E502–D2–1, T echnisches Handbuch: Sicherheitslichtvorhang F3S–B, 07.00
Sicherheitslichtvorhang
F3S–B
Technisches Handbuch
Juli 2000
i
E Copyright by OMRON, Langenfeld, Juli 2000
Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieser Veröffentlichung darf in irgendeiner
Form, wie z. B. Druck, Fotokopie oder einem anderen Verfahren, ohne schriftliche
Genehmigung der Firma OMRON, Langenfeld, reproduziert, vervielfältigt oder
veröffentlicht werden.
Vielen Dank für den Erwerb des Sicherheitslichtvorhangs der Serie F3S–B.
Beachten Sie immer die folgenden Punkte, wenn Sie den F3S–B verwenden:
• Stellen Sie sicher, dass das den F3S–B betreibende Personal ausreichende Kenntnisse über die Maschine, in
der der F3S–B installiert ist, besitzt.
• Lesen Sie dieses Handbuch vollständig und versichern Sie sich, dass Sie die zur Verfügung gestellten Informationen verstehen, bevor Sie versuchen, den F3S–B zu betreiben.
• Heben Sie das Handbuch an einem sicheren Platz auf und ziehen Sie es bei Bedarf heran.
Vorschriften und Normen
1. Das F3S–B hat noch keine Typengenehmigung, entsprechend des Statuts 44–2 –2 des japanischen Industriellen Sicherheits– und Gesundheitsgesetzes, erhalten. Deshalb kann es in Japan nicht als Sicherheitsgerät für
Pressen– oder Schermaschine verwendet werden, wie sie in Statut 42 dieses Gesetzes vorgesehen sind.
2. Das F3S–B ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung (ESPE) gemäß der EU–Maschinenrichtlinie, Anhang IV , B. Sicherheitskomponenten, Paragraph 1. Der F3S–B entspricht den folgenden Vorschriften und Normen.
EU–Vorschriften
- Maschinenrichtlinie: NR. 98/37/EU
- EMV–Richtlinie: NR. 89/336/EG
- EN 61496–1(06/98) (Typ 2 ESPE)
- IEC 61496–2 (1997) (Typ 2 AOPD)
3. Der F3S–B erhielt die folgenden Zulassungen von den von der EU akkreditierten Zertifizierungsstellen.
- Zertifikat einer gemeldeten Stelle zur Durchführung von EG–Typenprüfungen, entsprechend den EU–Maschinenrichtlinie, Anhang IV vom TÜV Hannover/Sachsen–Anhalt e.V.
- Zertifikat einer zuständigen Stelle, auf die in der EU EMV–Richtlinie verwiesen wird, vom TÜV Nord Anlagentechnik, Niederlassung Hamburg
Vorsichtsmaßnahmen für die Sicherheit
Allgemeine Konventionen für sichere Anwendung
Die folgenden Konventionen werden für vorbeugende Angaben in diesem Handbuch verwendet, um eine sichere und geeignete Anwendung des F3S–B zu gewährleisten. Angaben, die hier aufgelistet sind, sind für die Sicherheit kritisch und müssen jederzeit beachtet werden.
!
WARNUNG
Zeigt eine potentiell gefährliche Situation an, die, wenn nicht vermieden,
zum Tod führen oder ernste Verletzung hervorrufen kann.
Kennzeichnet verbotene Vorgänge an.
v
Einführung
WARNUNG
!
Der F3S–B ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung vom TYP 2, der dafür vorgesehen ist, als oder mit dem
sicherheitsbezogenen Teil des Steuerungssystems nach Kategorie 2,1, oder B, wie es in der europäischen Norm
EN954–1 definiert ist, verwendet zu werden.
Verwenden Sie den F3S–B nicht in Systemen der Kategorie 3 oder 4.
Der F3S–B darf nicht in Maschinen verwendet werden, die in einem Notfall nicht elektrisch gesteuert angehalten werden
können.
Installieren Sie mechanische Schutzeinrichtungen um die Maschine, damit der Bediener durch das Schutzfeld reichen
muss, um einen gefährlichen Teil der Maschine zu erreichen (sehen Sie ”2–1 Installationsbedingungen”).
Installieren Sie den F3S–B so, dass jederzeit irgendein Teil des Körpers des Bedieners beim Arbeiten an gefährlichen Maschinenteilen im Schutzfeld bleibt (sehen Sie ”2–1 Installationsbedingungen”).
Eine Unterlassung kann zu schwerwiegenden Verletzungen führen.
Eine, entsprechend lokaler Vorschriften, bestimmte und sachkundige Person muss bestätigen, dass Installation, Inspektion und Instandhaltung richtig ausgeführt wurden und werden.
Halten Sie immer den Sicherheitsabstand zwischen dem F3S–B und einem gefährlichen Teil einer Maschinen ein (sehen
Sie ”2–1 Installationsbedingungen”).
Installieren Sie den F3S–B nicht an einem Ort an, der von Wandreflexionen beeinflusst wird (sehen Sie ”2–1 Installationsbedingungen”).
Schließen Sie die Ausgangsleitungen nicht mit der +24 V–Leitung kurz. Hierdurch wäre der Ausgang immer eingeschaltet,
wodurch eine gefährliche Situation geschaffen wird.
Verbinden Sie den F3S–B nicht mit einer Spannungsversorgung, deren Ausgangsspannung höher als 24 VDC +20% ist.
Schließen Sie den F3S–B nicht an eine AC–Spannungsversorgung an.
Stellen Sie sicher, dass die Überprüfungen regelmäßig durchgeführt werden (sehen Sie Kapitel ”6 Wartung).
Das F3S–B kann nicht in Anwendungen verwendet werden, in denen gefährliche Geschosse den Schutzbereich verlassen
könnten.
Zerlegen, reparieren oder modifizieren Sie den F3S–B nicht.
Verwenden Sie den F3S–B nicht in leicht entzündbaren oder explosiven Umgebungen.
DC–Spannungsversorgungen müssen alle nachfolgenden Bedingungen erfüllen, damit der F3S–B den anwendbaren Nor-
men IEC 61496–1 und UL 508 entspricht.
• Die Versorgungspannung muss sich innerhalb der Nenndaten befinden (24 VDC ±20%).
• Die Spannungsversorgung ist nur mit dem F3S–B verbunden und mit keinen anderen Geräten oder Maschinen.
• Die Spannungsversorgung verwendet eine Schutzisolierung zwischen Primär– und Sekundärkreis.
• Die Spannungsversorgung setzt automatisch die Überstromschutzabschaltung (Spannungsabfall) zurück.
• Die Spannungsversorgung hält die Ausgangsspannung für min. 20 ms aufrecht.
• Bei Einsatz eines standardmäßigen Schaltreglers muss FG (Gehäuseerdung) mit PE (Schutzerde) verbunden werden.
• Die Spannungsversorgung muss über Ausgangskenndaten verfügen, wie sie für eine Spannungsversorgung der Klasse
2–Schaltung oder Spannungs–/Strombegrenzungsschaltung nach UL508 definiert wird (sehen Sie ”2–3–1 Bemerkung”).
• Die Spannungsversorgung muss den Vorschriften und Normen bezüglich EMV und elektrischen Schaltgerätsicherheiten
des Landes, in dem der F3S–B installiert und in dem die Maschinen betrieben werden, entsprechen, z. B.: die EMV–Richtlinie (industrielle Umgebung) und die Niederspannungsrichtlinie in der EU.
Verwenden Sie den F3S–B nie in einer retro–reflektierenden Konfiguration. Sonst kann die Erfassung fehlschlagen.
vi
Retro-reflektierende Tafel
Einführung
Hinweise
Beachten Sie die folgenden Punkte zur Bedienersicherheit:
• Installationsumgebung
• Der F3S–B darf nicht in den folgenden Umgebungen installiert werden:
• in Umgebungen, die intensiven Störlicht, wie z. B. Sonnenlicht ausgesetzt sind.
• in Umgebungen mit hohen Luftfeuchtigkeiten, in denen höchstwahrscheinlich eine Kondensation auftritt.
• Umgebungen, die ätzenden Gasen ausgesetzt sind.
• Umgebungen, die Vibrationen– und Stößen ausgesetzt sind, die über den Spezifikationen liegen.
• Bereiche, in denen der Lichtvorhang direkte mit Wasser in Berührung kommen kann.
• Verwenden Sie keine HF–Sender, wie Mobiltelefone, Walkie–Talkies oder Transceiver mit hoher Ausgangslei-
stung in der Nähe des F3S–B.
Verdrahtung und Montage
• Verlegen Sie die Kabel des F3S–B getrennt von Hochspannungskabeln oder in eignen Kabelkanälen/Panzerrohren.
• Vor der V erdrahtung muss die V ersorgungsspannung abgeschaltet werden. Andernfalls kann die Diagnosefunktion einen Betrieb des F3S–B verhindern.
• Stellen Sie beim Einsatz von Kabel mit einem anderen angeschlossenen Steckverbinder als dem der Serie
F39–JB sicher, dass dieser Steckverbinder die Schutzklasse IP54 oder höher erfüllt.
• Der F3S–B beginnt fünf Sekunden nach dem Einschalten der Versorgungsspannung mit dem Betrieb. Stellen
Sie sicher, dass während dieser Zeit keine Betriebsfehler in der Steuerung auftreten.
• Sender und Empfänger müssen parallel zu einander und einander gegenüberliegend installiert werden.
• Lasten müssen den folgenden Anforderungen entsprechen:
- nicht kurzgeschlossen.
- wird nicht mit einem die Nennwerte übersteigenden Strom verwendet.
- Müssen eine Schutzisolierung besitzen, wie es in der folgenden Abbildung dargestellt ist, um die Ausgänge vor einem gefährlichen Spannungspegel zu schützen, wenn die Last ein Relais ist. Die in der folgenden Abbildung dargestellte Basisisolation sollte gefährlichen Spannungspegeln (230 V AC, usw.) entsprechen, nicht nur einfach 24 VDC.
Sender
Empfän–
ger
Spannungsver
sorgungs-Einheit
Verstärkte Isolation oder
Schutzisolierung
Relais/Schützüberwachung
0
V
+24 V
Ausgang
0V
+24 V
Gefährliche
Spannungspegel
K1
k1
k1
Gefährliche
Spannungspegel
Verstärkte Isolation oder Schutzisolierung zwischen Spule und Kontakt bzw. zwischen den
Kontakten
Motor usw.
vii
Einführung
• Zwei Steuerausgänge müssen verwendet werden.
• In diesem Handbuch beschriebene Installations– und Testverfahren sollten sorgfältig gelesen werden.
• Verwenden Sie keine Lösungsmittel wie Farbverdünnungsmittel, Benzol oder Azeton, um den F3S–B zu reini-
gen, da hierdurch Kunststoff und Farbe gelöst werden.
• Verwenden Sie keinen Schraubensicherungslack, um die Abschlussstücke oder Kabelabdeckungen festzusetzen, da das Klebemittel evtl. zu einer Alterung des Kunststoffs oder zu dessen Bruch führen könnte.
• Der F3S–B kann keine transparenten oder halbtransparenten Werkstoffe erfassen.
• Installieren Sie, nach dem Auspacken des Senders und Empfängers, diese einander gegenüberstehend.
• Stellen Sie sicher, den F3S–B als industriellen Abfall zu entsorgen.
Vor der Anwendung
Stellen Sie sicher, dass die folgenden Materialien im Lieferumfang des F3S–B enthalten sind und setzen Sie sich mit Ihrer
nächsten OMRON Vertretung oder Ihrem OMRON Händler in Verbindung, wenn eine Position fehlt.
• 1 F3S–B–Einheit (ein Sender, ein Empfänger )
• 4 Montagewinkel (oben und unten)
M3 x 10 Schneidschrauben
16
M3–Unterlegscheiben
16
Vier L–Winkel
• 2 Montagewinkel (Mitte)
(werden nur mit Typen geliefert, die eine Schutzfeldhöhe von 1050 mm oder größer besitzen)
• 4 Montageplatten
(werden nur mit Typen geliefert, die eine Schutzfeldhöhe von 1050 mm oder größer besitzen)
• 1 Prüfstab ∅ 30 mm
(wird mit dem F3S–B
jjjP und BMjjjP mitgeliefert)
• 1 Technisches Handbuch (dieses Handbuch)
(wird mit dem F3S–B
Verwenden Sie den F3S–B nur in Anwendungen der
Kategorie 2, 1 oder B, wie es in prEN1050 oder EN
954–1 definiert ist. Verwenden Sie den F3S–B nicht
in Systemen der Kategorie 3 oder 4.
Der F3S–B Sicherheitslichtvorhang ist eine multi–achsiale Anordnung von Sende/Empfangselementen unter
Einsatz der Mikroprozessortechnik.
Er wird dazu verwendet, eine Maschine anzuhalten, bevor die Gefahrenstelle erreicht wird, nach dem ein beliebiger Teil des Schutzfeldes unterbrochen wurde.
Er besteht aus einem IR(Infrarot)–Sender und einem Empfänger. Optionale Geräte stehen für Systeme mit weiteren Sicherheitsanforderungen zur Verfügung.
1-2Merkmale
• Selbstdiagnose
• Optische Auflösung mit 30, 55 oder 80 mm
• Schutzfeldbreite von 0,3 bis 5,0 m
• Max. Schutzfeldhöhe von 1.650 mm
• TÜV–Zulassung und CE–Kennzeichen
• Schutzart IP65
• Anlauf–/Wiederanlaufsperre wählbar
• Ausblendung, Anlaufsperre, Relaisüberwachung stehen optional zur Verfü-
gung
• Kaskadensystem aus Master und Slave möglich
1-3Standardfunktionen
1-3-1Anlauf–/Wiederanlauf–Sperre
Diese Funktion belässt den F3S–B nach dem Einschalten der Spannung und
jeder Unterbrechung des Schutzfeldes im AUS–Zustandes.Um diesen Zustand
zu zurücksetzen, muss 17 VDC bis Vs (nominal 24 VDC) an den Anlaufsperre–
Auswahleingang des Senders für 15 bis 2500 ms angelegt werden. Sonst wird
der AUS–Zustand fortgesetzt, auch wenn das Schutzfeld nicht unterbrochen
wird.
Diese Funktion kann wie folgt ausgewählt/abgewählt werden:
• Aktiv–Modus: Durch ein Nichtanschliessen des Anlaufsperre–Auswahleingangs oder durch Anlegen von 0V vor dem Einschalten der Spannung.
• Inaktiv–Modus (automatischer Start): Durch das Verbinden des Anlaufsperre–
Auswahleingangs mit dem Instabil–Ausgang vor dem Einschalten der Spannung (sehen Sie ”2–3–2 Verdrahtungsdiagramm”).
Hinweis Der Schalter zum Zurücksetzen der Anlauf–/Wiederanlauf–Sperrbedingung
muss außerhalb des gefährlichen Bereichs installiert werden. Der gefährliche
Bereich muss eindeutig sichtbar frei sein, wenn die Anlauf–/Wiederanlauf–
Sperre zurückgesetzt wird.
1-3-2Diagnose
Selbstdiagnose nach den Einschalten der Spannung
Nach dem Einschalten der Spannung führt der F3S–B innerhalb von 2 Sekunden eine vollständige Selbstdiagnose aus. Wird kein Fehler gefunden, aktiviert
der F3S–B den normalen Betrieb.
2
Selbstdiagnose während des normalen Betriebs
Der F3S–B überprüft periodisch alle sicherheitsbezogenen Funktionen, mindestens jedoch alle 2 Sekunden. Alle Komponenten und Speicher werden während dieses periodischen Tests geprüft.
Extern initiierte Diagnose
Benötigt Ihre Anwendung häufiger als alle 2 Sekunden periodische Tests, so
kann eine externe Steuerung einen externen Test mit der Externen Testfunktion
auslösen. Wird ein Signal von 17 VDC bis Vs für min. 15 ms an den Externen
Testeingang angelegt, so beginnt eine Selbstdiagnose und die Ausgänge werden nach ca. 15 ms in den AUS–Zustand versetzt. Wird kein Fehler erkannt,
kehren die Ausgänge nach max. 150 ms in den EIN–Zustand zurück.
Fehlererfassung und Wiederherstellung
Wird durch die zuvor beschriebenen Tests ein Fehler erfasst, belässt der
F3S–B die Ausgänge im AUS–Zustand und die Anzeigen zeigen den Fehlertyp
an; sehen Sie Kapitel ”8 Fehlersuche”. In den meisten Fällen wird nach der Behebung des Fehlers der F3S–B–Betrieb automatisch wiederaufgenommen.
1-3-3Instabil–Ausgang
Ist das empfangene Licht unzureichend, so wird der Instabil–Ausgang und die
Instabil–Anzeige eingeschaltet. Im normalen Betrieb sind beide aus. Sehen Sie
auch”1–8 Anzeigen”.
Diese Ausgänge ermöglicht es dem Anwender, die Verschlechterung der optischen Leistung der Linsen zu überwachen; diese Verschlechterung ist auf das
Altern oder andere Faktor, wie die Reduzierung der LED–Spannung, Ausrichtfehler zwischen Sender und Empfänger oder Staub auf den Linsen zurückzuführen.
1-3AbschnittStandardfunktionen
1-3-4Optionale Funktionen
Diese Funktionen können über die optionale Programmiersoftware F39–U1E
aktiviert werden (sehen Sie das F39–U1E–Handbuch für weitere Informationen).
Hinweis Die optionale Programmiersoftware F39–U1E wird mit der F39–E1 Schnittstel-
leneinheit, einem PC (auf dem Microsofts
Windows NT
Kabel verwendet.
1-3-5Anlaufsperre
Wird die Anlaufsperre verwendet, geht der F3S–B nach dem Einschalten der
Spannung nicht automatisch in den EIN–Zustand. Durch die Unterbrechung
einer oder mehrerer Achsen wird der Anlaufsperrzustand zurückgesetzt, damit
der F3S–B den Betrieb normal starten kann.
1-3-6Relaisüberwachung
MPCEs (Maschinen–Hauptsteuerungselemente) sind normalerweise Relais
oder Schütze, die zur direkten Steuerung gefährliche Vorgänge verwendet werden. Der Zustand dieser MPCEs kann mit der Relais–Überwachungsfunktion
überprüft werden.
Eine Spannung von 17 VDC bis Vs muss über den Öffnerkontakt des MPCEs
an den Relais–Überwachungseingang angelegt werden, wenn die F3S–B
Steuerausgänge im AUS–Zustand sind (sehen Sie ”2–3–2 Verdrahtungsdiagramm”). Um diese Logik zu gewährleisten, müssen MPCEs zwangsgeführte
Kontakte besitzen.
läuft), dem Schnittstellenkabel F39–JB1C und einem RS–232C–
Windows 95, Windows 98 oder
1-3-7Ausblenden
Mit dieser Funktion können eine oder mehrere Achsen deaktiviert werden. Zur
Auswahl der auszublenden Achsen ist eine manuelle Einstell– oder Lehrfunk-
3
1-4Schutzfeld
Schutzfeldhöhe
1-4AbschnittSchutzfeld
tion verfügbar. Diese Funktion ist nützlich, wenn ein Teil des F3S–B–Schutzfeldes, z. B. durch Maschinenteile, unterbrochen wird.
Der F3S–B kann den Bereich erfassen, der als ”Schutzfeldhöhe” in der nachfolgenden Abbildung gekennzeichnet ist. Die Schutzfeldhöhe reicht von ”der Linienmarke der optischen Achse über dem Anzeigenbereich” bis ”zum Ende der
gelben Metallumhüllung”.
Markierung der optischen Achse
Die Mittellinien der optischen Achsen sind durch weiße Dreieckmarkierungen
gekennzeichnet. Diese Position ist eine Referenzlinie zur Messung des Sicherheitsabstandes.
Anzahl
optischer
Sender
Achsen
n
n–1
2
1
Abstand der
optischen Achsen
Schutzfeldbreite
Optische
Auflösung
Empfänger
Markierung der optischen Achse
Schutzfeldhöhe
Minimale
Objektgröße
4
1-5Konfigurationsvarianten
1-5-1Eigenständiger Typ
Dies ist die am häufigsten verwendete Konfiguration und sie wird dazu verwendet, einen gefährlichen Teil einer Maschine abzusichern, wenn eine Annäherung nur aus einer Richtung erfolgen kann.
Schutzfeldhöhe
1-5AbschnittKonfigurationsvarianten
Empfänger
Sender
1-5-2Reihenanschluss
Der F3S–B kann in Reihe angeschlossen werden, wenn Ihre Anwendung z. B.
ein zusätzliches Schutzfeld benötigt, um jemanden daran zu hindern, hinter
einem Hauptschutzfeld zu verbleiben. Das System besteht aus einer Master–
Baugruppe, einer Slave–Baugruppe und einem Reihenanschlusskabel vom Typ
F39–JB1B (sehen Sie ”2–3–2 Verdrahtungsdiagramm” und ”7 Zubehör (optional)”).
Der Reihenanschluss lässt bis zu 96 Achsen und eine Gesamtschutzfeldhöhe
von 2,4 m zu.
Reihenanschlusstypen besitzen die gleichen Kenndaten wie eigenständigen
Typen. Wird das Schutzfeld der Master– oder das der Slave–Einheit unterbrochen, gehen die Ausgänge der Master–Einheit in den AUS–Zustand.
Beachten Sie bitte jedoch, dass ein Slave–Einheit keine Anzeige besitzt.
Anzeigenbereich
Anschlusskabel
5
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