Danfoss MCB 112 Operating guide [zh]
目录 操作指南
目录
1 简介
1.1 本手册的目的
1.2 其他资源
1.3 功能概述
1.4 批准和认证
1.5 符号、缩写与约定
2 安全性
2.1 安全符号
2.2 具备资质的人员
2.3 安全事项
3 安装
3.1 安全说明
3.2 STO 安装
3.3 与 VLT® PTC PTC Thermistor Card MCB 112 组合安装
4 调试
2
2
2
2
2
3
4
4
4
4
6
6
6
6
8
4.1 安全说明
4.2 STO 的激活
4.3 STO 与 VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 组合使用时的参数设置
4.4 自动/手动重启行为
4.5 STO 启用测试
4.6 系统配置安全
4.7 维修和维护
5 应用示例
5.1 SISTEMA 数据
5.2 带 Safe Torque Off 的变频器的紧急停止功能 - 类别 1、PL c、SIL 1
5.3 使用安全继电器的带 Safe Torque Off 的变频器的紧急停止功能 - 类别 3、
PL d、SIL 2
5.4 带有 Safe Torque Off、安全继电器和输出接触器的变频器的紧急停止功能 类别 4、PL e、SIL 3
5.5 多个变频器的紧急停止功能 - 类别 3、PL d、SIL 2
6 STO 技术数据
8
8
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8
8
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9
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索引
MG37D641 Danfoss A/S © 11/2018 全权所有。 1
16
简介 Safe Torque Off
11
1 简介
1.1 本手册的目的
本手册提供了在功能安全应用中使用 Danfoss VLT® 变频
器的信息。本手册包括有关功能安全标准、Danfoss VLT
变频器 Safe Torque Off (STO) 功能、相关安装和调试
以及 STO 的维修和维护的信息。
VLT® 为注册商标。
1.2 其他资源
本手册的目标用户是已熟悉 VLT® 变频器的人员。它可用
作能够从以下网址下载的手册和操作说明的补充：
drives.danfoss.com/knowledge-center/technicaldocumentation/
器选件附带的手册并遵守安全安装说明。
1.3 功能概述
1.3.1 简介
Safe Torque Off (STO) 功能是安全控制系统的一个组
件。STO 可防止设备产生电机旋转所需的动力。
。安装设备之前，请阅读变频器和/或变频
VLT® AutomationDrive FC 302
•
VLT® Decentral Drive FCD 302
•
®
标识
产品 类型代码
VLT® HVAC Drive FC 102
VLT® Refrigeration Drive FC
103
VLT® AQUA Drive FC 202
VLT® AutomationDriveFC 301 机
箱规格 A1
VLT® AutomationDrive FC 302
VLT® Decentral Drive FCD 302
VLT® Parallel Drive Modules
VLT® Parallel Drive Modules
•
通过检查铭牌上的设备类型代码，可确认该变频
•
器是否配有 STO 功能（如
表 1.1
所示）。
类型代码的第 18 位为 T
或 U
类型代码的第 18 位为 T
类型代码的第 18 位为 T
或 U
类型代码的第 18 位为 T
类型代码的第 18 位为 X、
B 或 R
类型代码的第 18 位为 X、
B 或 R
类型代码的第 18 位为 T
或 U
注意
在安全控制系统中选择和应用适当的组件以达到所需的运
行安全级别。在装置中集成并使用 STO 功能之前，应先
对其进行全面的风险分析，以确定 STO 功能和安全级别
是否适当且足够。
表 1.1 类型代码标识
批准和认证
1.4
VLT® 变频器配有：
符合 EN IEC 61800-5-2 定义的 Safe Torque
•
Off (STO)。
符合 EN 60204-1 定义的停车类别 0。
•
变频器可通过控制端子 37 集成 STO 功能。
具有 STO 功能的 VLT® 变频器按照以下要求进行设计和
验收：
EN ISO 13849-1 中的类别 3。
•
EN ISO 13849-1 中的性能等级 “d”。
•
IEC 61508 和 EN 61800-5-2 中的 SIL 2。
•
EN 62061 中的 SILCL 2。
•
1.3.2 涵盖的产品和标识
以下类型的变频器具有 STO 功能：
VLT® HVAC Drive FC 102
•
VLT® Refrigeration Drive FC 103
•
VLT® AQUA Drive FC 202
•
VLT® AutomationDriveFC 301 机箱规格 A1
•
还通过更多批准和认证。请与当地 Danfoss 合作伙伴联
系。
1.4.1 适用标准和合规性
在端子 37 上使用 STO 功能时，用户需符合所有安全规
定，包括相关法律、法规和准则的要求。
集成的 STO 功能符合下述标准：
IEC/EN 60204-1： 2016 停止类别 0 – 不受
•
控停止
IEC/EN 61508： 2010 SIL2
•
2 Danfoss A/S © 11/2018 全权所有。 MG37D641
简介 操作指南
IEC/EC 61800-5-2： 2016
•
IEC/EN 62601： 2015 SIL CL2
•
EN ISO 13849-1： 2015 类别 3 PL d
•
1.5 符号、缩写与约定
缩略语 参考值 说明
B
10d
Cat. EN ISO 13849-1 类别，级别“B，1-4”
CCF 常见原因故障
DC 诊断覆盖范围，分为低、中和高三个级别。
FIT 故障率： 1E-9/小时
HFT EN IEC 61508 硬件故障承受力： HFT = n，即，n+1 次故障可能造成安全功能丧失。
MTTFd EN ISO 13849-1 平均无危险故障时间。单位： 年，分为低、中和高三个级别。
PFH EN IEC 61508 单位小时的危险故障几率： 这个值应在下述情况中测得：安全设备在高需求或持续工
PFD EN IEC 61508 要求平均故障概率，值用于低需求操作。
PL EN ISO 13849-1 用于规定控制系统的安全部件在可预见情况下执行安全功能的能力的离散等级。这些等
PLr 要求的性能等级（特定安全功能的要求性能等级）。
SIL EN IEC 61508
STO EN IEC 61800-5-2 Safe Torque Off
SS1 EN IEC 61800-5-2 安全停止 1
SRECS EN IEC 62061 与安全相关的电气控制系统
SRP/CS EN ISO 13849-1 控制系统的安全相关部件
PDS/SR EN IEC 61800-5-2 动力驱动系统（与安全相关）
当组件的 10% 存在危险故障时的循环数（适合气动组件和机电组件）。
作模式下工作，与安全有关的系统的使用需求频率每年超过一次。
级为 a 至 e。
安全保持水平
EN IEC 62061
1 1
表 1.2 与安全功能有关的缩略语
约定
数字列表用于表示过程。 符号列表用于表示其他信息和插图说明。
斜体文本用于表示：
交叉引用。
•
链路。
•
参数名称。
•
脚注。
•
参数组。
•
参数选项。
•
报警/警告。
•
图纸中的所有尺寸均以公制单位和英制单位（括号中）给出，例如： mm (in)。 星号 (*) 表示参数的默认设置。
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安全性 Safe Torque Off
2 安全性
22
2.1 安全符号
2.3
安全事项
本指南使用了下述符号：
警告
表明某种潜在危险情况，将可能导致死亡或严重伤害。
小心
表明某种潜在危险情况，将可能导致轻度或中度伤害。这
还用于防范不安全的行为。
注意
表示重要信息，包括可能导致设备或财产损坏的情况。
2.2 具备资质的人员
只有具备相关资质和技能的人员才能装配、安装、设置、
调试、维护和停用产品。具有经证明的技能的人员
指有资质的电气工程师，或者是经有资质的电气
•
工程师培训过的人员，具有相应经验，能够按照
安全技术的一般标准和规范来操作装置、系统、
设备和机械装置。
熟悉有关健康和安全/事故预防的基本法规。
•
已阅读并理解本手册中提供的安全规范以及变频
•
器的操作手册 中提供的操作说明。
熟悉与特定应用有关的一般标准和专门标准。
•
动力驱动系统（安全相关）(PDS(SR)) 的用户负责：
对应用进行危险和风险分析。
•
确定所需的安全功能并为每个功能分配 SIL 或
•
PLr。
其他子系统以及来自这些子系统的信号和命令的
•
有效性。
设计适合的安全相关控制系统（硬件、软件、参
•
数化等）。
保护措施
安全工程系统的安装与调试只能由具备资质和技
•
能的人员完成。
按照 IEC 60529 在 IP54 机柜中或在等价环境
•
中安装变频器。在特殊应用中，可能要求更高的
IP 防护等级。
确保根据 ISO 13849-2 表 D.4 在安全选件与
•
外部安全设备之间设立电缆短路保护。如果电机
轴受到外力的影响（比如悬挂负载），则须采取
额外措施（比如安全夹持制动）来避免危险。
请参阅相关
事项。
操作手册/指南 中的安全
章节了解一般安全
小心
完成 STO 功能的安装后，请按照
中的说明执行启用测试。若要符合安全标准，则在最初安
装和每次做出改动后，系统都必须通过启用测试。
章 4.5 STO 启用测试
警告
存在死亡和严重伤害的危险
如果电机受外力作用（比如纵轴方向的悬挂载荷）以及某
种意外移动（比如重力导致的移动）而可能造成危险时，
必须对电机采取额外措施来实现防坠保护。例如，安装额
外的机械制动。
警告
存在死亡和严重伤害的危险
STO（即移除端子 37 的 24 V 直流电压电源）无法提供
电气安全。STO 功能自身不足以实现 EN 60204-1 规定的
紧急停止功能。紧急停止要求采取电气隔离措施，比如通
过另外的接触器切断主电源。
警告
电击危险
STO 功能不会切断变频器或辅助电路的主电源电压。对变
频器的带电部件或电机执行作业之前，务必切断主电源供
电，并等待相关
电时间。如果不切断设备的主电源供电，并等待规定的时
间，将可能导致死亡或严重伤害。
•
•
操作手册/指南 的安全
请勿借助 STO 功能来停止变频器。如果使用该
功能来停止运行中的变频器，设备将跳闸并以惯
性方式停止。如果该限制不可接受（比如会带来
危险），则在使用 STO 功能之前，必须采用适
当的停止方式来停止变频器和设备。根据应用的
不同，有时可能必须采取机械制动。
STO 功能适用于对变频器系统或仅限机器的受影
响部位执行机械作业。它无法提供电气安全。不
能将 STO 功能用作启动和/或停止变频器的控制
方法。
章节中规定的放
4 Danfoss A/S © 11/2018 全权所有。 MG37D641
安全性 操作指南
小心
自动重启
只有在两种情况下才允许自动重启行为：
“防止意外重启”功能由 STO 系统的其它部件
•
来实现。
当 STO 未激活时，可以排除亲临危险区域的需
•
要。尤其是，必须遵守 ISO 12100: 2010 的第
6.3.3.2.5 条。
警告
存在死亡和严重伤害的危险
STO 功能可用于异步、同步和永磁式电机。在变频器的功
率半导体内可能会发生两种故障。在使用同步或永磁电机
时，故障情况可能引起残余旋转。旋转度可以按下述方式
计算：角度=360/(极数)。在使用同步或永磁电机的应用中
必须考虑这种残余旋转问题，并确保这不会导致安全风
险。异步电机不存在此问题。
2 2
注意
为每个停止功能进行风险评估，以按照 EN 60204-1 确定
如何选择停止类别：
“停止类别 0”的要求是立即断开执行器的电
•
源，但会导致不受控的惯性停车。符合 EN
61800-5-2 规定 的 STO 可实现“停止类别
0”级的停止。
“停止类别 1”的要求是在为机器执行器供电的
•
同时来进行停止。根据 EN 61800-5-2 安全停止
1 (SS1) 进行停止时，将断开执行器的电源。
“停止类别 2”的要求是在为机器执行器供电的
•
同时执行受控停止。停止后带电情况下的保持位
置。
注意
设计机器应用时，必须考虑采用定时和距离来实现惯性停
车（“停止类别 0”或 STO）。有关停止类别的详细信
息，请参考 EN 60204-1。
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12/13
37
130BA874.10
130BC393.11
安装 Safe Torque Off
3 安装
3.1 安全说明
33
小心
电气危险
操作人员或电气安装人员负责正确接地，符合所有适用的
国家及地方安全法规要求。
请参阅
外，还应遵守电机制造商提供的要求。
章 2 安全性
和相关变频器的
操作手册/指南
。此
3.2 STO 安装
对于电机连接、交流主电源连接和控制接线，请按照变频
器
操作手册/指南
与通过 Ex 认证的 VLT® PTC Thermistor Card MCB 112
一起安装时，请参阅
Thermistor Card MCB 112 组合安装
按以下步骤启用集成的 STO 功能：
1. 取下端子 37 与 12 或 13 之间的跳线。仅断
开该跳线还不足以避免短路。（请参阅
中的跳线）
中的安全安装说明操作。
章 3.3 与 VLT® PTC PTC
。
图 3.1
图 3.2 端子 13 (24 V) 与 37 之间的跳线 (FCD 302)
2. 例如，通过 NO 安全功能将一个外部安全监视继
电器连接至端子 37 (STO) 和端子 12 或 13
（（24 V 直流 ）。可在
连接和应用示例。
3. 按照变频器
操作手册/指南
章 5 应用示例
中的说明完成接线。
中找到
3.3
与 VLT® PTC PTC Thermistor Card
MCB 112 组合安装
注意
VLT® PTC PTC Thermistor Card MCB 112 和 STO 功能
图 3.1 端子 12/13 (24 V) 与 37（FCD 302 以外的所有变
频器）之间的跳线
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的组合仅适用于 VLT® HVAC Drive FC 102、VLT® AQUA
Drive FC 202、VLT® AutomationDrive FC 302 和 VLT
AutomationDrive FC 301 机箱类型 A1。
VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 使用端子 37 作为
安全相关的关闭通道。
确保将 MCB 112 的输出 X44/12 与安全传感器
•
（如紧急停止按钮、安全防护开关）进行“与”
运算来激活 STO 功能。这意味着 STO 端子 37
的输出仅在来自 MCB 112 输出 X44/12 和来自
安全传感器的信号均高时才为高 (24V)。如果这
®
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