Danfoss MCB 112, FC 202, FC 302, FC 102 Operating guide [de]

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Produkthandbuch

VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112

VLT® HVAC Drive FC 102 • VLT® AQUA Drive FC 202 VLT® AutomationDrive FC 302

www.danfoss.de/vlt

Inhaltsverzeichnis Produkthandbuch

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

1.2 Zusätzliche Materialien

1.3 Dokument- und Softwareversion

1.4 Produktabdeckung

1.5 Funktionsübersicht

1.5.1 Bestimmungsgemäße Verwendung 3

1.5.2 Vorhersehbarer Missbrauch 4

1.5.3 Thermischer Motorschutz 4

1.5.4 ATEX ETR Thermische Überwachung 4

1.5.5 Abschaltfunktion 4

1.5.6 Sichere Trennung 5

1.5.7 Prinzip der sicheren Trennung 5

1.6 Motoranforderungen

1.6.1 Motorgrenzwerte und Regeln 5

1.6.2 Zusätzliche Motoranforderungen 5

1.7 Zulassungen und Zertifizierungen

3 3 3 3 3 3

1.8 Symbole, Abkürzungen und Konventionen

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

2.2 Qualifiziertes Personal

2.3 Sicherheitsmaßnahmen

3 Installation

3.1 Sicherheitshinweise

3.2 Installation von Sensordrähten

3.3 Installation der VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112

4 Inbetriebnahme

4.1 Betrieb und Wartung

4.1.1 Überwachung des Sensorwiderstands 12

4.2 Parametereinstellung

4.2.1 Alarmhandhabung 14

4.3 Parametereinstellung für Ex-e- und Ex-n-Motoren

7 7 7 8

9 9 9

12 12

4.3.1 Maximaler Strom 14

4.3.2 Maximale Stromgrenze 15

4.3.3 Minimale Motorfrequenz 15

4.3.4 Maximale Motorfrequenz 15

Inhaltsverzeichnis

VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112

4.3.5 Minimale Taktfrequenz 15

4.3.6 Deaktivierung des Protection Mode 16

4.3.7 Safe Torque Off-Funktion 16

5 Anwendungsbeispiele

6 Wartung und Fehlersuche

6.1 Instandhaltung

6.2 Fehlersuche und -behebung

6.2.1 Liste der Alarm-/Warncodes 20

6.2.2 Beschreibung des Alarmworts, Warnworts und erweiterten Zustandsworts 20

7 Technische Daten

7.1 Netzversorgung

7.2 Steuereingänge und -ausgänge

7.3 Umgebungsbedingungen

7.4 Andere Spezifikationen

7.5 Sicherheitsbezogene Kennwerte der eingebauten MCB 112

Index

20 20 20

22 22 22 22 23 23

Einführung Produkthandbuch

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

Dieses Handbuch enthält Informationen zur sicheren Installation und Inbetriebnahme der VLT ® PTC-Thermistorkarte MCB 112, die Sie mit einem Danfoss VLT® Frequenzum-

richter mit Safe Torque Off (STO) verwenden. Das Handbuch richtet sich ausschließlich an qualifiziertes Personal.

Die VLT® PTC-ThermistorkarteMCB 112 läuft auch unter der Bezeichnung MS 220 DA.

Dieses Produkthandbuch richtet sich an qualifiziertes Personal. Lesen Sie dieses Produkthandbuch vollständig durch, um sicher und professionell mit dem Frequenzumrichter zu arbeiten. Berücksichtigen Sie insbesondere die Sicherheitshinweise und allgemeinen Warnungen. Bewahren Sie das Produkthandbuch immer zusammen mit dem Frequenzumrichter auf.

VLT® ist eine eingetragene Marke.

1.2 Zusätzliche Materialien

Dieses Handbuch richtet sich an Anwender, die bereits mit den VLT® Frequenzumrichtern vertraut sind. Es dient als

Ergänzung der Handbücher und Anweisungen, die Sie unter folgender Adresse herunterladen können: vlt- drives.danfoss.com/Support/Technical-Documentation/. Lesen Sie das mit dem Frequenzumrichter und/oder der Option mitgelieferte Produkthandbuch vor der Installation des Geräts und beachten Sie die Sicherheitshinweise.

1.3

Dokument- und Softwareversion

1.4

Produktabdeckung

Die VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112 ist für folgende Frequenzumrichtertypen verfügbar:

VLT® HVAC Drive FC 102.

•

VLT® AQUA Drive FC 202.

•

VLT® AutomationDrive FC 302.

•

1.5 Funktionsübersicht

1.5.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Die VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112 hat folgende Aufgaben:

Schutz elektrischer Motoren gegen überlastbe-

•

dingte Erwärmung. Schutz explosionsgeschützter Motoren in explosi-

•

onsgefährdeten Bereichen (Gefahr durch Gase, Dämpfe oder Nebel, Zone 1 und Zone 2 und/oder durch Staub, Zone 21 und Zone 22). Siehe Markierung G für Zone 1 und Zone 2. Siehe Markierung D für Zone 21 und Zone 22.

Alle Funktionen der MCB 112 dienen dem Schutz nicht explosionsgeschützter Motoren und explosionsgeschützter Motoren bei Normalbetrieb und im Störungsfall.

Die VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112 folgt den Vorgaben der EN 60947-8 (VDE 0660 Teil 0302). Schließen Sie PTCThermistorsensoren ausschließlich gemäß DIN 44081 und 44082 (EN 60947-8) an.

Dieses Handbuch wird regelmäßig geprüft und aktualisiert. Verbesserungsvorschläge sind jederzeit willkommen. Senden Sie Vorschläge per Email unter Angabe der Dokumentversion an techcom_change_request@danfoss.com. Tabelle 1.1 zeigt die Dokumentversion und die vorgenommenen Änderungen.

Ausgabe Anmerkungen

MG33V3xx Ersetzt MG33V2xx.

Redaktionelle Änderungen.

Behandelt jetzt das gesamte System.

Tabelle 1.1 Dokumentversion

HINWEIS

Die VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112 funktioniert nur, wenn Sie sie in den Frequenzumrichter einbauen. Die Option funktioniert nicht eigenständig.

MS 220 DA / MCB112

Code no.: 130B1137

Motor protection inside

See manual

for additional instruction

PTB 14 ATEX 3012U

CAUTION:

II (2) D [Ex tb][Ex tc]

II (2) G [Ex e] [Ex d] [Ex n]

130BE103.10

Einführung

VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112

1.5.1.1 Markierungen des Frequenzumrichters

Die Option als Ersatzteil oder der Frequenzumrichter enthält einen Aufkleber mit der ATEX-Zertifizierung. Diesen Aufkleber an der Vorderseite des Frequenzumrichters anbringen, in dem sich das ATEX-Modul befindet. Der Aufkleber zeigt an, dass das ATEX-Modul im Frequenzumrichter installiert ist.

Abbildung 1.1 Am Frequenzumrichter anzubringendes Schild

Vorhersehbarer Missbrauch

1.5.2

Jede Verwendung, die Danfoss nicht ausdrücklich freigegeben hat, gilt als Missbrauch. Dies gilt auch für die Nicht-Einhaltung der festgelegten Betriebsbedingungen und Anwendungen.

1.5.3 Thermischer Motorschutz

Die ATEX-Richtlinie 94/9/EG und die Norm EN 60079-14 schreiben einen Motorüberlastschutz vor. Die MCB 112 überwacht die Temperatur in den Motorwicklungen mit einem ATEX-konformen Motorüberlastschutz. Schalten Sie im Falle eines kritischen Temperaturniveaus oder einer Fehlfunktion den Motor aus. Wenn der Frequenzumrichter über serielle 3–6 PTC-Thermistoren gemäß DIN 44081 oder 44082 verfügt, bietet die MCB 112 eine ATEXkonforme Überwachung der Motortemperatur. Alternativ können Sie auch eine externe PTC-Schutzvorrichtung mit ATEX-Zulassung verwenden.

ATEX ETR Thermische Überwachung

1.5.4

HINWEIS

Die ATEX ETR Thermische Überwachungsfunktion gilt nur für Ex-e- und Ex-n-Motoren und ist nur für VLT AutomationDriveFC 302 Frequenzumrichter verfügbar.

Der FC 302 mit der Firmware-Version V6.3x oder höher ist mit der Funktion „ATEX ETR Thermische Überwachung“ für einen Betrieb von Ex-e-Motoren gemäß EN 60079-7 und Ex-n-Motoren gemäß EN 60079-15 ausgestattet. In Kombination mit einer ATEX-zugelassenen PTC-Überwachungseinrichtung wie der MCB 112 ist für die Installation keine separate Zulassung einer dafür zugelassenen Organisation erforderlich, d. h. Sie müssen keine aufeinander abgestimmten Vorrichtungen verwenden.

Für Schäden, die auf missbräuchliche Verwendung zurückzuführen sind, übernimmt Danfoss keinerlei Haftung.

Nur mit explosionsgeschützten 3-Phasen-Motoren betreiben, die speziell für die Verwendung mit einem Frequenzumrichter gebaut, getestet und gekennzeichnet sind.

WARNUNG

EXPLOSIONSGEFAHR

Zone 0 und Zone 20 gelten nicht für Elektromotoren. Verwenden Sie zur Vermeidung von Explosionen Motoren nur in:

Zone 1/21.

•

Zone 2/22.

•

Die Funktion ermöglicht den Einsatz von Ex-e- und Ex-nMotoren anstelle der teureren, größeren und schwereren Ex-d-Motoren. Der Einsatz von Ex-e- und Ex-n-Motoren ist dadurch möglich, dass der Frequenzumrichter den Motorstrom begrenzt, um ein Aufheizen des Motors zu verhindern.

Abschaltfunktion

1.5.5

Die MCB 112 beinhaltet eine Auslöseeinheit für PTCThermistorsensoren mit sicherer Potenzialtrennung der Versorgungsspannung von Masse. Die Abschaltfunktion schaltet die +24 V DC direkt an Klemme 37 des Frequenzumrichters ab.

Die logische PNP-Ausgangsklemme X44/10 signalisiert den Zustand bei einem Ausfall. Die MCB 112 funktioniert nach dem Prinzip eines geschlossenen Stromkreises. Das Gerät schaltet bei Kurzschluss oder Leitungsunterbrechung ab.

Frequency Converter

Logic Out

Control Card

Potentially explosive

atmosphere

PTC-Sensors

3~ Ex-Motor

Safe Channel T37

Safe Stop T37

TP TP

+24 V

PTC Thermistor Card MCB 112

Non-explosive hazard zone

91 92 93

96 97 98

Converter module

130BE102.10

Einführung

1.5.6 Sichere Trennung

Produkthandbuch

Beachten Sie darüber hinaus Folgendes:

Der PTC-Thermistor-Stromkreis (T1, T2) verfügt über eine sichere Trennung der PELV für Niederspannungsstromkreise, siehe Kapitel 3.2 Installation von Sensordrähten.

1.5.7 Prinzip der sicheren Trennung

Die Safe Torque Off-Funktion schaltet die Steuerspannung der Leistungshalbleiter oder der Ausgangsstufe des Frequenzumrichters ab. Die Deaktivierung der Steuerspannung verhindert, dass der Wechselrichter ein Drehfeld zur Aktivierung des Motors erzeugt.

Überschreiten Sie nicht das maximal zulässige

•

Größenverhältnis zwischen Frequenzumrichter und Motor. Der typische Wert beträgt I

Beachten Sie alle Spannungsabfälle vom Frequen-

•

zumrichter zum Motor. Wenn Sie den Motor mit einer niedrigeren Spannung als in der U/fKennlinie aufgeführt betreiben, kann sich der Strom erhöhen und einen Alarm verursachen.

Mehrere Motoranwendungen sind nicht zulässig.

•

Schließen Sie nur einen (1!) Motor an den Frequenzumrichter an.

Zusätzliche Motoranforderungen

1.6.2

Der Ex-e-Motor muss für einen Betrieb in bestimmten Gefahrenzonen (ATEX-Zone 1/21, ATEX-Zone 2/22) in Kombination mit Frequenzumrichtern zugelassen sein. Der Motor muss für die jeweilige Gefahrenzone zugelassen sein. Der Ex-n-Motor muss für einen Betrieb in bestimmten Gefahrenzonen (ATEX-Zone 2/22) in Kombination mit Frequenzumrichtern zugelassen sein. Der Motor muss für die jeweilige Gefahrenzone zugelassen sein.

VLT, n

≤2xI

m,n

Abbildung 1.2 Blockschaltbild des Systems

1.6 Motoranforderungen

1.6.1 Motorgrenzwerte und Regeln

Für jeden zertifizierten Motor mit erhöhter Sicherheit stellt der Hersteller eine Datenliste mit Grenzwerten und Regeln zur Verfügung. Beachten Sie bei Planung, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung die Grenzwerte für folgende Größen:

Minimale Taktfrequenz.

•

Maximaler Strom.

•

Minimale Motorfrequenz.

•

Maximale Motorfrequenz.

•

HINWEIS

Der Motor kann gemäß der Motorzulassung in den Zonen 1/21 oder 2/22 eingesetzt werden. Sie müssen den Frequenzumrichter stets außerhalb der Gefahrenzone installieren!

Betreiben Sie explosionsgeschützte 3-Phasen-

•

Motoren nur dann mit Frequenzumrichtern, wenn die Motoren speziell für diesen Modus gebaut, getestet, zugelassen und gekennzeichnet sind.

Wenn der Motor und dessen thermische Schutz-

•

einrichtung für den Frequenzumrichterbetrieb zugelassen sind, verwenden Sie die MCB 112 für jedes Zündschutzartsystem und für alle Motortypen. Für Motoren der Zündschutzart Ex-e und Ex-n, die vom Erstausrüster für den Frequenzumrichterbetrieb in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen sind, berücksichtigen Sie die geforderten Einschränkungen in den Einstellungen für die thermische Überwachung des Frequenzumrichters nach ATEX ETR.

Die erforderlichen Parameter und Bedingungen

•

finden Sie auf dem Typenschild oder in der Dokumentation des Motors. Um unzulässige Temperaturen zu vermeiden, sind die Motoren standardmäßig mit einem thermischen Wicklungsschutz ausgerüstet, den ein geeignetes Gerät wie die MCB 112 beurteilen muss. Sie dürfen die Motoren nicht als Gruppenantrieb betreiben.

Einführung

VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112

1.7 Zulassungen und Zertifizierungen

Zertifizierungsnummer: PTB 14 ATEX 3012U

Konformitätszertifizierungen und -erklärungen sind verfügbar. Bitte wenden Sie sich an den örtlichen DanfossHändler.

1.8 Symbole, Abkürzungen und

Konventionen

Abkürzung Beschreibung

ETR Elektronisches Thermorelais. LCP LCP-Bedieneinheit. NC Nicht angeschlossen. PNP Positiv negativ positiv (Transistor). TNF Nominelle Ansprechtemperatur.

Tabelle 1.2 Abkürzungen

Konventionen

Nummerierte Listen zeigen Vorgehensweisen. Aufzählungslisten zeigen weitere Informationen und Beschreibung der Abbildungen. Kursivschrift bedeutet:

Querverweise.

•

Link.

•

Parametername.

•

Abkürzung Sollwert Beschreibung

ATEX ATEX-

Richtlinie 94/9/EG

HFT EN IEC 61508 Hardwarefehlertoleranz: HFT = n

PDS/SR EN IEC

61800-5-2

PFD EN IEC 61508 Mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit im

SFF EN IEC 61508 Safe Failure Fraction [%]; Anteil der

SIL EN IEC 61508

EN IEC 62061

STO EN IEC

61800-5-2

SRECS EN IEC 62061 Sicherheitsbezogenes elektrisches

ATmosphère EXplosible

bedeutet, dass n+1 Fehler zu einem Verlust der Sicherheitsfunktion führen können. Antriebsstrang (sicherheitsbezogen).

Anforderungsfall, verwendeter Wert für den Betrieb mit niedriger Anforderungsrate.

sicheren Fehler und erkannten gefährlichen Fehler einer Sicherheitsfunktion oder eines Untersystems im Verhältnis zu allen möglichen Fehlern. Safety Integrity Level.

Safe Torque Off.

Steuerungssystem.

Tabelle 1.3 Auf die funktionale Sicherheit bezogene Abkürzungen

Sicherheit Produkthandbuch

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

Dieses Handbuch verwendet folgende Symbole:

WARNUNG

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen kann.

VORSICHT

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu leichten oder mittleren Verletzungen führen kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Weist auf eine wichtige Information hin, z. B. eine Situation, die zu Geräte- oder sonstigen Sachschäden führen kann.

2.2 Qualifiziertes Personal

Nur Personen mit nachgewiesener Qualifikation dürfen die Produkte montieren, installieren, programmieren, in Betrieb nehmen, warten und außer Betrieb nehmen. Personen mit nachgewiesener Qualifikation:

sind Elektrofachkräfte, die entsprechende

•

Erfahrung in der Bedienung von Geräten, Systemen, Maschinen und Anlagen gemäß den allgemein gültigen Normen und Richtlinien zur Sicherheitstechnik haben.

sind mit grundlegenden Vorschriften zu

•

Gesundheit und Sicherheit/Unfallverhütung vertraut.

haben die Sicherheitshinweise in diesem

•

Handbuch sowie die Anweisungen im Produkthandbuch des Frequenzumrichters gelesen und verstanden.

verfügen über gute Kenntnisse der Fachgrund-

•

und Produktnormen für die jeweilige Anwendung.

Anwender von sicherheitsbezogenen Antrieben (PDS/SR) sind für Folgendes verantwortlich:

Für die Gefährdungs- und Risikoanalyse der

•

Anwendung. In der Norm EN ISO 12100 ist Risikobeurteilung als Gesamtprozess definiert, der Risikoanalyse und -beurteilung umfasst.

Dafür, dass das qualifizierte Personal Erfahrung

•

mit der Arbeit in ATEX-Bereichen nach Richtlinie 99/92/EG (auch als ATEX-Arbeitsrichtlinie bekannt) besitzt.

Für die Ermittlung erforderlicher Sicherheitsfunk-

•

tionen und die Zuweisung von SIL zu jeder Funktion.

Für andere Teilsysteme und die Gültigkeit der

•

Signale und Befehle aus diesen Teilsystemen. Für die Entwicklung geeigneter sicherheitsbe-

•

zogener Steuerungssysteme (Hardware, Software, Parametrierung usw.).

Schutzmaßnahmen

Nur qualifiziertes Personal darf sicherheitstech-

•

nische Systeme installieren und in Betrieb nehmen.

Installieren Sie den Frequenzumrichter in einem

•

Schaltschrank mit Schutzart IP54 gemäß IEC 60529 oder einer vergleichbaren Umgebung. Bei speziellen Anwendungen kann eine höhere Schutzart erforderlich sein.

Stellen Sie sicher, dass am Kabel zwischen

•

Klemme 37 und der externen Sicherheitsvorrichtung gemäß ISO 13849-2 Tabelle D.4 ein Kurzschlussschutz eingebaut ist.

Wenn 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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