Teststopp der Sicherheitsfunktionen in den Antrieben notwendig ist (A1697). Es handelt sich hier um Warnungen, d.h. die Antriebe können eingeschaltet und verfahren werden, sobald die Projektierung auf Seiten der SIMOTION abgeschlossen ist Projektierung des Safety-Datenblocks auf Seiten des SINAMICS Die Telegrammerweiterung für den sogenannten Safety-Datenblock wurde in Abschnitt angelegt. Hier geht es nun darum diesen Datenblock vom SINAMCS Integrated mit den benötigten Daten zu versorgen. Es werden 6 Byte / 3 Worte benötigt. Die Daten werden vom Antrieb an die SIMOTION gesendet. Es werden keine Safety-Signale von der SIMOTION an den Antrieb gesendet. Die Prozessdaten werden vom Anwender mittels der BiCo-Verschaltung im SINAMICS verdrahtet. Die Reihenfolge der einzelnen Signale im Safety Datenblock darf nicht verändert werden. Im ersten Wort werden die Rückmeldebits der Sicherheitsfunktionen des Antriebs übertragen. I DT Safety Integrated Seite 51/70 MC-FE-I-008-V11-DE

52 Folgende BiCo-Verschaltung ist für jeden Antrieb durchzuführen: Das Zustandswort steht dann an Parameter r2089[3] zur Verfügung. Im zweiten und dritten Wort wird die wirksame Sollgeschwindigkeitsbegrenzung bei Anwahl von SLS (r9733) als Gleitpunktzahl übertragen. Die Verschaltung des Safety-Datenblock auf Antriebsseite hat folgende Zuordnung: Safety Zustandswort r2089[3] wirksame Sollgeschwindigkeitsbegrenzung r9733 [0] = p9531 [x] * p9533 / p9520 (x: angewählte SLS-Stufe) Die SINAMICS Safety-Statussignale werden in der SIMOTION Systemvariablen D435.Axis_1.drivedata.drivesafetyextendedfunctionsinfodata.state angezeigt. Der Wert der Sollgeschwindigkeitsbegrenzung wird in D435.Axis_1.drivedata.drivesafetyextendedfunctionsinfodata.safespeedlimit angezeigt. I DT Safety Integrated Seite 52/70 MC-FE-I-008-V11-DE

53 6.5 SIMOTION SIMOTION Achsen anlegen Auf SIMOTION-Seite sind die Achsen über den Inbetriebnahme- Assistenten wie folgt anzulegen. SERVO_02 wird Axis_1 zugeordnet, SERVO_03 wird entsprechend mit Axis_2 verbunden. Das Vorgehen wird hier beispielhaft für eine Achse (Axis_1) gezeigt. Bevor das Projekt in die SIMOTION geladen wird müssen beide Achsen konfiguriert sein. Inbetriebnahme- Assistenten durch Doppelklick auf Achse einfügen im Projektnavigator starten. Im Beispiel wird die erste Achse Axis_1 genannt. Es wird Drehzahlregelung und Positionieren aktiviert. Es werden die voreingestellten Werte beibehalten. Es handelt sich um eine Linearachse mit elektrischem Antrieb. I DT Safety Integrated Seite 53/70 MC-FE-I-008-V11-DE

54 Auch im Fenster Einheiten wurden im Beispiel die voreingestellten Werte beibehalten. Die Modulo-Korrektur wird im Beispiel nicht aktiviert. I DT Safety Integrated Seite 54/70 MC-FE-I-008-V11-DE

55 In diesem Fenster wird die Zuordnung zwischen SIMOTION Objekt (Axis_1) und der SINAMICS-Achse (SERVO_02) getroffen. Datenabgleich mit dem Antrieb ausführen (Normierungsdrehzahl und Maximaldrehzahl). Kontrolle ob das PROFIdrive Telegramm 105 ausgewählt ist. Mit Schaltfläche PROFIdrive Telegramm ändern das folgende Fenster öffnen. Da die Projektierung der SINAMICS- Antriebe abgeschlossen ist, muss hier lediglich geprüft werden ob die Werte korrekt übernommen wurden. Änderungen sind i.d.r. nicht notwendig. Speziell die Telegrammerweiterung um 3 Worte eingangsseitig prüfen, da diese für die Übertragung der Safety-Daten vom Antrieb an die SIMOTION benötigt wird. I DT Safety Integrated Seite 55/70 MC-FE-I-008-V11-DE

56 Hier wird der Geber zugeordnet. Die Geberdaten können mit der Schaltfläche Datenübernahme vom Antrieb in den Wizzard übernommen werden. Hier werden die weiteren Geberdaten angezeigt. Änderungen sind nicht notwendig, wenn die Datenübernahme vom Antrieb fehlerfrei abgelaufen ist. I DT Safety Integrated Seite 56/70 MC-FE-I-008-V11-DE

57 Abschluss des Wizzards zum Anlegen des Objekts Achse auf der SIMOTION. Nach Abschluss des Inbetriebnahmeassistenten sind beim Beispiel noch einige Parameränderungen nötig. Diese sind in den folgenden Fenstern dargestellt. Fenster Vorbelegung Geschwindigkeit wird auf den Wert mm/s gesetzt (entspricht 500U/min). Für die Beschleunigung und Verzögerung wird der Wert mm/s 2 eingetragen. I DT Safety Integrated Seite 57/70 MC-FE-I-008-V11-DE

58 Fenster Begrenzungen Maximale Geschwindigkeit auf den Wert 500mm/s setzen. Fenster Regelung Im Beispiel wird der Kv-Faktor auf den Wert 12 1/s gesetzt. Bei der zweiten Achse gibt es Unterschiede im Fenster Antriebszuordnung. Hier sind die logischen Hardware-Adressen gemäß Servo_03 eingetragen. I DT Safety Integrated Seite 58/70 MC-FE-I-008-V11-DE

59 Bei der zweiten Achse gibt es auch Unterschiede im Fenster Geberzuordnung. Die Geberdaten können mit der Schaltfläche Datenübernahme vom Antrieb in den Wizzard übernommen werden. Bei der zweiten Achse gibt es auch Unterschiede im Fenster Geber Daten. Hier werden die weiteren Geberdaten angezeigt. Änderungen sind nicht notwendig, wenn die Datenübernahme vom Antrieb fehlerfrei abgelaufen ist. I DT Safety Integrated Seite 59/70 MC-FE-I-008-V11-DE

60 Da die Safety-Alarme der SIMOTION noch nicht ganz der Spezifikation entsprechen ist es empfehlenswert diese für beide Achsen auszublenden. Das Fenster wird geöffnet in dem man im Ablaufsystem die TechFault-Task anwählt und dann die Schaltfläche Alarmkonfiguration betätigt. Die achspezifischen Reaktionen in diesem Beispiel bauen nicht auf diese Alarme auf. Hinweis: Ab Version ist die Funktion der Alarme korrekt. Es wird aber weiterhin empfohlen die Alarme nicht für die Programmierung der achspezifischen Reaktionen zu nutzen. Nach Abschluss der Inbetriebnahme beider Achsen auf Seiten der SIMOTION muss das Projekt gespeichert und in die SIMOTION geladen werden (Im Projektnavigator Fokus auf D435 legen). Wurde bei der Inbetriebnahme wie hier gezeigt vorgegangen, dann sind alle Einstellungen für den Safety-Datenblock korrekt. Es sollte nun lediglich kontrolliert werden, dass die Startadresse korrekt eingetragen wurde (276 für Axis_1 und 302 für Axis_2) Axis_1 Axis_2 I DT Safety Integrated Seite 60/70 MC-FE-I-008-V11-DE

61 6.5.2 SIMOTION Programme In diesem Abschnitt werden die im Funktionsbeispiel verwendeten Programme kurz vorgestellt. Auf die Darstellung des Programmcodes bzw. eine sehr detaillierte wird verzichtet, da die Programme selbst mit Kommentaren versehen sind. ST-Programme beinhalten den Kommentar direkt im Code. Bei MMC- Programmen sind kommentierte Blöcke mit einem grünen Dreieck in der rechten oberen Ecke gekennzeichnet. Der Kommentar kann geöffnet werden, indem man den Block markiert und mit der rechten Maustaste ein Menü öffnet. Hier muss dann der Eintrag Kommentar eingeben... ausgewählt werden IO_ReadWrite (Digitale I/Os einlesen bzw. schreiben) Zur Steuerung der Bewegungen der Achsen werden die Digitalen Eingänge des SINAMICS Integrated der SIMOTION D435 genutzt. Diese Eingänge werden über die I/O-Variable io_cu320_inword in die SIMOTION eingelesen. Über die Variable io_cu320_outword können die Ausgänge des SINAMICS Integrated angesteuert werden, worauf in diesem Beispiel aber verzichtet wird. Die Eingänge werden genutzt um z.b. die Antriebe einzuschalten, Verfahrprogramme zu starten, Störungen zu quittieren und den Teststopp bzw. die Zwangsdynamisierung zu starten. Diese beiden Variablen werden im Projektnavigator unter I/O wie nachfolgend dargestellt angelegt. Die DIs werden vom SINAMICS Integrated in diesem Beispiel an Adresse 310 (entspricht PZD 2 der Control Unit Senderichtung) zur Verfügung gestellt. Für die Ausgänge ist hier ebenfalls die Adresse 298 (entspricht PZD 2 der Control Unit Empfangsrichtung) zu nutzen. Das Programm IO_ReadWrite wurde aus dem FAQ mit der Nummer übernommen. Die nicht benötigten Programmteile wurden nachträglich entfernt. Eine detaillierte Dokumentation sowie der Programmcode kann unter folgendem Link herunter geladen werden: Das Programm wird in der Background-Task abgearbeitet und stellt die Signale an den digitalen Eingängen des SINAMICS Integrated über die oben genannten Variablen für den Programmablauf der SIMOTION zur Verfügung Axis_01.mmc_bg_task1 (Ablaufsteuerung für Axis_1) Mit diesem Programm wird der obere Antrieb des Vorführkoffers (Axis_1; bzw. SERVO_02) angesteuert. Das Programm wird in der BackgroundTask zyklisch bearbeitet und ist zuständig für das Ein-/Ausschalten der Achsfrei- I DT Safety Integrated Seite 61/70 MC-FE-I-008-V11-DE

62 gabe, die Fehlerquittierung sowie für das Starten und Anhalten des Verfahrprogramms mt_axis_1. Programmfunktionen: -S5 (DI 0) Freigaben für Axis_1 setzen bzw. wegnehmen -S6 (DI 1) Verfahrprogramm mt_axis_1 starten bzw. stoppen. -S9 (DI 6) Alarme quittieren Axis_02.mmc_bg_task2 (Ablaufsteuerung für Axis_2) Mit diesem Programm wird der untere Antrieb des Vorführkoffers (Axis_2; bzw. SERVO_03) angesteuert. Das Programm wird in der BackgroundTask zyklisch bearbeitet und ist zuständig für das Ein-/Ausschalten der Achsfreigabe, die Fehlerquittierung sowie für das Starten und Anhalten des Verfahrprogramms mt_axis_2. Programmfunktionen: -S7 (DI 2) Freigaben für Axis_2 setzen bzw. wegnehmen -S8 (DI 3) Verfahrprogramm mt_axis_2 starten bzw. stoppen. -S9 (DI 6) Alarme quittieren Axis_01.mt_axis_1 (Verfahrprogramm für Axis_1) Das Verfahrprogramm besteht aus 3 Verfahrbefehlen, die von mmc_bg_task1 zyklisch aufgerufen werden, solange an -S1 ein HIGH- Pegel anliegt. D.h. nach einmaligem Start des Verfahrprogramms hat man eine Endlosbewegung der Achse bis diese durch Anwahl einer Safety- Funktion oder durch einen LOW-Pegel an -S1 abgebrochen wird. Dieses Programm wird in der MotionTask_3 abgearbeitet. Diese Task wird vom Programm Axis_01.mmc_gb_task1 zyklisch gestartet Axis_02.mt_axis_2 (Verfahrprogramm für Axis_2) Das Verfahrprogramm besteht aus 3 Verfahrbefehlen, die von mmc_bg_task2 zyklisch aufgerufen werden, solange an -S3 ein HIGH- Pegel anliegt. D.h. nach einmaligem Start des Verfahrprogramms hat man eine Endlosbewegung der Achse bis diese durch Anwahl einer Safety- Funktion oder durch einen LOW-Pegel an -S3 abgebrochen wird. Dieses Programm wird in der MotionTask_4 abgearbeitet. Diese Task wird vom Programm Axis_02.mmc_bg_task2 zyklisch gestartet Axis_01.mt_safety_axis_1 In diesem Programm werden die achsspezifischen Reaktionen auf die Anbzw. Abwahl der Sicherheitsfunktionen ausgeführt. Da mehrere Sicherheitsfunktionen gleichzeitig aktiv sein können muss zuerst die Priorität ermittelt werden, bevor die achsspezifische Reaktion ausgeführt werden kann. Dazu wird der Wert einer Variablen ermittelt die dann genutzt wird um die Reaktion auszuwählen (mittels CASE-Anweisung). Im Beispiel werden für die einzelnen Funktionen die nachfolgend beschriebenen Reaktionen eingeleitet. Nach deren Ausführung werden die Variablen für den Zustand der einzelnen Sicherheitsfunktionen (ermittelt in ST_Main.extsafety) I DT Safety Integrated Seite 62/70 MC-FE-I-008-V11-DE