Motrona DS230 series, DS240 series Operating Instructions [de]
Safety Manual
DS230 / DS240 Geräteserie
Sicherer Drehzahlwächter für SinCos- und Inkrementalgeber / Sensoren
Verfügbare Geräte:
DS230: Alle Ein- und Ausgänge sowie Signalverteiler
DS236: Alle Ein- und Ausgänge jedoch ohne Signalverteiler
DS240: Eingang für 1 SinCos-Geber (SIL3/PLe), 2 Steuersingale, alle Ausgänge sowie Signalverteiler
DS246: Eingang für 1 SinCos-Geber (SIL3/PLe), 2 Steuersignale, alle Ausgänge ohne Signalverteiler
Produkteigenschaften:
• Überwachung von Unterdrehzahl, Überdrehzahl, Stillstand und Drehrichtung
• SIL3- und PLe Zertifizierung
• Sicherheitsfunktionen äquivalent zu EN61800-5-2 (SS1, SS2, SOS, SLS, SDl, SSM)
• Montage auf 35 mm Hutschiene (nach EN 60715)
• USB Schnittstelle zur einfachen Parametrierung über Bedieneroberfläche OS 6.0
• BG230 Bediengerät zur einfachen Parametrierung und Anzeige (optional)
• Eingänge für: 2 SinCos Drehgeber
2 RS422 Inkrementalgeber
2 HTL/PNP Inkrementalgeber, Nährungsschalter oder Steuersignale
• Ausgänge: 1 Relaisausgang 5 … 36 VDC (NO), (sicherheitsgerichtet)
1 Analogausgang 4 … 20 mA, (sicherheitsgerichtet)
4 Steuerausgänge mit HTL Pegel, (sicherheitsgerichtet)
• Signalverteilter: 1 SinCos Splitterausgang, (sicherheitsgerichtet)
1 RS422 Splitterausgang, (sicherheitsgerichtet)
motrona GmbH, Zwischen den Wegen 32, DE - 78239 Rielasingen, Tel. +49 (0) 7731 9332-0, Fax +49 (0) 7731 9332-30, info@motrona.com, www.motrona.com
Version:
Beschreibung:
Ds23001a_oi_d.doc/af/nw/hk/07/14
Erstausgabe Vorserie
Ds23003a_oi_d.doc/sn/ag/06/15
Erstausgabe Serie
Rechtliche Hinweise:
Sämtliche Inhalte dieser Gerätebeschreibung unterliegen den Nutzungs- und Urheberrechten der motrona GmbH.
Jegliche Vervielfältigung, Veränderung, Weiterverwendung und Publikation in anderen elektronischen oder
gedruckten Medien, sowie deren Veröffentlichung im Internet, bedarf einer vorherigen schriftlichen Genehmigung
durch die motrona GmbH.
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Inhaltsverzeichnis
1. Sicherheit und Verantwortung .................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.1. Allgemeine Sicherheitshinweise .......................................................................... 5
1.2. Bestimmungsgemäße Verwendung ..................................................................... 5
1.3. Installation ............................................................................................................ 6
1.4. Reinigungs-, Pflege- und Wartungshinweise ....................................................... 6
2. Allgemeines ................................................................................................. 7
3. Verfügbare Ausführungen ............................................................................. 8
4. Blockschaltbilder und Anschlüsse ................................................................. 9
4.1. DS230 Blockschaltbild .......................................................................................... 9
4.2. DS230 Anschlüsse ................................................................................................ 9
4.3. DS236 Blockschaltbild ........................................................................................ 10
4.4. DS236 Anschlüsse .............................................................................................. 10
4.5. DS240 Blockschaltbild ........................................................................................ 11
4.6. DS240 Anschlüsse .............................................................................................. 11
4.7. DS246 Blockschaltbild ........................................................................................ 12
4.8. DS246 Anschlüsse .............................................................................................. 12
5. Beschreibung der Anschlüsse ..................................................................... 13
5.1. Spannungsversorgung ........................................................................................ 14
5.2. Geberversorgung ................................................................................................ 15
5.3. SinCos-Eingänge ................................................................................................. 19
5.4. RS422-Eingänge ................................................................................................. 20
5.5. HTL- / Control-Eingänge ..................................................................................... 21
5.6. SinCos-Splitter-Ausgang .................................................................................... 22
5.7. RS422-Splitter-Ausgang ..................................................................................... 23
5.8. Analog-Ausgang 4 bis 20 mA ............................................................................. 24
5.9. Control-Ausgänge ............................................................................................... 25
5.10. Relais-Ausgang ................................................................................................... 26
5.11. DIL-Schalter ........................................................................................................ 27
5.12. Schnittstelle für Bediengerät BG230 .................................................................. 28
5.13. USB Schnittstelle für Bedienersoftware OS6.0 .................................................. 29
5.14. LEDs / Statusanzeige .......................................................................................... 30
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6. Betriebsarten.............................................................................................. 31
6.1. Betriebsarten DS23x ........................................................................................... 31
6.2. Betriebsart DS24x ............................................................................................... 32
6.3. Erreichbare Sicherheitslevel DS23x ................................................................... 33
6.4. Erreichbarer Sicherheitslevel DS24x .................................................................. 34
6.5. „Operational Mode“ = 0 (DS23x) ........................................................................ 35
6.6. „Operational Mode“ = 0 (DS24x) ........................................................................ 36
6.7. „Operational Mode“ = 1 ..................................................................................... 37
6.8. „Operational Mode“ = 2 ..................................................................................... 38
6.9. „Operational Mode“ = 3 ..................................................................................... 39
6.10. „Operational Mode“ = 4 ..................................................................................... 40
6.11. „Operational Mode“ = 5 ..................................................................................... 41
6.12. „Operational Mode“ = 6 ..................................................................................... 42
6.13. „Operational Mode“ = 7 ..................................................................................... 43
6.14. „Operational Mode“ = 8 ..................................................................................... 44
6.15. „Operational Mode“ = 9 ..................................................................................... 45
7. Inbetriebnahme des Gerätes....................................................................... 46
7.1. Einstellung mit PC ............................................................................................... 47
7.2. Einstellung mit dem Bediengerät BG230............................................................ 48
7.3. Parameter / Menü-Übersicht .............................................................................. 49
7.4. Beschreibung der Parameter .............................................................................. 51
8. Inbetriebnahme der Anlage ........................................................................ 78
8.1. Installation im Schaltschrank ............................................................................. 78
8.2. Einstellung der Parameter .................................................................................. 79
8.3. Vorbereitung Inbetriebnahme der Anlage .......................................................... 84
8.4. Checkliste der Parametereinstellung ................................................................. 85
8.5. Definition der Drehrichtungen ............................................................................ 85
8.6. Anpassung der Sensorkanäle ............................................................................. 86
8.7. Abschluss Inbetriebnahme der Anlage............................................................... 88
9. Fehlererkennung ......................................................................................... 89
9.1. Fehlerdarstellung ................................................................................................ 89
9.2. Initial Error .......................................................................................................... 90
9.3. Runtime Error ...................................................................................................... 91
9.4. Fehler zurücksetzen ............................................................................................ 93
9.5. Fehlererkennungszeit .......................................................................................... 93
10. Parameter-Liste .......................................................................................... 94
11. Technische Daten ....................................................................................... 97
11.1. Abmessungen ..................................................................................................... 99
12. Zertifikat .................................................................................................. 100
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1.
1. Sicherheit und Verantwortung
1.1. Allgemeine Sicherheitshinweise
Diese Beschreibung ist wesentlicher Bestandteil des Gerätes und enthält wichtige Hinweise
bezüglich Installation, Funktion und Bedienung. Nichtbeachtung kann zur Beschädigung oder zur
Beeinträchtigung der Sicherheit von Menschen und Anlagen führen!
Bitte lesen Sie vor der ersten Inbetriebnahme des Geräts diese Beschreibung sorgfältig durch und
beachten Sie alle Sicherheits- und Warnhinweise! Bewahren Sie diese Beschreibung für eine
spätere Verwendung auf.
Voraussetzung für die Verwendung dieser Gerätebeschreibung ist eine entsprechende Qualifikation
des jeweiligen Personals. Das Gerät darf nur von einer geschulten Elektrofachkraft installiert,
gewartet, angeschlossen und in Betrieb genommen werden.
Haftungsausschluss: Der Hersteller haftet nicht für eventuelle Personen- oder Sachschäden, die
durch unsachgemäße Installation, Inbetriebnahme, Bedienung sowie aufgrund von menschlichen
Fehlinterpretationen oder Fehlern innerhalb dieser Gerätebeschreibung auftreten. Zudem behält
sich der Hersteller das Recht vor, jederzeit - auch ohne vorherige Ankündigung - technische
Änderungen am Gerät oder an der Beschreibung vorzunehmen. Mögliche Abweichungen zwischen
Gerät und Beschreibung sind deshalb nicht auszuschließen.
Die Sicherheit der Anlage bzw. des Gesamtsystems, in welche(s) dieses Gerät integriert wird,
obliegt der Verantwortung des Errichters der Anlage bzw. des Gesamtsystems.
Es müssen während der Installation sowie bei Wartungsarbeiten sämtliche allgemeinen sowie
länderspezifischen und anwendungsspezifischen Sicherheitsbestimmungen und Standards beachtet
und befolgt werden.
Wird das Gerät in Prozessen eingesetzt, bei denen ein eventuelles Versagen oder eine
Fehlbedienung die Beschädigung der Anlage oder eine Verletzung von Personen zur Folge haben
kann, dann müssen entsprechende Vorkehrungen zur sicheren Vermeidung solcher Folgen getroffen
werden.
1.2. Bestimmungsgemäße Verwendung
Dieses Gerät dient ausschließlich zur Verwendung in industriellen Maschinen und Anlagen. Hiervon
abweichende Verwendungszwecke entsprechen nicht den Bestimmungen und obliegen allein der
Verantwortung des Nutzers. Der Hersteller haftet nicht für Schäden, die durch eine unsachgemäße
Verwendung entstehen. Das Gerät darf nur ordnungsgemäß eingebaut und in technisch
einwandfreiem Zustand - entsprechend der technischen Daten (siehe Kapitel 11) - eingesetzt und
betrieben werden. Das Gerät ist nicht geeignet für den explosionsgeschützten Bereich sowie
Einsatzbereiche, die in DIN EN 61010-1 ausgeschlossen sind.
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1.3. Installation
Das Gerät darf nur in einer Umgebung installiert und betrieben werden, die dem zulässigen
Temperaturbereich entspricht. Stellen Sie eine ausreichende Belüftung sicher und vermeiden Sie
den direkten Kontakt des Gerätes mit heißen oder aggressiven Gasen oder Flüssigkeiten.
Vor der Installation sowie vor Wartungsarbeiten ist die Einheit von sämtlichen Spannungsquellen zu
trennen. Auch ist sicherzustellen, dass von einer Berührung der getrennten Spannungsquellen
keinerlei Gefahr mehr ausgehen kann.
Geräte, die mittels Wechselspannung versorgt werden, dürfen ausschließlich via Schalter bzw.
Leistungsschalter mit dem Niederspannungsnetz verbunden werden. Dieser Schalter muss in
Gerätenähe platziert werden und eine Kennzeichnung als Trennvorrichtung aufweisen.
Eingehende sowie ausgehende Leitungen für Kleinspannungen müssen durch eine doppelte bzw.
verstärkte Isolation von gefährlichen, stromführenden Leitungen getrennt werden (SELV Kreise).
Sämtliche Leitungen und deren Isolationen sind so zu wählen, dass sie dem vorgesehenen
Spannungs- und Temperaturbereich entsprechen. Zudem sind sowohl die geräte-, als auch
länderspezifischen Standards einzuhalten, die in Aufbau, Form und Qualität für die Leitungen
gelten. Angaben über zulässige Leitungsquerschnitte für die Schraubklemmverbindungen sind den
technischen Daten (siehe Kapitel 11) zu entnehmen.
Vor der Inbetriebnahme sind sämtliche Anschlüsse. bzw. Leitungen auf einen soliden Sitz in den
Schraubklemmen zu überprüfen. Alle (auch unbelegte) Schraubklemmen müssen bis zum Anschlag
nach rechts gedreht und somit sicher befestigt werden, damit sie sich bei Erschütterungen und
Vibrationen nicht lösen können.
Überspannungen an den Anschlüssen des Gerätes sind auf die Werte der Überspannungskategorie II
zu begrenzen.
Bezüglich Einbausituation, Verdrahtung, Umgebungsbedingungen sowie Abschirmung und Erdung
von Zuleitungen gelten die allgemeinen Standards für den Schaltschrankbau in der
Maschinenindustrie sowie die spezifischen Abschirmvorschriften des Herstellers. Diese finden Sie
unter www.motrona.de/download.html --> [Allgemeine EMV-Vorschriften für Verkabelung,
Abschirmung, Erdung]
1.4. Reinigungs-, Pflege- und Wartungshinweise
Zur Reinigung der Frontseite verwenden Sie bitte ausschließlich ein weiches, leicht angefeuchtetes
Tuch. Für die Geräte-Rückseite sind keinerlei Reinigungsarbeiten vorgesehen bzw. erforderlich. Eine
außerplanmäßige Reinigung obliegt der Verantwortung des zuständigen Wartungspersonals, bzw.
dem jeweiligen Monteur.
Im regulären Betrieb sind für das Gerät keinerlei Wartungsmaßnahmen erforderlich. Bei
unerwarteten Problemen, Fehlern oder Funktionsausfällen muss das Gerät an die motrona GmbH
geschickt und dort überprüft sowie ggfs. repariert werden. Ein unbefugtes Öffnen und Instandsetzen
kann zur Beeinträchtigung oder gar zum Ausfall der vom Gerät unterstützten Schutzmaßnahmen
führen.
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2. Allgemeines
Die vorliegende Serie von Drehzahlwächtern dient zur sicherheitsgerichteten Überwachung
drehzahlbezogener Grenzwerte wie Maximaldrehzahl, Minimaldrehzahl, Stillstand oder
Drehrichtung. Die SIL3/PLe zertifizierten Wächter werden eingesetzt, wenn für die Sicherheit und
Zuverlässigkeit einer Anlage erhöhte Sicherheitskriterien bestehen, insbesondere aber, wenn als
Folge einer Fehlfunktion erhebliche Schäden oder gar Verletzungs- bzw. Lebensgefahr für
Menschen entstehen können.
Aufgrund der innovativen Multifunktionseingänge sind diese Geräte ideal für die Nachrüstung von
Anlagen und Maschinen mit bestehenden Sensoren bzw. Impulsgebern ohne Sicherheitszertifikat
geeignet. Somit entfallen Kosten für die Neuanschaffung teurer, sicherheitsgerichteter Sensoren.
Auch die Anpassungs- und Installationskosten werden erheblich reduziert, da durch die bereits
vorhandenen Komponenten ein erneuter Verdrahtungsaufwand entfällt.
Typische Applikationen sind z. B. Zentrifugen, Krananlagen, Windkraftanlagen oder Transportanlagen.
Besonderheiten:
Zusätzliche Eignung für einen „Einricht-Betrieb“, wo z. B. bei geöffneten Schutztüren und
reduzierter Geschwindigkeit manuelle Einstellungen an einer Maschine vorgenommen werden
Alle Modelle sind nach EN 61508, EN 62061 / SIL3 und EN ISO 13849-1 Cat. 3 / PLe zertifiziert,
auch bei Verwendung nicht-sicherheitsgerichteter Standardsensoren als Impulsgeber
Sehr hoher Frequenzbereich und eine schnelle Reaktion
Große Vielseitigkeit bezüglich möglicher Überwachungsfunktionen
Die Parametrierung erfolgt mittels PC über den frontseitigen USB-Anschluss oder über das
aufsteckbare Bediengerät BG230 (Sonderzubehör, nicht im Lieferumfang enthalten)
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3. Verfügbare Ausführungen
D S 2 x x
Gerätegruppe
D =
Drehzahlwächter
Anwendung
S =
Sicherheitsanwendung
Gehäuse
2 =
Gehäuse für Schaltschrankeinbau und
Montage auf 35 mm Hutschiene (nach EN 60715)
Eingänge
3 =
2 Eingänge für SinCos-Geber
2 Eingänge für Inkrementalgeber mit RS422 / TTL
2 Eingänge für Inkrementalgeber mit HTL/PNP
oder für Steuersignale mit HTL/PNP Pegel
4 =
1 Eingang für SinCos-Geber mit SIL3 / PLe
2 Eingänge für Steuersignale mit HTL/PNP Pegel
Ausgänge
0 =
1 Relaisausgang
1 Analogausgang
4 Steuerausgänge
1 SinCos Splitterausgang
1 RS422 Splitterausgang
6 =
1 Relaisausgang
1 Analogausgang
4 HTL Steuerausgänge
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4. Blockschaltbilder und Anschlüsse
4.1. DS230 Blockschaltbild
4.2. DS230 Anschlüsse
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4.3. DS236 Blockschaltbild
4.4. DS236 Anschlüsse
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4.5. DS240 Blockschaltbild
4.6. DS240 Anschlüsse
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4.7. DS246 Blockschaltbild
4.8. DS246 Anschlüsse
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5. Beschreibung der Anschlüsse
Bezeichnung
Beschreibung siehe Kapitel
X1 | RELAY OUT
5.10 Relais-Ausgang
X2 | CONTROL OUT
5.9 Control-Ausgänge
X3 | 24V IN
5.1 Spannungsversorgung
X4 | ANALOG OUT
5.8 Analog-Ausgang 4 bis 20 mA
X4 | RS 422 OUT
5.7 RS422-Splitter-Ausgang
X5 | SINCOS OUT
5.6 SinCos-Splitter-Ausgang
X6 | SINCOS IN 1
5.3 SinCos-Eingänge
X7 | SINCOS IN 2
5.3 SinCos-Eingänge
X8 | RS422 IN 1
5.4 RS422-Eingänge
X9 | RS422 IN 2
5.4 RS422-Eingänge
X10 | CONTROL IN
5.5 HTL- / Control-Eingänge
X11
5.12 Schnittstelle für Bediengerät BG230
X12
5.13 USB Schnittstelle für Bedienersoftware OS6.0
S1
5.11 DIL-Schalter
ERROR – ON
5.14 LEDs / Statusanzeige
Alle Ausgänge sind sicher ausgeführt. Die Anbindung an die Ausgänge ist jedoch nur sicher,
wenn das Folgegerät den Fehlerzustand des jeweiligen Ausgangs erkennt.
Die Leitungen der Sensoren bzw. Drehgeber sollten räumlich getrennt verlegt werden,
um eine gleichzeitige Beschädigung der Leitungen durch äußere Einflüsse zu verhindern.
Die nachfolgende Beschreibung aller Anschlüsse beschränkt sich auf allgemeine Hinweise.
Detaillierte technische Angaben sind in Kapitel 11 beschrieben.
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5.1. Spannungsversorgung
2-polige Steckklemmleiste [X3]
Die Spannungsversorgung muss mit einer externen Sicherung abgesichert werden.
(Typ und Kennwerte siehe Kapitel 11 „Technische Daten“).
Eine SIL3 zertifizierte Spannungsversorgung kann ohne weitere externe Komponenten
oder Schutzmaßnahmen verwendet werden.
Wird das Gerät an einem Gleichspannungsversorgungsnetz betrieben, an dem auch andere Geräte
oder Systeme angeschlossen werden können, so ist sicherzustellen, dass keine Spannungen ≥ 60 V
an den Klemmen X3:1 und X3:2 auftreten können.
Sollte dies nicht sichergestellt sein, muss das Gerät durch ein separates Netzteil versorgt werden,
an dem auf der Sekundärseite außer dem Sicherheitsgerät keine weiteren Geräte angeschlossen
sind.
Für beide Versorgungsarten gilt:
Nominaler Spannungsbereich von 18 … 30 VDC
Restwelligkeit von < 10% @ 24 V
Externe Sicherung mit 2,5 A (mittelträge) erforderlich
Das Netzteil muss für folgende Anforderungen geeignet sein:
Der Einschaltstrom des Gerätes liegt bei max. 2,5 A
Die Leistungsaufnahme des Gerätes liegt bei max. 45 W
Das Gerät wird über die Schraubklemmleiste [X3] mit einer Spannung von 18 … 30 VDC versorgt.
Der Versorgungseingang besitzt einen internen Verpolungsschutz.
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5.2. Geberversorgung
Geberversorgung: SinCos-Eingänge [X6] [X7]
Geberversorgung: RS422-Eingänge [X8] [X9]
HTL-Geber müssen ebenfalls an die Geberversorgung der RS422-Eingänge angeschlossen werden
Versorgung
SinCos-Eingänge
RS422-Eingänge
HTL-Eingänge
Sensor1
[X6:4] [X6:5]
[X8:1] [X8:2]
[X8:1] [X8:2]
Sensor2
[X7:4] [X7:5]
[X9:1] [X9:2]
[X9:1] [X9:2]
Bei einer direkten Geberversorgung ist vorgeschrieben, die Sensoren mit der
Hilfsspannung des Gerätes zu betreiben.
Eine externe Geberversorgung muss zwingend über ein Relais erfolgen, welches von
der Hilfsspannung des Sicherheitsgerätes angesteuert wird.
Die Geberversorgung ist eine Hilfsspannung, mit der die verwendeten Drehgeber oder Sensoren
versorgt werden. Die Versorgung der Geber muss direkt vom Sicherheitsgerät (siehe Kapitel 5.2.1)
oder bei einer externen Versorgungspannung (siehe Kapitel 5.2.2) über ein Relais erfolgen.
Die Geberversorgung darf pro Kanal (Sensor1 und Sensor2) mit max. 200 mA belastet werden.
Beispiele zum Anschluss der Geber / Geberversorgung befinden sich in Kapitel 6.
Beim Hochlauf der Geberversorgung kann je nach verwendetem Geber, der maximal zulässige
Eingangsstrom des Sicherheitsgerätes überschritten werden. In diesem Fall wird die
Geberversorgung nicht geschaltet und ein Fehler detektiert (siehe Kapitel 9).
Falls derartige Probleme durch die Geberversorgung auftreten oder eine andere
Versorgungsspannung benötigt wird, kann die Geberversorgung auch von einer externen
Spannungsquelle über ein Relais zugeschaltet werden. Die Ansteuerung des Relais muss jedoch
zwingend durch die Geberversorgung des Sicherheitsgerätes erfolgen (siehe Kapitel 5.2.2).
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5.2.1. Direkte Geberversorgung
Versorgung
SinCos-Eingänge
RS422-Eingänge
HTL-Eingänge
Sensor1
[X6:4] [X6:5]
[X8:1] [X8:2]
[X8:1] [X8:2]
Sensor2
[X7:4] [X7:5]
[X9:1] [X9:2]
[X9:1] [X9:2]
Beispiel: Direkte Geberversorgung
Bei der direkten Geberversorgung ist vorgeschrieben, die Sensoren mit der
Hilfsspannung des Gerätes zu betreiben.
Jedem Sensorkanal steht eine Geberversorgung zur Verfügung
(HTL-Geber werden über die Geberversorgung der RS422-Eingänge versorgt).
Die Spannung der Geberversorgung liegt ca. 2 V unterhalb der an [X3] zugeführten
Versorgungsspannung (18 … 30 VDC) des Gerätes.
Die Geberversorgung darf pro Kanal (Sensor1 und Sensor2) mit max. 200 mA belastet werden.
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5.2.2. Externe Geberversorgung
Beispiel: Externe Geberversorgung (1 Geber über 1 Relais)
Eine externe Geberversorgung muss zwingend über ein Relais erfolgen, welches von
der Hilfsspannung des Sicherheitsgerätes angesteuert wird.
Der Anwender muss sicherstellen, dass bei Ausfall des Relais oder Ausfall der vom
Relais geschalteten Spannung, die Anlage in keinen sicherheitskritischen Zustand
kommen kann.
Eine externe Geberversorgung ist nur zulässig, wenn diese über ein Relais geschaltet wird.
Das Relais muss von der Geberversorgung des Sicherheitsgerätes angesteuert werden.
Hintergrund ist, dass die Geberversorgung erst nach der Initialisierung und dem Selbsttest des
Sicherheitsgerätes freigeschalten wird.
Der Anwender muss sicherstellen, dass bei Ausfall des Relais oder Ausfall der vom Relais
geschalteten Spannung, die Anlage in keinen sicherheitskritischen Zustand kommen kann.
Erläuterung / Lösungsvorschlag:
Bei Ausfall der externen Geberversorgung würde die Anlage zwar „drehen“, das Sicherheitsgerät
würde jedoch keine Drehzahl bzw. Drehzahlunterschiede erfassen. Der Anwender kann zum
Detektieren dieses Fehlers z. B einen Steuerausgang des Sicherheitsgerätes verwenden, der einen
„Stillstand“ anzeigt (siehe Kapitel 7.4.6). Eine übergeordnete Steuerung muss dann die beiden
Zustände (Anlage „dreht“ und Steuerausgang „Stillstand“) vergleichen. Sind die beiden Zustände
unterschiedlich muss ein Fehler ausgelöst werden und die Anlage in einen sicheren Zustand gehen.
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Beispiel: Externe Geberversorgung (2 Geber über 1 Relais)
Eine externe Geberversorgung muss zwingend über ein Relais erfolgen, welches von
der Hilfsspannung des Sicherheitsgerätes angesteuert wird.
Der Anwender muss sicherstellen, dass bei Ausfall des Relais oder Ausfall der vom
Relais geschalteten Spannung, die Anlage in keinen sicherheitskritischen Zustand
kommen kann.
Fortsetzung „Externe Geberversorgung“
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5.3. SinCos-Eingänge
SUB-D-Stiftleisten [X6], [X7]
Das Gerät eignet sich für den Anschluss von SinCos-Sensoren bzw. Drehgebern bei denen die
Ausgänge als differentielle Sinus-Cosinus Signale mit 1 Vpp und einem DC-Offset von
2,5 Volt ausgeführt sein müssen.
Die Parameter für diese Betriebsart müssen entsprechend Kapitel 7.4.2 (Parameter 000) eingestellt
werden. Der Anschluss der SinCos-Geber erfolgt dann über die beiden 9-poligen SUB-D-Stecker
[X6] und [X7].
Es müssen stets alle Signalspuren angeschlossen werden (also SIN+, SIN-, COS+ und COS-). Die
interne SinCos-Gebersignal-Überwachung vergleicht den Common Mode Bereich jeder
Signalleitung und ist in der Lage Kabelbrüche zu detektieren.
Eine Auswertemöglichkeit für eventuell vorhandene Referenzsignale (REF+ bzw. REF-) besteht nicht.
Die Eingänge verfügen alle über einen internen Abschlusswiderstand von 120 Ohm.
Die Geberversorgung muss zwingend über die Anschlüsse 4 und 5 erfolgen (siehe Kapitel 5.2).
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5.4. RS422-Eingänge
7-polige Steckklemmleisten [X8], [X9]
(nur DS230 und DS236)
Sofern die Betriebsart (siehe Kapitel 7.4.2 / Parameter 000) entsprechend eingestellt wird,
verarbeitet das Gerät Signale von Inkremental-Gebern mit komplementären TTL- oder differentiellen
RS422-Pegeln. Der Anschluss der Inkrementalgeber erfolgt dann über die beiden 7-poligen,
steckbaren Schraubklemmleisten [X8] und [X9]. Die Spuren des RS422-Eingangs (A und /A bzw. B
und /B) sind intern mit einem dynamischen Abschluss (220 pF / 120 Ohm) beschalten.
Es müssen stets alle Signalspuren angeschlossen werden, also A, /A, B und /B.
Eine Auswerte-Möglichkeit für eventuell vorhandene Nullimpulse (Z bzw. /Z) besteht nicht.
Die Geberversorgung muss zwingend über die Klemmen 1 und 2 erfolgen (siehe Kapitel 5.2).
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5.5. HTL- / Control-Eingänge
Sensor1
[X10 | CONTROL IN]
HTL Inkrementalgeber
[X10:2]
Spur A
[X10:3]
Spur B
Sensor2
[X10 | CONTROL IN]
HTL Inkrementalgeber
[X10:4]
Spur A
[X10:5]
Spur B
Sensor1
[X10 | CONTROL IN]
HTL Inkrementalgeber
[X10:2]
Spur A
[X10:3]
Unbeschaltet / Richtungsvorgabe
Sensor2
[X10 | CONTROL IN]
HTL Inkrementalgeber
[X10:4]
Spur A
[X10:5]
Unbeschaltet / Richtungsvorgabe
Control1
[X10 | CONTROL IN]
HTL/PNP Steuersignal
[X10:2]
Direktes Steuersignal
[X10:3]
Komplementäres Steuersignal
Control2
[X10 | CONTROL IN]
HTL/PNP Steuersignal
[X10:4]
Direktes Steuersignal
[X10:5]
Komplementäres Steuersignal
5-polige Steckklemmleiste [X10]
Es ist nicht zweckmäßig, das Gerät für den gleichzeitigen Anschluss von zwei HTL-
Gebern zu konfigurieren, da dann kein Eingang mehr für Steuersignale verfügbar ist.
Bei den Geräten DS24x können die Control-Eingänge nur für externe Steuersignale
verwendet werden.
An der Schraubklemmleiste [X10 | CONTROL IN] stehen zwei Eingänge für Signale mit HTL Pegel
und PNP Schalt-Charakteristik zur Verfügung. Jeder Eingang ist komplementär ausgeführt.
Je nach Betriebsart (siehe Kapitel 7.4.2 / Parameter 000), können die Eingänge [X10 | CONTROL IN]
als Frequenz- oder Steuereingänge konfiguriert werden:
Frequenzeingänge für HTL-Geber (A, B, 90°):
HTL-Geber müssen über die Geberversorgung der RS422 Eingänge versorgt werden (Kapitel 5.2).
Frequenzeingänge für HTL-Geber (A) oder Näherungsschalter:
z. B. wenn ein Nährungsschalter zur Abtastung eines Zahnrads benutzt wird.
Die Eingänge [X10:3] bzw. [X10:5] können unbeschaltet bleiben (interner Pull-down) oder für eine
statische Vorgabe der Drehrichtung genutzt werden. HTL-Geber müssen über die Geberversorgung
der RS422 Eingänge versorgt werden (Kapitel 5.2).
Steuereingänge für HTL-Steuersignale:
Grundsätzlich muss am invertierten Eingang immer das komplementäre Signal des direkten
Eingangs angelegt sein. Alle anderen Signalzustände sind illegal und werden vom Gerät als Fehler
detektiert. Weitere Informationen zu den Steuereingängen befinden sich im Kapitel 7.4.7.
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5.6. SinCos-Splitter-Ausgang
SUB-D-Buchsenleiste [X5]
Am Zielgerät müssen die Spuren SIN+ und SIN- bzw. COS+ und COS- zwingend mit 120 Ohm
Widerständen abgeschlossen werden.
(nur DS230 und DS240)
Das DS230 bzw. das DS240 verfügt über einen sicherheitsgerichteten SinCos-Splitter-Ausgang.
Je nach Geräteausführung und gewählter Betriebsart (0,1, 2 oder 6) ermöglicht die integrierte
Splitter-Funktion das an [X6 | SINCOS IN 1] anliegende Signal an der [X5 | SINCOS OUT] wieder
auszugeben. Das Signal des an [X6 | SINCOS IN 1] angeschlossenen Gebers kann so von einem
weiteren Zielgerät verwendet werden.
Die Signalverzögerung zwischen SinCos-Eingang und SinCos-Ausgang beträgt ca. 200 ns.
Am Zielgerät müssen die Spuren SIN+ und SIN- bzw. COS+ und COS- zwingend mit 120 Ohm
Widerständen abgeschlossen werden
Im Fehlerfall wird der DC-Offset des SinCos-Ausgangs verschoben und damit dem Zielgerät ein
Fehler signalisiert.
Die Anbindung an den SinCos-Splitter-Ausgang ist nur sicher, wenn das nachfolgende Gerät eine
SinCos-Überwachung beinhaltet und den Offset-Fehler erkennen kann.
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5.7. RS422-Splitter-Ausgang
7-polige Steckklemmleisten [X4]
Beim DS240 kann nur die Eingangsfrequenz des an [X6 | SINCOS IN 1] angeschlossenen
Gebers am RS422-Splitter-Ausgang wieder ausgegeben werden.
(nur DS230 und DS240)
Das DS230 bzw. das DS240 verfügt über einen sicherheitsgerichteten RS422-Splitter-Ausgang.
Je nach gewählter Betriebsart ermöglicht die integrierte Splitter-Funktion eine Eingangsfrequenz an
der Ausgangsklemme [X4 | RS422 OUT] wieder auszugeben. Das RS422 Signal kann so von einem
weiteren Zielgerät verarbeitet werden. Eine Übersicht bieten die Blockschaltbilder (siehe Kapitel 4).
Das Gerät wertet zwei Frequenz-Kanäle (Sensor1 und Sensor2) aus. Welcher Eingang welchem
Kanal zugeordnet ist, wird in der Betriebsart (siehe Kapitel 7.4.2 / Parameter 000) festgelegt. Der
Splitter-Ausgang ermöglicht es die Eingangsfrequenz von Sensor1 oder Sensor2 wieder auszugeben
(siehe Kapitel 7.4.9).
Unabhängig vom Eingangssignal (SinCos bzw. HTL), werden an [X4 | RS422 OUT] immer
inkrementelle Rechteckimpulse im Format RS422 ausgegeben.
Die Signalverzögerung zwischen RS422-Eingang und RS422-Ausgang beträgt ca. 600 ns.
Im Fehlerfall stehen am RS422-Ausgang keine Inkremental-Signale mehr zur Verfügung
(Tri-State, intern mit 1 k Ohm Pull-Down Widerständen).
Die Anbindung an den RS422-Splitter-Ausgang ist nur sicher, wenn das nachfolgende Gerät den
Fehlerzustand des Sicherheitsgerätes erkennen kann.
Bei der Geräteausführung DS230 bzw. DS240 ist Klemmleiste [X4] 7-polig ausgeführt:
[X4 | ANALOG OUT] Analogausgang [X4:1-3]
[X4 | RS422 OUT] RS422 Ausgang [X4:4-7]
Bei der Geräteausführung DS236 bzw. DS246 ist Klemmleiste [X4] 3-polig ausgeführt:
[X4 | ANALOG OUT] Analogausgang [X4:1-3]
[X4 | RS422 OUT] nicht verfügbar!
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5.8. Analog-Ausgang 4 bis 20 mA
7-polige Steckklemmleiste [X4] bei DS230/DS240
3-polige Steckklemmleiste [X4] bei DS236/DS246
Bei Nicht-Verwendung des Analogausgangs muss [X4:2] und [X4:3] gebrückt werden.
Bei offenem Analogausgang (z. B. Drahtbruch) wird ein Fehler detektiert.
An Klemme [X4] steht ein sicherheitsgerichteter Analogausgang zur Verfügung. Der Stromausgang
ist frei skalierbar (siehe Kapitel 7.4.10). Er liefert ein Ausgangssignal proportional zu einer der
beiden Eingangsfrequenzen (siehe Kapitel 7.4.2 / Parameter 003), unabhängig von der Art der
angeschlossenen Eingangssensoren. Bei Nicht-Verwendung des Analogausgangs muss [X4:2] und
[X4:3] gebrückt werden. Bei offenem Analogausgang (z. B. Drahtbruch) wird ein Fehler detektiert.
Im Normalzustand bewegt sich das Ausgangssignal im Proportionalbereich zwischen 4 und 20 mA.
Im Fehlerfall wird der Analogausgang mit 0 mA ausgesteuert.
Die Anbindung an den Analog-Ausgang ist nur sicher, wenn das nachfolgende Gerät den
Fehlerzustand des Sicherheitsgerätes erkennen kann. Im Fehlerfall ist der Anwender des Gerätes ist
dafür verantwortlich, dass bei einem Ausgangsstrom von 0 mA alle vom Analog-Ausgang
beeinflussten Anlagenteile einen sicheren Zustand annehmen.
Bei der Geräteausführung DS230 bzw. DS240 ist Klemmleiste [X4] 7-polig ausgeführt:
[X4 | ANALOG OUT] Analogausgang [X4:1-3]
[X4 | RS422 OUT] RS422 Ausgang [X4:4-7]
Bei der Geräteausführung DS236 bzw. DS246 ist Klemmleiste [X4] 3-polig ausgeführt:
[X4 | ANALOG OUT] Analogausgang [X4:1-3]
[X4 | RS422 OUT] nicht verfügbar!
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5.9. Control-Ausgänge
8-polige Steckklemmleiste [X2]
Beispiel: Control-Ausgang mit induktiver Last (Relais)
OUT4 und /OUT4 sicherheitsgerichtet ausgeführt
Beispiel: Control-Ausgänge zur SPS
OUT4 und /OUT4 sicherheitsgerichtet ausgeführt
OUT3 nicht sicherheitsgerichtet ausgeführt
An Klemmleiste [X2 | CONTROL OUT] stehen vier sicherheitsgerichtete Steuerausgänge mit HTL
Pegel zur Verfügung. Jeder Ausgang ist komplementär ausgeführt (OUT1, /OUT1 … OUT4, /OUT4).
Die Schaltpunkte und Schaltbedingungen sind parametrierbar (siehe Kapitel 7.4.5 und 7.4.6).
Im Normalzustand (kein Fehler, keine Schaltbedingungen aktiv) sind die nichtinvertierten Ausgänge
im LOW Zustand und die invertierten Ausgänge im HIGH Zustand. Der Pegel der Ausgänge liegt im
HIGH Zustand etwa 2 V unterhalb der an [X3 | 24V IN] zugeführten Versorgungsspannung. Die
Ausgänge sind als kurzschlussfeste Gegentakt-Endstufen (Push-Pull) ausgeführt. Zum Schalten
induktiver Lasten werden externe Dämpfungsmaßnahmen empfohlen.
Im Fehlerfall steuern alle Schaltausgänge einen Low-Pegel aus (keine Invertierung mehr).
Die Anbindung an die Control-Ausgänge ist nur sicher, wenn das nachfolgende Gerät den
Fehlerzustand des Sicherheitsgerätes erkennen kann.
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5.10. Relais-Ausgang
2-polige Steckklemmleiste [X1]
Interne Beschaltung [X1]
Der Anwender des Gerätes ist dafür verantwortlich, dass bei geöffnetem Relaiskontakt
sämtliche relevanten Anlagenteile einen sicheren Zustand annehmen.
Das Zielgerät muss in der Lage sein, Flanken zu detektieren, um auch dynamische
Zustände des Relais-Ausgangs sicher zu erfassen.
Auf Grund der Varianz der Frequenzmessung kann es bei Frequenzen nahe dem
Grenzwert zum „Prellen“ des Relais kommen. Um das zu verhinder sollte eine Hysterese
eingestellt werden (siehe Parameter 053).
Sollen auch kurze Überschreitungen detektiert werden, so muss der Ausgang mit einer
Selbsthalte-Funktion parametriert werden (siehe Parameter 057).
Der sicherheitsgerichtete Relaisausgang besteht aus zwei voneinander unabhängigen Relais mit
zwangsgeführten Kontakten. Die Schließer der beiden Relais (NO) sind intern in Reihe geschaltet.
Der Reihenkontakt steht an [X1 | RELAY OUT] zur Einbindung in einen Sicherheitskreis zur
Verfügung.
Die Kontakte sind nur bei störungsfreiem Normalbetrieb geschlossen, und öffnen sowohl im
Fehlerfall als auch bei Eintreten der programmierten Schaltbedingung (siehe Kapitel 7.4.5 ). Im
stromlosen Zustand des Gerätes sind die Kontakte ebenfalls offen.
Die Schaltpunkte und Schaltbedingungen sind parametrierbar (siehe Kapitel 7.4.5 und 7.4.6).
Darüber hinaus ist der Öffner auch in alle internen Überwachungsfunktionen eingebunden.
Im Fehlerfall geht der Kontakt in den offenen (sicheren) Zustand.
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5.11. DIL-Schalter
3-poliger DIL-Schalter [S1]
Schieber
Zustand
Geräte-Status
1
ON
„Normal Operation“ (Normalbetrieb), Zugriff auf Parameter gesperrt
OFF
„Factory Settings“, beim nächsten Einschalten werden alle Parameter auf
werksseitige Default-Werte zurück gesetzt
2
ON
„Normal Operation“ (Normalbetrieb), Zugriff auf Parameter gesperrt
OFF
„Self Test Message“, beim nächsten Einschalten sendet das Gerät ein Protokoll
des Selbsttests über die USB Schnittstelle
(ohne „Self Test Message“ wird der Bootvorgang schneller ausgeführt)
3
ON
„Normal Operation“ (Normalbetrieb), Zugriff auf Parameter gesperrt
OFF
„Programming Mode“, erlaubt den Zugriff auf die Parameter
(über Bediengerät oder PC)
„Programming Mode“ (DIL-Schalter) nur zur Inbetriebnahme
Nach Inbetriebnahme alle DIL-Schalter auf ON stellen
DIL-Schalter nach Inbetriebnahme sichern (z. B. Aufkleber)
Normalbetrieb nur zulässig, wenn gelbe LED dauerhaft erloschen ist
Bis zum vollständigen Abschluss der Inbetriebnahme kann die Sicherheitsfunktion des
Gerätes nicht gewährleistet werden.
DIL Nr. 2
Hochlaufzeit
ON = Normal Operation
Nach Anlegen der Versorgungsspannung ist das Gerät nach ca. 2 s betriebsbereit
OFF = Self Test Message
Nach Anlegen der Versorgungsspannung ist das Gerät nach ca. 8 s betriebsbereit
Auf der Frontseite befindet sich ein 3-poliger DIL-Schalter [S1] mit dem der Geräte-Status
eingestellt wird (nur zugänglich, wenn kein Bediengerät aufgesteckt ist).
Über den DIL-Schalter [S1] wird der Geräte-Status eingestellt:
5.11.1. Hochlaufzeiten
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5.12. Schnittstelle für Bediengerät BG230
8-polige Steckbuchse [X11]
Zur Kommunikation mit dem Bediengerät BG230 (optionales Zubehör) steht an der Geräte
Vorderseite eine serielle Schnittstelle zur Verfügung.
Die Verbindung von Bediengerät BG230 und dem Sicherheitsgeräte erfolgt über die 8-polige
Steckbuchse [X11] durch aufstecken des Bediengerätes.
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5.13. USB Schnittstelle für Bedienersoftware OS6.0
USB - Typ B
Zur Kommunikation des Gerätes mit einem PC oder einer übergeordneten Steuerung steht am USBAnschluss [USB] eine serielle Schnittstellen-Simulation zur Verfügung. Der Anschluss erfolgt über
ein handelsübliches USB-Kabel mit einem Stecker „Typ B“. Das USB-Kabel ist als separates
Zubehör erhältlich.
Die Beschreibung für die Installation der USB-Treiberdatei befindet sich im separaten Dokument:
„Installation USB-Treiber“.
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5.14. LEDs / Statusanzeige
Status LEDs
LED (grün)
Zustand
OFF
Gerät ausgeschaltet, es liegt keine Versorgungsspannung an
ON
Gerät eingeschaltet, es liegt eine Versorgungspannung an
LED (gelb)
Zustand
OFF
Normalbetrieb, Selbsttest erfolgreich abgeschlossen, keine Fehlermeldungen
ON
Nach dem Einschalten: Hochlauf des Gerätes, Selbsttest wird gerade durchgeführt
Im Normalbetrieb: Fehlerauslösung durch den Prozess (Divergenz der Frequenzen usw.)
SLOW
DIL1 = OFF: Geräte-Status „Factory Settings“
DIL3 = OFF: Geräte-Status „Programming Mode“
FAST
Fehler: Fehlerhafter Selbsttest oder interner Fehler (siehe Kapitel 9 Fehlererkennung)
„Programming Mode“ (DIL-Schalter) nur zur Inbetriebnahme
Nach Inbetriebnahme alle DIL-Schalter auf ON stellen
DIL-Schalter nach Inbetriebnahme sichern (z. B. Aufkleber)
Normalbetrieb nur zulässig, wenn gelbe LED dauerhaft erloschen ist
Bis zum vollständigen Abschluss der Inbetriebnahme kann die Sicherheitsfunktion des
Gerätes nicht gewährleistet werden.
Auf der Frontseite des Gerätes befinden sich zwei Status LEDs. Eine grüne (bezeichnet mit [ON])
und eine gelbe (bezeichnet mit [ERROR]).
Die grüne Status-LED benutzt die folgenden beiden Zustände:
Die gelbe Status-LED benutzt die folgenden vier Zustände:
OFF = LED ist aus, ON = LED leuchtet,
SLOW = langsames Blinken mit ca. 1 Hz, FAST = schnelles Blinken mit ca. 2,5 Hz
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