SICK TTK50S, TTK70S Operating Instructions Manual
8023821/14W8/2019-07-10
SICK STEGMANN GmbH
Dürrheimer Str. 36
D-78166 Donaueschingen
www.sick.com
TTK50S/TTK70S
B E T R I E B S A N L E I T U N G d e
Sichere Motor-Feedback-Systeme
1 Zu diesem Dokument
Bitte lesen Sie diese Betriebsanleitung sorgfältig, bevor Sie mit dem sicheren
Motor-Feedback-System arbeiten, es montieren, in Betrieb nehmen oder warten.
Dieses Dokument ist eine Originalbetriebsanleitung.
1.1 Funktion dieses Dokuments
Diese Betriebsanleitung leitet das technische Personal des Maschinenherstellers
bzw. Maschinenbetreibers zur sicheren Montage, Elektroinstallation, Inbetrieb‐
nahme sowie zum Betrieb und zur Wartung des sicheren Motor-Feedback-Sys‐
tems an.
Diese Betriebsanleitung ist allen Personen zugänglich zu machen, die mit dem
sicheren Motor-Feedback-System arbeiten.
Darüber hinaus sind für die Planung und den Einsatz von sicherheitsgerichtete
Sensoren wie dem sicheren Motor-Feedback-System technische Fachkenntnisse
notwendig, die nicht in diesem Dokument vermittelt werden.
Grundsätzlich sind die behördlichen und gesetzlichen Vorschriften beim Betrieb
des sicheren Motor-Feedback-Systems einzuhalten.
1.2 Symbole und Dokumentkonventionen
WARNUNG
Ein Sicherheitshinweis weist Sie auf konkrete Vorgaben zur sicheren Montage
und Installation des sicheren Motor-Feedback-Systems hin.
Dies soll Sie vor Unfällen bewahren.
Lesen und befolgen Sie Sicherheitshinweise sorgfältig!
HINWEIS
Weist Sie auf nützliche Tipps und Empfehlungen hin.
Handlungsanweisungen sind durch einen Pfeil gekennzeichnet. Lesen und
b
befolgen Sie Handlungsanweisungen sorgfältig.
1.3 Zugehörige Dokumente
•
Implementierungshandbuch „HIPERFACE® Safety“ - 8014120, Stand
12.2010 (oder neuer)
•
Specification Hiperface® Motor feedback protocol - 8010701, Stand
04.2008 (oder neuer)
2 Zu Ihrer Sicherheit
Dieses Kapitel dient Ihrer Sicherheit und der Sicherheit der Anlagenbenutzer.
2.1 Grundlegende Sicherheitshinweise
Für Einbau und Verwendung des sicheren Motor-Feedback-Systems sowie für die
Inbetriebnahme und wiederkehrende technische Überprüfungen gelten die natio‐
nalen und internationalen Rechtsvorschriften, insbesondere:Für Einbau und Ver‐
wendung des sicheren Motor-Feedback-Systems sowie für die Inbetriebnahme
und wiederkehrende technische Überprüfungen gelten die nationalen und interna‐
tionalen Rechtsvorschriften, insbesondere:
•
Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
•
Arbeitsmittelbenutzungsrichtlinie 2009/104/EG
•
Unfallverhütungsvorschriften und Sicherheitsregeln
•
sonstige relevante Sicherheitsregeln
Hersteller und Bediener der Maschine, an der das sichere Motor-Feedback-Sys‐
tem verwendet wird, müssen alle geltenden Sicherheitsvorschriften und –regeln
in eigener Verantwortung mit der für Sie zuständigen Behörde abstimmen und
einhalten.
Der Hersteller des verbundenen Antriebssystems muss bei der Auslegung des
Antriebssystems Sicherheitsanforderungen erfüllen, die im Implementierungs‐
handbuch „HIPERFACE® Safety“ - 8014120 beschrieben sind.
2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung
Das sicherere Motor-Feedback-System ist aufgrund seiner Ausstattung zum dyna‐
mischen und präzisen Betrieb von Servo-Regelkreisen vorgesehen.
Das Gesamtsystem, bestehend aus Lesekopf, Maßverkörperung, Auswertesystem,
Servo-Umrichter und Motor, bildet einen Regelkreis.
Der sicherheitsgerichtete Einsatz von sicheren Motor-Feedback-Systemen mit
HIPERFACE®-Schnittstelle bezieht sich auf die Anwendung in Verbindung mit Line‐
armotoren.
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 1
Folgende Informationen können aus den digitalen Positionssignalen des direkt an
der Motorwelle angekoppelten sicheren Motor-Feedback-Systems abgeleitet wer‐
den:
•
bei Linearmotoren die Drehzahl- oder Geschwindigkeitsinformation sowie die
Kommutierungsinformation.
Das sichere Motor-Feedback-System kann, in Kombination mit einem Antriebssys‐
tem gemäß IEC 61800-5-2, in Sicherheitsanwendungen bis Kategorie 3 und PL d
nach EN ISO 13849 oder SILCL2 nach EN 62061 eingesetzt werden.
Es erfüllt die Anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und dient zur
Unterstützung des Antriebssystems bei der Gewährleistung von:
•
Sicherheitsfunktionen die auf der sicheren Positions- oder Geschwindigkeits‐
information des sicheren Motor-Feedback-Systems basieren.
•
Für Sicherheitsfunktionen, die auf der sicheren Absolut-Position basieren,
liefert das sichere Motor-Feedback-System beim Einschalten nur einen
Kanal ohne sicherheitsgerichtete Diagnose. Ein zweiter Kanal muss vom
Benutzer mit Hilfe anderer Maßnahmen realisiert werden. Dieser zweite
Kanal kann vom Benutzer bereitgestellt werden, indem die Position des
sicheren Motor-Feedback-Systems vor dem Ausschalten gespeichert und
beim nächsten Einschalten mit der Startposition des sicheren Motor-Feed‐
back-Systems verglichen wird. Nur bei Übereinstimmung der Werte kann die
Absolut-Position sicherheitsgerichtet verwendet werden. Andernfalls muss
vom Benutzer eine Referenzfahrt durchgeführt werden. Ohne zweiten Kanal
muss bei jedem Einschalten des sicheren Motor-Feedback-Systems eine
Referenzfahrt durchgeführt werden, um die Absolut-Position zu bestätigen.
Das sichere Motor-Feedback-System ist nicht in der Lage, eigenständig einen
sicheren Zustand des Antriebssystems herbeizuführen. Das Antriebssystem muss
den sicheren Zustand als Reaktion auf einen angezeigten Fehler des siche‐
ren Motor-Feedback-Systems herbeiführen.
Die Übermittlung der Sensorsignale zum Auswertesystem erfolgt über eine HIPER‐
FACE®-Schnittstelle. In Verbindung mit einem Antriebssystem Kategorie 3 (EN ISO
13849), SILCL2 (EN 62061) oder PL d (EN ISO 13849) eignet sich das sichere
Motor-Feedback-System für Sicherheitsanwendungen. Bei ausschließlicher Ver‐
wendung der analogen Inkrementalsignalausgänge (Sinus/Cosinus) für geschwin‐
digkeitsbasierte Sicherheitsfunktionen des Antriebs erfüllt das sichere MotorFeedback-System die Anforderung nach EN 61800-5-2.
Das sichere Motor-Feedback-System unterstützt keine sicherheitsgerichteten
Betriebsarten, die im Zusammenhang mit absoluter Lage oder absoluter Position
stehen.
Zur Erkennung aller unzulässigen Veränderungen in der Relation von Sinus und
Cosinus wird kontinuierlich die Vektorlängenüberwachung herangezogen. Beim
TTK50S/ TTK70S darf die Vektorlänge um max. +/- 15% abweichen (siehe Kapitel
6.2. Implementierungshandbuch „HIPERFACE® Safety“ - 8014120).
Eine größere Abweichung als +/-15% stellt eine Verletzung der Vektorlängengren‐
zen dar und verlangt eine entsprechende Fehlerreaktion des Antriebsreglers.
WARNUNG
Das sichere Motor-Feedback-System darf nur innerhalb der Grenzen der vor‐
geschriebenen und angegebenen technischen Daten, Maße und Toleranzen
der Maßbilder und Betriebsbedingungen verwendet werden; außerdem müs‐
sen angegebene Anzugsdrehmomente eingehalten werden.
Bei jeder anderen Verwendung sowie bei Veränderungen am Gerät – auch im
Rahmen von Montage und Installation – verfällt jeglicher Gewährleistungsan‐
spruch gegenüber der SICK STEGMANN GmbH.
2.3 Bestimmungswidrige Verwendung
Das sichere Motor-Feedback-System darf nur mit einem definierten Befestigungs‐
satz (2105618) montiert werden. Die Verbindung zwischen Antriebssystem und
sicherem Motor-Feedback-System muss starr ausgeführt werden.
Das sichere Motor-Feedback-System kann ohne zusätzliche Maßnahmen keine
Sicherheitsfunktionen unterstützen, welche auf der Absolut-Position basieren, die
auf dem RS 485-Parameterkanal übertragen werden.
Die mechanische Ankopplung des Messsystems an den Antrieb ist sicherheitsre‐
levant. Die Norm EN 61800-5-2, Tabelle D16, fordert hier einen Fehlerausschluss
bezüglich des Lösens der mechanischen Verbindung zwischen Messsystem und
Antrieb. Die Vorgaben zur Befestigung des Messsystems sind zu beachten.
Können in der Anwendung solche Anregungen nicht sicher ausgeschlossen wer‐
den, sind geeignete Tests des gesamten Antriebssystems durchzuführen.
2.4 Anforderungen an die Qualifikation des Personals
Das sichere Motor-Feedback-System TTK50S/TTK70S darf nur von befähigten
Personen montiert, in Betrieb genommen, geprüft, gewartet und verwendet wer‐
den.
Befähigt ist eine Person, wenn folgende Anforderungen erfüllt sind:
•
Geeignete technische Ausbildung des Personals
•
Unterweisung vom Maschinenbetreiber in der Bedienung und den gültigen
Sicherheitsrichtlinien
•
Zugriff auf diese Betriebsanleitung
3 Projektierung
WARNUNG
Die Versorgungsspannung muss aus PELV-Systemen (EN 50178) erzeugt
werden. Das sichere Motor-Feedback-System entspricht Schutzklasse III nach
DIN EN 61140. Wenn die Versorgungsspannung nicht aus PELV-Systemen
erzeugt wird, müssen benutzerseitig andere Maßnahmen ergriffen werden,
die eine sichere Trennung zu netzspannungsführenden Teilen gewährleisten.
4 Montage
Dieses Kapitel beschreibt die Durchführung der Montage des sicheren MotorFeedback-Systems.
4.1 Sicherheit
erf. Bandlänge = Messweg + 60 mm
Messweg5 550
Verfahrrichtung
Bedruckung auf Sensor
Bedruckung auf Band
HINWEIS
Die Montage darf nur gemäß der angegebenen IP-Schutzart vorgenommen
werden (siehe Technische Daten).
Das System muss ggf. zusätzlich gegen schädliche Umwelteinflüsse wie z. B.
Spritzwasser, Staub, Schläge, Temperatur geschützt werden.
HINWEIS
Während der Montage Schläge und Stöße auf das sichere Motor-FeedbackSystem vermeiden.
HINWEIS
Das sichere Motor-Feedback-System darf nur mit einem definierten Befesti‐
gungssatz (2105618 / 2109583) montiert werden. Damit ist eine Beschleu‐
nigung von <100 m/s² zulässig (siehe EN 61800-5.2, Tabelle D16).
WARNUNG
Die Beeinflussung durch magnetische Felder ist zu vermeiden. Insbesondere
dürfen keine Magnetfelder (z. B. Haftmagnete oder andere Dauermagnete) in
direkten Kontakt mit dem Magnetband geraten.
•
Fremdmagnetfelder > ca. 3 ... 4 kA/m (3.8 ... 5 mT) beeinflussen die
Messgenauigkeit.
•
Feldstärken >150 kA/m (>190 mT) verändern die Magnetisierung des
Magnetbandes irreversibel.
WARNUNG
Schrauben nur einmal verwenden. Nach der Demontage des sicheren MotorFeedback-Systems:
an der Verbindung zwischen Antriebssystem und sicherem Motor-Feed‐
b
back-System die betroffenen Gewinde von Reststoffen reinigen.
bei erneuter Montage neue (ungebrauchte) Schraube mit flüssiger
b
Schraubensicherung am Gewinde verwenden.
bei erneuter Montage muss der Befestigungssatz (2105618 /
b
2109583) bei SICK bezogen werden.
Demontage
HINWEIS
Ist eine Demontage des sicheren Motor-Feedback-Systems erforderlich, so
sind die Montageschritte in umgekehrter Reihenfolge durchzuführen.
HINWEIS
Um optimale Verklebungen zu erreichen, müssen alle antiadhäsiven Fremd‐
substanzen (Öl, Fett, Staub, usw.) durch möglichst rückstandslos verduns‐
tende Reinigungsmittel entfernt werden. Als Reinigungsmittel eignen sich
u. a. Ketone (Aceton) oder Alkohole.
HINWEIS
Die Klebeflächen müssen trocken sein und es ist mit höchstmöglichem
Anpressdruck zu verkleben. Die Verklebungstemperatur ist optimal zwischen
20 °C und 30 °C in trockenen Räumen.
HINWEIS
Bei Verklebung langer Bänder sollte die Schutzfolie des Klebebandes über
eine kurze Teilstrecke abgezogen werden, um das Band zu fixieren. Daraufhin
erfolgt das Ausrichten des Bandes. Nach der Ausrichtung kann über die restli‐
che Länge die Schutzfolie, unter gleichzeitigem Andruck des Bandes, seitlich
herausgezogen werden.
Befestigungsfläche sorgfältig reinigen.
b
Am Magnetband die Schutzfolie des Klebebandes entfernen.
b
Magnetband unter Berücksichtigung der Verfahrrichtung aufkleben.
b
Magnetbandoberfläche sorgfältig reinigen.
b
Am Abdeckband die Schutzfolie des Klebebandes entfernen.
b
Abdeckband aufkleben (an beiden Enden leicht überlappen lassen).
b
Die überlappenden Enden des Abdeckbandes gegen Ablösen sichern.
b
4.3 Montagebeispiele Magnetband
4.2 Montage Magnetband
HINWEIS
Aus technischen Gründen muss bei der Länge (gegenüber der Messstrecke)
ein Zumaß berücksichtigt werden:
•
TTK50S: ≥60 mm
•
TTK70S: ≥80 mm
Abbildung 2: Montagebeispiel - Angeschrägtes Schutzband
Die einfache Montageart durch angeschrägtes Schutzband ist nur in sehr
geschützter Umgebung zu empfehlen.
Abbildung 3: Montagebeispiel - Magnetband, stirnseitig verschraubt
Abbildung 1: Montage Magnetband
HINWEIS
Die Montage muss plan zur Montagefläche bzw. der zu messenden Strecke
erfolgen. Welligkeiten verschlechtern immer die Messgenauigkeit. Es ist für
ausreichenden mechanischen Schutz zu sorgen (z. B. gegen Schläge und
Vibration).
Abbildung 4: Montagebeispiel - Magnetband, flächig verschraubt
Bei ungeschützter Umgebung besteht Abschälgefahr. In solchen Fällen sind Mon‐
tagearten mit stirnseitig oder flächig verschraubtem Magnetband geeigneter.
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 2
Abbildung 5: Montagebeispiel - Magnetband in einer Nut
0,6
0,6
≤ 0,3
≤ 0,2
1 2
0,2
0,4
≤ 0,3
≤ 0,2
1 2
< ± 1°
2
1
1
2
3
4
Den optimalen Schutz bietet die Montage in einer Nut, die so tief sein sollte, dass
das Magnetband vollständig darin eingebettet werden kann.
4.4 Montage Lesekopf
WARNUNG
Die Toleranz- und Abstandsmaße müssen über die gesamte Messstrecke ein‐
gehalten werden. Größere Montageabweichungen führen zu unplausiblen
Positionswerten.
Abbildung 6: Montagetoleranzen TTK50S
3. Senkkopfschrauben (2) mit Schraubensicherung sichern.
4. Senkkopfschrauben festziehen. Anzugsdrehmoment: 1,41 ± 0,1 Nm.
Abbildung 9: Montage Lesekopf TTK70S
1. Titanschraube (4), Sicherungsscheibe (3), Scheibe (2) und Buchse (1) wie
abgebildet montieren.
2. Mit Hilfe der Abstandslehre den Sensor-/Band-Abstand überprüfen.
3. Schraube mit Schraubensicherung sichern.
4. Titanschrauben festziehen. Anzugsdrehmoment: 2,5 ± 0,1 Nm.
5 Elektrische Installation
HINWEIS
Für die Installation des sicheren Motor-Feedback-Systems die entsprechende
Betriebsanleitung des externen Antriebssystems bzw. der übergeordneten
Steuerung beachten!
HINWEIS
Abbildung 7: Montagetoleranzen TTK70S
1
2
Die Lage des Sensors zum Magnetband ist genau definiert. Bei der Montage ist
insbesondere zu beachten, dass über die gesamte Messstrecke zwischen Band
und Sensor ein Luftspalt eingehalten wird, unabhängig davon, ob das Band oder
der Sensor bewegt wird. Als Montagehilfe kann die beiliegende Abstandslehre ver‐
wendet werden.
Die Montage des Lesekopfes TTK50S darf ausschließlich mit dem Befestigungs‐
satz (2109583) erfolgen. Der Befestigungssatz besteht aus einer Montageplatte
und zwei Senkkopfschrauben.
Die Montage des Lesekopfes TTK70S darf ausschließlich mit dem Befestigungs‐
satz (2105618) erfolgen. Der Befestigungssatz besteht jeweils aus zwei Titan‐
schrauben, Sicherungsscheiben, Buchsen und Scheiben.
Ohne Abdeckband
Mit Abdeckband
WARNUNG
Sobald das Abdeckband aufgebracht wurde, ist der Bandaufdruck nicht mehr
sichtbar. Es wird empfohlen, das Abdeckband entsprechend zu markieren.
HINWEIS
Die Pfeilrichtung des Sensoraufdruckes muss mit der Pfeilrichtung des Band‐
aufdruckes übereinstimmen.
Abbildung 8: Montage Lesekopf TTK50S
1. Senkkopfschraube (2) und Montageplatte (1) wie abgebildet montieren.
2. Mit Hilfe der Abstandslehre den Abstand von Sensor und Band überprüfen.
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 3
Bei der Montage einen spannungsfreien Zustand an betroffenen Maschinen /
Anlagen sicherstellen!
5.1 Schirmanbindung
HINWEIS
Der Einsatzort ist so zu wählen, dass induktive oder kapazitive Störungen
nicht auf den Sensor oder dessen Anschlussleitung einwirken können.
HINWEIS
Für einen störungsfreien Betrieb ist eine geeignete Schirmanbindung des
Gebers an Masse bzw. an den Motorschirm des Motors erforderlich.
HINWEIS
Kabel mit Zugentlastung installieren. Wenn nötig Schleppkette oder Schutz‐
schlauch vorsehen.
5.2 Signale des sicheren Motor-Feedback-Systems
Das sichere Motor-Feedback-System verfügt über folgende Signale:
HIPERFACE®-Schnittstelle:
•
US – Versorgungsspannung; Betriebs-spannungsbereich liegt zwischen +7V
… +12V, empfohlene Versorgungsspannung +8V.
•
GND – Masseanschluss; galvanisch getrennt vom Gehäuse. Bezogene Span‐
nung ist US.
•
+SIN – Prozessdatenkanal, Sinussignal von 1 Vpp mit statischen Offset von
REFSIN.
•
REFSIN – Prozessdatenkanal; statische Spannung von +2,5V, Referenzspan‐
nung für +SIN.
•
+COS – Prozessdatenkanal; Conussignal von 1 Vpp mit statischen Offset von
REFCOS.
•
REFCOS – Prozessdatenkanal; statische Spannung von +2,5V, Referenz‐
spannung für +COS.
•
Daten ± – RS485-Parameterkanal: negatives / positives Datensignal; der
Parameterkanal ist eine asynchrone, halbduplexe Schnittstelle, die physika‐
lisch der EIA RS485-Spezifikation entspricht. Hierfür können durch verschie‐
dene Befehle Daten vom sicheren Motor-Feedback-System angefordert wer‐
den sowie anwenderspezifische Daten wie z. B. Positionsoffset im E2PROM
des sicheren Motor-Feedback-Systems abgespeichert werden.
5.3 Anschlussübersicht
5.3.1 M12, 8-polig
Abb. 6: Anschluss M12, 8-polig
PIN-Belegung M12, 8-polig
PIN Signal
1 REFSIN
2 +SIN
3 REFCOS
4 +COS
5 Daten +
6 Daten 7 GND
8 US
- Gehäusepotenzial, Schirmung über Gehäusestecker.
5.3.2 Kabelabgang
Leitungsbelegung Kabelabgang
Farbe der Ader Signal
Braun REFSIN
Weiß +SIN
Schwarz REFCOS
Rosa +COS
Grau Daten +
Grün Daten Blau GND
Rot US
Cu-Geflecht Schirm
6 Inbetriebnahme
Zur Inbetriebnahme des sicheren Motor-Feedback-Systems wird vorausgesetzt,
dass der Hersteller des verbundenen Antriebssystems bei der Auslegung des
Antriebssystems Sicherheitsanforderungen erfüllt hat, die im Implementierungs‐
handbuch „HIPERFACE® Safety“ - 8014120 beschrieben sind.
6.1 Prüfen
Im Betrieb sind keine weiteren prüfenden Maßnahmen erforderlich.
WARNUNG
Das sichere Motor-Feedback-System hat eine maximale Gebrauchsdauer
(siehe Technische Daten), nach der es in jedem Fall außer Verkehr gebracht
werden muss.
Hierbei ist neben der Gebrauchsdauer auch die Lagerlebensdauer zu beach‐
ten. Der Parameter, der applikationsabhängig zuerst erreicht wird, bestimmt
den Zeitpunkt der erforderlichen Außerbetriebnahme.
Das Baujahr des sicheren Motor-Feedback-Systems wird im Geräteetikett
bzw. im Verpackungsetikett in der Seriennummer (SN) codiert angegeben
(YYWW).
YY = bezeichnen das Jahr (ohne Jahrhundert).
WW = bezeichnen die Kalenderwoche des letzten Herstellungsprozesses.
7 Instandhaltung
Das sichere Motor-Feedback-System ist wartungsfrei. Bei Defekt ist keine Repara‐
turmöglichkeit vorgesehen. Bitte kontaktieren Sie uns bei Reklamationen.
Die Oberfläche des Magnetbandes kann bei starker Verschmutzung gelegentlich
mit einem weichen Lappen gereinigt werden.
8 Außerbetriebnahme
8.1 Umweltgerechtes Verhalten
Das sichere Motor-Feedback-System ist so konstruiert, dass es die Umwelt so
wenig wie möglich belastet. Es verbraucht nur ein Minimum an Energie und Res‐
sourcen.
Handeln Sie auch am Arbeitsplatz immer mit Rücksicht auf die Umwelt.
b
Beachten Sie deshalb die folgenden Informationen zur Entsorgung.
8.2 Entsorgung
Entsorgen Sie unbrauchbare oder irreparable Geräte immer gemäß den jeweils
gültigen landesspezifischen Abfallbeseitigungsvorschriften.
HINWEIS
Gerne sind wir Ihnen bei der Entsorgung dieser Geräte behilflich. Sprechen
Sie uns an.
9 Technische Daten
Technische Daten
TTK50S TTK70S
Performance
Messschrit t
Periodenlänge 1 mm
Messlänge max. 1.000 mm max. 4.000 mm
Magnetbandlänge
Systemgenauigkeit (Umgebungstemperatur) ± 10 μm (+20 °C)
Wiederholgenauigkeit < 5 μm
Messwertumkehrspanne < 10 μm
Schnittstellen
Codeart binär
Schnittstellensignale Prozes sdatenkanal analog, differentiell
Parameterkanal RS 485 digital
Verfügbarer Speicher im EEPROM 2048 1.792 Byte
Mechanik / Elektrik
Abmessungen / Maße Siehe Maßzeichnung
Masse Lesekopf 0,06 kg 0,08 kg
Masse Magnetband 0,18 kg/m
Werkstoff Lesekopf Zinkdruckguss
Magnetband 17410 Hartferrit 9/28 P
Verfahrgeschwindigkeit ≤ 10 m/s
Verfahrgeschwindigkeit bis zu der die Absolutposi‐
tion zuverlässig gebildet wird
Anschlussart Leitung, 8-adrig
Elektrische Schnittstelle HIPERFACE
Betriebs- und Versorgungsspannungsbereich 7 V DC … 12 V DC
Empfohlene Versorgungsspannung 8 V DC
Betriebsstrom ohne Last ≤ 55 mA
Montagetoleranzen
Leseabstand Sensor/Band ≤ 0,3 mm
seitlicher Versatz
Fluchtungsfehler < ±1°
Umgebungsdaten
Arbeitstemperaturbereich - 30 °C ... +80 °C
Lagertemperaturbereich - 40 °C ... +85 °C, ohne Verpackung
Relative Luftfeuchtigkeit / Betauung 100 %, Betauung zulässig
Widerstandsfähigkeit gegenüber Schocks 30 g, 6 ms (EN 60068-2-27)
Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibration
EMV EN 61000-6-2, EN 61000-6-3 2 2)
Schutzart IP 65
Temperaturkoeffizient Magnetband (11 ± 1) μm/K/m
Zulässige maximale Umgebungsfeldstärke
Zulässige maximale Feldstärke < 150 kA/m (< 190 mT)
Sicherheitstechnische Kenngrößen
Sicherheits-Integritätslevel
Performance Level PL d (EN ISO 13849)
Kategorie 3 (EN ISO 13849)
Wahrscheinlichkeit eines Gefahr bringenden Ausfalls
pro Stunde (PFHD)
5)
Gebrauchsdauer (TM)
0,244 μm bei Interpolation der Sinus-/
Cosinussignale mit z. B. 12 Bit
Messlänge
+ 60 mm
Messlänge
+ 80 mm
1,3 m/s
Leitung, 8-adrig
Stecker M12, 8polig
®
1)
+0,6 mm, -0,6mm+0,4 mm, -0,2
20 g, 10 Hz … 2.000 Hz (EN
60068-2-6)
2)
< 3 kA/m ... 4 kA/m (3,8 mT ... 5 mT):
damit die Genauigkeitswerte eingehal‐
SIL2 (IEC 61508), SILCL2 (EN 62061)
ten werden
4)
2,02 x 10
≤ 65 mA
mm
3)
-8
1)
20 Jahre (EN ISO 13849)
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 4
TTK50S TTK70S
24
17
20
14
Ø 3,3
Ø 6
2
10
25
50
~ 12
6
14
5,5
10
5,3
10–0,1
0
M12 x 1
14
61,5
40
8
13
6,6
5,5
70
30
23,6
8
70
40
30
23,6
~ 18
50
2,5
21
14
5,3
10
5,5
Größe Lesekopf
5 0 50 mm
7 0 70 mm
Elektrische Schnittstelle
H HIPERFACE
®
X Linear
Anschlussart
A Stecker M12, 8-polig
J Leitung, 8-adrig, 0,5 m
I Leitung, 8-adrig, 1 m
Q Leitung, 8-adrig, 2 m
M Leitung, 8-adrig, 5 m
Speicherbereich
K 0 2 E²PROM 2048
T T K S - 0 - K 0 2
MTTFd: Zeit bis zu gefährlichem Ausfall > 100 Jahre (EN ISO 13849)
Testrate Nicht erforderlich
Max. Anforderungszeit Kontinuierlich (Analogsignale)
Sicherheitsgerichtete Genauigkeit
5)
±0,25 mm (= ±¼ Pollänge)
Sicherheitsgerichteter Messschritt 0,25 mm
1)
Während des Abgleichvorgangs ca. 100 mA.
2)
Wenn das sichere Motor-Feedback-System in einem elektrisch leitenden Gehäuse mon‐
tiert ist, wird entsprechend den angeführten Normen zur EMV gewährleistet, dass das
sichere Motor-Feedback-System über einen Kabelschirm mit dem zentralen Erdungs‐
punkt des Motorreglers verbunden ist.
Der GND-Anschluss (0 V) der Versorgungsspannung ist dort ebenfalls mit Erde verbun‐
den. Bei Verwendung anderer Schirmkonzepte muss der Anwender eigene Tests durch‐
führen.
2)
Die Schutzart (gemäß IEC 60529) wird erreicht bei aufgestecktem Gegenstecker.
3)
Der maximal zulässige Fremdfeldeinfluss ist erreicht, wenn der Positionswert um mehr
als 5 μm vom ursprünglichen Wert (ohne Fremdfeldeinfluss) abweicht. Dieser Wert wird
erreicht, wenn am Ort des Sensors eine Feldstärke von 3 kA/m ... 4 kA/m
(3,8 mT ... 5 mT) zusätzlich zur Feldstärke des Magnetbandes auftritt.
4)
Für detaillierte Informationen zur exakten Auslegung ihrer Maschine/Anlage setzten Sie
sich bitte mit Ihrer zuständigen SICK-Niederlassung in Verbindung.
5)
Die angegebenen Werte beziehen sich auf einen Diagnosedeckungsgrad von 90 %, der
durch das externe Antriebssystem erreicht werden muss. Im Resonanzfall sind geeignete
Tests des gesamten Antriebssystems durchzuführen.
9.1 Maßzeichnungen
Abbildung 12: Maßzeichnung TTK70S mit Leitungsabgang (alle Maße in mm)
10 Bestelldaten
Abbildung 10: Maßzeichnung TTK50S mit Leitungsabgang (alle Maße in mm)
Abbildung 11: Maßzeichnung TTK70S mit Stecker M12 (alle Maße in mm)
Abbildung 13: Bestellschlüssel
11 Anhang
11.1 Lieferumfang
•
Sicheres Motor-Feedback-System
•
Allgemeine Sicherheitshinweise
•
Betriebsanleitung
Weiteres Zubehör finden Sie in der Produktinformation auf www.sick.com
11.2 Konformitäten
Die sicheren Motor-Feedback-Systeme TTK50/TTK70S wurden gemäß folgenden
Richtlinien hergestellt:
•
Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
•
EMV-Richtlinie 2014/30/EU
Die vollständige EU-Konformitätserklärung finden Sie auf der SICK-Homepage im
Internet:
www.sick.com
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 5
O P E R A T I N G I N S T R U C T I O N S e n
Safe motor feedback systems
1 About this document
Please read these operating instructions carefully before using the safe motor
feedback system or mounting it, putting it into operation or servicing it.
This document is the original operating instructions.
1.1 Purpose of this document
These operating instructions provide technical personnel of the machine manu‐
facturer or the machine operator instructions regarding the safe assembly, electri‐
cal installation, commissioning, operation and maintenance of the safe motor
feedback system.
These operating instructions are to be made available to all those who work with
the safe motor feedback system.
Furthermore, planning and using safety-oriented sensors such as the safe motor
feedback system also requires technical skills that are not covered in this docu‐
ment.
The official and legal regulations for operating the safe motor feedback system
must always be complied with.
1.2 Symbols and document conventions
WARNING
A safety note informs you of real-world specifications for safely mounting and
installing the safe motor feedback system.
This is intended to protect you against accidents.
Read and follow the safety notes carefully.
NOTE
Indicates useful tips and recommendations.
Instructions for taking action are indicated by an arrow. Carefully read and
b
follow the instructions for action.
1.3 Associated documents
•
“HIPERFACE® Safety” implementation manual - 8014120, as of 12/2010 (or
newer)
•
Hiperface® motor feedback protocol specifications - 8010701, as of 4/2008
(or newer)
2 Safety information
This chapter concerns your own safety and the safety of the system operator.
2.1 General safety notes
The national and international legal specifications apply to the installation and
use of the safe motor feedback system, to its commissioning and to technical
inspections repeated at regular intervals, in particular:
•
Machinery Directive 2006/42/EC
•
Work Equipment Directive 2009/104/EC
•
Accident prevention regulations and safety regulations
•
Any other relevant safety regulations
The manufacturer and operator of the machine on which the safe motor feedback
system is used are responsible for coordinating and complying with all applicable
safety specifications and regulations, in cooperation with the relevant authorities.
The manufacturer of the drive system connected must have complied with the
safety requirements for the drive system design described in the implementation
manual, “HIPERFACE® Safety” - 8014120.
2.2 Intended use
The safe motor feedback system is ideal for the dynamic and precise operation of
servo-control circuits due to its equipment.
The overall system, consisting of read head, measuring elements, evaluation sys‐
tem, servo inverter, and motor, forms a control circuit.
The safety-oriented use of safe motor feedback systems with a HIPERFACE® inter‐
face concerns application in combination with linear motors.
The following information can be derived from the digital position signals of a safe
motor feedback system connected directly to a motor shaft:
•
(Rotational) speed information and commuting information in linear motors.
The safe motor feedback system can be used in conjunction with a drive system
in accordance with IEC 61800-5-2, in safety applications up to category 3 and PL
d in accordance with EN ISO 13849 or SILCL2 in accordance with EN 62061.
It fulfills the requirements of the Machinery Directive 2006/42/EC and provides
support for the drive system in ensuring:
•
The safety functions, based on the safe position or speed information of the
safe motor feedback system.
•
In the case of safety functions that are based on the safe absolute position,
the safe motor feedback system only supplies one channel without safetyrelated diagnostics upon being switched on. A second channel must be
implemented by the user using other measures. This second channel can be
provided by the user by saving the position of the safe motor feedback sys‐
tem before switching it off and comparing it to the starting position of the
safe motor feedback system when switching it on the next time. Use for
absolute position safety-related purposes is possible only if the values
match. Otherwise, a reference run must be carried out by the user. Without a
second channel, a reference run must be carried out each time the safe
motor feedback system is switched on to confirm the absolute position.
The safe motor feedback system is not able to create a safe state for the drive
system independently. The drive system has to create the safe state as a
response to an error displayed by the safe motor feedback system.
The sensor signals are transferred to the evaluation system via a HIPERFACE
interface. In combination with a drive system of category 3 (EN ISO 13849),
SILCL2 (EN 62061), or PL d (EN ISO 13849), the safe motor feedback system is
suitable for safety applications. If only the analog incremental signal outputs
(sine/cosine) are used for speed-based safety functions of the drive, the safe
motor feedback system meets the requirements in EN 61800-5-2.
The safe motor feedback system does not support any safety-related operating
modes in the context of an absolute position.
To detect all impermissible changes in the relationship between sine and cosine,
vector length monitoring is used. For the TTK50S/ TTK70S, the vector length
must not deviate by more than max. +/- 15% (see chapter 6.2. “HIPERFACE
Safety” implementation manual - 8014120).
A deviation that is greater than +/-15% indicates a violation of the vector length
limits. The drive must respond to the error accordingly.
WARNING
The safe motor feedback system may be used only within the limits of the
prescribed and specified technical data, dimensions and tolerances of the
dimensional drawings and operating conditions, and the specified tightening
torques must be complied with.
If used in any other way or if alterations are made to the device – including in
the context of mounting and installation – this will render void any warranty
claims directed to SICK STEGMANN GmbH.
2.3 Improper use
The safe motor feedback system must only be used with a defined mounting kit
(2105618). The connection between the drive system and the safe motor feed‐
back system must have a rigid design.
The safe motor feedback system cannot support safety functions that are based
on the absolute position, which is transmitted to the RS 485 parameter channel,
without additional measures.
The mechanical coupling of the measurement system to the drive is relevant to
safety. Standard EN 61800-5-2, table D16, requires fault exclusion here concern‐
ing the release of the mechanical connection between the measurement system
and the drive. The specifications for mounting the measurement system must be
observed.
If such stimulations cannot be reliably ruled out in the application, suitable tests
must be carried out for the entire drive system.
2.4 Requirements for the qualification of personnel
The TTK50S/TTK70S safe motor feedback system may be mounted, put into
operation, checked, maintained, or used only by qualified safety personnel.
Safety personnel is qualified when the following requirements are fulfilled:
•
Appropriate technical training of the personnel
•
Instruction of the machine operator in machine operation and the applicable
safety guidelines
•
Access to these operating instructions
®
®
3 Project planning
WARNING
The supply voltage must be generated from PELV systems (EN 50178). The
safe motor feedback system conforms to protection class III in accordance
with EN 61140. If the supply voltage is not generated from PELV systems, the
user must take other measures to ensure safe disconnection for live parts.
4 Mounting
This chapter describes the mounting of the safe motor feedback system.
4.1 Safety
NOTE
Mounting must only be done in accordance with the specified IP enclosure
rating (see technical data).
If applicable, the system must be protected from damaging environmental
influences such as spray water, dust, impacts and temperature.
NOTE
Impacts or shocks must be prevented when mounting the safe motor feed‐
back system.
NOTE
The safe motor feedback system must only be used with a defined mounting
kit (2105618 / 2109583). An acceleration of < 100 m/s² is permitted (see
EN 61800-5.2, table D16).
WARNING
The influence of magnetic fields must be avoided. In particular, magnet fields
(e.g. holding magnets or other permanent magnets) must not come into
direct contact with the magnetic tape.
•
External magnetic fields > approx. 3 ... 4 kA/m (3.8 ... 5 mT) influence
the measurement accuracy.
•
Field strengths > 150 kA/m (> 190 mT) irreversibly change the magneti‐
zation of the magnetic tape.
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 6
WARNING
required tape length = measuring section + 60 mm (2.36 inch)
measuring section5
(0.20)
5
(0.20)
50 (1.97)
Travel direction
Marking on sensor Marking on strip
Only use the screws once. After removing the safe motor feedback system:
At the connection between the drive system and the safe motor feed‐
b
back system, the affected thread must be free from residue.
Use a new (unused) screw with screw adhesive on the thread during the
b
remounting process.
If mounted again, the mounting kit (2105618 / 2109583) must be pur‐
b
chased from SICK.
Disassembly
NOTE
If the safe motor feedback system has to be removed, the mounting steps are
to be carried out in reverse order.
4.2 Magnetic tape mounting
NOTE
For technical reasons, an additional allowance must be taken into account for
the length (across from the measuring distance):
•
TTK50 S: ≥ 60 mm
•
TTK70 S: ≥ 80 mm
4.3 Magnetic tape mounting examples
Figure 2: Mounting example - angled protective tape
The simple mounting method with angled protective tape is only recommended in
a very protected environment.
Figure 1: Magnetic tape mounting
NOTE
Mounting must be done level to the mounting surface or the distance to be
measured. Ripples always impair the measurement accuracy. Sufficient
mechanical protection must be ensured (e.g. against impacts and vibrations).
NOTE
To achieve optimal bonding, all anti-adhesive foreign substances (oil, fat,
dust, etc.) must be removed with cleaning agents which evaporate with the
minimum possible level of residue. Among others, ketone (acetone) or alco‐
hol are good cleaning agents.
NOTE
The adhesive surfaces must be dry and the maximum possible contact pres‐
sure must be used for adhesion. An adhesion temperature of 20 °C and
30 °C in dry rooms is optimal.
NOTE
When adhering longer strips of tape, the protective film of the tape should be
removed in shorter sections to fix the tape. Then the tape is aligned. After
alignment, the rest of the protective film can be pulled out from the side while
pressure is applied to the tape at the same time.
Carefully clean the mounting surface.
b
Remove the protective film of the tape on the magnetic tape.
b
Adhere the magnetic tape in line with the direction of movement.
b
Carefully clean the magnetic tape surface.
b
Remove the protective film of the tape on the covering tape.
b
Adhere covering tape (slightly overlap at both ends).
b
Secure the overlapping ends of the cover tape from coming loose.
b
Figure 3: Mounting example - magnetic tape, fastened on front
Figure 4: Mounting example - magnetic tape, fastened flat
There is a risk of peeling off if the environment is not protected. In these cases,
mounting methods with front or flat fastening of the magnetic tape are suitable.
Figure 5: Mounting example - magnetic tape in a slot
Mounting in a slot offers optimal protection. The slot must be deep enough that
the magnetic tape can be completely embedded inside it.
4.4 Read head mounting
WARNING
The tolerance and distance dimensions must be complied with for the entire
measuring distance. Larger deviations in mounting lead to implausible posi‐
tion values.
8023821/14W8/2019-07-10/de, en, es, it, fr TTK50S/TTK70S | SICK 7
0.6 (0.02)
0.6 (0.02)
≤ 0.3 (0.01)
≤ 0.2 (0.01)
1 2
Figure 6: TTK50S mounting tolerances
0.2 (0.01)
0.4 (0.02)
≤ 0.3 (0.01)
≤ 0.2 (0.01)
1 2
< ± 1°
2
1
1
2
3
4
Figure 7: TTK70S mounting tolerances
1
2
The location of the sensor compared to the magnetic tape is exactly defined. Dur‐
ing mounting, make sure that there is an air gap between the tape and sensor
over the entire measuring distance, regardless of whether the tape or the sensor
is moved. The supplied distance gage can be used as a mounting aid.
The read head TTK50S can only be mounted with the mounting kit (2109583).
The mounting kit consists of a mounting plate and two countersunk screws.
The read head TTK70S can only be mounted with the mounting kit (2105618).
The mounting kit consists of two titan screws, safety discs, female connectors
and washers each.
Without covering tape
With covering tape
WARNING
As soon as the covering tape has been applied, the tape print is no longer vis‐
ible. We recommend marking the covering tape correspondingly.
NOTE
The arrow direction of the sensor print must match the arrow direction of the
tape print.
Figure 9: Read head mounting TTK70S
1. Mount the titan screw (4), safety disc (3), washer (2) and female connector
(1) as shown.
2. Check the distance between the sensor and tape using the distance gage.
3. Secure screw with screw adhesive.
4. Tighten titan screws. Tightening torque: 2.5 ± 0.1 Nm.
5 Electrical installation
NOTE
Observe the corresponding operating instructions of the external drive system
or the higher-order control system for the installation of the safe motor feed‐
back system.
NOTE
Make sure the affected machines/systems are in a de-energized state during
mounting!
Figure 8: Read head mounting TTK50S
1. Mount the countersunk screws (2) and mounting plate (1) as shown.
2. Check the distance between the sensor and tape using the distance gage.
3. Secure countersunk screws (2) with screw adhesive.
4. Tighten countersunk screws. Tightening torque: 1,41 ± 0,1 Nm.
5.1 Shielding connection
NOTE
Select the area of application so that inductive or capacitative faults cannot
affect the sensor or its connecting cable.
NOTE
A suitable encoder shield connection to the ground or to the motor shield is
required for smooth operation.
NOTE
Install the cable with strain relief. If necessary, provide a drag chain or protec‐
tive hose.
5.2 Safe motor feedback system signals
The safe motor feedback system has the following signals:
HIPERFACE® interface:
•
US supply voltage; the supply voltage is between +7 V and +12 V, the recom‐
mended supply voltage is +8 V.
•
GND - ground connection; electrically isolated from the housing. The voltage
drawn is US.
•
+ SIN process data channel; sine signal of 1 Vpp with a static offset of REF‐
SIN.
•
REFSIN process data channel; static voltage of +2.5 V, reference voltage for
+SIN.
•
+ COS process data channel; cosine signal of 1 Vpp with a static offset of
REFCOS.
•
REFCIS process data channel; static voltage of +2.5 V, reference voltage for
+COS.
•
Data ± – RS485 parameter channel: negative/positive data signal; the para‐
meter channel is an asynchronous, half-duplex interface which physically
conforms to the EIA RS485 specification. For this, data can be requested
from the safe motor feedback system through different commands; this also
makes it possible to write user-specific data such as position offset to the
E2PROM of the safe motor feedback system.
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