Danfoss MCB 150, MCB 151 Installation guide [de]

Installationshandbuch

VLT® Safety Option MCB 150/151

Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Inhalt

1 Einführung 7

1.1 Zweck dieser Installationsanleitung 7

1.2 Verfügbare Ressourcen 7

1.3 Dokumentversion 8

1.4 Typzulassungen und Zertifizierungen 8

2 Rechtliche Informationen und Sicherheit 9

2.1 Rechtliche Informationen 9

2.2 Garantie und Haftung 9

2.3 Sicherheitssymbole 9

2.4 Qualifiziertes Personal 9

2.5 Zuständigkeiten von Benutzern von PDS(SR) 10

2.6 Sicherheitsmaßnahmen 10

2.7 Risikobeurteilung 12

3 Funktions- und Systemübersicht 13

3.1 Systemüberblick 13

3.1.1 Verhalten der Haltebremse 14

3.1.2 Sicherheitszertifizierung 14

3.1.3 Implementierung in Steuerungssystemen 15

3.2 Funktionen 15

3.2.1 Spezifikation der Sicherheits-Subfunktionen 15

3.2.2 Bestätigung des Performance Level 15

3.2.3 Aktivierung von Sicherheits-Subfunktionen 16

3.2.4 Gleichzeitige Aktivierung von Sicherheits-Subfunktionen 16

3.2.5 Funktionale Wiederholungsprüfungen 17

3.2.6 PFD- und PFH-Definitionen 18

3.2.7 Bestimmungsgemäße Verwendung der Sicherheitsoption 18

3.2.8 MCT 10 Konfigurationssoftware mit Sicherheits-Plug-in 18

3.3 Gerätefunktionen 19

3.4 Vorderansicht 19

3.5 Kategorien für sicheren Stopp 20

3.5.1 Betrieb und Anforderungen 20

3.5.2 Sicherheits-Subfunktionen 21

3.5.3 Safe Torque Off (STO) 21

3.5.4 Sicherer Stopp 1 - SS1 22

3.5.5 Safely Limited Speed (Sicher begrenzte Drehzahl) 28

3.5.6 Sichere Höchstgeschwindigkeit – Safe Maximum Speed, SMS 32

3.6 Eingänge und Ausgänge 33

3.6.1 Eingänge 33

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3.6.2 Reset-Eingang (DI2) 33

3.6.3 Ausgang 34

3.6.4 Zugelassene Sensortypen an Digitaleingängen 34

3.6.5 Reset 34

3.6.6 Signalfilterung 35

3.6.7 Stabile Signalzeit von Sicherheitsausgängen 35

3.6.8 Fehlererkennung des Zero Speed-Timers 36

3.6.9 Jährliche Prüfung 37

3.6.10 Sicherheitsparametereinstellungen 37

3.6.11 Drehgeberschnittstelle 37

3.7 Beschränkungen 38

3.7.1 Überschrittener Grenzwert und interne Fehler 38

3.7.2 Einschränkungen bei Verwendung von Funktionen zur Überwachung auf sichere Drehzahl 38

3.7.3 Kompatibilität zwischen Sicherheits- und Frequenzumrichterfunktion 38

Inhalt

4 Installation 40

4.1 Installieren der Option 40

4.1.1 Sicherheitshinweise 40

4.1.2 Anforderung für sicheren Einsatz 40

4.1.3 Geschützte Kabelverlegung 41

4.1.4 Installieren der Option 41

4.1.5 Allgemeine Verdrahtungsrichtlinien 44

4.1.6 Steckerbelegung 46

4.2 Drehgeber 47

4.2.1 Zulässige Kabellänge des Gebers 47

4.2.2 Verdrahtungsbeispiele für Drehgeber 48

4.2.3 Näherungsschalter 49

4.2.4 VLT® Sensorless Safety MCB 159 50

4.3 Anwendungsbeispiele 52

4.3.1 Anschluss der sicheren Digitaleingänge 52

5 Inbetriebnahme 55

5.1 Vor der Inbetriebnahme 55

5.1.1 Sicherheitsrichtlinien 55

5.1.2 Voraussetzungen zur Inbetriebnahme 55

5.2 Erste Inbetriebnahme 56

5.2.1 Einschaltvorgang/Selbsttest 56

5.2.2 Starten der Inbetriebnahme 57

5.2.3 Anpassung der Sicherheitsoption 57

5.2.4 Einrichtung des Drehgebers 58

5.2.5 Inbetriebnahmeprüfung 59

5.3 Betrieb 60

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Inhalt

6 Allgemeine Parametereinstellung 61

6.1 Konfiguration 61

6.1.1 Allgemeine Parametereinstellung 61

6.1.2 Konfiguration der Sicherheits-Subfunktionen 61

6.1.3 Passwortschutz 62

6.2 Reset und Status über Feldbus 63

6.2.1 Reset der Sicherheitsoption und der anstehenden Sicherheitsfunktion 63

6.2.2 Abruf des Status der Sicherheitsoption 63

6.3 Parameterliste 67

7 Wartung und Reparatur 72

7.1 Updates, Wartung und Änderungen 72

7.2 Reparatur 72

7.3 Austausch der Sicherheitsoption 73

7.3.1 Vor dem Ausbau der Sicherheitsoption 73

7.3.2 Ausbau der Sicherheitsoption 73

7.3.3 Austauschen der Sicherheitsoption 73

7.3.4 Kopieren der sicheren Parametereinstellung 75

7.4 Inbetriebnahmeprüfung 79

7.4.1 Sicherheitsrichtlinien 79

7.4.2 Vor der Durchführung der Inbetriebnahmeprüfung 80

7.4.3 Sicherheits-Subfunktionen des Frequenzumrichters 80

8 Warnungen und Alarmmeldungen 86

8.1 Fehlertypen und -meldungen 86

8.1.1 Meldungen 86

8.2 Warnungen und Alarmmeldungen 87

9 Technische Daten 99

9.1 Verbrauch 99

9.2 Eingänge 99

9.2.1 Digitaleingänge 99

9.2.2 TTL-Drehgebereingang (VLT® Safety Option MCB 150) 99

9.2.3 HTL-Drehgebereingang (VLT® Safety Option MCB 151) 99

9.3 Ausgänge 100

9.3.1 Digitalausgang (sicherer Ausgang) 100

9.3.2 24 V-Stromversorgung 100

9.4 Andere Spezifikationen 100

9.4.1 Masse E/A-Teil 100

9.4.2 Kabelquerschnitte 100

9.4.3 Reset-Eigenschaften 101

9.4.4 Antwortzeit 101

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9.4.5 Sicherheitsbezogene Kenndaten 101

Inhalt

10 Anhang 103

10.1 Abkürzungen 103

10.2 Konventionen 104

MCT 10

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Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Einführung

1 Einführung

1.1 Zweck dieser Installationsanleitung

Diese Installationsanleitung enthält Informationen zur sicheren Installation und Inbetriebnahme der Sicherheitsoption. Sie richtet sich ausschließlich an qualifiziertes Personal. Lesen und befolgen Sie die Anweisungen zur Verwendung der sicheren und professionellen Option. Beachten Sie insbesondere die Sicherheitshinweise und allgemeinen Warnungen. Bewahren Sie diese Installationsanleitung immer zusammen mit der Option auf.

1.2 Verfügbare Ressourcen

In dieser Anleitungen sind Querverweise zu anderen Handbüchern vorhanden, die Hilfestellungen zur Installation der VLT® Safety Option MCB 150/151 geben.

1 Installationsphase: Verwenden Sie diese

Installationsanleitung und ziehen Sie die VLT

2 Parametrierungsphase: Siehe Bedienungsanleitung der VLT®

Motion Control Tool MCT 10 Konfigurationssoftware. AutomationDrive FC 301/FC 302-Bedienungsanleitung zurate.

3 Prüfphase: Verwenden Sie den Inbetriebnahmebericht, der

über das MCT 10 Sicherheits-Plug-in erzeugt wurde.

Abbildung 1: Systemüberblick

Siehe auch www.danfoss.com/en/search/?filter=type%3Adocumentation%2Csegment%3Adds für weitere Informationen.

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089

Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

1.3 Dokumentversion

Dieses Handbuch wird regelmäßig geprüft und aktualisiert. Verbesserungsvorschläge sind jederzeit willkommen. Siehe Dokumentversion und Änderungen in Tabelle 1.

Tabelle 1: Version und Änderungen angewendet in

Ausgabe Anmerkungen

MG34W4xx Redaktionelle Änderungen. Installation von VLT® Sensorless Safety MCB 159 hinzugefügt.

1.4 Typzulassungen und Zertifizierungen

Die folgende Liste ist eine Auswahl von möglichen Typzulassungen und Zertifizierungen für Danfoss-Frequenzumrichter:

HINW EI S

Frequenzumrichter der Baugröße T7 (525-690 V) sind nicht nach UL-Anforderungen zertifiziert.

Einführung

HI NW EI S

Die jeweiligen Zulassungen und Zertifizierungen für den Frequenzumrichter befinden sich auf dem Typenschild des Frequenzumrichters. Weitere Informationen erhalten Sie von Ihrer örtlichen Danfoss-Vertretung oder einem Partner.

Weitere Informationen zu den thermischen Speicheranforderungen des UL 508C finden Sie im Abschnitt Thermischer Motorschutz im produktspezifischen Projektierungshandbuch.

Informationen zur Übereinstimmung mit dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf Binnenwasserstraßen (ADN) finden Sie im Abschnitt ADN-konforme Installation im produktspezifischen Projektierungshandbuch.

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Rechtliche Informationen und Sicherheit

2 Rechtliche Informationen und Sicherheit

2.1 Rechtliche Informationen

Entsprechend den Anforderungen der Maschinenrichtlinie wird hierbei angegeben, dass die Originalsprache dieser Bedienungsanleitung US-Englisch ist.

2.2 Garantie und Haftung

Alle Ansprüche auf Gewährleistung und Haftung erlöschen, wenn:

• das Produkt nicht bestimmungsgemäß verwendet wurde.

• Schäden auf Verstöße gegen die Leitlinien im Handbuch zurückzuführen sind.

• Bedienungspersonal nicht entsprechend qualifiziert ist.

• Veränderungen irgendeiner Art vorgenommen wurden (z. B. Austausch von Komponenten auf den Leiterplatten, Lötarbeiten usw.).

2.3 Sicherheitssymbole

In diesem Handbuch werden folgende Symbole verwendet:

GE FA HR

Kennzeichnet eine gefährliche Situation, die, wenn sie nicht vermieden wird, zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen wird!

WA RN UN G

Kennzeichnet eine gefährliche Situation, die, wenn sie nicht vermieden wird, zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann!

VO RS IC HT

Kennzeichnet eine gefährliche Situation, die, wenn sie nicht vermieden wird, zu geringfügigen bis mittelschweren Verletzungen führen kann!

HI NW EI S

Zeigt Informationen als wichtig, jedoch nicht gefahrenbezogen an (zum Beispiel Meldungen hinsichtlich Sachbeschädigungen).

2.4 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:

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

• kennen die grundlegenden Bestimmungen bezüglich Gesundheit und Sicherheit/Unfallschutz.

• haben die Sicherheitshinweise in diesem Handbuch sowie die Anweisungen in der Bedienungsanleitung des Frequenzumrichters gelesen und verstanden.

• verfügen über gute Kenntnisse der Fachgrund- und Produktnormen für die jeweilige Anwendung.

Rechtliche Informationen und Sicherheit

2.5 Zuständigkeiten von Benutzern von PDS(SR)

Context:

In EN ISO 12100 ist die Risikobeurteilung definiert als Gesamtprozess, der eine Risikoanalyse und eine Risikobeurteilung umfasst.

Vorgehensweise

1. Führen Sie eine Gefährdungs- und Risikoanalyse der Anwendung gemäß EN ISO 12100 durch.

2. Stellen Sie sicher, dass das qualifizierte Personal Erfahrung mit der Durchführung von Arbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen

gemäß Richtlinie 99/92/EG hat (auch bekannt als ATEX Betriebsrichtlinie).

3. Bestimmen Sie Sicherheits-Subfunktionen und weisen Sie SIL zu jeder der Funktionen hinzu.

4. Bestimmen Sie andere Teilsysteme und validieren Sie die Signale und Befehle von diesen Teilsystemen.

5. Für die Entwicklung geeigneter sicherheitsbezogener Steuerungssysteme (Hardware, Software, Parametrierung usw.).

2.6 Sicherheitsmaßnahmen

WA RN UN G

HOCHSPANNUNG

Bei Anschluss ans Versorgungsnetz, DC-Versorgung oder Zwischenkreiskopplung führen Frequenzumrichter Hochspannung. Erfolgen Installation, Inbetriebnahme und Wartung nicht durch qualifiziertes Personal, kann dies zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen!

Installation, Inbetriebnahme und Wartung dürfen ausschließlich von qualifiziertem Personal durchgeführt werden.

WA RN UN G

UNERWARTETER ANLAUF

Wenn der Frequenzumrichter an das Versorgungsnetz, die DC-Versorgung oder die Zwischenkreiskopplung angeschlossen ist, kann der Motor jederzeit anlaufen, was zum Tod oder zu schweren Verletzungen sowie zu Geräte- oder Sachschäden führen kann! Der Motor kann über einen externen Schalter, einen Feldbus-Befehl, ein Sollwerteingangssignal, über einen Tastendruck an LCP oder LOP, eine Fernbedienung per MCT 10 Konfigurationssoftware oder nach einem quittierten Fehlerzustand anlaufen.

Drücken Sie vor der Programmierung von Parametern die Taste [Off] am LCP.

Ist ein unerwarteter Anlauf des Motors gemäß den Bestimmungen zur Personensicherheit unzulässig, trennen Sie den

Frequenzumrichter vom Netz.

Prüfen Sie, ob der Frequenzumrichter, der Motor und alle angetriebenen Geräte betriebsbereit sind.

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Rechtliche Informationen und Sicherheit

WA RN UN G

ENTLADEZEIT

Der Frequenzumrichter enthält Zwischenkreiskondensatoren, die auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen sein können. Auch wenn die Warn-Anzeigeleuchte nicht leuchten, kann Hochspannung vorliegen.

Das Nichteinhalten der vorgesehenen Entladungszeit nach dem Trennen der Spannungsversorgung vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen.

Stoppen Sie den Motor.

Trennen Sie das Versorgungsnetz, Permanentmagnet-Motoren und externe Zwischenkreisversorgungen, einschließlich

externer Batterie-, USV- und Zwischenkreisverbindungen zu anderen Frequenzumrichtern.

Warten Sie, damit die Kondensatoren vollständig entladen können. Die notwendige Wartezeit finden Sie in der Tabelle

Entladezeit sowie auf dem Typenschild an der Oberseite des Frequenzumrichters.

Verwenden Sie vor der Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten ein geeignetes Spannungsmessgerät, um

sicherzustellen, dass die Kondensatoren vollständig entladen sind.

Tabelle 2: Entladezeit

Spannung [V]

200–240 0,25–3,7 kW

380–500 0,25–7,5 kW

400 – – – 90–315 kW (125–450

500 – – – 110–355 kW (150–

525 – – – 55–315 kW (75–400

525–600 0,75–7,5 kW (1–

525–690 – 1,5–7,5 kW

690 – – – 55–315 kW (75–400

Mindestwartezeit (Minuten)

4 7 15 20 30 40

(0,34–5 HP)

(0,34–10 HP)

10 HP)

– 5,5–37 kW (7,5–

50 HP)

– 11–75 kW (15–

100 HP)

– 11–75 kW (15–

100 HP)

11–75 kW (15–

(2–10 HP)

100 HP)

– – –

90–200 kW (150–350 HP)

HP)

450 HP)

HP)

– – –

37–315 kW (50–450 HP)

HP)

250–500 kW (450–750 HP)

– –

355–1200 kW (450–1550 HP)

– –

250–800 kW (450– 1350 HP) 315–500 (500–750 HP)

355–2000 kW (450–2050 HP) 355–710 kW (400– 950 HP)

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Rechtliche Informationen und Sicherheit

WA RN UN G

KEINE ELEKTRISCHE SICHERHEIT

Diese Option eignet sich allein für mechanische Arbeiten am Frequenzumrichtersystem oder an den betroffenen Bereichen einer Maschine. Dadurch entsteht KEINE elektrische Sicherheit. Die Verwendung der Option zum Starten oder Stoppen des Frequenzumrichters kann zu Körperverletzung führen.

Verwenden Sie die Option NICHT zum Starten oder Stoppen des Frequenzumrichters.

Siehe ISO 12100 für weitere Informationen zu den Anwendungsanforderungen.

WA RN UN G

LEAKAGE CURRENT HAZARD

Leakage currents exceed 3.5 mA. Failure to ground the drive properly can result in death or serious injury.

Ensure the correct grounding of the equipment by a certified electrical installer.

HI NW EI S

Der Frequenzumrichter hat außer den Spannungseingängen L1, L2 und L3 noch weitere Spannungseingänge, wenn DCZwischenkreiskopplung bzw. externe 24 V DC-Versorgung installiert sind.

2.7 Risikobeurteilung

HI NW EI S

Die Sicherheitsoption ist als Teil des sicherheitsbezogenen Steuerungssystems einer Maschine bestimmt. Vor der Installation müssen Sie eine Risikobeurteilung durchführen, um festzustellen, ob die technischen Daten dieser Sicherheitsoption für alle vorhersehbaren betrieblichen und umweltbezogenen Eigenschaften des Systems, in dem sie zum Einsatz kommt, geeignet sind.

Der Systembenutzer ist verantwortlich für:

• die Einrichtung, Sicherheitseinstufung und Prüfung von Stellgliedern, die mit dem System verbunden sind.

• Durchführung einer Risikobeurteilung auf Systemebene und Neubewertung des Systems, wenn eine Änderung vorgenommen wird.

• Erbringung des Nachweises (wie für die Anwendung notwendig), dass das System die angeforderte Sicherheitseinstufung erfüllt.

• Projektmanagement und Wiederholungsprüfungen.

• Programmierung der Anwendungssoftware und der Sicherheitsoption-Konfigurationen gemäß den Informationen in diesem Handbuch.

• Zugang zum Steuerungssystem.

• Analyse aller Konfigurationseinstellungen und Auswahl der richtigen Einstellung, um die erforderliche Sicherheitseinstufung zu erreichen.

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e30bc308.12

Feldbusschnittstelle

MCB150/151

Sicherheitsoption

Option A

Option B

Steuerkarte

Interner Bus1

Interner Bus2

IGBT

STO

SPS

STOPP

Aktive

Sensoren

Passive

Sensoren

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3 Funktions- und Systemübersicht

3.1 Systemüberblick

Funktions- und Systemübersicht

Abbildung 2: Frequenzumrichter mit Sicherheitsoption und Feldbus-Option

Die Sicherheitsoption führt Sicherheits-Subfunktionen nach EN IEC 61800-5-2 durch. Sie überwacht sichere Bewegungsabläufe an Frequenzumrichtern, die sicher zum Stillstand gebracht und im Falle eines Fehlers abgeschaltet werden.

Die Sicherheitsoption:

• Aktiviert Sicherheits-Subfunktionen.

• Überwacht sichere Bewegungsabläufe.

• Meldet den Status der Sicherheits-Subfunktionen über optional angeschlossenen Feldbus an das sicherheitsbezogene Steuerungssystem.

• Aktiviert die gewählte Fehlerreaktion „Safe Torque Off“ oder „Sicherer Stopp 1“ im Falle eines Fehlers.

Es gibt 2 Varianten der Sicherheitsoption:

• Mit HTL-Drehgeberschnittstelle (MCB 151).

• Mit TTL-Drehgeberschnittstelle (MCB 150).

Die Sicherheitsoption ist als Standardoption für den VLT AutomationDrive FC 302 konstruiert und wird nach der Installation automatisch erkannt.

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Sie können die Sicherheitsoption verwenden, um das Stoppen, Starten oder die Geschwindigkeit/Drehzahl eines drehenden oder sich seitwärts bewegenden Geräts zu überwachen. Zur Drehzahlüberwachung wird die Option oft in Kombination mit festen Schutzeinrichtungen, Zugangstüren und Schutztüren mit Magnetverschluss-Sicherheitsschaltern verwendet. Wenn die Geschwindigkeit des überwachten Geräts unter den eingestellten Sollwert sinkt (die Geschwindigkeit nicht mehr als gefährlich eingestuft wird), deaktiviert die Sicherheitsoption den Ausgang S37 sofort. So kann der Bediener das Schutztor öffnen. Bei Drehzahlüberwachungsanwendungen ist der Sicherheitsausgang S37 während des Betriebs aktiv (wenn die Motordrehzahl des überwachten Geräts unter dem eingestellten Schaltpunkt liegt). Wenn die Drehzahl den eingestellten Wert überschreitet, was eine zu hohe (gefährliche) Drehzahl anzeigt, ist der Sicherheitsausgang inaktiv.

Der Frequenzumrichter:

• Hat die Stromversorgung zum Motor unterbrochen.

• Schaltet den Motor drehmomentfrei, wenn „Safe Torque Off“ aktiviert ist.

Das sichere Steuerungssystem:

• Aktiviert die Sicherheits-Subfunktionen über die Eingänge an der Sicherheitsoption.

• Wertet Signale von Sicherungseinrichtungen aus, wie beispielsweise:

- Not-Aus-Taster.

- Berührungslose Magnetschalter.

- Verriegelungsschalter.

- Lichtvorhänge.

• Verarbeitet die Zustandsfunktion der Sicherheitsoption.

• Stellt eine sichere Verbindung zwischen der Sicherheitsoption und dem sicherheitsbezogenen Steuerungssystem bereit.

• Bietet eine Fehlererkennung bei der Aktivierung von Sicherheits-Subfunktionen (Querschluss an den Kontakten, Kurzschluss) bei Signal zwischen dem sicherheitsbezogenen Steuerungssystem und der Sicherheitsoption.

Funktions- und Systemübersicht

3.1.1 Verhalten der Haltebremse

HI NW EI S

GEFAHR

Äußere Kräfte, die auf den Motor wirken (vertikale Achse), und ungewollte Bewegung, zum Beispiel durch Schwerkraft, können eine Gefahr darstellen, die zum Tod und zu schweren Verletzungen führen kann!

Ergreifen Sie Maßnahmen für den Absturzschutz, bevor Sie den Motor betreiben.

Das Auslösen der Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ bedeutet, dass die Verzögerungszeit für Motoren mit Haltebremse nicht wirksam ist. Der Motor kann kein Haltemoment erzeugen, um die Zeit bis zur Anwendung der Haltebremse zu überbrücken. Prüfen Sie, ob weitere Maßnahmen ergriffen werden müssen, da dies zum Beispiel zur Folge haben kann, dass sich die Last der Vertikalachse absenkt.

3.1.2 Sicherheitszertifizierung

Die Sicherheitsoption ist für den Einsatz in Sicherheitsanwendungen bis einschließlich SIL 2 nach EN IEC 61508 und EN IEC 62061, Performance Level PL d und Kategorie 3 nach EN ISO 13849-1 zertifiziert. Sicherheitsanforderungen basieren auf den zum Zeitpunkt der Zertifizierung geltenden Normen. Das IFA (Institut für Arbeitsschutz) hat die Sicherheitsoption zum Einsatz in sicherheitsbezogenen Anwendungen zugelassen, in denen der spannungsfrei geschaltete Zustand als der sichere Zustand betrachtet wird. Alle in diesem Handbuch enthaltenen Beispiele zu E/A setzen ein Erreichen der Spannungsfreiheit als sicheren Zustand voraus.

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Erkennung

Sensor

Prozess Schalter

Logik

Aktor

Zum Beispiel Lichtvorhang Zum Beispiel MCB 15x Zum Beispiel FC 302

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Funktions- und Systemübersicht

3.1.3 Implementierung in Steuerungssystemen

Häufig reichen Konstruktionsmaßnahmen nicht aus und es werden Schutzeinrichtungen benötigt, um das Risiko zu mindern. In diesem Zusammenhang werden Sicherheits-Subfunktionen definiert, die von SRP/CS (sicherheitsbezogene Teile von Steuerungssystemen) ausgeführt werden. SRP/CS schließen die gesamte Sicherheitskette mit Sensor (Erkennung), Logik (Verarbeitung) und Stellglied (Schalter) ein.

Sicherheits-Subfunktionen werden auf Grundlage der Anwendung sowie der Gefährdung definiert. Sie werden häufig in einer Norm des Typs C (eine Produktnorm) festgelegt, die genaue Angaben für spezielle Maschinen enthält. Wenn keine C-Norm zur Verfügung steht, definiert der Maschinenkonstrukteur die Sicherheits-Subfunktionen. Typische Sicherheits-Subfunktionen werden genauer in EN ISO 13849-1, Abschnitt 5, Spezifikation der Sicherheitsfunktionen, beschrieben. Die Sicherheits-Subfunktionen für Frequenzumrichtersysteme werden in IEC 61800-5-2 beschrieben.

Abbildung 3: Sicherheitskette Sensor-Logik-Aktor

3.2 Funktionen

3.2.1 Spezifikation der Sicherheits-Subfunktionen

Die Normen fordern eine Spezifikation der funktionalen Anforderungen. Die Spezifikation muss nähere Angaben über jede SicherheitsSubfunktion enthalten, die ausgeführt werden sollte. Sie definieren auch:

• notwendige Schnittstellen mit anderen Steuerungsfunktionen.

• Erforderliche Fehlerreaktionen.

• Erforderlicher Performance Level PLr oder erreichbarer SIL.

3.2.1.1 Performance Level (PL) und Safety Integrity Level (SIL)

Für sicherheitsbezogene Steuerungssysteme schließen der Performance Level (PL) nach EN ISO 13849-1 und die SIL nach EN IEC 61508 und EN IEC 62061 eine Einstufung der Fähigkeit des Systems ein, seine Sicherheits-Subfunktionen zu erfüllen.

Alle sicherheitsbezogenen Teile des Steuerungssystems müssen in einer Risikobeurteilung und der Bestimmung der erreichten Level eingeschlossen werden. Vollständige Angaben zu Anforderungen bei der Bestimmung von PL und SIL enthalten die Normen EN ISO 13849-1, EN IEC 61508 oder EN IEC 62061.

3.2.2 Bestätigung des Performance Level

Überprüfen Sie, ob das erforderliche Performance Level „PLr“, ermittelt in der Risikobeurteilung, durch das ausgewählte System für jede verwendete Sicherheits-Subfunktion erreicht wird. Überprüfen Sie die Berechnung mithilfe des Software-Assistenten SISTEMA des

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Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

IFA (Institut für Arbeitsschutz). Danfoss stellt eine Komponentenbibliothek zur Verfügung, die für die Berechnung verwendet werden kann. Danfoss bietet entsprechende Dienstleistungen an, um die Systemprüfung durch Berechnung zu unterstützen. Die Bibliothek steht zum Download unter www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema zur Verfügung.

Verwenden Sie bei Verwendung einer anderen Prüfmethode für das Performance Level die angegebenen charakteristischen Sicherheitswerte.

Funktions- und Systemübersicht

3.2.3 Aktivierung von Sicherheits-Subfunktionen

• Die Sicherheits-Subfunktionen werden über die zweipoligen Sicherheitseingänge an der Sicherheitsoption aktiviert.

• Diese Eingänge arbeiten nach dem fehlersicheren Prinzip (bei Abschalten). Das sicherheitsbezogene Steuerungssystem aktiviert die Sicherheits-Subfunktionen durch einen 1/0 Übergang.

• Deaktivieren Sie die Sicherheits-Subfunktionen, bevor Sie Änderungen an ihnen vornehmen.

3.2.4 Gleichzeitige Aktivierung von Sicherheits-Subfunktionen

Alle Sicherheits-Subfunktionen können gleichzeitig aktiv sein. Allerdings hat „Safe Torque Off“ Vorrang vor allen anderen SicherheitsSubfunktionen. Funktionen, die bereits gestartet wurden (z. B. Sicherer Stopp 1 oder Sicher begrenzte Geschwindigkeit) werden abgebrochen und der Frequenzumrichter geht in den Freilauf.

• Safe Torque Off hat die höchste Priorität. Wenn die Funktion „Safe Torque Off“ ausgelöst wird, wird die Funktion „Safe Torque Off“ unabhängig davon weiter durchgeführt, ob andere Funktionen aktiv sind.

• Sicherer Stopp 1 hat eine mittlere Priorität zu den anderen Sicherheitsfunktionen.

• Sicher begrenzte Geschwindigkeit und Sichere Höchstgeschwindigkeit haben die geringste Priorität.

Wenn 2 „Sicherer Stopp 1“-Funktionen zur gleichen Zeit aktiv sind, hat die Funktion mit der steilsten Rampe eine höhere Priorität als die Funktion mit der weniger steilen Rampe.

Wenn 2 „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“-Funktionen zur gleichen Zeit aktiv sind, hat die Funktion mit der niedrigsten Drehzahlgrenze höhere Priorität als die Funktion mit der höheren Drehzahlgrenze.

Wenn die „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“-Funktion und 1 bzw. 2 „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“-Funktionen zur gleichen Zeit aktiv sind, hat die Funktion mit der niedrigsten Drehzahlgrenze höhere Priorität als die Funktion mit der höheren Drehzahlgrenze.

Wenn 2 gleiche Sicherheits-Subfunktionen zu konfigurieren sind, müssen sie als SS1-a und SS1-b oder SLS-a und SLS-b parametriert werden.

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Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Funktions- und Systemübersicht

A Rampenstoppfunktion 1

B Rampenstoppfunktion 2

C Tatsächliche Rampenstoppfunktion

Abbildung 4: „Sicherer Stopp 1“-Sicherheits-Subfunktionen aktiv

Siehe Abbildung 4 für ein Beispiel, in dem zuerst eine „Sicherer Stopp 1“-Funktion mit einer gegebenen Rampe und danach eine zweite „Sicherer Stopp 1“-Funktion mit einer steileren Rampe aktiviert wird. Das untere Diagramm zeigt die tatsächliche Rampenfunktion.

3.2.5 Funktionale Wiederholungsprüfungen

Die Normen für funktionale Sicherheit fordern, dass funktionale Wiederholungsprüfungen an den Geräten durchgeführt werden, die im System zum Einsatz kommen. Wiederholungsprüfungen werden in benutzerdefinierten Intervallen durchgeführt und hängen von PFD- und PFH-Werten ab.

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Funktions- und Systemübersicht

3.2.6 PFD- und PFH-Definitionen

Sicherheitsbezogene Systeme lassen sich in Systeme in Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate oder in Betriebsart mit hoher Anforderungsrate bzw. kontinuierlicher Anforderung einstufen.

Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate

Die Anforderung an das sicherheitsbezogene System erfolgt mehr als einmal pro Jahr oder ist größer als die doppelte Frequenz der Wiederholungsprüfung.

Betriebsart mit hoher Anforderungsrate/kontinuierlicher Anforderungsrate

Der SIL-Wert für ein sicherheitsbezogenes System mit niedriger Anforderungsrate steht in direkter Beziehung zu Größenordnungsbereichen seiner mittleren Ausfallwahrscheinlichkeit im Anforderungsfall (PFD). Der SIL-Wert für ein sicherheitsbezogenes System mit hoher/kontinuierlicher Anforderungsrate steht in direkter Beziehung zu der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFH).

3.2.7 Bestimmungsgemäße Verwendung der Sicherheitsoption

WA RN UN G

GEFAHR VON PERSONENSCHÄDEN UND SACHSCHÄDEN

Die Verwendung der Sicherheitsoption für andere Zwecke als vorgesehen kann zu Personenschäden und Sachschäden führen. Folgendes gilt als nicht bestimmungsgemäßer Gebrauch:

Jede Veränderung von Komponenten und jede technische oder elektrische Veränderung am Frequenzumrichter. Die Verwendung des Frequenzumrichters außerhalb der in der VLT® AutomationDrive FC 301/FC302-Bedienungsanleitung

angegebenen zulässigen elektrischen Daten und Umgebungsbedingungen.

Verwenden Sie die Sicherheitsoption ausschließlich für ihren bestimmungsgemäßen Zweck.

Die Sicherheitsoption ist für sicherheitsbezogene Anwendungen konzipiert. Sie erfüllt die Anforderungen an SicherheitsSubfunktionen nach IEC 61800-5-2 zur sicheren Bewegungsüberwachung.

3.2.8 MCT 10 Konfigurationssoftware mit Sicherheits-Plug-in

Verwenden Sie die MCT 10 Konfigurationssoftware zur Konfiguration der Sicherheits-Subfunktionen in der Sicherheitsoption.

• Die Konfiguration der Sicherheits-Subfunktionen ist für sichere Bewegungsabläufe erforderlich. Bei einem Fehler oder einer Störung schalten diese Funktionen das Leistungsteil des Frequenzumrichters sicher und kontrolliert ab.

• Einstellung von Grenzwerten, Bremsrampen für die Sicherheitsfunktionen, Überwachung von Bewegungsabläufen.

Die Software:

• Läuft als Vollversion mit Lizenzschlüssel. Grundlegende Funktionen stehen ab MCT 10 Konfigurationssoftware Version 3.18 und alle Funktionen stehen ab MCT 10 Konfigurationssoftware Version 4.40 zur Verfügung.

• Unterstützt die Konfiguration von Anwendungen mit bis zu maximal 256 Sicherheitsoptionen pro Projekt.

• Hat eine einfache Spracheinstellung für die Benutzerschnittstelle.

Eine PDF-Datei und ein Inbetriebnahmebericht können zur Dokumentation des Projekts und aller seiner Einstellungen erzeugt werden.

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e30bc325.12

MCB 150 Safe Option SW. ver. xx. xx

Option B 130B3280

LED:

3 4

TTL Enc.

interface

Y30/

DI1 A

GND

DI1 B

ENC A

DI2 A

ENC nA

ENC B

DI2 B

ENC nB

24V

GND

S37

5 6

8910

11 12

Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Funktions- und Systemübersicht

3.3 Gerätefunktionen

Die Sicherheitsoption hat folgende Merkmale:

• 2 zweipolige Digitaleingänge zur Aktivierung der Sicherheitsfunktionen nach EN IEC 61800-5-2:

- Safe Torque Off (STO).

- Sicherer Stopp 1 (SS1).

- Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS).

• Überwachung der sicheren Drehzahl:

- Safe Maximum Speed (SMS) kann aktiviert werden (unabhängig von Digitaleingängen).

• Quittierfunktion:

- Der Digitaleingang 2 kann zum Zurücksetzen (Quittieren) der Sicherheitsoption nach einem Fehler oder nach der

Deaktivierung einer Sicherheits-Subfunktion verwendet werden.

• Statusanzeigen:

- Zustand Sicherheitseingang (LED 1 und LED 2).

- Zustand Sicherheitsausgang (LED 4).

- LED 3 ist eine Anzeige für SMS.

- Bei Fehler oder Warnung zeigen die LED einen Fehler durch ein Blinkmuster an, siehe

• Versorgungsspannung:

- Intern vom Frequenzumrichter versorgt.

- 24 V DC Ausgang für Sicherheitssensoren und Drehgeber verfügbar.

Tabelle 26.

3.4 Vorderansicht

Abbildung 5: VLT® Safety Option MCB 150

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e30bc326.12

MCB 151 Safe Option

SW. ver. xx. xx

Option B 130B3290

LED:

HTL Enc.

interface

Y31/

DI1 A

GND

DI1 B

ENC A

DI2 A

ENC B

DI2 B

24V

GND

S37

5 6

8910

11 12

GND

Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Abbildung 6: VLT® Safety Option MCB 151

Funktions- und Systemübersicht

3.5 Kategorien für sicheren Stopp

Die internationale Norm EN/ISO 13850 legt die funktionalen Anforderungen und Gestaltungsleitsätze für Not-Aus-Schaltgeräte fest.

Sie gilt für alle Maschinen, unabhängig von der Art der Energie, die zur Steuerung dieser Funktion verwendet wird.

Die Norm lässt 2 Arten von Stopp zu:

• Stopp der Kategorie 0: Stopp mittels sofortiger Stromabschaltung oder mechanischem Trennen der gefährlichen Komponente.

• Stopp der Kategorie 1: Kontrollierter Stopp, wobei die Stromzufuhr zum Aktor aufrecht erhalten wird, um das Stoppen zu ermöglichen (z. B.: Bremsen), gefolgt von der Stromabschaltung nach Erreichen des Stillstandes.

Während eines Stopps der Kategorie 0 läuft der Motor unkontrolliert im Freilauf aus. Wenn Zugang zu der frei auslaufenden Maschine eine Gefährdung bedeutet (Ergebnisse der Gefährdungs- und Risikoanalyse), ergreifen Sie notwendige Schutzmaßnahmen, um die Gefährdung zu vermeiden.

Eine Definition der Funktion „Safe Torque Off“ (STO) finden Sie in EN IEC 61800-5-2:2016 (4.2.3.2).

Ein Stopp der Kategorie 1 löst einen kontrollierten Stopp aus. Die Sicherheitsoption überwacht den kontrollierten Stopp. Wenn ein Stromausfall oder ein Fehler auf tritt, ist ein kontrollierter Stopp unmöglich. Lösen Sie die Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ nach dem Stopp aus, um das Motordrehmoment abzuschalten.

Eine Definition der Funktion „Sicherer Stopp 1“ (SS1) finden Sie in EN IEC 61800-5-2:2016 (4.2.3.3).

Eine Bewertung der maschinenbezogenen Risiken bestimmt, welches der 2 Stoppmethoden verwendet wird.

HI NW EI S

Bei Gestaltung der Maschinenanwendung müssen Sie Zeit und Entfernung für einen Freilauf bis zum Stopp berücksichtigen (Stoppkategorie 0 oder Safe Torque Off). Weitere Informationen im Hinblick auf Stoppkategorien finden Sie in EN IEC 60204-1.

3.5.1 Betrieb und Anforderungen

Die Sicherheitsoption ist redundant und selbstprüfend. Sie benötigt digitale Eingangssignale von einem Eingangssensor (z. B. PNPNäherungsschalter) oder TTL- oder HTL-Drehgeber höherer Auflösung, um entweder auf sichere Stopp- oder Drehzahlbedingungen zu überwachen.

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Installationshandbuch | VLT® Safety Option MCB 150/151

Funktions- und Systemübersicht

3.5.2 Sicherheits-Subfunktionen

Sicherheits-Subfunktionen wahren einen sicheren Zustand oder verhindern die Entstehung gefährlicher Zustände. Die SicherheitsSubfunktionen für Frequenzumrichtersysteme werden in IEC 61800-5-2 definiert.

Die Sicherheitsoption implementiert die folgenden Sicherheits-Subfunktionen:

• Safe Torque Off (STO)

- Dem Motor wird keine Energie zugeführt, die eine Drehung erzeugen kann. Stoppkategorie 0 nach EN IEC 60204-1.

• Sicherer Stopp 1 (SS1)

- Der Motor verzögert. Überwachung der Verzögerungsrampe und Safe Torque Off nach Stillstand oder Safe Torque Off am Ende

einer Verzögerungszeit. Stoppkategorie 1 nach EN IEC 60204-1.

• Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS)

- Verhindert ein Überschreiten eines definierten Geschwindigkeitswerts.

• Sichere Höchstgeschwindigkeit (Safe Maximum Speed, SMS)

- Verhindert ein kontinuierliches Überschreiten eines definierten Geschwindigkeitswerts.

3.5.3 Safe Torque Off (STO)

Die Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ trennt die Stromversorgung zum Motor. Sie wird über den Abschaltweg des Frequenzumrichters und die Sicherheitsausgänge der Sicherheitsoption implementiert.

Funktionsmerkmale der Sicherheits-Subfunktion

• Sie schaltet den Motor drehmomentfrei geschaltet und der Motor erzeugt keine gefährlichen Bewegungen mehr.

• Dies dient zur Vermeidung eines unkontrollierten Abschaltens des Frequenzumrichters. Aktivieren Sie im Normalbetrieb die Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ über die Sicherheitsfunktion „Sicherer Stopp 1“.

• Safe Torque Off wird nur direkt aktiviert, wenn:

- In der Sicherheitsoption ein interner Fehler vorliegt.

- die Verzögerungszeit von Sicherer Stopp 1 auf 0 eingestellt ist.

- einer der Digitaleingänge 1 oder 2 als Funktion „Safe Torque Off“ ausgewählt worden ist.

• Die Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ entspricht einem Stopp der Kategorie 0 (unkontrollierter Stopp) nach EN 60204-1.

Voraussetzungen für Normalbetrieb

• Digitaleingang 1 oder 2: „1“ Signal (+24 V DC).

• S37-Ausgang: „1“ Signal (+24 V DC).

Sicherheits-Subfunktion wird aktiviert

• Durch einen Fehler, nachdem Grenzwerte für Sicherer Stopp 1 und sicher begrenzte Geschwindigkeit überschritten wurden.

• Durch einen internen Fehler an der Sicherheitsoption oder am Frequenzumrichter, wenn der Frequenzumrichter nicht mehr kontrolliert werden kann.

• Durch Ausführen der Sicherheits-Subfunktion Sicherer Stopp 1 (1/0 Übergang). In diesem Fall wird der Frequenzumrichter überwacht, bevor er drehmomentfrei geschaltet wird.

• Durch Einlesen von Parametrierung über das MCT 10 Sicherheits-Plug-in, wenn der aktuelle Frequenzumrichter läuft.

• Durch Ausführen der Sicherheits-Subfunktion „Safe Torque Off“ (1/0 Übergang). Diese Funktion stellt sicher, dass keine drehmomenterzeugende Energie weiter auf einen Motor wirken kann und verhindert unerwartetes Anlaufen.

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Funktions- und Systemübersicht

HI NW EI S

GEFAHR

Ergreifen Sie Maßnahmen für den Absturzschutz, bevor Sie den Motor betreiben.

Safe Torque Off (STO) kann angewendet werden, wenn ein Entfernen der Stromversorgung notwendig ist, um unerwarteten Anlauf zu verhindern. Die Funktion schaltet die Steuerspannung in der Ausgangsstufe des Frequenzumrichters ab. Damit verhindert sie, dass der Frequenzumrichter die Spannung, die der Motor zum Drehen benötigt, erzeugt (siehe Abbildung 7). Die Funktion ermöglicht Wartungsarbeiten an nicht elektrischen Teilen der Maschinen, ohne die Stromversorgung zum Frequenzumrichter auszuschalten.

A Tatsächliche Frequenz

1 Aktivierung von STO

2 Motorstillstand

Abbildung 7: Safe Torque Off

3.5.4 Sicherer Stopp 1 - SS1

Die Sicherheits-Subfunktion „Sicherer Stopp 1“ überwacht die kontrollierte Verzögerung auf Nulldrehzahl und aktiviert die Funktion „Safe Torque Off“ nach Erkennung eines Stopps. Sicherer Stopp 1 kann als SS1 Verzögerung oder als SS1 Rampe konfiguriert werden.

Funktionsmerkmale der Sicherheits-Subfunktion

• Die Sicherheits-Subfunktion „Sicherer Stopp 1“ entspricht einem Stopp der Kategorie 1 (kontrollierter Stopp) nach EN IEC 60204-1.

• Die Überwachung der Drehzahlverzögerung, wonach die Energiezufuhr zum Motor sicher unterbrochen wird.

• Der Motor wird drehmomentfrei und gefährliche Bewegungen werden abgeschaltet.

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Funktions- und Systemübersicht

3.5.4.1 SS1 Verzögerung

Wählen Sie SS1 Verzögerung, um die Funktion Sicherer Stopp 1 zu aktivieren, während ein parametrierter Sicherheitsverzögerungstimer abläuft. STO wird sofort aktiviert, wenn die konfigurierte Stoppverzögerung abgelaufen ist, unabhängig von der Drehzahl. Die Parametereinstellungen finden Sie in 6.3 Parameterliste.

Bei Verwendung der SS1 Verzögerung versucht der Frequenzumrichter, der ausgewählten Rampe zu folgen. Nach einer festgelegten Verzögerung wird STO aktiviert und der Motor drehmomentfrei geschaltet.

HI NW EI S

Verwendung der SS1 Verzögerung kann dazu führen, dass der Motor weiter dreht, wenn das Safe Torque Off aktiviert wird. Die Risikoanalyse für die Maschine muss angeben, dass dieses Verhalten toleriert werden kann. Eine Verriegelung kann erforderlich sein.

Werkseinstellung in Parameter 42-40 Typ ist [0] Delay (Verzögerung). Wenn dieser Wert ausgewählt wird, aktiviert die Funktion Sicherer Stopp 1 eine Bremsrampe, definiert ab einer ausgewählten Zeitverzögerung in Parameter 42-42 Verzögerungszeit. Dies bedeutet, dass die Bremsrampe linear ist. Wählen Sie den Wert für Parameter 42-43 Delta T aus (% der Verzögerungszeit). Dies ist eine angemessene Toleranz nach Ablauf der SS1 Verzögerung.

HI NW EI S

Die Funktion „SS1 Verzögerung“ überwacht nicht das Stoppen des Frequenzumrichters. Die sicherheitsrelevante Zeit, Dreieck T, ermöglicht dem Frequenzumrichter, zum Stillstand zu kommen, bevor Safe Torque Off aktiviert wird. Damit wird sichergestellt, dass das System ebenfalls gestoppt wird, bevor Safe Torque Off aktiviert wird. Wenn ein Fehler auftritt, kommt der Frequenzumrichter nicht zum Stillstand. Er läuft nach der Zeitverzögerung unabhängig von der Frequenzumrichterdrehzahl im Freilauf.

A Tatsächliche Frequenz 1 Aktivierung des SS1 Verzögerungstimers

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Funktions- und Systemübersicht

2 Aktivierung von STO

4 Parameter 42-43 Delta T

Abbildung 8: SS1 Verzögerung

Wenn die Funktion Sicherer Stopp 1 aktiv ist, bringt der Frequenzumrichter den Motor auf Nulldrehzahl. Die Funktion „Safe Torque Off“ wird nach einer festgelegten, sicherheitsrelevanten Zeit ausgelöst. Diese Sicherheits-Subfunktion entspricht einem kontrollierten Stopp des Frequenzumrichters nach EN IEC 60204-1, Stoppkategorie 1.

3 Parameter 42-42 Verzögerungszeit

3.5.4.1.1 Auswahl der SS1-Einstellungen

Vorgehensweise

1. Öffnen Sie Parameter 42-41 Rampenprofil.

Auswahl:

[0] Linear, wenn die Rampe einer linearen Kurve folgen muss. [2] S-Rampe konst. Zeit, wenn die Rampe einer S-Rampe folgen soll.

3.5.4.2 SS1 Verzögerung mit S-Rampen-Stopp-Profil

Context:

Eine S-Rampe ergibt eine nicht lineare Verzögerung und gleicht Erschütterungen in der Anwendung aus.

Vorgehensweise

1. Definieren Sie ein Drehzahlprofil über eine Verzögerung (eine Verzögerung für den schlimmsten Fall von der Istfrequenz zur

Nulldrehzahl) und eine Verzögerungstoleranz.

Die sicherheitsrelevante Zeit, Dreieck T, ermöglicht dem Frequenzumrichter, zum Stillstand zu kommen, bevor STO aktiviert wird. Damit wird sichergestellt, dass das System ebenfalls gestoppt wird, bevor STO aktiviert wird. Wenn ein Fehler auftritt, kommt der Frequenzumrichter nicht zum Stillstand. Er läuft nach der Zeitverzögerung unabhängig von der Frequenzumrichterdrehzahl im Freilauf.

2. Definieren und speichern Sie eine S-Rampenkonfiguration, die die Nulldrehzahl innerhalb der Verzögerung erreicht.

3. Konfigurieren Sie das S-Rampenverhältnis am Anfang der Verzögerung in Parameter 42-48 S-Form Ende bei Verzög. Start und stellen

Sie Parameter 42-49 S-Form Ende bei Verzög. Ende für die S-Form am Ende der Verzögerung ein.

Beispiel:

Tabelle 3: Parameter für SS1 Verzögerung mit S-Rampen-Stopp-Profil

Parameter Einheit Bereich Werkseinstellung

Parameter 42-42 Verzögerungszeit s 0,1–3600,0 s 1,0 s

Parameter 42-43 Delta T % 0–50% 5%

Parameter 42-48 S-Form Ende bei Verzög. Start % 1–99 50

42-49 S-Form Ende bei Verzög. Ende % 1–99 50

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Istfrequenz

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Funktions- und Systemübersicht

A Tatsächliche Frequenz

2 Aktivierung von STO

4 Parameter 42-43 Delta T

1 Aktivierung von SS1 Rampenverzögerung

3 Parameter 42-42 Verzögerungszeit

5 Parameter 42-48 S-Form Ende bei Verzög. Start

6 Parameter 42-49 S-Form Ende bei Verzög. Ende

Abbildung 9: SS1 Verzögerung mit S-Rampen-Stopp-Profil

3.5.4.3 SS1 Rampe

HI NW EI S

Die Funktion SS1 Rampe kann nur verwendet werden, wenn ein Drehgeber oder eine VLT® Sensorless Safety MCB 159-Option mit der Sicherheitsoption verbunden ist.

Diese Art von sicherem Stopp ermöglicht sofortigen Zugang zum Gefahrenbereich, nachdem Stoppen der Bewegung erkannt worden ist, statt zu warten, bis eine bestimmte Zeit vergangen ist.

Die Sicherheitsoption überwacht die folgenden Funktionen

• Bremsrampe:

- Im Sicherheits-Plug-in der MCT 10 Konfigurationssoftware wird die Bremsrampe festgelegt und Überwachung aktiviert. Die

Bremsdauer hängt von der Drehzahl des Motors zu Beginn der Bremsung ab. Die Bremsrampe kann über einen maximalen Drehzahlfehler überwacht werden, der in der MCT 10 Konfigurationssoftware in Parameter 42-45 Delta V festgelegt wird.

• Bremsrampe bei Normalbetrieb:

- Der Frequenzumrichter startet mit der konfigurierten Bremsrampe, wenn die Sicherheits-Subfunktion Sicherer Stopp 1 aktiviert

worden ist. Sobald die Drehzahl an der Nulldrehzahlgrenze ist, wird STO aktiviert.

• Die Sicherheits-Subfunktion STO wird aktiviert, wenn der konfigurierte Grenzwert für den Positionsfehler überschritten ist.

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Funktions- und Systemübersicht

Eine Nulldrehzahl (parameter 42-46 Zero Speed) an der Stillstandsschwelle zur Aktivierung der Sicherheits-Subfunktion STO kann in der MCT 10 Konfigurationssoftware festgelegt werden.

Die Sicherheits-Subfunktion STO wird aktiviert, wenn Nulldrehzahl erreicht ist.

3.5.4.4 Steigung der SS1 Rampe

Für den Stoppvorgang initiiert die Sicherheitsoption ein Stoppsignal zum Frequenzumrichter und überwacht die kontrollierte Bremsung durch Überwachung der Bremsrampe. Die zulässige Verzögerungsrampe wird in Parameter 42-44 Verzögerungsrate festgelegt. Wenn die Sicherheitsoption einen Sicheren Stopp 1 anfordert, muss der Frequenzumrichter mindestens mit der Steilheit dieser Verzögerungsrampe verzögern, selbst mit schwerer Last. Wenn der Frequenzumrichter die zulässige Verzögerungsrampe während eines sicheren Stopps 1, der von der Sicherheitsoption angefordert wurde, nicht erfüllt, wird sofort ein STO ausgelöst. Der Motor führt dann einen unkontrollierten Stopp aus. Diese Aktion verhindert, dass der Frequenzumrichter weiter läuft oder bei einem Fehler sogar beschleunigt.

Tabelle 4: Parameter für Steigung der SS1 Rampe

Parameter Einheit Bereich Werkseinstellung

Parameter 42-44 Verzögerungsrate UPM/s 1–30000 UPM/s 1500 UPM/s

Parameter 42-45 Delta V U/min 1–10000 U/min 120 U/min

Parameter 42-46 Zero Speed U/min 1–600 U/min 10 U/min

A Tatsächliche Frequenz

1 Aktivierung der Steigung der SS1 Rampe

B SS1 Rampe

2 Aktivierung von STO

3 Parameter 42-44 Verzögerungsrate

5 Parameter 42-46 Zero Speed

7 Aktivierung der Ausfallfunktion

Abbildung 10: Steigung der SS1 Rampe

4 Parameter 42-45 Delta V

6 Sicherheits-Subfunktion überwacht

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Funktions- und Systemübersicht

Wenn die Funktion Sicherer Stopp 1 aktiv ist, bringt der Frequenzumrichter den Motor auf Nulldrehzahl. Die Verzögerung wird überwacht. Wenn die überwachte Verzögerung langsamer als erwartet ist oder bei Nulldrehzahl, wird STO ausgelöst.

Diese Sicherheits-Subfunktion entspricht einem kontrollierten Stopp des Frequenzumrichters nach EN IEC 60204-1, Stoppkategorie.

3.5.4.5 SS1 Rampenzeit

Definiert ein Drehzahlüberwachungsprofil mit Verzögerungszeit und tolerierbarer Drehzahl (Dreieck V).

Tabelle 5: Parameter für SS1 Rampenzeit

Parameter Einheit Bereich Werkseinstellung

Parameter 42-47 Digitalpoti Rampenzeit s 0,1–3600,0 s 1,0 s

Parameter 42-45 Delta V U/min 1–10000 U/min 120 U/min

Parameter 42-46 Zero Speed U/min 1–600 U/min 10 U/min

A Tatsächliche Frequenz

1 Aktivierung der SS1 Rampenzeit

3 Parameter 42-47 Digitalpoti Rampenzeit

5 Parameter 42-46 Zero Speed

7 Aktivierung der Ausfallfunktion STO

Abbildung 11: SS1 Rampenzeit

B SS1 Rampe

2 Aktivierung von STO

4 Parameter 42-45 Delta V

6 Sicherheits-Subfunktion überwacht

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Funktions- und Systemübersicht

3.5.5 Safely Limited Speed (Sicher begrenzte Drehzahl)

HI NW EI S

Die Funktion Safely Limited Speed kann nur verwendet werden, wenn ein Drehgeber oder eine VLT® Sensorless Safety MCB 159-Option mit der Sicherheitsoption verbunden ist.

Diese Funktion wird verwendet, um eine Maschinendrehzahl zu begrenzen. Hauptziel ist die Überwachung der Motordrehzahl und die Anpassung der Drehzahl an einen Sollwert. Es gibt 2 Arten der Funktion „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“:

• SLS ohne Rampe: Überwacht die Motordrehzahl und löst abhängig von der Einstellung in Parameter 42-52 Fehlersichere Reaktion die Funktion „Safe Torque Off“ oder „Sicherer Stopp 1“ aus, wenn eine Überdrehzahl auftritt.

• SLS mit Rampe: Begrenzt die Motordrehzahl auf einen Sollwert und löst abhängig von der Einstellung in Parameter 42-52 Fehlersichere Reaktion die Funktion „STO“ oder „Sicherer Stopp 1“ aus, wenn eine Überdrehzahl auftritt.

Die sicher begrenzte Geschwindigkeit wird als Drehzahlgrenze in Parameter 42-51 Drehzahlgrenze angegeben. Der Wert der Abschaltdrehzahl hängt teilweise vom verwendeten Motor ab. Ein vorgeschlagener Wert von der MCT 10 Konfigurationssoftware berechnet einen Wert, für den Danfoss die Funktionalität garantieren kann. Dieser Wert wird als Delta-Drehzahlgrenze bezeichnet und zur ausgewählten Drehzahlgrenze addiert und als Wert in Parameter 42-50 Abschaltdrehzahl vorgeschlagen.

3.5.5.1 SLS ohne Rampe

Die Sicherheits-Subfunktion „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“ überwacht, ob ein festgelegter Geschwindigkeitswert überschritten wurde, seit sie über Digitaleingang 1 oder 2 aktiviert wurde. Die Funktion ist aktiv, bis der ausgewählte Eingang wieder auf „Hoch“ gestellt wurde.

Wenn 2 sichere Drehzahlgrenzen überwacht werden müssen, stellen Sie einen der 2 sicheren Digitaleingänge 1 oder 2 in Parameter 42-20 Sicherheitsfunktion auf SLS-a oder SLS-b ein. Wählen Sie dann den Eingangstyp in Parameter 42-21 Typ aus.

Die Abschaltdrehzahl stellt die maximal zulässige Frequenz der tatsächlichen Motorfrequenz dar. Wenn die Motorfrequenz über diesen Wert beschleunigt, geht die Sicherheitsoption auf „External Fault Selected“ (STO oder SS1 Rampe) und es wird eine Fehlermeldung gesendet oder angezeigt. Der Frequenzwert, bei dem eine Abschaltung erfolgt, sollte in Parameter 42-50 Abschaltdrehzahl parametriert werden.

Tabelle 6: Parameter für SLS ohne Rampe

Parameter Einheit Bereich Werkseinstellung

Parameter 42-50 Abschaltdrehzahl U/min 120–10000 U/min 270 U/min

Parameter 42-51 Drehzahlgrenze U/min 1–9999 150 U/min

Parameter 42-52 Fehlersichere Reaktion k. A. STO/SS1 STO

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