Danfoss vacon 100 industrial, vacon 100 flow, vacon 100 hvac, optbj User guide [de]

vacon

100 industrial

vacon

100 flow

vacon® 100 hvac

frequenzumrichter

optbj

sto- und atex-zusatzkarte

sicherheitshandbuch

vacon • 3

INHALTSVERZEICHNIS

Dokument: DPD01007E

Freigabedatum: 07.12.2018

1. Zulassungen.....................................................................................................4

2. Allgemeines...................................................................................................10

2.1 Sollwerte ..........................................................................................................................11

3. Einbau der OPTBJ-Karte................................................................................12

4. Aufbau der OPTBJ-Karte................................................................................15

4.1 Bestimmung der Kartenrevision .....................................................................................15

4.2 Steckbrücken für die OPTBJ-Karte .................................................................................16

4.3 STO-Steckbrücke auf dem Frequenzumrichter VACON® 100 .......................................17

4.4 Durchtrennbare Steckbrücke zur Trennung des Steuerkarten-Ground 

von der Schutzerdung ......................................................................................................18

5. Sicherheitsfunktionen STO und SS1...............................................................19

5.1 Safe Torque Off (STO)-Prinzip..........................................................................................20

5.2 Safe Stop 1 (SS1)-Prinzip.................................................................................................22

5.3 Technische Einzelheiten ..................................................................................................24

5.3.1 Ansprechzeiten ................................................................................................................24

5.3.2 Eingangsspannungspegel................................................................................................24

5.3.3 Filtereigenschaften für externe Aus/Dunkeltestpulse ...................................................24

5.3.4 Filterfähigkeit des externen hellen Testimpuls ..............................................................25

5.3.5 Anschlüsse .......................................................................................................................25

5.3.6 Relaisausgang..................................................................................................................26

5.3.7 Sicherheitsbezogene Daten laut Norm ...........................................................................27

6. Inbetriebnahme .............................................................................................29

6.1 Allgemeine Verdrahtungsrichtlinie .................................................................................29

6.2 Verdrahtungsbeispiele.....................................................................................................32

6.3 Parametrierung der STO-Funktion .................................................................................36

6.4 Checkliste für die Inbetriebnahme der OPTBJ-Karte.....................................................37

6.5 Testen der Sicherheitsfunktionen Safe Torque Off (STO) bzw. Safe Stop 1 (SS1) ..........38

7. Wartung .........................................................................................................39

7.1 Fehler mit Bezug auf die Sicherheitsfunktionen Safe Torque Off (STO) 

bzw. Safe Stop 1 (SS1)......................................................................................................39

8. Thermistorfunktion (ATEX) ............................................................................ 41

8.1 Technische Daten.............................................................................................................45

8.1.1 Funktionsbeschreibung ...................................................................................................45

8.1.2 Hardware und Anschlüsse...............................................................................................45

8.1.3 Atex-Funktion...................................................................................................................45

8.1.4 Kurzschlussüberwachung ...............................................................................................46

8.2 Inbetriebnahme................................................................................................................46

8.2.1 Allgemeine Verdrahtungsanleitung.................................................................................46

8.2.2 Fehlerdiagnose der Thermistorfunktion .........................................................................46

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vacon • 4 Zulassungen

Date Issued by Date Approved by

15-04-2016 Signature

Name: Antti Vuola Title: Head of Standard Drives

15-04-2016 Signature

Name: Timo Kasi Title: VP, Design Center Finland and Italy

Danfoss only vouches for the correctness of the English version of this declaration. In the event of the declaration being translated into any other language, the translator concerned shall be liable for the correctness of the translation.

ID No: DPD01856 Revision No: A Page

1of 1

Danfoss A/S

DK-6430 Nordborg Denmark CVR nr.: 20 16 57 15

Telephone: +45 7488 2222 Fax: +45 7449 0949

EU DECLARATION OF CONFORMITY

Danfoss A/S

Vacon Ltd

declares under our sole responsibility that the

Product name Vacon OPTBJ option board to be used with Vacon 100 family products Product identification 70CVB01380 Product Safety Functions Safe Torque Off (Specified in EN 61800-5-2)

fulfils all of the relevant safety component requirements of EC Machinery Directive 2006/42/EC.

Notified body that carried out the EC type examination:

TÜV Rheinland Industrie Service GmbH (NB0035) Am Grauen Stein, 51105 Köln, Germany

The following standards and/or technical specifications referenced below were used:

- EN 61800-5-2:2007 Adjustable speed electrical power drive systems, Part 5-2: Safety requirements – Functional

- EN 61800-5-1:2007 (only for LV Directive compliance) Adjustable speed electrical power drive systems, Part 5-2: Safety requirements - Electrical, thermal and energy

- EN 61800-3:2004/A1:2012 (only for EMC Directive compliance) Adjustable speed electrical power drive systems, Part 3: EMC requirements and specific test methods

- EN ISO 13849-1:2008 + AC:2009 Safety of machinery - Safety-related parts of control systems –, Part 1: General principles for design

- EN 62061:2005 + AC:2010 Safety of machinery - Functional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems

- IEC 61508 Parts 1-7:2010 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems

- EN 60204-1:2006 + A1:2009 + AC:2010 (in extracts) Safety of machinery – Electrical equipment of machines – Part 1: General requirements

- EN 61326-3-1:2008 Electrical equipment for measurement, control and laboratory use – EMC, Part 3-1: Immunity requirements for safety-related systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety).

1. ZULASSUNGEN

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Zulassungen vacon • 5

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vacon • 10 Allgemeines

2. ALLGEMEINES

Dieses Dokument befasst sich mit der OPTBJ-Karte 70CVB01380D (oder neuer).

Tabelle 1. Überarbeitungsverlauf des Handbuchs

Datum Revision Neuerungen

• Aktualisiertes ATEX-Zertifikat

• Aktualisierte EG-Erklärung

• Korrigierte Optionskartengrafik und Steckplatzkodierungsinformationen in Kapitel 3

• Neue Kapitel hinzugefügt: 4.1, 4.4, 5.3.2, 5.3.3 und

5.3.4

• Verdrahtungsbeispiele in Kapitel 6.1 hinzugefügt

• Kabelempfehlungen in Kapitel 6.1 geändert

09/2018 E

• Neues Kapitel 6.3 hinzugefügt

• Hinweise bezüglich des flankensensitiven Startbefehls in Kapitel 6.2 korrigiert (das Kapitel wurde vom Ende von Kapitel 5 hierhin verschoben)

• Die Diskrepanzzeit der STO-Eingänge wurde von 50 ms auf 500 ms für die Kartenrevision D erhöht. Die Änderung betrifft die Kapitel 5.3.2,

5.3.5 und 7.1

• Weitere geringfügige Neuerungen an verschiedenen Stellen

Hinweis: Bei der Konzipierung sicherheitsbezogener Systeme sind Fachkenntnisse und eine entsprechende Qualifikation vonnöten. Nur qualifizierte Personen dürfen die Karte OPTBJ installieren und einrichten.

In diesem Dokument wird die Funktion der OPTBJ-Karte 70CVB01380 zusammen mit der

Steuerkarte 70CVB01582 des VACON Die OPTBJ-Karte bietet zusammen mit der Steuerkarte des VACON

Sicherheitsfunktionen mit Produkten der VACON

100 behandelt.

100-Reihe.

100 folgende

In der vorliegenden Anleitung werden die folgenden sicherheitsbezogenen Abkürzungen und Ausdrücke verwendet:

SIL PL

PFH

Kategorie MTTF

avg

PFD

avg

Sicherheitsbetätiger

OSSD

Safety Integrity Level (Sicherheitsintegritätslevel)

Performance Level (Leistungsstufe) Probability of a dangerous random hardware Failure per Hour (Wahrscheinlichkeit

von gefahrbringenden zufälligen Hardwareausfällen je Stunde) Vorgesehene Architektur für eine Sicherheitsfunktion (aus EN ISO 13849-1:2006)

Mean time to dangerous failure (Mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall)

Average diagnostic coverage (Durchschnittlicher Diagnosedeckungsgrad) Average probability of (random hardware) failure on demand (Durchschnittliche

Wahrscheinlichkeit von (zufälligen Hardware-)Ausfällen bei Anforderung) Mission time (Einsatzzeit)

Vorrichtung zur Steuerung der sicherheitsbezogenen Signalleitungen. Kann z. B. Notfalltaster, Sicherheits-SPS, Sicherheitsrelais sein.

Output Signal Switching Device (Ausgangssignal-Schaltvorrichtung), d. h. ein Schalter, der die Signalleitungen zwischen Betätiger und Signaleingang des Umrichters steuert.

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Allgemeines vacon • 11

13006.emf

Safe Torque Off (STO)

Die hardwarebasierte Sicherheitsfunktion „Safe Torque Off“ verhindert, dass der Umrichter an der Motorwelle ein Drehmoment erzeugt. Die Sicherheitsfunktion STO wurde für einen Gebrauch in Übereinstimmung mit folgenden Richtlinien bzw. Normen ausgelegt:

• EN 61800-5-2 Safe Torque Off (STO) SIL3

• EN ISO 13849-1 PL"e" Kategorie 3

• EN 62061: SILCL3

• IEC 61508: SIL3

•

Die Funktion entspricht auch einem ungesteuerten Stillsetzen gemäß der Stoppkategorie 0, EN 60204-1:

• Die Sicherheitsfunktion STO wurde vom TÜV Rheinland zertifiziert.

Hinweis: Die STO-Funktion ist nicht dasselbe wie eine Funktion zur Vermeidung von unerwartetem Anlaufen. Zur Erfüllung dieser Anforderungen sind zusätzliche externe Bauteile gemäß den entsprechenden Normen und Anwendungsanforderungen erforderlich. Erforderliche externe Bauteile könnten zum Beispiel sein:

• Geeigneter abschließbarer Schalter

• Sicherheitsrelais mit Fehlerquittierung

Hinweis: Die Sicherheitsfunktionen der OPTBJ entsprechen nicht einem Not-Aus gemäß EN 60204-1.

Hinweis: Die STO-Funktion darf nicht standardmäßig als Stoppfunktion des Umrichters verwendet werden. Hinweis: Bei einer IGBT-Fehlersituation kann sich die Welle eines Permanentmagnetmotors bis zu 180 Grad

um den Pol des Motors drehen.

Hinweis:

Wenn der Verschmutzungsgrad 2 nicht garantiert werden kann, ist die Schutzart IP54 zu verwenden.

ACHTUNG! Die Karte OPTBJ und ihre Sicherheitsfunktionen isolieren den Umrichterausgang nicht von der Netzversorgung. Wenn Elektroarbeiten am Umrichter, am Motor oder am Motorkabel durchgeführt werden sollen, muss der Umrichter vollständig von der Netzversorgung isoliert werden, z. B. mit einem externen Versorgungstrennschalter. Siehe z. B. EN60204-1 Kapitel 6.5.

Safe Stop 1 (SS1)

Die Sicherheitsfunktion SS1 wird unter Einhaltung von Typ C der Norm EN 61800-5-2 realisiert (Typ C: „PDS(SR) leitet das Abbremsen des Motors ein und leitet nach einer anwendungsspezifischen Ze

itverzögerung die STO-Funktion ein“).

Die SS1-Sicherheitsfunktion wurde für den Einsatz nach den folgenden Normen konzipiert:

• EN 61800-5-2 Safe Stop 1 (SS1) SIL2

• EN ISO 13849-1 PL"d" Kategorie 3

• EN 62061: SILCL2

• IEC 61508: SIL2

•

Die Funktion entspricht auch einem gesteuerten Stillsetzen gemäß der Stoppkategorie 1, EN 60204-1.

Thermistor-Übertemperaturschutz für Motor (gemäß ATEX)

Übertemperaturschutz mithilfe eines Thermistors. Kann als Auslösevorrichtung für ATEXzertifizierte Motoren verwendet werden.

Die Thermistor-Auslösefunktion wurde vom VTT* gemäß ATEX-Richtlinie 94/9/EG zertifiziert. In diesem Handbuch werden alle Sicherheitsfunktionen der OPTBJ-Karte beschrieben.

* VTT = Technical Research Centre of Finland (Technisches Forschungszentrum Finnlands)

2.1 Sollwerte

Die Installations- und Applikationshandbücher für den VACON® 100 stehen unter 

https://www.danfoss.com/en/service-and-support/ zum Download zur Verfügung.

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vacon • 12 Einbau der OPTBJ-Karte

M4x55

11573_00

9000.emf

3040A_00

A B

3. EINBAU DER OPTBJ-KARTE

Öffnen Sie die Abdeckung des Frequenzumrichters.

An den Relaisausgangsklemmen und anderen E/A-Klemmen kann auch dann eine gefährliche Steuerspannung anliegen, wenn der Frequenzumrichter der

Produktfamilie VACON

HINWEIS: Inkompatible Karten können nicht in Frequenzumrichter der Produktfamilie VACON VACON Kodierungen, die das Einsetzen der Karte ermöglichen (siehe oben): eine für die Kompatibilität mit der Produktfamilie VACON für das Einsetzen in einen spezifischen Steckplatz (B).

100-Frequenzumrichter kompatible Karten verfügen über zwei

100 nicht an das Stromnetz angeschlossen ist.

100 eingesetzt werden. Mit der Produktfamilie der

100 (A) und eine weitere

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Einbau der OPTBJ-Karte vacon • 13

11574A_de

Erdungsklemme für Steuerkabel

Öffnen Sie die innere Abdeckung, um die Zusatzkartensteckplätze freizulegen, und stecken Sie die OPTBJ-Karte in Steckplatz E. Schließen Sie die innere Abdeckung. Hinweis: Siehe Kapitel 4.2 für die Steckbrücken-Einstellungen!

3041A_00

Wenn ein abgeschirmtes Kabel verwendet wird, muss die Abschirmung des OPTBJ-Kabels mithilfe der mitgelieferten Erdungsklemme für Steuerkabel mit dem Rahmen des Umrichters verbunden werden. Hinweis: Wenn ein abgeschirmtes Kabel verwendet wird, muss der Anschluss gemäß bewährter Verfahren erfolgen.

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vacon • 14 Einbau der OPTBJ-Karte

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OPTBJKabel

Brechen Sie die für das OPTBJ-Kabel vorgesehene Kabeleinführung an der Abdeckung des Frequenzumrichters (Schutzart IP21) frei – sofern sie nicht bereits für andere Steuerkabel erfolgt ist. HINWEIS: Öffnen Sie die Kabeleinführung an der Seite von Steckplatz E!

11576_00

Bringen Sie die Abdeckung wieder am Frequenzumrichter an, und verlegen Sie das Kabel gemäß Abbildung. HINWEIS: Achten Sie bei der Planung der Kabeltrassen darauf, dass zwischen den  OPTBJ-Kabeln und dem Motorkabel ein Mindestabstand von 30 cm eingehalten wird. Es wird empfohlen, die OPTBJ-Kabel von

den Leistungskabeln entfernt zu verlegen (siehe Abbildung).

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Aufbau der OPTBJ-Karte vacon • 15

1 2 3 4

25 26

28 29

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X23

X10

STO JMP

Thermistor-Kurzschlussüberwachung

Ein Aus

Steckbrücke für die Auswahl der Thermistor-Kurzschlussüberwachung

Steckbrücke zur Aktivierung der STO-Karte. Hier die dreipolige Steckbrücke von der Steuerkarte positionieren.

STO-Eingänge

Relaisausgang für die STO-Funktion

Thermistoreingang: Thermistor aktiv > 4000 Ohm.

Nach Aktivierung kann der Fehler zurückgesetzt werden, wenn Widerstand < 2000 Ohm

STO1+ STO1STO2+

STO2-

TI1+ TI1-

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4. AUFBAU DER OPTBJ-KARTE

4.1 Bestimmung der Kartenrevision

Die Revision der OPTBJ-Karte kann anhand des Revisionsbuchstabens auf dem MatrixBarcodeaufkleber bestimmt werden. Der Revisionsbuchstabe steht hinter dem Typencode der Karte. So zeigt beispielsweise '70CVB01380 D' an, dass es sich um eine Karte der Revision D handelt. Einige Funktionen können bei Karten-Updates eingeführt oder geändert werden.

Bild 1. Aufbau der OPTBJ-Karte

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Bild 2. Der ID-Sticker der Karte befindet sich auf der OPTBJ-Karte

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