Danfoss FCM 300 Design guide [de]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Projektierungshandbuch VLT® HVAC Drive FC 102

1,1-90 kW

www.danfoss.com/drives

Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

Inhaltsverzeichnis
1 Lesen des Projektierungshandbuchs	6
2 Einführung zum VLT® HVAC Drive	11
2.1 Sicherheit	11
2.2 CE-Kennzeichnung	12
2.3 Luftfeuchtigkeit	13
2.4 Aggressive Umgebungsbedingungen	14
2.5 Vibrationen und Erschütterungen	14
2.6 Sicher abgeschaltetes Moment	15
2.7 Vorteile	22
2.8 Regelungsstrukturen	36
2.9 Allgemeine EMV-Aspekte	46
2.10 Galvanische Trennung (PELV)	51
2.11 Gefahren durch elektrischen Schlag	52
2.12 Bremsfunktion	53
2.13 Extreme Betriebsbedingungen	54
3 Auswahl	58
3.1 Optionen und Zubehör	58
3.1.1 Einbau von Optionsmodulen in Steckplatz B	58
3.1.2 Universal-E/A-Modul MCB 101	59
3.1.3 Digitaleingänge – Klemme X30/1–4	60
3.1.4 Analoge Spannungseingänge – Klemme X30/10–12	60
3.1.5 Digitalausgänge – Klemme X30/5–7	60
3.1.6 Analogausgänge – Klemme X30/5+8	60
3.1.7 Relais-Option MCB 105	61
3.1.8 24-V-Notstromoption MCB 107 (Option D)	63
3.1.9 Analoge I/O-Option MCB 109	64
3.1.10 PTC-Thermistorkarte MCB 112	65
3.1.11 Sensoreingangsoption MCB 114	67
3.1.11.1 Bestellnummern und gelieferte Teile	68
3.1.11.2 Elektrische und mechanische Daten	68
3.1.11.3 Elektrische Verdrahtung	69
3.1.12 LCP-Einbausatz	69
3.1.13 IP21/IP41-Gehäuseabdeckung	70
3.1.14 Gehäuseabdeckung IP21	70
3.1.15 Ausgangsfilter	72
4 Bestellen	73
4.1 Bestellformular	73

MG11BC03

Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

4.2 Bestellnummern

5 Mechanische Installation	86
5.1 Mechanische Installation	86
5.1.1 Sicherheitstechnische Anforderungen für die Aufstellung	86
5.1.2 Abmessungen	87
5.1.3 Beutel mit Zubehör	89
5.1.4 Aufstellung	90
5.1.5 Montage vor Ort	91
6 Elektrische Installation	92
6.1 Anschlüsse – Gehäusetypen A, B und C	92
6.1.1 Anzugsdrehmoment	92
6.1.2 Öffnen von Aussparungen für zusätzliche Kabel	93
6.1.3 Netzanschluss und Erdung	93
6.1.4 Motoranschluss	96
6.1.5 Relaisanschluss	102
6.2 Sicherungen und Trennschalter	103
6.2.1 Sicherungen	103
6.2.2 Empfehlungen	104
6.2.3 CE-Konformität	104
6.2.4 Sicherungstabellen	105
6.3 Trennschalter und Schütze	113
6.4 Zusätzliche Motorinformationen	113
6.4.1 Motorleitungen	113
6.4.2 Thermischer Motorschutz	114
6.4.3 Parallelschaltung von Motoren	114
6.4.4 Drehrichtung des Motors.	116
6.4.5 Motorisolation	116
6.4.6 Motorlagerströme	117
6.5 Steuerkabel und -klemmen	117
6.5.1 Zugang zu den Steuerklemmen	117
6.5.2 Steuerkabelführung	118
6.5.3 Steuerklemmen	118
6.5.4 Schalter S201, S202 und S801	119
6.5.5 Elektrische Installation, Steuerklemmen	119
6.5.6 Einfaches Verdrahtungsbeispiel	120
6.5.7 Elektrische Installation, Steuerkabel	121
6.5.8 Relaisausgang	122
6.6 Zusätzliche Anschlüsse	123
6.6.1 DC-Zwischenkreisanschluss	123

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Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

6.6.2 Zwischenkreiskopplung	123
6.6.3 Installation eines Anschlusskabels für die Bremse	123
6.6.4 Anschließen eines PC an den Frequenzumrichter	123
6.6.5 PC-Software	124
6.6.6 MCT 31	124
6.7 Sicherheit	124
6.7.1 Hochspannungsprüfung	124
6.7.2 Erdung	124
6.7.3 Schutzerdung	125
6.7.4 ADN-konforme Installation	125
6.8 EMV-gerechte Installation	125
6.8.1 Elektrische Installation – EMV-Schutzmaßnahmen	125
6.8.2 EMV-gerechte Verkabelung	128
6.8.3 Erdung abgeschirmter Steuerkabel	129
6.8.4 EMV-Schalter	130
6.9 Fehlerstromschutzschalter	130
6.10 Endgültige Konfiguration und Prüfung	130

7 Anwendungsbeispiele	132
7.1 Anwendungsbeispiele	132
7.1.1 Start/Stopp	132
7.1.2 Puls-Start/Stopp	132
7.1.3 Potenziometer Sollwert	133
7.1.4 Automatische Motoranpassung (AMA)	133
7.1.5 Smart Logic Control	133
7.1.6 Programmieren des Smart Logic Controllers	134
7.1.7 SLC-Anwendungsbeispiel	135
7.1.8 Kaskadenregler	136
7.1.9 Pumpenzuschaltung mit Führungspumpen-Wechsel	137
7.1.10 Systemstatus und Betrieb	138
7.1.11 Schaltbild für Pumpe mit konstanter/variabler Drehzahl	138
7.1.12 Schaltbild für den Führungspumpen-Wechsel	138
7.1.13 Schaltbild für Kaskadenregler	139
7.1.14 Start/Stopp-Bedingungen	140
8 – Installation und Konfiguration	141
8.1 – Installation und Konfiguration	141
8.2 Übersicht zum FC-Protokoll	143
8.3 Netzwerkkonfiguration	143
8.4 Aufbau der Telegrammblöcke für FC-Protokoll	144
8.4.1 Inhalt eines Zeichens (Byte)	144

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Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

8.4.2 Telegrammaufbau	144
8.4.3 Telegrammlänge (LGE)	144
8.4.4 Frequenzumrichteradresse (ADR)	144
8.4.5 Datensteuerbyte (BCC)	144
8.4.6 Das Datenfeld	145
8.4.7 Das PKE-Feld	146
8.4.8 Parameternummer (PNU)	146
8.4.9 Index (IND)	146
8.4.10 Parameterwert (PWE)	147
8.4.11 Vom Frequenzumrichter unterstützte Datentypen	147
8.4.12 Umwandlung	147
8.4.13 Prozesswörter (PCD)	148
8.5 Beispiele	148
8.5.1 Schreiben eines Parameterwerts	148
8.5.2 Lesen eines Parameterwertes	148
8.6 Übersicht zu Modbus RTU	149
8.6.1 Voraussetzungen	149
8.6.2 Was der Anwender bereits wissen sollte	149
8.6.3 Übersicht zu Modbus RTU	149
8.6.4 mit Modbus RTU	149
8.7 Netzwerkkonfiguration	150
8.8 Modbus RTU Aufbau der Telegrammblöcke	150
8.8.1 mit Modbus RTU	150
8.8.2 Modbus RTU-Telegrammaufbau	150
8.8.3 Start-/Stoppfeld	150
8.8.4 Adressfeld	151
8.8.5 Funktionsfeld	151
8.8.6 Datenfeld	151
8.8.7 CRC-Prüffeld	151
8.8.8 Adressieren von Einzelregistern	151
8.8.9 Regelung des s	152
8.8.10 Von Modbus RTU unterstützte Funktionscodes	153
8.8.11 Modbus-Ausnahmecodes	153
8.9 Zugriff auf Parameter	154
8.9.1 Parameterverarbeitung	154
8.9.2 Datenspeicherung	154
8.9.3 IND	154
8.9.4 Textblöcke	154
8.9.5 Umrechnungsfaktor	154
8.9.6 Parameterwerte	154

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Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

8.10 Beispiele	154
8.10.1 Spulenzustand lesen (01 HEX)	154
8.10.2 Einzelne Spule erzwingen/schreiben (05 HEX)	155
8.10.3 Mehrere Spulen erzwingen/schreiben (0F HEX)	156
8.10.4 Halteregister lesen (03 HEX)	156
8.10.5 Voreingestelltes, einzelnes Register (06 HEX)	157
8.10.6 Voreingestellte multiple Register (10 HEX)	157
8.11 Danfoss FC-Steuerprofil	158
8.11.1 Steuerwort gemäß FC-Profil (8-10 Steuerprofil = FC-Profil)	158
8.11.2 Zustandswort gemäß FC-Profil (ZSW) (8-10 Steuerprofil = FC-Profil)	159
8.11.3 Bus (Drehzahl) Sollwert	160

9 Allgemeine technische Daten und Fehlersuche und -behebung	161
9.1 Netzversorgungstabellen	161
9.2 Allgemeine technische Daten	170
9.3 Wirkungsgrad	175
9.4 Störgeräusche	175
9.5 Spitzenspannung am Motor	176
9.6 Besondere Betriebsbedingungen	180
9.6.1 Zweck der Leistungsreduzierung	180
9.6.2 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur	180
9.6.3 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Gehäusetyp A	180
9.6.4 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Gehäusetyp B	181
9.6.5 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Gehäusetyp C	182
9.6.6 Automatische Anpassungen zur Sicherstellung der Leistung	184
9.6.7 Leistungsreduzierung wegen niedrigem Luftdruck	184
9.6.8 Leistungsreduzierung beim Betrieb mit niedriger Drehzahl	185
9.7 Fehlersuche und -behebung	186
9.7.1 Alarmwörter	190
9.7.2 Warnwörter	191
9.7.3 Erweiterte Zustandswörter	192
Index	200

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Lesen des Projektierungshan... Projektierungshandbuch

1	1	1 Lesen des Projektierungshandbuchs
		1 Lesen des Projektierungshandbuchs

VLT® HVAC Drive

FC 102 Baureihe

Dieses Handbuch beschreibt alle VLT® HVAC Drive-Frequenzum- richter mit Software-Version 3.9x. Die tatsächliche Software-Versions- nummer:

finden Sie unter 15-43 Softwareversion.

Tabelle 1.1 Software-Version

Dieses Handbuch enthält Informationen, die Eigentum von Danfoss sind. Durch die Annahme und Verwendung dieses Handbuchs erklärt sich der Benutzer damit einverstanden, die darin enthaltenen Informationen ausschließlich für Geräte von Danfoss oder solche anderer Hersteller zu verwenden, die ausdrücklich für die Kommunikation mit Danfoss-Geräten über die serielle Kommunikationsverbindung bestimmt sind. Dieses Handbuch ist durch Urheberschutzgesetze Dänemarks und der meisten anderen Länder geschützt.

Danfoss übernimmt keine Gewährleistung dafür, dass die nach den im vorliegenden Handbuch enthaltenen Richtlinien erstellten Softwareprogramme in jedem physischen Umfeld bzw. jeder Hardoder Softwareumgebung einwandfrei laufen.

Obwohl die im Umfang dieses Handbuchs enthaltene Dokumentation von Danfoss überprüft und überarbeitet wurde, leistet Danfoss in Bezug auf die Dokumentation einschließlich Beschaffenheit, Leistung oder Eignung für einen bestimmten Zweck keine vertragliche oder gesetzliche Gewähr.

Danfoss übernimmt keinerlei Haftung für unmittelbare, mittelbare oder beiläufig entstandene Schäden, Folgeschäden oder sonstige Schäden aufgrund der Nutzung oder Unfähigkeit zur Nutzung der in diesem Handbuch enthaltenen Informationen. Dies gilt auch dann, wenn auf die Möglichkeit solcher Schäden hingewiesen wurde. Danfoss haftet insbesondere nicht für Kosten, einschließlich aber nicht beschränkt auf entgangenen Gewinn oder Umsatz, Verlust oder Beschädigung von Ausrüstung, Verlust von Computerprogrammen, Datenverlust, Kosten für deren Ersatz oder Ansprüche Dritter jeglicher Art.

Danfoss behält sich das Recht vor, jederzeit Überarbeitungen oder inhaltliche Änderungen an dieser Druckschrift ohne Vorankündigung oder eine verbindliche Mitteilungspflicht vorzunehmen.

•Das Projektierungshandbuch enthält alle technischen Informationen zum Frequenzumrichter sowie Informationen zur kundenspezifischen Anpassung und Anwendung.

•Das Programmierungshandbuch enthält Informationen über die Programmierung und vollständige Parameterbeschreibungen.

•Anwendungshinweis, Richtlinie zur Temperaturreduzierung

•Das Produkthandbuch für MCT 10 Konfigurationssoftware ermöglicht Ihnen das Konfigurieren des Frequenzumrichters auf einem Windows™-PC.

•Danfoss VLT® Energy Box-Software unter www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions und wählen Sie dann PC-Software Download

•VLT® HVAC Drive BACnet, Produkthandbuch

•VLT® HVAC Drive Metasys, Produkthandbuch

•VLT® HVAC Drive FLN, Produkthandbuch

Technische Literatur von Danfoss erhalten Sie in gedruckter Form von Ihrer örtlichen Danfoss-Vertriebsniederlassung. www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.htm

MG11BC03

Lesen des Projektierungshan...	Projektierungshandbuch

Tabelle 1.2

Der Frequenzumrichter erfüllt die Anforderungen des thermischen Gedächtnisses nach UL508C. Weitere Informationen finden Sie unter Kapitel 6.4.2 Thermischer Motorschutz.

Folgende Symbole werden in diesem Dokument verwendet.

WARNUNG

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die den Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben kann.

VORSICHT

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die leichte Verletzungen zur Folge haben könnte, Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Weist auf wichtige Informationen hin, darunter Situation, die zu Geräteoder Sachschäden führen kann.

Wechselstrom	AC

American Wire Gauge = Amerikanisches	AWG
Drahtmaß

Ampere	A

Automatische Motoranpassung	AMA

Stromgrenze	ILIM

Grad Celsius	°C
Gleichstrom	DC
Abhängig vom Frequenzumrichter	D-TYPE
Elektromagnetische Verträglichkeit	EMV
Elektronisches Thermorelais	ETR
Frequenzumrichter	FU
Gramm	g
Hertz	Hz
Pferdestärke	PS

Kilohertz	kHz

Local Control Panel	LCP

Meter	m

Millihenry (Induktivität)	mH

Milliampere	mA

		1	1
Millisekunden	ms	1	1
Minute	min
Minute	min
Motion Control Tool	MCT
Nanofarad	nF
Newtonmeter	Nm
Motornennstrom	IM,N
Motornennfrequenz	fM,N

Motornennleistung	PM,N

Motornennspannung	UM,N

Permanentmagnet-Motor	PM Motor
Schutzkleinspannung – Protective extra low	PELV
voltage
Leiterplatte	PCB
Wechselrichter-Nennausgangsstrom	IINV

Umdrehungen pro Minute	U/min [UPM]
Generatorische Klemmen	Regen
Sekunde	s
Synchrone Motordrehzahl	ns
Drehmomentgrenze	TLIM

Volt	V

Der maximale Ausgangsstrom des Frequen-	IVLT,MAX
zumrichters.

Der vom Frequenzumrichter gelieferte	IVLT,N
Ausgangsnennstrom.

Tabelle 1.3 Abkürzungen

1.1.1 Definitionen

Frequenzumrichter:

IVLT,MAX

Der maximale Ausgangsstrom des Frequenzumrichters.

IVLT,N

Der vom Frequenzumrichter gelieferte Ausgangsnennstrom.

UVLT, MAX

Die maximale Ausgangsspannung des Frequenzumrichters.

Eingang:

Steuerbefehl	Gruppe 1	Reset, Motorfreilauf,
Startet und stoppt den		Reset und Motorfreilauf,
angeschlossenen Motor		Schnellstopp, DC-
über das LCP oder die		Bremsung, Stopp und
Digitaleingänge.		„Off“-Taste am LCP.
Die Funktionen sind in
Die Funktionen sind in	Gruppe 2	Start, Puls-Start,
zwei Gruppen unterteilt.		Reversierung, Start +
Funktionen in Gruppe 1		Reversierung,
haben eine höhere		Festdrehzahl JOG und
Priorität als Funktionen in		Ausgangsfrequenz
Gruppe 2.		speichern

Tabelle 1.4 Funktionsgruppen

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1 1 Motor:

fJOG

Die Motorfrequenz (Festfrequenz „Jog“), wählbar über Digitaleingang oder Bus, wenn die Funktion Festdrehzahl JOG aktiviert ist.

Sollwerte:

Analogsollwert

Ein Sollwertsignal an den Analogeingängen 53 oder 54 (Spannung oder Strom).

Die Motorfrequenz.

fMAX

Die maximale Motorfrequenz.

fMIN

Die minimale Motorfrequenz.

fM,N

Die Motornennfrequenz (Typenschilddaten).

Der Motorstrom.

IM,N

Der Motornennstrom (Typenschilddaten).

nM,N

Die Motornenndrehzahl (Typenschilddaten).

PM,N

Die Motornennleistung (Typenschilddaten).

TM,N

Das Nenndrehmoment (Motor).

Die momentane Spannung des Motors.

Bussollwert

Ein an die serielle Kommunikationsschnittstelle (FC-Schnitt- stelle) übertragenes Signal.

Festsollwert

Ein definierter Festsollwert, einstellbar zwischen -100 % und +100 % des Sollwertbereichs. Sie können bis zu 8 Festsollwerte über die Digitaleingänge auswählen.

Pulssollwert

Ein an die Digitaleingänge übertragenes Pulsfrequenzsignal (Klemme 29 oder 33).

RefMAX

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 100 % des Gesamtskalenwerts (in der Regel 10 V, 20 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der in 3-03 Maximaler Sollwert eingestellte maximale Sollwert.

RefMIN

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 0 % (normalerweise 0 V, 0 mA, 4 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der in 3-02 Minimaler Sollwert eingestellte minimale Sollwert.

Verschiedenes:

UM,N

Die Motornennspannung (Typenschilddaten).

Losbrechmoment

Abbildung 1.1 Losbrechmoment

Advanced Vector Control Analogeingänge

Die Analogeingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern.

Es gibt 2 Arten von Analogeingängen: Stromeingang, 0-20 mA und 4-20 mA Spannungseingang, 0-10 V DC

Analogausgänge

Die Analogausgänge können ein Signal von 0-20 mA, 4-20 mA oder ein Digitalsignal ausgeben.

Automatische Motoranpassung (AMA)

Der AMA-Algorithmus bestimmt die elektrischen Parameter für den angeschlossenen Motor bei Stillstand.

ηVLT

Der Wirkungsgrad des Frequenzumrichters ist definiert als das Verhältnis zwischen Leistungsabgabe und Leistungsaufnahme.

Einschaltsperrbefehl

Ein Stoppbefehl, der zur Gruppe 1 der Steuerbefehle gehört – siehe Tabelle 1.4.

Stoppbefehl

Siehe Steuerbefehle.

Bremswiderstand

Der Bremswiderstand kann die bei generatorischer Bremsung erzeugte Bremsleistung aufnehmen. Während generatorischer Bremsung erhöht sich die Zwischenkreisspannung. Ein Bremschopper stellt sicher, dass die generatorische Energie an den Bremswiderstand übertragen wird.

Konstantmoment (CT)-Kennlinie

Konstante Drehmomentkennlinie; wird für Schraubenund Scrollverdichter in der Kältetechnik eingesetzt.

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Digitaleingänge

Die Digitaleingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern.

Digitalausgänge

Der Frequenzumrichter verfügt über zwei programmierbare Ausgänge, die ein 24 V-DC-Signal (max. 40 mA) liefern können.

DSP

Digitaler Signalprozessor.

Relaisausgänge

Der Frequenzumrichter verfügt über 2 programmierbare Relaisausgänge.

ETR

Das elektronische Thermorelais ist eine Berechnung der thermischen Belastung auf Grundlage der aktuellen Belastung und Zeit. Damit lässt sich die Motortemperatur schätzen.

LCP 102

Grafisches LCP Bedienteil (LCP 102)

Initialisierung

Die Initialisierung (14-22 Betriebsart) stellt die Parameter des Frequenzumrichters auf Werkseinstellungen zurück.

Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb

Der Aussetzbetrieb bezieht sich auf eine Abfolge von Arbeitszyklen. Jeder Zyklus besteht aus einem Belastungsund einem Entlastungszeitraum. Der Betrieb kann periodisch oder aperiodisch sein.

LCP

Das LCP ist ein Bedienteil mit kompletter Benutzeroberfläche zum Steuern und Programmieren des Frequenzumrichters. Das LCP ist abnehmbar und kann mit Hilfe des Montagebausatzes bis zu 3 m entfernt vom Frequenzumrichter angebracht werden (z. B. in einer Schaltschranktür).

Das LCP ist in 2 Ausführungen erhältlich:

-Numerisches LCP 101 (NLCP)

-Grafisches LCP 102 (GLCP)

lsb

Steht für „Least Significant Bit“, bei binärer Codierung das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit.

MCM

Steht für Mille Circular Mil; eine amerikanische Maßeinheit für den Kabelquerschnitt. 1 MCM ≡ 0,5067 mm2.

msb

Steht für „Most Significant Bit“; bei binärer Codierung das Bit mit der höchsten Wertigkeit.

LCP 101

Numerisches LCP Bedienteil (LCP 101)

Online-/Offline-Parameter

Änderungen der Online-Parameter werden sofort nach Änderung des Datenwertes aktiviert. Drücken Sie [OK], um die Änderungen der Offline-Parameter zu aktivieren.

PID-Regler

Der PID-Regler sorgt durch Anpassung der Ausgangsfrequenz an wechselnde Lasten für eine konstante Prozessleistung (Drehzahl, Druck, Temperatur usw.).

RCD

Steht für „Residual Current Device"; englische Bezeichnung für Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter).

Parametersatz

Sie können die Parametereinstellungen in 4 Parametersätzen speichern. Sie können zwischen den 4 Parametersätzen wechseln oder einen Satz bearbeiten, während ein anderer Satz gerade aktiv ist.

SFAVM

Steht für Stator Flux oriented Asynchronous Vector Modulation und bezeichnet einen Schaltmodus des Wechselrichters (14-00 Schaltmuster).

Schlupfausgleich

Der Frequenzumrichter gleicht den belastungsabhängigen Motorschlupf aus, indem er unter Berücksichtigung des Motorersatzschaltbildes und der gemessenen Motorbelastung die Ausgangsfrequenz anpasst (nahezu konstante Drehzahl).

Smart Logic Control (SLC)

SLC ist eine Folge benutzerdefinierter Aktionen, die der Frequenzumrichter ausführt, wenn die SLC die zugehörigen benutzerdefinierten Ereignisse als TRUE (WAHR) auswertet.

Thermistor

Ein temperaturabhängiger Widerstand, mit dem die Temperatur des Frequenzumrichters oder des Motors überwacht wird.

Abschaltung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, z. B. bei einer Übertemperatur des Frequenzumrichters oder wenn der Frequenzumrichter den Motor, Prozess oder Mechanismus schützt. Der Neustart wird verzögert, bis die Fehlerursache behoben wurde und der Alarmzustand über die [Reset]- Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige Programmierung). Sie dürfen Abschaltung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

MG11BC03

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1	1	Abschaltblockierung
		Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, in denen der

		Frequenzumrichter aus Sicherheitsgründen abschaltet und
		ein manueller Eingriff erforderlich ist, z. B. bei einem
		Kurzschluss am Ausgang des Frequenzumrichters. Sie
		können eine Abschaltblockierung nur durch Unterbrechen
		der Netzversorgung, Beheben der Fehlerursache und
		erneuten Anschluss des Frequenzumrichters aufheben. Der
		Neustart wird verzögert, bis der Fehlerzustand über die
		[Reset]-Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen
		erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige
		Programmierung). Die Abschaltblockierung darf nicht zu
		Zwecken der Personensicherheit verwendet werden.

VT-Kennlinie

Variable Drehmomentkennlinie; typisch bei Anwendungen mit quadratischem Lastmomentverlauf über den Drehzahlbereich, z. B. Kreiselpumpen und Lüfter.

VVCplus

Im Vergleich zur herkömmlichen U/f-Steuerung bietet die Spannungsvektorsteuerung (VVCplus) eine verbesserte Dynamik und Stabilität der Motordrehzahl in Bezug auf Änderungen des Last-Drehmoments.

60 ° AVM

Steht für 60° Asynchronous Vector Modulation (Asynchrone Vektormodulation) und bezeichnet einen Schaltmodus des Wechselrichters (14-00 Schaltmuster).

1.1.2 Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis zwischen I1 und IRMS.

Leistungsfaktor =

3 × U × I1 × COSϕ

3 × U × IEFF

Der Leistungsfaktor einer 3-Phasen-Regelung ist definiert als:

=	I1 × cosϕ1	=	I1	da cosϕ1 = 1
	IEFF		IEFF

Der Leistungsfaktor gibt an, wie stark ein Frequenzumrichter die Netzversorgung belastet.

Je niedriger der Leistungsfaktor, desto höher der IRMS bei gleicher kW-Leistung.

IEFF = I21 + I25 + I27 + . . + I2n

Darüber hinaus weist ein hoher Leistungsfaktor darauf hin, dass der Oberwellenstrom sehr niedrig ist.

Die im Frequenzumrichter eingebauten DC-Spulen erzeugen einen hohen Leistungsfaktor. Dadurch wird die Netzbelastung reduziert.

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Einführung zum VLT® HVAC Dr...	Projektierungshandbuch

2 Einführung zum VLT® HVAC Drive

2.1 Sicherheit

2.1.1 Sicherheitshinweis

WARNUNG

Der Frequenzumrichter steht bei Netzanschluss unter lebensgefährlicher Spannung. Unsachgemäße Installation des Motors, des Frequenzumrichters oder des Feldbus kann Schäden am Gerät sowie schwere Personenschäden oder sogar tödliche Verletzungen verursachen. Daher müssen Sie die Anleitungen in diesem Handbuch sowie nationale und lokale Sicherheitsvorschriften befolgen.

Sicherheitsvorschriften

1.Trennen Sie den Frequenzumrichter bei Reparaturarbeiten vom Netz. Stellen Sie sicher, dass die Netzversorgung unterbrochen wurde und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie die Motorund Netzstecker ziehen.

2.Die Taste [Stop/Reset] am LCP des Frequenzumrichters trennt das System nicht von der Stromversorgung und kann daher nicht als Sicherheitsschalter verwendet werden.

3.Achten Sie auf korrekte Schutzerdung. Außerdem muss der Benutzer gemäß den geltenden nationalen und lokalen Bestimmungen vor der Versorgungsspannung geschützt werden. Entsprechend müssen Sie den Motor vor Überlast schützen.

4.Die Erdableitströme überschreiten 3,5 mA.

5.Der Schutz vor Motorüberlastung wird durch

1-90 Thermischer Motorschutz eingestellt. Wird diese Funktion gewünscht, setzen Sie

1-90 Thermischer Motorschutz auf den Datenwert [ETR-Abschaltung] (Werkseinstellung) oder auf den Datenwert [ETR-Warnung]. Achtung: Der Frequenzumrichter initialisiert die Funktion beim 1,16-Fachen des Motornennstroms und der Motornennfrequenz. Für den nordamerikanischen Markt: Die ETR-Funktionen bieten einen Motorüberlastungsschutz der Klasse 20 gemäß NEC.

2 2

6.Sie dürfen die Stecker für die Motorund Netzversorgung nicht entfernen, während der Frequenzumrichter an die Netzspannung angeschlossen ist. Stellen Sie sicher, dass die Netzversorgung unterbrochen wurde und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie die Motorund Netzstecker ziehen.

7.Beachten Sie, dass der Frequenzumrichter außer L1, L2 und L3 noch weitere Spannungseingänge hat, wenn eine DC-Zwischenkreiskopplung und eine externe 24 V DC-Versorgung installiert sind. Stellen Sie bei Reparaturarbeiten sicher, dass die Netzversorgung unterbrochen und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie die Motorund Netzstecker abziehen.

Installation in großen Höhenlagen

VORSICHT

380-500 V, Gehäusetypen A, B und C: Bei Höhenlagen von mehr als 2 km über NN ziehen Sie bitte Danfoss bezüglich PELV (Schutzkleinspannung) zurate.

525-690 V: Bei Höhenlagen von mehr als 2 km über NN ziehen Sie bitte Danfoss bezüglich PELV (Schutzkleinspannung) zurate.

WARNUNG

Warnung vor unerwartetem Anlauf

1.Der Motor kann mit einem digitalen Befehl, einem Bus-Befehl, einem Sollwert oder „OrtStopp“ angehalten werden, obwohl der Frequenzumrichter weiter unter Netzspannung steht. Ist ein unerwarteter Anlauf des Motors gemäß den Bestimmungen zur Personensicherheit jedoch unzulässig, so sind die oben genannten Stoppfunktionen nicht ausreichend.

2.Während der Änderung von Parametern kann der Motor starten. Daher muss stets die [Reset]- Taste aktiviert sein. (Je nachdem, welche Daten geändert werden können.)

3.Ein gestoppter Motor kann anlaufen, wenn ein Fehler in der Elektronik des Frequenzumrichters, eine temporäre Überlast, ein Ausfall der Netzversorgung oder eine Unterbrechung der Motorverbindung auftritt.

MG11BC03

Einführung zum VLT® HVAC Dr...	Projektierungshandbuch

WARNUNG

2	2	Das Berühren spannungsführender Teile – auch nach der
2	2	Trennung vom Netz – ist lebensgefährlich.
		Trennung vom Netz – ist lebensgefährlich.
		Achten Sie außerdem darauf, dass andere Spannungs-
		Achten Sie außerdem darauf, dass andere Spannungs-
		eingänge, wie z. B. externe 24 V DC,
		Zwischenkreiskopplung (Zusammenschalten eines DC-
		Zwischenkreises) sowie der Motoranschluss beim
		kinetischen Speicher ausgeschaltet sind. Weitere Sicher-
		heitsrichtlinien sind im Produkthandbuch zu finden.
		2.1.2 Vorsicht

		WARNUNG
		Die Zwischenkreiskondensatoren des s können auch
		nach der Trennung von der Spannungsversorgung
		geladen bleiben. Zur Vermeidung von Stromschlag
		trennen Sie den vor allen Wartungsarbeiten vom Netz.
		Warten Sie mindestens wie folgt, bevor Sie Wartungsar-
		beiten am Frequenzumrichter durchführen:

		Spannung [V]	Min. Wartezeit (in Minuten)
			4	15
		200-240	1,1-3,7 kW	5,5-45 kW
		380-480	1,1-7,5 kW	11-90 kW
		525-600	1,1-7,5 kW	11-90 kW

		525-690		11-90 kW

		Beachten Sie, dass im Zwischenkreis auch dann Hochspannung
		vorhanden sein kann, wenn die LED erloschen sind.

		Tabelle 2.1 Entladungszeit

2.1.3 Entsorgungsanweisungen

Elektrische Geräte und Komponenten dürfen nicht zusammen mit normalem Hausabfall entsorgt werden.

Sie müssen separat mit Elektround Elektronik-Altgeräten gemäß den lokalen Bestimmungen und den aktuell gültigen Gesetzen gesammelt werden.

Tabelle 2.2

2.2 CE-Kennzeichnung

2.2.1 CE-Konformität und -Kennzeichnung

Was ist unter der CE-Konformität und -Kennzeichnung zu verstehen?

Sinn und Zweck des CE-Zeichens ist ein Abbau von technischen Handelsbarrieren innerhalb der EFTA und der EU. Die EU hat das CE-Zeichen als einfache Kennzeichnung für die Übereinstimmung eines Produkts mit den entsprechenden EU-Richtlinien eingeführt. Über die technischen Daten oder die Qualität eines Produkts sagt die CE-Kennzeichnung nichts aus. Frequenzumrichter fallen unter 3 EU-Richtlinien:

Die Maschinenrichtlinie (2006/42/EG)

Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion fallen nun unter die Maschinenrichtlinie. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung. Frequenzumrichter ohne Sicherheitsfunktion fallen nicht unter die Maschinenrichtlinie. Wird ein Frequenzumrichter jedoch für den Einsatz in einer Maschine geliefert, so stellt Danfoss Informationen zu Sicherheitsaspekten des Frequenzumrichters zur Verfügung.

Die Niederspannungsrichtlinie (2006/95/EG)

Frequenzumrichter müssen seit dem 1. Januar 1997 in Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie die CE-Kennzeichnung tragen. Die Richtlinie gilt für alle elektrischen Betriebsmittel, Bauteile und Geräte im Spannungsbereich 50-1000 V AC und 75-1500 V DC. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung.

Die EMV-Richtlinie (2004/108/EG)

EMV ist die Abkürzung für elektromagnetische Verträglichkeit. Elektromagnetische Verträglichkeit bedeutet, dass die gegenseitigen elektronischen Störungen zwischen verschiedenen Bauteilen bzw. Geräten so gering sind, dass sie die Funktion der Geräte nicht beeinflussen.

Die EMV-Richtlinie trat am 1. Januar 1996 in Kraft. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung. Wie eine EMV-gerechte Installation auszuführen ist, wird in diesem Projektierungshandbuch erklärt. Danfoss gibt außerdem die Normen an, denen unsere diversen Produkte entsprechen. Danfoss bietet die in den technischen Daten angegebenen Filter und weitere Unterstützung zum Erzielen einer optimalen EMV-Sicherheit an.

Meistens werden Frequenzumrichter von Fachleuten als komplexes Bauteil eingesetzt, das Teil eines größeren Geräts oder Systems oder einer größeren Anlage ist. Es ist zu beachten, dass die Verantwortung für die endgültigen EMV-Eigenschaften des Geräts, der Anlage oder der Installation beim Installateur liegt.

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2.2.2 Was unter die Richtlinien fällt

Der in der EU geltende „Leitfaden zur Anwendung der Richtlinie 2004/108/EG des Rates“ nennt für den Einsatz von Frequenzumrichtern 3 typische Situationen.

1.Der Frequenzumrichter wird direkt im freien Handel an den Endkunden verkauft. Für derartige Anwendungen bedarf der Frequenzumrichter der CE-Kennzeichnung gemäß der EMV-Richtlinie.

2.Der Frequenzumrichter wird als Teil eines Systems verkauft. Er wird als Komplettsystem vermarktet, z. B. eine Klimaanlage. Das gesamte System muss gemäß der EMV-Richtlinie CE-gekennzeichnet sein. Dies kann der Hersteller durch Überprüfung der EMV-Eigenschaften des Systems gewährleisten. Die Bauteile des Systems müssen gemäß EMV-Richtlinie CE-gekennzeichnet sein.

3.Der Frequenzumrichter wird für die Installation in einer Anlage verkauft. Es kann sich dabei z. B. um eine Produktionsanlage oder um eine von Fachleuchten konstruierte und installierte Heizungsoder Lüftungsanlage handeln. Der Frequenzumrichter muss gemäß der EMVRichtlinie CE-gekennzeichnet sein. Die fertige Anlage bedarf keiner CE-Kennzeichnung. Die Anlage muss jedoch den wesentlichen Anforderungen der EMV-Richtlinie entsprechen. Dies kann der Anlagenbauer durch den Einsatz von Geräten und Systemen, die eine CE-Kennzeichnung gemäß der EMV-Richtlinie besitzen, als gegeben annehmen.

2.2.3Danfoss Frequenzumrichter und CEKennzeichnung

Sinn und Zweck des CE-Zeichens ist die Erleichterung des Handelsverkehrs innerhalb der EU und EFTA.

Allerdings kann das CE-Zeichen viele verschiedene technische Daten abdecken. Sie müssen also prüfen, was durch ein bestimmtes CE-Zeichen tatsächlich gedeckt ist.

Die gedeckten Spezifikationen können sehr unterschiedlich sein, und ein CE-Zeichen kann einem Installateur auch durchaus ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln, wenn ein Frequenzumrichter als Bauteil eines Systems oder Geräts eingesetzt wird.

Danfoss versieht die Frequenzumrichter mit einem CEZeichen gemäß der Niederspannungsrichtlinie. Dadurch

garantiert Danfoss, dass der Frequenzumrichter bei 2 2 korrekter Installation der Niederspannungsrichtlinie

entspricht. Zur Bestätigung, dass unsere CE-Kennzeichnung der Niederspannungsrichtlinie entspricht, stellt Danfoss eine Konformitätserklärung aus.

Das CE-Zeichen gilt auch für die EMV-Richtlinie, unter der Voraussetzung, dass die Hinweise in diesem Handbuch zur EMV-gerechten Installation und Filterung beachtet werden. Auf dieser Grundlage wird eine Konformitätserklärung gemäß EMV-Richtlinie ausgestellt.

Dieses Projektierungshandbuch bietet detaillierte Anweisungen für eine EMV-gerechte Installation. Außerdem gibt Danfoss die Normen an, denen die verschiedenen Produkte entsprechen.

Danfoss bietet gerne weitere Unterstützung, damit optimale EMV-Ergebnisse erzielt werden können.

2.2.4Übereinstimmung mit EMV-Richtlinie 2004/108/EG

Wie vorstehend erläutert wird der Frequenzumrichter meistens von Fachleuten als komplexes Bauteil eingesetzt, das Teil eines größeren Geräts, Systems bzw. einer Anlage ist. Beachten Sie, dass der Installierende die Verantwortung für die endgültigen EMV-Eigenschaften des Geräts, Systems oder der Installation trägt. Als Hilfe für den Installateur hat Danfoss EMV-Installationsrichtlinien für das Power-Drive- System erstellt. Die für Power-Drive-Systeme angegebenen Standards und Prüfniveaus werden unter der Voraussetzung eingehalten, dass die Hinweise zur EMV-gerechten Installation befolgt wurden (siehe ).

2.3 Luftfeuchtigkeit

Der Frequenzumrichter ist so konstruiert, dass er der Norm IEC/EN 60068-2-3, EN 50178 Pkt. 9.4.2.2 bei 50 °C entspricht.

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2.4 Aggressive Umgebungsbedingungen

Ein Frequenzumrichter enthält zahlreiche mechanische und 2 2 elektronische Bauteile. Alle reagieren mehr oder weniger

empfindlich auf Umwelteinflüsse.

VORSICHT

Installieren Sie den Frequenzumrichter nicht in Umgebungen, deren Atmosphäre Flüssigkeiten, Partikel oder Gase enthält, die die elektronischen Bauteile beeinflussen oder beschädigen können. Werden in solchen Fällen nicht die erforderlichen Schutzmaßnahmen getroffen, so verkürzt sich die Lebensdauer des Frequenzumrichters und es erhöht sich das Risiko von Ausfällen.

Schutzart gemäß IEC 60529

Sie dürfen die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ nur in einem Schaltschrank mit Schutzart IP54 oder höher (oder vergleichbar) installieren und betreiben. Dies soll Querschlüsse und Kurzschlüsse zwischen Klemmen, Anschlüssen, Strombahnen und sicherheitsbezogenen Schaltungen durch Fremdobjekte vermeiden.

Flüssigkeiten können sich schwebend in der Luft befinden und im Frequenzumrichter kondensieren. Dadurch können Bauteile und Metallteile korrodieren. Dampf, Öl und Salzwasser können ebenfalls zur Korrosion von Bauteilen und Metallteilen führen. Für solche Umgebungen empfehlen sich Geräte gemäß Schutzart IP54/55. Als zusätzlicher Schutz können Sie als Option ebenfalls eine Beschichtung der Platinen bestellen.

Schwebende Partikel, wie z. B. Staub, können zu mechanisch, elektrisch oder thermisch bedingten Ausfällen des Frequenzumrichters führen. Eine Staubschicht um den Ventilator des Frequenzumrichters ist ein typisches Anzeichen für einen hohen Grad an Partikeln in der Luft. In sehr staubiger Umgebung sind Geräte gemäß Schutzart IP54/55 oder ein zusätzliches Schutzgehäuse für IP00/IP20Geräte zu empfehlen.

In Umgebungen mit hohen Temperaturen und viel Feuchtigkeit lösen korrosionsfördernde Gase, z. B. Schwefel, Stickstoff und Chlorgemische, chemische Prozesse aus, die sich auf die Bauteile des Frequenzumrichters auswirken.

Derartige chemischen Reaktionen können die elektronischen Bauteile sehr schnell in Mitleidenschaft ziehen und zerstören. In solchen Umgebungen empfiehlt es sich, die Geräte in einen extern belüfteten Schaltschrank einzubauen, sodass die aggressiven Gase vom Frequenzumrichter ferngehalten werden.

Als zusätzlichen Schutz in solchen Bereichen können Sie als Option eine bessere Beschichtung der Platinen bestellen.

HINWEIS

Die Aufstellung eines Frequenzumrichters in aggressiven Umgebungsbedingungen verkürzt die Lebensdauer des Geräts erheblich und erhöht das Risiko von Ausfällen.

Vor der Installation des Frequenzumrichters muss die Umgebungsluft auf Flüssigkeiten, Stäube und Gase geprüft werden. Dies kann z. B. geschehen, indem man in der jeweiligen Umgebung bereits vorhandene Installationen näher in Augenschein nimmt. Typische Anzeichen für über die Luft übertragene Flüssigkeiten sind an Metallteilen haftendes Wasser oder Öl oder Korrosionsbildung an Metallteilen.

Übermäßige Mengen Staub finden sich häufig an Schaltschränken und vorhandenen elektrischen Installationen. Ein Anzeichen für aggressive Schwebegase sind Schwarzverfärbungen von Kupferstäben und Kabelenden bei vorhandenen Installationen.

Bauformen D und E haben eine Kühlkanaloption aus Edelstahl, um zusätzlichen Schutz unter aggressiven Umgebungsbedingungen zu bieten. Jedoch müssen Sie weiterhin für eine ausreichende Belüftung der Innenbauteile des Frequenzumrichters sorgen. Fragen Sie Danfoss nach weiteren Informationen.

2.5 Vibrationen und Erschütterungen

Der Frequenzumrichter wurde Prüfverfahren gemäß den folgenden Normen unterzogen:

•IEC/EN 60068-2-6: Schwingung (sinusförmig) - 1970

•IEC/EN 60068-2-64: Schwingung, Breitbandrauschen (digital geregelt)

Der Frequenzumrichter entspricht den Anforderungen für Geräte zur Wandmontage, sowie bei Montage an Maschinengestellen oder in Schaltschränken.

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2.6 Sicher abgeschaltetes Moment

Der FC 102 ist für Installationen mit der Sicherheitsfunktion

Sicher abgeschaltetes Moment (wie definiert durch EN IEC 61800-5-21) oder Stoppkategorie 0 (wie definiert in EN 60204-12) geeignet.).

Vor der Integration und Nutzung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ des Frequenzumrichters in einer Anlage muss eine gründliche Risikoanalyse der Anlage erfolgen, um zu ermitteln, ob die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ und die Sicherheitsstufen des Frequenzumrichters angemessen und ausreichend sind. Die Funktion ist für folgende Anforderungen ausgelegt und als dafür geeignet zugelassen:

•Kategorie 3 in EN ISO 13849-1

•Performance Level „d“ in ISO EN 13849-1:2008

•SIL 2-Eignung in IEC 61508 und EN 61800-5-2

•SILCL 2 in EN 62061

1)Nähere Angaben zur Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment (STO)“ finden Sie in EN IEC 61800-5-2.

2)Nähere Angaben zur Stoppkategorie 0 und 1 finden Sie in EN IEC 60204-1.

Aktivierung und Deaktivierung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“

Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ (STO) wird durch das Wegschalten der Spannung an Klemme 37 des sicheren Umrichters aktiviert. Durch Anschließen des sicheren Umrichters an externe Sicherheitsvorrichtungen, die wiederum eine sichere Verzögerung bieten, kann in der Installation auch Stoppkategorie 1 für sicher abgeschaltetes Moment erzielt werden. Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ des FC 102 kann für asynchrone und synchrone Motoren sowie Permanentmagnet-Motoren benutzt werden. Siehe Beispiele in Kapitel 2.6.1 Klemme 37 Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“.

WARNUNG

Nach Installation der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment (STO)“ muss eine Inbetriebnahmeprüfung gemäß Abschnitt Inbetriebnahme des sicher abgeschalteten Moments (STO) durchgeführt werden. Eine bestandene Inbetriebnahmeprüfung ist nach der ersten Installation und nach jeder Änderung der Sicherheitsinstallation Pflicht.

Technische Daten der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“

Für die verschiedenen Sicherheitsstufen gelten folgende Werte:

Reaktionszeit für Klemme 37

-Maximale Reaktionszeit: 20 ms

Daten für EN ISO 13849-1

•Performance Level „d“

•	Mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall	2	2
	(MTTFd): 14000 Jahre

•DC (Diagnosedeckungsgrad): 90 %

•Kategorie 3

•Lebensdauer 20 Jahre

Daten für EN IEC 62061, EN IEC 61508, EN IEC 61800-5-2

•SIL 2-Eignung, SILCL 2:

•PFH (Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde) = 1E-10/h

•SFF (Safe Failure Fraction) > 99 %

•HFT (Hardwarefehlertoleranz) = 0 (1001Architektur)

•Lebensdauer 20 Jahre

Daten für EN IEC 61508 (Low Demand)

•PFDavg bei einjähriger Abnahmeprüfung: 1E-10

•PFDavg bei dreijähriger Abnahmeprüfung: 1E-10

•PFDavg bei fünfjähriger Abnahmeprüfung: 1E-10 Eine Wartung der STO-Funktionalität ist nicht notwendig.

Ergreifen Sie Sicherheitsmaßnahmen, z. B. dass nur Fachpersonal geschlossene Schaltschränke öffnen und in ihnen installieren darf.

SISTEMA-Daten

Daten zur funktionalen Sicherheit stehen von Danfoss über eine Datenbibliothek zur Verwendung mit der Berechnungssoftware SISTEMA vom IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung) und Daten zur manuellen Berechnung zur Verfügung. Die Bibliothek wird ständig vervollständigt und erweitert.

Abkür-	Verweis	Beschreibung
zung
Kat.	EN ISO	Sicherheitskategorie, Stufe „B, 1-4“
	13849-1

FIT		Failure In Time (Ausfallrate:): 1E-9
		Stunden

HFT	IEC 61508	Hardwarefehlertoleranz: HFT = n
		bedeutet, dass n+1 Fehler zu einem
		Verlust der Sicherheitsfunktion führen
		können

MTTFd	EN ISO	Mean Time To Failure - dangerous
	13849-1	(Mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen
		Ausfall). Einheit: Jahre

Reaktionszeit = Verzögerung zwischen Abschaltung des STO-Eingangs und Abschalten der Ausgangsbrücke.

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		Abkür-	Verweis	Beschreibung
		zung
2	2	zung
		PFH	IEC 61508	Probability of Dangerous Failures per
				Hour (Wahrscheinlichkeit eines gefähr-
				lichen Ausfalls pro Stunde). Dieser Wert
				lichen Ausfalls pro Stunde). Dieser Wert
				ist zu berücksichtigen, wenn die Sicher-
				heitsvorrichtung mit hohem
				Anforderungsgrad (mehr als einmal pro
				Jahr) oder mit kontinuierlicher Anforde-
				rungsrate betrieben wird, wobei die
				Anforderung an das sicherheitsbe-
				zogene System mehr als einmal pro Jahr
				erfolgt.
		PFD	IEC 61508	Mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit bei
				Anforderung, für Betrieb mit niedriger
				Anforderungsrate verwendeter Wert.
		PL	EN ISO	Kenngröße für die Zuverlässigkeit von
			13849-1	sicherheitsbezogenen Funktionen von
				Steuerungssystemen unter vorher-
				sehbaren Bedingungen. Stufen a-e.
		SFF	IEC 61508	Safe Failure Fraction [%] ; Anteil der
				sicheren Fehler und erkannten gefähr-
				lichen Fehler einer Sicherheitsfunktion
				oder eines Untersystems im Verhältnis
				zu allen möglichen Fehlern.
		SIL	IEC 61508	Safety Integrity Level
		STO	EN	Sicher abgeschaltetes Moment
			61800-5-2

		SS1	EN	Sicherer Stopp 1
			61800-5-2

Tabelle 2.3 Auf die funktionale Sicherheit bezogene

Abkürzungen

2.6.1Klemme 37 Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“

Der FC 102 ist mit der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ über Steuerklemme 37 verfügbar. „Sicher abgeschaltetes Moment“ schaltet die Steuerspannung der Leistungshalbleiter in der Ausgangsstufe des Frequenzumrichters ab. Dies verhindert die Erzeugung der Spannung, die der Motor zum Drehen benötigt. Ist „sicher abgeschaltetes Moment“ (Klemme 37) aktiviert, gibt der Frequenzumrichter einen Alarm aus, schaltet ab und lässt den Motor im Freilauf zum Stillstand kommen. Zum Wiederanlauf müssen Sie den Frequenzumrichter manuell neu starten. Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ dient zum Stoppen des Frequenzumrichters im Notfall. Verwenden Sie im normalen Betrieb, bei dem Sie kein sicher abgeschaltetes Moment benötigen, stattdessen die normale Stoppfunktion des Frequenzumrichters. Wenn der automatische Wiederanlauf zum Einsatz kommt, muss die Anlage die Anforderungen nach ISO 12100-2 Absatz 5.3.2.5 erfüllen.

Haftungsbedingungen

Der Anwender ist dafür verantwortlich, sicherzustellen, dass Personal, das die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ installiert und bedient:

•die Sicherheitsvorschriften im Hinblick auf Arbeitsschutz und Unfallverhütung kennt.

•die allgemeinen und Sicherheitsrichtlinien in der vorliegenden Beschreibung sowie der erweiterten Beschreibung im Projektierungshandbuch versteht.

•gute Kenntnisse über die allgemeinen und Sicherheitsnormen der jeweiligen Anwendung besitzt.

Normen

Zur Verwendung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ an Klemme 37 muss der Anwender alle Sicherheitsbestimmungen in einschlägigen Gesetzen, Vorschriften und Richtlinien erfüllen. Die optionale Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ erfüllt die folgenden Normen:

IEC 60204-1: 2005 Kategorie 0 – unkontrollierter Stopp

IEC 61508: 1998 SIL2

IEC 61800-5-2: 2007 – Funktionale Sicherheit (Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment (STO)“)

IEC 62061: 2005 SIL CL2

ISO 13849-1: 2006 Kategorie 3 PL d

ISO 14118: 2000 (EN 1037) – Vermeidung von unerwartetem Anlauf

Die Informationen und Anweisungen des Produkthandbuchs reichen zur sicheren und einwandfreien Verwendung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ nicht aus. Betreiber müssen die zugehörigen Informationen und Anweisungen des jeweiligen Projektierungshandbuchs befolgen.

Schutzmaßnahmen

•Nur qualifiziertes Personal darf sicherheitstechnische Systeme installieren und in Betrieb nehmen.

•Installieren Sie den Frequenzumrichter in einem Schaltschrank mit Schutzart IP54 oder einer vergleichbaren Umgebung. Bei speziellen Anwendungen kann eine höhere Schutzart erforderlich sein.

•Schützen Sie das Kabel zwischen Klemme 37 und der externen Sicherheitsvorrichtung gemäß ISO 13849-2 Tabelle D.4 gegen Kurzschluss.

•Falls externe Kräfte auf die Motorachse wirken (z. B. hängende Lasten), sind zur Vermeidung von Gefahren zusätzliche Maßnahmen (z. B. eine sichere Haltebremse) erforderlich.

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Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ installieren

und einrichten

WARNUNG

FUNKTION „SICHER ABGESCHALTETES MOMENT“

Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ trennt NICHT die Netzspannung zum Frequenzumrichter oder zu Zusatzstromkreisen. Führen Sie Arbeiten an elektrischen Teilen des Frequenzumrichters oder des Motors nur nach Abschaltung der Netzspannung durch. Halten Sie zudem zunächst die unter Sicherheit in diesem Handbuch angegebene Wartezeit ein. Eine Nichtbeachtung dieser Vorgaben kann zu schweren Verletzungen oder zum Tod führen.

•Danfoss empfiehlt, den Frequenzumrichter nicht über die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ zu stoppen. Stoppen Sie einen laufenden Frequenzumrichter mit Hilfe dieser Funktion, schaltet der Motor ab und stoppt über Freilauf. Wenn dies nicht zulässig ist, z. B. weil hierdurch eine Gefährdung besteht, müssen Sie den Frequenzumrichter und alle angeschlossenen Maschinen vor Verwendung dieser Funktion über den entsprechenden Stoppmodus anhalten. Je nach Anwendung kann eine mechanische Bremse erforderlich sein.

•Bei einem Ausfall mehrerer IGBT-Leistungshalb- leiter bei Frequenzumrichtern für Synchronund Permanentmagnet-Motoren: Trotz der Aktivierung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ kann das Frequenzumrichtersystem ein Ausrichtmoment erzeugen, das die Motorwelle um maximal 180/p-Grad dreht. p steht hierbei für die Polpaarzahl.

•Diese Funktion eignet sich allein für mechanische Arbeiten am Frequenzumrichtersystem oder an den betroffenen Bereichen einer Maschine. Dadurch entsteht keine elektrische Sicherheit. Sie dürfen diese Funktion nicht als Steuerung zum Starten und/oder Stoppen des Frequenzumrichters verwenden.

Die folgenden Anforderungen müssen für eine sichere Installation des Frequenzumrichters erfüllt sein:

1.Entfernen Sie die Drahtbrücke zwischen den Steuerklemmen 37 und 12 oder 13. Ein Durchschneiden oder Brechen der Drahtbrücke reicht zur Vermeidung von Kurzschlüssen nicht aus. (Siehe Drahtbrücke in Abbildung 2.1.)

2.Schließen Sie ein externes Sicherheitsüberwachungsrelais über eine stromlos geöffnete

Sicherheitsfunktion an Klemme 37 (Sicher		2 2
abgeschaltetes Moment) und entweder Klemme
12 oder 13 (24 V DC) an. (Beachten Sie hierbei
genau die Anleitung der Sicherheitsvorrichtung.)
Das Sicherheitsrelais muss Kategorie 3/PL „d“ (ISO
13849-1) oder SIL 2 (EN 62061) erfüllen.
	<![if ! IE]> <![endif]>130BA874.10
12/13	37

Abbildung 2.1 Drahtbrücke zwischen Klemme 12/13 (24 V) und 37

FC			<![if ! IE]> <![endif]>130BB967.10
FC
		3
	12
			1

37
4	2

Abbildung 2.2 Installation zum Erreichen einer Stoppkategorie 0 (EN 60204-1) mit Sicherheitskat. 3/PL „d“ (ISO 13849-1) oder SIL 2 (EN 62061).

1	Sicherheitsrelais (Kat. 3, PL d oder SIL2)

2	Not-Aus-Taster

3	Reset-Taste
4	Gegen Kurzschluss geschütztes Kabel (wenn nicht im IP54-
	Gehäuse installiert)

Tabelle 2.4 Legende zu Abbildung 2.2

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Inbetriebnahmeprüfung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“

2 2 Führen Sie nach der Installation und vor erstmaligem Betrieb eine Inbetriebnahmeprüfung der Anlage oder der Anwendung, die vom sicher abgeschalteten Moment Gebrauch macht, durch. Wiederholen Sie diese Prüfung nach jeder Änderung der Anlage oder Anwendung.

Beispiel mit sicherer Abschaltung des Motormoments

Ein Sicherheitsrelais wertet die Signale des Not-Aus-Tasters aus und löst die sichere Abschaltung des Motormoments am Frequenzumrichter bei Betätigung des Not-Aus-Tasters aus (siehe Abbildung 2.3). Diese Sicherheitsfunktion entspricht einem Stopp der Kategorie 0 (unkontrollierter Stopp) gemäß IEC 60204-1. Wird die Funktion während des Betriebs ausgelöst, läuft der Motor unkontrolliert aus. Die Netzspannung zum Motor wird sicher abgeschaltet, sodass keine weitere Bewegung möglich ist. Eine Anlage muss im Stillstand nicht überwacht werden. Wenn eine externe Kraft auf die Anlage wirken kann, sorgen Sie für zusätzliche Maßnahmen, um potenzielle Bewegung zu verhindern (z. B. mechanische Bremsen).

HINWEIS

Bei allen Anwendung mit der Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ ist es wichtig, dass ein Kurzschluss in der Verdrahtung zu Klemme 37 ausgeschlossen werden kann. Dies kann wie in EN ISO 13849-2 D4 beschrieben durch Verwendung von Schutzverdrahtung (abgeschirmt oder abgetrennt) erfolgen.

Beispiel mit SS1

SS1 entspricht einem kontrollierten Stopp, Stoppkategorie 1 gemäß IEC 60204-1 (siehe Abbildung 2.4). Bei Aktivierung der Sicherheitsfunktion führt der Frequenzumrichter einen normalen kontrollierten Stopp aus. Diesen können Sie über Klemme 27 aktivieren. Nach Ablauf der sicheren Verzögerungszeit am externen Sicherheitsmodul wird die sichere Abschaltung des Motormoments ausgelöst und Klemme 37 wird deaktiviert. Die Rampe ab wird wie im Frequenzumrichter konfiguriert durchgeführt. Ist der Frequenzumrichter nach der sicheren Verzögerungszeit nicht gestoppt, lässt die Aktivierung des sicher abgeschalteten Moments den Frequenzumrichter im Freilauf auslaufen.

HINWEIS

Bei Verwendung der SS1-Funktion wird die Bremsrampe des Frequenzumrichters im Hinblick auf Sicherheit nicht überwacht.

Beispiel mit Anwendung der Kategorie 4/PL e

Wenn die Auslegung des Sicherheitssteuersystems 2 Kanäle für die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ erfordert, um Kategorie 4/PL e zu erreichen, realisieren Sie einen Kanal über die Klemme für „sicher abgeschaltetes Moment“ Klemme 37 (STO) und den anderen durch ein Schütz. Das Schütz können Sie entweder in den Eingangsoder Ausgangsstromkreisen des Frequenzumrichters anschließen und über das Sicherheitsrelais steuern (siehe

Abbildung 2.5). Sie müssen das Schütz durch einen hilfsgeführten Kontakt überwachen lassen und an den Quittiereingang des Sicherheitsrelais anschließen.

Parallelschaltung des Eingangs „sicher abgeschaltetes Moment“ mit einem Sicherheitsrelais

Sie können die Eingänge für „sicher abgeschaltetes Moment“ Klemme 37 (STO) direkt verbinden, wenn mehrere Frequenzumrichter an der gleichen Steuerleitung über ein Sicherheitsrelais gesteuert werden müssen (siehe Abbildung 2.6). Verbinden von Eingängen erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Störung in unsicherer Richtung, da bei einem Defekt in einem Frequenzumrichter alle Frequenzumrichter aktiviert werden können. Die Wahrscheinlichkeit einer Störung für Klemme 37 ist so gering, dass die resultierende Wahrscheinlichkeit weiterhin die Anforderungen für SIL2 erfüllt.

FC	<![if ! IE]> <![endif]>130BB968.10
	3
	12
	1

Abbildung 2.3 Beispiel für sicher abgeschaltetes Moment

FC		<![if ! IE]> <![endif]>130BB969.10
FC
	3
	12
		1

18 37

Abbildung 2.4 SS1-Beispiel

MG11BC03

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FC		K1	3	<![if ! IE]> <![endif]>130BB970.10
				<![if ! IE]> <![endif]>130BB970.10

	12
				1
	37
		K1
	K1			2
	K1

Abbildung 2.5 Beispiel für sicher abgeschaltetes Moment, Kategorie 4

FC				<![if ! IE]> <![endif]>130BC001.10
		4	3	<![if ! IE]> <![endif]>130BC001.10
			3

	12

Abbildung 2.6 Beispiel für Parallelschaltung mehrerer Frequenzumrichter

1Sicherheitsrelais

2Not-Aus-Taster

3Reset-Taste

424 V DC

Tabelle 2.5 Legende für Abbildung 2.3 bis Abbildung 2.6

WARNUNG

Aktivieren der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ (d. h. Wegschalten des 24 V DC-Signals an Klemme 37) schafft keine elektrische Sicherheit. Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ selbst reicht nicht aus, um die in EN 60204-1 definierte Notabschaltfunktion zu realisieren. Die Notabschaltung fordert Maßnahmen zur elektrischen Isolierung, z. B. durch Abschaltung der Netzversorgung über ein zusätzliches Schütz.

1.Aktivieren Sie die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ durch Wegschalten der 24 V DC-

	Spannung an Klemme 37.		2 2
2.	Nach Aktivieren der Funktion „Sicher		2 2
	abgeschaltetes Moment“	(d. h. nach der

Antwortzeit) lässt der Frequenzumrichter den Motor im Freilauf auslaufen (er erzeugt kein Drehfeld im Motor mehr). Die Antwortzeit ist für das komplette Leistungsangebot an Frequenzumrichtern kürzer als 10 ms.

Es ist gewährleistet, dass der Frequenzumrichter die Erzeugung eines Drehfelds nicht durch einen internen Fehler wieder aufnimmt (gemäß Kat. 3, PL d gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 2 gemäß EN 62061). Nach Aktivierung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ zeigt der Frequenzumrichter den Text „Sicher abgeschaltetes Moment aktiviert“. Der zugehörige Hilfetext sagt „Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ wurde durch die Steuerklemme 37 aktiviert (Signal 0V)“. Dies weist darauf hin, dass die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ aktiviert wurde oder dass der Normalbetrieb nach einer Aktivierung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ noch nicht wieder aufgenommen wurde.

HINWEIS

Die Anforderungen von Kat. 3/PL „d“ (ISO 13849-1) werden nur erfüllt, während die 24 V DC-Versorgung zu Klemme 37 von einer Sicherheitsvorrichtung, die selbst Kat. 3/PL „d“ (ISO 13849-1) erfüllt, unterbrochen oder niedrig gehalten wird. Wenn externe Kräfte auf den Motor wirken können, zum Beispiel bei einer vertikalen Achse (hängende Lasten), und eine unerwünschte Bewegung z. B. durch Schwerkraft eine Gefahr darstellen könnte, darf der Motor nicht ohne zusätzliche Fallschutzmaßnahmen betrieben werden. Es müssen z. B. mechanische Bremsen zusätzlich vorgesehen werden.

Zum Wiederanlauf nach Aktivierung der Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ müssen Sie zunächst wieder die 24 V DC-Spannung an Klemme 37 anlegen (Text „Sicher abgeschaltetes Moment aktiviert“ wird immer noch angezeigt), zweitens müssen Sie ein Reset-Signal (über Bus, Digital-E/A oder die [Reset]-Taste am Wechselrichter) erzeugen.

Standardmäßig sind die Funktionen für „sicher abgeschaltetes Moment“ auf den Schutz vor unerwartetem Wiederanlauf eingestellt. Dies bedeutet, dass, um das sicher abgeschaltete Moment zu beenden und normalen Betrieb wieder aufzunehmen, zuerst wieder 24 V DC an Klemme 37 angelegt werden müssen. Danach müssen Sie ein Reset-Signal (über Bus, Digital-E/A oder die [Reset]- Taste am Wechselrichter) senden.

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Die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ kann durch Einstellung von 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp von der

2 2 Werkseinstellung [1] auf Wert [3] für automatischen Wiederanlauf eingestellt werden. Ist eine MCB112-Option an den Frequenzumrichter angeschlossen, wird der automatische Wiederanlauf über Werte [7] und [8] eingestellt.

Automatischer Wiederanlauf bedeutet, dass „sicher abgeschaltetes Moment“ beendet und normaler Betrieb wieder aufgenommen wird, sobald 24 V DC an Klemme 37 angelegt werden. Es wird kein Reset-Signal benötigt.

WARNUNG

Automatischer Wiederanlauf ist nur in einem von 2

Fällen zulässig:

1.Der Schutz vor unerwartetem Anlauf wird über andere Teile der Installation des „sicher abgeschalteten Moments“ implementiert.

2.Ein Aufenthalt in der Gefahrenzone kann mechanisch ausgeschlossen werden, wenn die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ nicht aktiviert ist. Insbesondere müssen Sie Absatz 5.3.2.5 von ISO 12100-2 2003 beachten.

Hazardous			NonHazardous Area

Area

PTC Thermistor Card

					MCB112
X44/	1	2	3	4	5	6	7	8	9 101112
PTC				Digital Input
PTC				e.g. Par 5-15
Sensor				e.g. Par 5-15
Sensor
			12 13 18 19 27 29 32 33 20 37
									DI	DI
										Safe Stop
Par. 5-19
Terminal 37 Safe Stop							Safety Device
							Safety Device
								SIL 2
						Safe AND Input
					<![if ! IE]> <![endif]>Safe Input			Safe Output
					<![if ! IE]> <![endif]>Safe Input
					Manual Restart

<![if ! IE]>

<![endif]>130BA967.11

2.6.2Installation einer externen Sicherheitsvorrichtung in Kombination mit MCB 112

Wenn das Ex-zertifizierte Thermistormodul MCB 112, das Klemme 37 als sicherheitsbezogenen Abschaltkanal verwendet, angeschlossen ist, muss eine UND-Verknüpfung des Ausgangs X44/12 von MCB 112 mit dem sicherheitsbezogenen Sensor (wie eine Not-Aus-Taste, Schalter einer Schutzeinrichtung usw.), der „sicher abgeschaltetes Moment“ aktiviert, erfolgen. Dies bedeutet, dass der Ausgang für „Sicher abgeschaltetes Moment“ Klemme 37 nur aktiv (HIGH = 24 V) ist, wenn sowohl das Signal von Ausgang X44/12 von MCB 112 und das Signal vom sicherheitsbezogenen Sensor aktiv sind. Wenn mindestens eines der 2 Signale inaktiv (LOW = 0 V) ist, muss auch der Ausgang zu Klemme 37 inaktiv sein. Die Sicherheitsvorrichtung mit dieser UND-Logik muss selbst IEC 61508, SIL 2, erfüllen. Die Verbindung vom Ausgang der Sicherheitsvorrichtung mit sicherer UND-Logik zu „Sicher abgeschaltetes Moment“ Klemme 37 muss gegen Kurzschluss geschützt werden. Siehe Abbildung 2.7.

Abbildung 2.7 Abbildung der wesentlichen Aspekte zur Installation einer Kombination einer Anwendung mit „sicher abgeschaltetes Moment“ und einer MCB 112-Anwendung. Das Diagramm zeigt einen Neustarteingang für die externe Sicherheitsvorrichtung. Dies bedeutet, dass in dieser Installation

5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp auf den Wert [7] PTC 1 & Relais W oder [8] [8] PTC 1 & Relais A/W eingestellt sein könnte. Weitere Informationen finden Sie im MCB 112 Produkthandbuch.

MG11BC03

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Parametereinstellungen für externe Sicherheitsvorrichtung in Kombination mit MCB 112

Wenn MCB 112 angeschlossen ist, wird die Auswahl zusätzlicher Optionen ([4] PTC 1 Alarm bis [9] PTC 1 & Relais W/A) für 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp möglich. Optionen [1] Sicher abgeschaltetes Moment Alarm und [3] Sicher abgeschaltetes Moment Warnung stehen weiterhin zur Verfügung, werden aber nicht benutzt, da diese für Installationen ohne MCB 112 oder externe Sicherheitsvorrichtungen bestimmt sind. Wenn [1] Sicher abgeschaltetes Moment Alarm oder [3] Sicher abgeschaltetes Moment Warnung fälschlicherweise ausgewählt wird und MCB 112 ausgelöst, reagiert der Frequenzumrichter mit einem Alarm „Gefährlicher Fehler [A72]“ und lässt den Frequenzumrichter sicher im Freilauf auslaufen, ohne automatischen Wiederanlauf. Optionen [4] PTC 1 Alarm und [5] PTC 1 Warnung werden nicht ausgewählt, wenn eine externe Sicherheitsvorrichtung verwendet wird. Diese Optionen sind dafür bestimmt, wenn nur MCB 112 die Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ benutzt. Wenn Option [4] PTC 1 Alarm oder [5] PTC 1 Warnung fälschlicherweise ausgewählt wird und die externe Sicherheitsvorrichtung die Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ auslöst, gibt der Frequenzumrichter einen Alarm „Gefährlicher Fehler [A72]“ aus und lässt den Frequenzumrichter sicher im Freilauf auslaufen, ohne automatischen Wiederanlauf.

Optionen [6] PTC 1 & Relais A bis [9] PTC 1 & Relais W/A müssen für die Kombination aus externer Sicherheitsvorrichtung und MCB 112 ausgewählt werden.

HINWEIS

Beachten Sie, dass die Optionen [7] PTC 1 & Relais W und [8] PTC 1 & Relais A/W für automatischen Wiederanlauf öffnen, wenn die externe Sicherheitsvorrichtung wieder deaktiviert wird.

Dies ist nur in den folgenden Fällen zulässig:

•Der Schutz vor unerwartetem Anlauf wird über andere Teile der Installation des „sicher abgeschalteten Moments“ implementiert.

•Ein Aufenthalt in der Gefahrenzone kann mechanisch ausgeschlossen werden, wenn die Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ nicht aktiviert ist. Insbesondere müssen Sie Absatz 5.3.2.5 von ISO 12100-2 2003 beachten.

Weitere Informationen finden Sie im MCB 112 Produkthandbuch.

2.6.3Inbetriebnahmeprüfung der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“

Führen Sie nach der Installation und vor erstmaligem

2 2

Betrieb eine Inbetriebnahmeprüfung der Anlage oder der Anwendung, die von der Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ Gebrauch macht, durch.

Wiederholen Sie außerdem nach jeder Änderung der Anlage oder Anwendung, deren Teil die Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ ist, diese Prüfung.

HINWEIS

Eine bestandene Inbetriebnahmeprüfung ist nach der ersten Installation und nach jeder Änderung der Sicherheitsinstallation Pflicht.

Inbetriebnahmeprüfung (Fall 1 oder 2 je nach

Anwendung auswählen):

Fall 1: Schutz vor Wiederanlauf bei Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ erforderlich (d. h. „sicher abgeschaltetes Moment“ nur, wenn 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp auf die Werkseinstellung [1] eingestellt ist, oder kombinierte Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ und MCB112, wenn 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp auf [6] oder [9] eingestellt ist):

1.1Trennen Sie die 24 V DC-Versorgung an Klemme 37 über die externe Trennvorrichtung, während der FC 102 den Motor antreibt (d. h. Netzversorgung bleibt bestehen). Der Prüfungsschritt ist bestanden, wenn der Motor mit einem Freilauf reagiert und die mechanische Bremse (falls angeschlossen) aktiviert ist und, bei angebrachtem LCP der Alarm „Sicher abgeschaltetes Moment [A68]“ angezeigt wird.

1.2Aktivieren Sie erneut ein Reset-Signal (über Bus, Digitalein-/-ausgang oder [Reset]-Taste). Der Prüfschritt ist bestanden, wenn der Motor im Zustand „Sicher abgeschaltetes Moment“ bleibt und die mechanische Bremse (falls angeschlossen) geschlossen bleibt.

1.3Legen Sie wieder die 24 V DC-Spannung an Klemme 37 an. Der Prüfungsschritt ist bestanden, wenn der Motor im Freilauf bleibt und die mechanische Bremse (falls angeschlossen) geschlossen bleibt.

1.4Aktivieren Sie erneut ein Reset-Signal (über Bus, Digitalein-/-ausgang oder [Reset]-Taste). Der Prüfungsschritt ist bestanden, wenn der Motor wieder anläuft.

Die Inbetriebnahmeprüfung ist bestanden, wenn alle 4 Prüfungsschritte 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 erfolgreich absolviert wurden.

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Fall 2: Automatischer Wiederanlauf nach Aktivieren der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ ist erwünscht 2 2 und zulässig (d. h. nur „sicher abgeschaltetes Moment“,

wenn 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp auf [3] eingestellt ist, oder kombinierte Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ und MCB 112, wenn 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp auf [7] oder [8] eingestellt ist):

2.1Trennen Sie die 24 V DC-Versorgung an Klemme 37 über die externe Trennvorrichtung, während der FC 102 den Motor antreibt (d. h. Netzversorgung bleibt bestehen). Der Prüfungsschritt ist bestanden, wenn der Motor mit einem Freilauf reagiert und die mechanische Bremse (falls angeschlossen) aktiviert ist und, bei angebrachtem LCP der Alarm „Sicher abgeschaltetes Moment [W68]“ angezeigt wird.

2.2Legen Sie wieder die 24 V DC-Spannung an Klemme 37 an.

Der Prüfungsschritt ist bestanden, wenn der Motor wieder anläuft. Die Inbetriebnahmeprüfung ist bestanden, wenn Prüfungsschritte 2.1 und 2.2 erfolgreich absolviert wurden.

HINWEIS

Siehe Warnung zum Wiederanlaufverhalten in

Kapitel 2.6.1 Klemme 37 Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“.

2.7 Vorteile

2.7.1Gründe für den Einsatz eines Frequenzumrichters zur Regelung von Lüftern und Pumpen

Der Frequenzumrichter nutzt die Tatsache, dass Zentrifugallüfter und Kreiselpumpen den Proportionalitätsgesetzen für Strömungsgeräte folgen. Weitere Informationen finden Sie im Text Die Proportionalitätsgesetze.

2.7.2 Der klare Vorteil: Energieeinsparung

Der Vorteil beim Einsatz eines Frequenzumrichters zur Drehzahlregelung von Lüftern oder Pumpen sind die erreichbaren Einsparungen im Hinblick auf den Energieverbrauch.

Im Vergleich zu alternativen Regelsystemen bietet ein Frequenzumrichter die höchste Energieeffizienz zur Regelung von Lüftungsund Pumpenanlagen.

Abbildung 2.8 Lüfterkurven (A, B und C) für reduzierte Lüftervolumen

Abbildung 2.9 Wenn Sie die Lüfterkapazität mit einem Frequenzumrichter auf 60 % reduzieren, können in Standardanwendungen Energieeinsparungen von mehr als 50 % erzielt werden.

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2.7.3 Beispiele für Energieeinsparungen

Wie in der Abbildung gezeigt (Proportionalitätsgesetze), wird der Durchfluss durch Änderung der Drehzahl geregelt. Durch Reduzierung der Drehzahl um nur 20 % gegenüber der Nenndrehzahl wird auch der Durchfluss um 20 % reduziert, da der Durchfluss direkt proportional zur Drehzahl ist. Der Stromverbrauch wird dagegen um 50 % reduziert.

Wenn das fragliche System einen Durchfluss liefern muss, der nur an einigen Tagen im Jahr 100 % entspricht, während der Durchschnitt für den Rest des Jahres unter 80 % des Nenndurchflusses liegt, beträgt die gesparte Energie mehr als 50 %.

Die Proportionalitätsgesetze

Abbildung 2.10 beschreibt die Abhängigkeit von Durchfluss, Druck und Leistungsaufnahme von der Drehzahl.

Q = Durchfluss		P = Leistung
Q1	= Nenndurchfluss	P1	= Nennleistung

Q2	= Gesenkter Durchfluss	P2	= Gesenkte Leistung

H = Druck		n = Drehzahlregelung

H1	= Nenndruck	n1	= Nenndrehzahl

H2	= Gesenkter Druck	n2	= Gesenkte Drehzahl

Tabelle 2.6 In der Gleichung verwendete Abkürzungen

Abbildung 2.10 Die Abhängigkeit von Durchfluss, Druck und Leistungsaufnahme von der Drehzahl

Durchfluss : Q1 = n1

Q2 n2

Druck : H1 = n1 2

H2 n2

Leistung : P1 = n1 3

P2 n2

2.7.4 Vergleich von Energieeinsparungen

Mit der Frequenzumrichter-Lösung von Danfoss können	2	2
größere Energieeinsparungen erzielt werden als mit

herkömmlichen Energiesparlösungen. So kann der Frequenzumrichter die Lüfterdrehzahl entsprechend der thermischen Belastung des Systems steuern. Weiterhin weist der Frequenzumrichter eine integrierte Einrichtung auf, mit der er die Funktion eines Gebäudeleitsystems (BMS) übernehmen kann.

Abbildung 2.12 zeigt die typischen Energieeinsparungen, die mit drei wohlbekannten Lösungen möglich sind, wenn das Lüftervolumen auf beispielsweise 60 % reduziert wird. Wie Abbildung 2.12 zeigt, können in typischen Anwendungen mehr als 50 % Energie eingespart werden.

<![if ! IE]>

<![endif]>130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

Maximum energy savings

IGV

Costlier installation

Abbildung 2.11 Die 3 häufigsten Systeme zur Einsparung von Energie

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2 2

Abbildung 2.12 Durch Druckentlastungsklappen wird die Leistungsaufnahme leicht gesenkt. Durch Leitschaufeln ist eine Reduzierung um 40 % möglich; deren Installation ist allerdings kostspielig. Mit der leicht zu installierenden Frequenzumrichter-Lösung von Danfoss wird der Energieverbrauch um über 50 % reduziert.

2.7.5Beispiel mit variablem Fluss über 1 Jahr

Das Beispiel wurde auf Basis einer Pumpenkennlinie berechnet, die von einem Pumpendatenblatt stammt. Das erzielte Ergebnis zeigt Energieeinsparungen von über 50 % bei der gegebenen Durchflussverteilung über ein

Jahr. Die Amortisationszeit hängt vom Preis pro kWh sowie vom Preis des Frequenzumrichters ab. In diesem Beispiel beträgt sie weniger als ein Jahr im Vergleich zu Ventilen und konstanter Drehzahl.

Durchflussverteilung über 1 Jahr

PWelle=PWellenleistung

[h]	t					<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11
2000
1500
1500
1000
1000
500
						Q
100		200	300	400	[m3 /h]

Tabelle 2.7 Energieeinsparungen

Abbildung 2.13 Beispiel mit variablem Fluss

m3/	Verteilung		Ventilregelung		Frequenzumrichter-
h					Regelung
	%	Stun-	Leist-	aufnahme	Leist-	aufnahme
		den	ungs		ungs
			A1-B1	kWh	A1-C1	kWh

350	5	438	42,5	18.615	42,5	18.615
300	15	1314	38,5	50.589	29,0	38.106
250	20	1752	35,0	61.320	18,5	32.412
200	20	1752	31,5	55.188	11,5	20.148
150	20	1752	28,0	49.056	6,5	11.388
100	20	1752	23,0	40.296	3,5	6.132
Σ	100	8760		275.064		26.801

Tabelle 2.8 Verbrauch

2.7.6 Bessere Regelung

Durch den Einsatz eines Frequenzumrichters zur Durchflussoder Druckregelung ergibt sich ein Regelsystem, das sich sehr genau regulieren lässt.

Mit Hilfe eines Frequenzumrichters kann die Drehzahl eines Lüfters oder einer Pumpe geändert werden, was für eine stufenlose Regelung von Durchfluss oder Druck sorgt. Darüber hinaus passt ein Frequenzumrichter die Lüfteroder Pumpendrehzahl schnell an die geänderten Durchflussoder Druckbedingungen in der Anlage an. Einfache Prozessregelung (Durchfluss, Pegel oder Druck) über integrierte PID-Regelung.

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2.7.7 Korrektur des Leistungsfaktors cos φ
In der Regel liefert ein VLT® HVAC Drive mit einem cos φ
von 1 eine Korrektur des Leistungsfaktors cos φ des		2 2
Motors. Damit muss der cos φ des Motors bei der Dimensi-
onierung der Kompensationsanlage nicht mehr
berücksichtigt werden.

2.7.8Stern-/Dreieckstarter oder Softstarter nicht erforderlich

Wenn größere Motoren gestartet werden, müssen in vielen Ländern Geräte verwendet werden, die den Startstrom begrenzen. In konventionelleren Systemen sind Stern-/ Dreieckstarter oder Softstarter weit verbreitet. Solche Motorstarter sind bei Verwendung eines Frequenzumrichters nicht erforderlich.

Wie in Abbildung 2.14 gezeigt, benötigt ein Frequenzumrichter nicht mehr als den Nennstrom.

<![if ! IE]>

<![endif]>% Full load current

800
800
700
700
600			4
600

500
500
400
400
300			3
300			3
200			2
200

100		1
100

0
0	12,5	25	37,5	50Hz

Full load & speed

<![if ! IE]>

<![endif]>175HA227.10

Abbildung 2.14 Ein Frequenzumrichter nimmt nicht mehr als den Nennstrom auf.

1 VLT® HVAC Drive

2Stern-/Dreieckstarter

3Softstarter

4Start direkt am Netz

Tabelle 2.9 Legende zu Abbildung 2.14

2.7.9Das Verwenden eines Frequenzumrichters spart Geld

Das Beispiel auf der nächsten Seite zeigt, dass zahlreiche Bauteile beim Einsatz von Frequenzumrichtern nicht notwendig sind. Die Höhe der Kosten für die Aufstellung der beiden Anlagen lässt sich berechnen. Beim Beispiel auf der folgenden Seite lassen sich die beiden Anlagen zu ungefähr dem gleichen Preis realisieren.

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2.7.10 Ohne einen Frequenzumrichter

2	2
2	2	D.D.C.	=	Direkte digitale Regelung	E.M.S.	=	Energiemanagementsystem
		D.D.C.	=	Direkte digitale Regelung	E.M.S.	=	Energiemanagementsystem

		VVS	=	Variabler Luftvolumenstrom

		Sensor P	=	Druck	Sensor T	=	Temperatur

Tabelle 2.10 In Abbildung 2.15 und Abbildung 2.16 verwendete Abkürzungen

Abbildung 2.15 Traditionelles Lüftersystem

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2.7.11 Mit einem Frequenzumrichter
Cooling section		Heating section			Fan section			<![if ! IE]> <![endif]>175HA206.11
						Supply		<![if ! IE]> <![endif]>175HA206.11
					Fan	air
-			+		Fan		V.A.V
					M	Sensors	V.A.V
					M	Sensors	outlets
						PT	outlets
Return	Flow	Return		Flow
					x3
M	Pump		M	Pump		Duct
	x3			x3
						Local	Main
VLT			VLT		VLT	D.D.C.	Main
VLT			VLT		VLT	D.D.C.	B.M.S
					Pressure	control	B.M.S
					control
					0-10V
					or
					0/4-20mA
		Control		Control
		Control		temperature
		temperature		temperature
		temperature		0-10V
		0-10V		0-10V
		0-10V		or
		or		or
		or		0/4-20mA
		0/4-20mA		0/4-20mA	Mains
Mains		0/4-20mA	Mains		Mains

Abbildung 2.16 Durch Frequenzumrichter geregeltes Lüftungssystem

2.7.12 Anwendungsbeispiele

Auf den folgenden Seiten finden Sie einige typische Anwendungsbeispiele aus dem Bereich HLK.

Wenn Sie weitere Informationen zu einer Anwendung benötigen, bestellen Sie bei einem Danfoss-Lieferanten ein Informationsblatt, auf dem die Anwendung komplett beschrieben ist.

Variabler Luftvolumenstrom

Fragen Sie nach The Drive to...Improving Variable Air Volume Ventilation Systems MN.60.A1.02

Konstanter Luftvolumenstrom

Fragen Sie nach The Drive to...Improving Constant Air Volume Ventilation Systems MN.60.B1.02

Kühlturmgebläse

Fragen Sie nach The Drive to...Improving fan control on cooling towers MN.60.C1.02

Kondenswasserpumpen

Fragen Sie nach The Drive to...Improving condenser water pumping systems MN.60.F1.02

Primärpumpen

Fragen Sie nach The Drive to...Improve your primary pumping in primary/secondary pumping systems MN.60.D1.02

Hilfspumpen

Fragen Sie nach The Drive to...Improve your secondary pumping in primary/secondary pumping systems MN.60.E1.02

2 2

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2.7.13 Variabler Luftvolumenstrom

2 2 Systeme mit variablem Luftvolumenstrom (VVS) dienen zur Regelung der Lüftungsund Temperaturverhältnisse in Gebäuden. Zentrale VVS-Systeme gelten dabei als die energiesparendste Methode zur Gebäudeklimatisierung. Durch den Einbau zentraler Anlagen lässt sich ein höherer Energienutzungsgrad erzielen als bei verzweigten Systemen.

Der höhere Wirkungsgrad ergibt sich aus der Nutzung größerer Kühllüfter und Kälteanlagen, die einen sehr viel höheren Wirkungsgrad haben als kleine Motoren und verzweigte luftgekühlte Kälteanlagen. Außerdem trägt der geringere Wartungsaufwand zur Kostensenkung bei.

2.7.14 Die VLT-Lösung

Während Dämpfer und IGVs (Dralldrosseln) dafür sorgen, dass der Druck im Leitungssystem konstant bleibt, kann durch eine -Lösung viel mehr Energie eingespart und die Installation weniger komplex gehalten werden. Statt einen künstlichen Druckabfall zu erzeugen oder den Wirkungsgrad des Lüfters zu senken, senkt der die Lüfterdrehzahl, um den vom System geforderten Fluss und Druck zur Verfügung zu stellen.

Zentrifugalgeräte wie Lüfter verhalten sich entsprechend den Gesetzen der Zentrifugalkraft. Das bedeutet, dass die Lüfter den von ihnen produzierten Druck und Fluss senken, während ihre Drehzahl sinkt. Dadurch wird die Leistungsaufnahme erheblich gesenkt.

Der Abluftventilator wird laufend überwacht bzw. geregelt, um eine gleichbleibende Strömungsdifferenz zwischen Vorund Rücklauf aufrechtzuerhalten. Bei Einsatz des hochmodernen PID-Reglers des HVAC-s kann auf zusätzliche Regler verzichtet werden.

			Pressure
Cooling coil	Heating coil	Frequency	signal
Cooling coil	Heating coil	Frequency
	Filter	converter			VAV boxes
	Filter				VAV boxes
			Supply fan
D1			3		T
					T
					Pressure
				Flow	transmitter
				Flow
D2
		Frequency
		converter	Return fan
			Return fan	Flow
				Flow
			3
D3

Abbildung 2.17 Die VLT-Lösung

<![if ! IE]>

<![endif]>130BB455.10

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