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Panasonic MINAS A6 Multi Serie Technische Referenz
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Panasonic MINAS A6 Multi Serie Technische Referenz

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Industrial Device Solution Business Unit, Industrial Device Business Division,
R1.2
TECHNISCHE REFERENZ
– Integriertes Sicherheitsbauteil –
TYP
Produktname
: AC-Servoantriebe
Produkt-Nr.: Serie MINAS A6 Multi
Industrial Solutions Company, Panasonic Corporation
7-1-1 Morofuku, Daito-City, Osaka 574-0044, Japan
Telefon
Telefax: +(81) 72 870 3151
Nr. SX-DSV03514
Ausgabe vom
29. Mai 2020
Letzte Änderung vom
1. Okt. 2020
: + (81) 72 871 1212

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Inhaltsverzeichnis
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Verwandte Anleitungen für Panasonic MINAS A6 Multi Serie

Inhaltszusammenfassung für Panasonic MINAS A6 Multi Serie

  • Seite 1 29. Mai 2020 Letzte Änderung vom 1. Okt. 2020 Industrial Device Solution Business Unit, Industrial Device Business Division, Industrial Solutions Company, Panasonic Corporation 7-1-1 Morofuku, Daito-City, Osaka 574-0044, Japan Telefon : + (81) 72 871 1212 Telefax: +(81) 72 870 3151...
  • Seite 3 Diese deutsche Spezifikation wurde von Industrial Device Solution Business Unit, Panasonic Corporation aus der ursprünglichen englischen Spezifikation übersetzt und veröffentlicht. Die Übersetzung in die europäischen Landessprachen dient nur zur besseren Verständlichkeit für die Benutzer und wird nicht offiziell Korrektur gelesen.

  • Seite 4: Änderungen

    Änderungen Datum Seite Änd. Beschreibung Gezeichnet 29. Mai 2020 NEUE AUSGABE S. Nakano Beschreibungen für sicherheitsrelevante technische Daten 29. Juli 2020 S. Sakaguchi hinzugefügt Titelblatt Dokumentname geändert Titelblatt Haftungsbeschränkung korrigiert Absatz umbenannt 2.1.5 Dokumentformulierung nachgebessert 1. Okt. 2020 3.2.2 Absatz umbenannt T.
  • Seite 5 Leitfaden für den integrierten Sicherheitsblock der Serie MINAS A6 Multi Leitfaden für den integrierten Sicherheitsblock der Serie MINAS A6 Multi Gültig ab Firmwareversion: V 1.00, Rev. 0.05 • Falls das Benutzerhandbuch fehlt, wenden Sie sich umgehend an den Hersteller! • Halten Sie das Handbuch jederzeit griffbereit! •...

  • Seite 6: Inhaltsverzeichnis

    Allgemeine Informationen Inhaltsverzeichnis 1. Allgemeine Informationen ..............1-1 Kennzeichnung ......................1-2 Zweck dieser Dokumentation ..................1-3 Gliederung der Sicherheitshinweise ................1-4 1.3.1 Bedeutung der Signalwörter ..................1-4 1.3.2 Sicherheitshinweise ...................... 1-4 Mängelansprüche ..................... 1-5 Haftungsausschluss ....................1-5 Warenzeichen ......................1-5 Zugehörige Dokumente ....................
  • Seite 7 Kennzeichnung 4. Anschluss des Sicherheitsblocks ............ 4-1 EMV-Schutzmaßnahmen ..................4-2 Anschlüsse und Leitungen ..................4-3 4.2.1 Versorgungsspannung ....................4-3 4.2.1.1 E/A-Versorgungsspannung 24V DC ..............4-3 4.2.2 Erdung ........................... 4-3 4.2.3 Pin-Belegung der Steckverbinder ................. 4-4 4.2.3.1 USB-Buchse X8 (zur Sicherheit) ................4-4 4.2.3.2 Encoder-Steckbuchse ..................
  • Seite 8 Allgemeine Informationen 5.4.2.2 Architektur der sicheren Bremssteuerung (SBC) ..........5-22 5.4.2.3 Übersicht der ausgewählten DC-bezogenen Diagnosefunktionen ....5-23 5.4.3 Sicherheitstechnische Spezifikationen und Beschaltung für sicher abgeschaltete Momente (Safe Torque Off, STO) ................5-23 5.4.4 Zulässige kapazitive und induktive Last an sicheren Ausgängen ....... 5-24 6.
  • Seite 9 Kennzeichnung 10. EG/EU-Richtlinien und -Verordnungen .......... 10-1 10.1 EG/EU-Richtlinien ....................10-2 10.2 Normen ........................10-3 10.2.1 Normativ für funktionale Sicherheit ................10-3 10.2.2 Normativ für EMV ......................10-3 10.2.3 Normativ für elektrische Sicherheit und Umweltanforderungen ........10-3...

  • Seite 11: Allgemeine Informationen

    Allgemeine Informationen...

  • Seite 12: Kennzeichnung

    Allgemeine Informationen 1.1 Kennzeichnung Sicherheitsbauteil der MINAS A6 Multi-Serien Punkt Beschreibung Firmware-Version Die Firmware-Version wird mit Seriennummer und QR-Code auf dem Geräte-Typenschild angegeben. Hardware-Version Die Hardware-Version wird mit Seriennummer und QR-Code auf dem Geräte-Typenschild angegeben.

  • Seite 13: Zweck Dieser Dokumentation

    Gerät arbeiten, diese Dokumentation vollständig gelesen und verstanden haben. • Bei Unklarheiten oder weiteren erforderlichen Informationen wenden Sie sich bitte an die Panasonic Corpo- ration. • Ohne ausdrückliche Genehmigung der Panasonic Corporation ist die Vervielfältigung, Änderung, Weitergabe...

  • Seite 14: Gliederung Der Sicherheitshinweise

    Allgemeine Informationen 1.3 Gliederung der Sicherheitshinweise 1.3.1 Bedeutung der Signalwörter In der vorliegenden Dokumentation werden folgende Symbole und Signalwörter verwendet: Die Kombination aus einem Symbol und einem Signalwort kennzeichnet die Sicherheitshinweise. Das Symbol kann je nach Gefahrenart anders aussehen. Symbol Signalwort Erläuterung Dieses Signalwort muss verwendet werden, wenn das Nichtbeachten dieser...

  • Seite 15: Mängelansprüche

    Panasonic Corporation ist Grundvoraussetzung für den sicheren Betrieb und das Erreichen der zugesicherten Eigenschaften und Produkt-Leistungsdaten. Die Panasonic Corporation haftet nicht für Personen- oder Sachschäden oder finanzielle Verluste, die sich aus dem Nichtbeachten dieser Dokumentation ergeben. Alle Mängelgewährleistungen werden in diesen Fällen abgelehnt.

  • Seite 17: Sicherheitshinweise

    Sicherheitshinweise...

  • Seite 18: Sicherheitshinweise

    Bitte sicherstellen, dass alle für Design, Integration, Layout und Nutzung Verantwortlichen und eigenverant- wortlich mit dem Gerät Arbeitenden das Handbuch vollständig gelesen und verstanden haben. Wenden Sie sich bitte bei Unklarheiten oder weiterem Informationsbedarf an die Panasonic Corporation. 2.1.1 Allgemein •...

  • Seite 19: Angemessene Verwendung

    Sicherheitshinweise Zielgruppe Qualifikation Kenntnisse  Arbeitsweise speicherprogrammierbare Steuerungen Monteur/Elektroniker Technische Ausbildung (Fachschule, Ingeni- eurstudium oder gleichwertige Berufserfah- (SPS) rung).  Sicherheitsvorschriften  der Anwendung  Installieren und Validieren von Sicherheitseinrichtungen.  Einrichten einer EMV-konformen Systemstruktur  Sicherheitsvorschriften Elektroinstallateur Elektrotechnische Ausbildung nach den in- dustriellen Ausbildungsrichtlinien.
  • Seite 20 Sicherheitshinweise Der Sicherheitsblock ist gemäß Anhang IV der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ein Sicher- heitsbauteil. Er wurde gemäß der oben genannten Richtlinie und der EMV-Richtlinie 2014/30/EU entwickelt, konstruiert und gefertigt. • Der Sicherheitsblock ist ein unvollständiges Produkt im Sinne der Maschinenrichtlinie und wird üblicherweise mit einem Steuerbauteil für nicht sicherheitsrelevante Anwendungen kombiniert.

  • Seite 21: Transport Und Lagerung

    Panasonic Corporation unverzüglich zu melden. Außerdem bitten wir darum, sichere Produkte, die aufgrund eines Fehlers ausgefallen sind und als nicht reparabel gelten, zur Analyse an die Panasonic Corporation zu senden. • Die Panasonic Corporation übernimmt keine Haftung oder Verantwortung für Folgeschä-...

  • Seite 22: Elektrischer Anschluss

    Sicherheitshinweise 2.1.6 Elektrischer Anschluss Bei Arbeiten an unter Spannung stehenden Geräten sind die geltenden nationalen Unfallverhütungsvor- schriften (z.B. DGUV A3) zu beachten. Die elektrische Anlage ist nach den geltenden Vorschriften auszuführen (z.B. Leitungsquerschnitte, Schutz- und Erdungsanschlüsse). Weitere Anweisungen sind in diese Dokumentation enthalten. Hinweise zur EMV-gerechten Installation - wie Schirmen, Erden, Einsatz von Filtern und Leitungsführung - finden Sie in der Dokumentation (Referenzspezifikationen) der MINAS A6 Multi-Serie.

  • Seite 23: Hinweise Zu Esd

    Sicherheitshinweise 2.1.7 Hinweise zu ESD Elektronische Bauteile sind prinzipiell durch elektrostatische Entladungen (ESD) gefährdet. Diese können sich durch Reibung aufladen und zu Entladungen führen. Die Entladungen können durch Berühren ausgelöst werden. Die meisten Entladungen sind so schwach, um sie zu bemerken. Trotzdem können sie ungeschützte elektro- nische Bauteile gefährden oder zerstören.

  • Seite 24: Definitionen

    Sicherheitshinweise 2.2 Definitionen Der hier verwendete Begriff "sicher" bezieht sich auf die Einstufung als sichere Funktion nach EN ISO 13849-1. Der Begriff "nicht sicher" bezieht sich auf Funktionen und Datenschnittstellen, welche die Anforderungen der oben genannten Normen nicht oder nicht vollständig erfüllen. Die Software "PANATERM for Safety"...

  • Seite 25: Beschreibung Des Sicherheitsblocks

    Beschreibung des Sicherheitsblocks...

  • Seite 26: Beschreibung Des Sicherheitsblocks

    Beschreibung des Sicherheitsblocks 3.1 Beschreibung des Sicherheitsblocks Dieses Produkt ist eine programmierbare Sicherheitssteuerung zum Auslösen von Sicherheitsabschaltungen und Sicherheitsfunktionen. Es wurde als eine Sicherheitserweiterung der Baureihe MINAS A6 Multi entwickelt. Die Baugruppe ist grundsätzlich wie folgt spezifiziert: • Logikverarbeitung für PL e nach EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach EN 61508. •...

  • Seite 27: Mechanische Spezifikationen

    Mechanische Spezifikationen 3.2 Mechanische Spezifikationen 3.2.1 Übersicht und Steckplätze ◼ Perspektivansicht Safety I/O connector Sicherer E/A-Steckverbinder Front panel Frontplatte ◼ Innenansicht der Frontplatte 7-Segment LED 7-Segment-LED “Mode”-Taste Mode Switch Button USB Connector for Tooling USB-Anschluss zum Einrichten...

  • Seite 28: Ansicht Von Unten

    Beschreibung des Sicherheitsblocks ◼ Ansicht von unten 2nd encoder connector (axis A) 2. Encoder-Anschluss (Servomotor A) 2nd encoder connector (axis B) 2. Encoder-Anschluss (Servomotor B) 1st encoder connector (axis A) 1. Encoder-Anschluss (Servomotor A) 1st encoder connector (axis B) 1. Encoder-Anschluss (Servomotor B) 3.2.2 Typenschild ◼...
  • Seite 29 Mechanische Spezifikationen Rated input/output current Nenn-Eingangs-/Ausgangsstrom Input/output frequency Eingangs-/Ausgangsfrequenz Rated output of applicable motor Nennleistung des zugehörigen Motors QR code QR-Code Standard mark Prüfzeichen Country of origin Ursprungsland Manufacture date Fertigungsdatum Date Datum Month Monat Year Jahr • Die Firmware- und Hardware-Versionen werden im QR-Code angegeben. ID-Sicherheitsetikett...

  • Seite 30: Sicherheitshinweise

    Beschreibung des Sicherheitsblocks 3.2.3 Sicherheitshinweise Die 7-Segment-LED auf der Frontplatte kann sicherheitsrelevante Informationen anzeigen. Einzelheiten zu den anderen Anzeigemodi finden Sie in der Funktionsspezifikation (SX-DSV03455). Wird die Moduswahltaste 3 Sekunden lang gedrückt, wechseln die Anzeige zwischen den Modi für Treiber- und Sicherheitsinformationen.

  • Seite 31: Technische Daten

    Sichere digitale Eingänge (nicht grup- piert) Sichere digitale Ausgänge 2 x H/H 2 x H/L 2 x H/H/H/H Impulsausgang Anschlussart Schraubklemme Max. Länge des Anschlusskabels ◼ Encoder-Schnittstellen (Servomotoren A/B) Punkt Beschreibung 1. Encoder Panasonic A6 2. Encoder EnDat 2.2 (nicht fehlersicher) Serielles Panasonic Protokoll...

  • Seite 32: Elektrische Daten

    Beschreibung des Sicherheitsblocks ◼ Elektrische Daten Punkt Beschreibung E/A-Stromversorgung 24V DC ±20 % Art SELV/PELV Encoder-Speisespannung 5V DC -5 % +10 % (Die Spannung wird je nach Konfigura- 8V DC -5 % +10 % tion im Sicherheitsblock erzeugt) 10V DC -5 % +10 % Digitale Eingangswerte 24V DC;...

  • Seite 33: Encoder-Spezifikationen

    Encoder-Spezifikationen 3.4 Encoder-Spezifikationen Die Encoder-Schnittstellen können als ABZ, SSI, EnDat 2.2, Panasonic Protokoll und Panasonic A6 konfigu- riert werden. ◼ ABZ Punkt Beschreibung Versorgungsspannung DC 5 V ±5 % Physikalische Schicht TTL DC 5 V Messsignal A/B Mit 90-Grad-Phasenverschiebung auslesen...
  • Seite 34 Beschreibung des Sicherheitsblocks ◼ Serielles Panasonic Protokoll Punkt Beschreibung Versorgungsspannung DC 5 V ±5 % Encoder-Protokoll Panasonic-Protokoll Absolutwertauflösung 48 Bit Maximale Leitungslänge Anschlussart SUB-D,15-polig 3-10...

  • Seite 35: Anschluss Des Sicherheitsblocks

    Anschluss des Sicherheitsblocks...

  • Seite 36: Emv-Schutzmaßnahmen

    Anschluss des Sicherheitsblocks 4.1 EMV-Schutzmaßnahmen Alle in den EMV- und Umgebungs-Spezifikationen spezifizierten Schutzmaßnahmen sind für die elektroni- schen Bauteile und deren weiteren elektronischen Umgebung einzuhalten. Außerdem sollte in den Betriebs- und Montageanweisungen der gesamten Anlage auf eine EMV-gerechte Auslegung und Verkabelung geachtet werden. ◼...

  • Seite 37: Anschlüsse Und Leitungen

    Anschlüsse und Leitungen 4.2 Anschlüsse und Leitungen Unsachgemäßes Handhaben kann das Antriebsreglermodul beschädigen. Vor Montage-, Installations- und Wartungsarbeiten ist die Versorgungsspannung abzuschalten und alle Schnittstellen sind zu trennen. ◼ Spezifikation der Kabel und Leitungen Typ, Durchmesser und Material der angeschlossenen Leitungen sind in den jeweiligen Steckverbin- der-Datenblättern, den nationalen und internationalen Installationsvorschriften, der Art und Bemessung des Leitungsschutzes und der angeschlossenen Bauteile festgelegt.

  • Seite 38: Pin-Belegung Der Steckverbinder

    Anschluss des Sicherheitsblocks 4.2.3 Pin-Belegung der Steckverbinder 4.2.3.1 USB-Buchse X8 (zur Sicherheit) ◼ Anschlussbelegung Pin-Nr. Symbol Polarität Beschreibung VBUS VBUS IN/OUT USB-Signalkontakt IN/OUT USB-Signalkontakt Für Hersteller reserviert Signalmasse (Hinweis) Verwendet wird Typ USB-Mini-B. 4.2.3.2 Encoder-Steckbuchse 1. Encoder-Steckbuchse X9 (X9A, X9B) ◼...

  • Seite 39: Anschlussbelegung

    Anschlüsse und Leitungen 2. Encoder-Steckbuchse X10 (X10A, X10B) ◼ Anschlussbelegung Pin-Nr. Symbol Polarität Beschreibung EX5V 2. Encoder-Leistungsausgang (Panasonic/ABZ) EX0V 2. Encoder-Masse EXPS IN/OUT Serieller nicht signalinvertierender Eingang/Ausgang /EXPS IN/OUT Serieller signalinvertierender Eingang/Ausgang Nicht-invertierender Signaleingang A /EXA Invertierender Signaleingang A Nicht-invertierender Signaleingang B...

  • Seite 40: Sicherer E/A-Steckverbinder X5

    Anschluss des Sicherheitsblocks 4.2.3.3 Sicherer E/A-Steckverbinder X5 ◼ Anschlussbelegung Pin-Nr. Symbol Polarität Beschreibung Gerätemasse BRKO1- Sicherheitsbremse Ausgang 1- BRKO1- Sicherheitsbremse Ausgang 1+ SDO2A Sicherer Ausgang 2A SDO1A Sicherer Ausgang 1A (Nicht belegen) (Nicht belegen) (Nicht belegen) (Nicht belegen) PULSA Diagnose-Impulsausgang SDIN Nicht gruppierter digitaler Sicherer Eingang SDI4A...

  • Seite 41: Anschluss Sichere Digitale Eingänge (Sdi)

    Anschluss sichere digitale Eingänge (SDI) 4.3 Anschluss sichere digitale Eingänge (SDI) Der Sicherheitsblock besitzt 4 gruppierte sichere digitale Eingänge und 1 nicht gruppierten Eingang. Die gruppierten Eingänge (SDI1A/SDI1B, SDI2A/SDI2B, SDI3A/SDI3B und SDI4A/SDI4B) sind redundant be- legbar und eignen sich zum Anschalten zweikanaliger Signale mit und ohne Impuls- und Überkreuzverbin- dung.

  • Seite 42: Steuerung Der Digitalen Eingänge Mit High-Pegel

    Anschluss des Sicherheitsblocks • Eine sicherheitstechnische Nutzung der Eingänge ist nur zusammen mit den Impulsaus- gängen vorgesehen. • Bleiben die Taktausgänge ungenutzt, muss durch externe Maßnahmen (vor allem durch geeignete Kabelführung) ein Kurzschluss durch die externe Beschaltung zwischen ver- schiedenen Eingängen und zur Versorgungsspannung des Sicherheitsblocks verhindert werden.
  • Seite 43 Anschluss sichere digitale Eingänge (SDI) Anschluss der Quelle (Puls 1/Puls 2) Safety part Sicherheitsblock Puls 1 Puls 1 Safe grouped input lines Sicher gruppierte Eingänge Safe non-grouped input lines Sichere nicht gruppierte Eingänge Puls 2 Puls 2 Safe grouped input lines Sicher gruppierte Eingänge...

  • Seite 44: Steuerung Der Digitalen Eingänge Mit Low-Pegel

    Anschluss des Sicherheitsblocks 4.3.2 Steuerung der digitalen Eingänge mit LOW-Pegel Zum Steuern der Sicherheitsblock-Eingänge mit LOW-Pegel (0 V) wird das Signal P1 oder P2 mit 24V DC an den Pin "Common" angelegt. Die an den COM-Anschluss angeschlossenen Signale müssen einen "High"-Pegel von 24V DC (+11V DC ... +30V DC) und einen "Low"-Pegel von (-3V DC ...
  • Seite 45 Anschluss sichere digitale Eingänge (SDI) Anschluss der Quelle (Puls 1/Puls 2) Safety part Sicherheitsblock Puls 1 Puls 1 Safe grouped input lines Sicher gruppierte Eingänge Safe non-grouped input lines Sichere nicht gruppierte Eingänge Puls 2 Puls 2 Safe grouped input lines Sicher gruppierte Eingänge 4-11...

  • Seite 47: Integrierte Sicherheitsfunktionen

    Integrierte Sicherheitsfunktionen...
  • Seite 48 Die zutreffenden Anforderungen sind anhand der entsprechenden Normen zu ermitteln. • Die EU-Baumusterprüfung wurde durchgeführt. Sie können eine Kopie der EU-Baumusterprüfbescheinigung von Panasonic Corporation anfordern. Das folgende Kapitel beschreibt die Architektur und die grundsätzliche Sicherheitsblockstruktur der Sicher- heitssteuerung. Sie enthält die Anschlussmöglichkeiten, einschließlich der Sensoren am Sicherheitsblock.

  • Seite 49: Sicherheitstechnische Architektur Des Sicherheitsblocks

    Sicherheitstechnische Architektur des Sicherheitsblocks 5.2 Sicherheitstechnische Architektur des Sicherheitsblocks Dieses Produkts wurde mit zwei getrennten Kanälen konzipiert,um beide Ergebnisse miteinander zu verglei- chen. In beiden Kanälen werden hochentwickelte Diagnosefunktionen zur Fehlererkennung genutzt. Das Layout entspricht architektonisch und funktional EN ISO 13849-1 Kategorie 4. : Programmierbares elektronisches System : Eingangskanal A : Eingangskanal B...

  • Seite 50: Geber-Schnittstelle

    Integrierte Sicherheitsfunktionen 5.3 Geber-Schnittstelle 5.3.1 Sicherheitstechnische Spezifikationen und Schalten sicherer digitaler Eingänge (SDI) Der Sicherheitsblock verarbeitet die Signale aller sicheren Eingänge in vollständig redundante Kanälen. Außerdem wurden Maßnahmen getroffen, um die besten Fehleraufdeckungsgrad-Werte (DC-Werte) zu er- reichen. Die höchste Sicherheitskategorie und der Performance Level werden nach EN ISO 13849-1 be- stimmt.
  • Seite 51 Geber-Schnittstelle Punkt Beschreibung Manuell unterstützte Prü- Daneben ist es möglich, regelmäßige Prüfungen in der Anwendung zu erzwingen, die beispielsweise fungen manuelle Eingriffe durch den Benutzer erfordern. So können z.B. Timer zur Zeitüberwachung der Signalwechsel verwendet werden, was nur manuell möglich ist, wenn die Maschine nach dem Zeit- ablauf automatisch abgeschaltet wird.

  • Seite 52: Schaltung Des Prüfdatenausgangs (Tdo)

    Integrierte Sicherheitsfunktionen 5.3.1.2 Schaltung des Prüfdatenausgangs (TDO) Zusätzlich zu den Binäreingängen SDIx sind im Sicherheitsblock noch zwei Datenausgänge (Taktausgänge) TDOx verfügbar. Bei den Datenausgängen handelt es sich um Schaltausgänge 24V DC, die nur zum Überwachen der Binäreingänge vorgesehen sind. Die Datenausgänge dürfen nicht für andere Anwendungsfunktionen verwendet werden. Die Datenausgänge dürfen nur mit 250mA-Nennstrom belastet werden.
  • Seite 53 Geber-Schnittstelle Binäreingänge können je nach gewünschtem Performance Level einzeln oder gruppiert verwendet werden. Dafür besitzt die Softwareschnittstelle PANATERM for Safety verschiedene vordefinierte Eingabeelemente (siehe Programmierhandbuch, Abschnitt "Eingangsbausteine"). Der Sicherheitsblock enthält für jeden sicheren digitalen Eingang (SDI) vollständig getrennte Signalverarbei- tungspfade. Die digitalen Eingänge sind vollständig redundant, ausgenommen die elektromechanischen Eingangsklem- men.
  • Seite 54 Integrierte Sicherheitsfunktionen • Wird der Kurzschluss zwischen einem Eingang und dem zugehörigen Impulsausgang und der Kurzschluss zwischen den Sensoranschlüssen ausgeschlossen, kann PL d oder höher nach EN ISO 13849-1 erreicht werden. Beachten, dass der Schalter im Fehlerfall gemäß EN 60947-5-1 geschlossen sein muss. Außerdem muss der Sensor in regelmäßigen Ab- ständen ausgelöst werden und die Sicherheitsfunktion muss aktiv sein.
  • Seite 55 Geber-Schnittstelle Zwei Sensoren/zweikanaliger Sensor und Einsatz von zwei SDI-Eingängen Safety part Sicherheitsblock Fehler werden spätestens auf Anforderung erkannt. Der Gleichspannungspegel ist mittelhoch und kann durch zyklische Tests (Startprüfungen, betriebliche/organisierte Prüfungen) je nach Prüfintervall höher klassifiziert werden. Folgende Fehler werden erkannt: •...
  • Seite 56 Integrierte Sicherheitsfunktionen Zwei Sensoren/Zweikanaliger Sensor an zwei SDI-Eingängen mit Zeitüberwachung und Prüfimpulsen Safety part Sicherheitsblock Mit zwei unabhängigen Taktsignalen an einem gemeinsamen Sensor können alle Querfehler und Kurz- schlüsse zu 24V DC und 0V DC erkannt werden. Bei Sicherheitsanwendungen sind dafür nur Öffner zu verwenden. Ist das Nichtöffnen der Schaltkontakte ausgeschlossen, kann PL d oder höher nach EN ISO 13849-1 mit Sensoren/Schaltgliedern erreicht werden.

  • Seite 57: Sicherheitstechnische Spezifikationen Und Aktoren-/ Drehzahlgeber-Anschluss

    Geber-Schnittstelle 5.3.2 Sicherheitstechnische Spezifikationen und Aktoren-/ Drehzahlgeber-Anschluss 5.3.2.1 Allgemeine sicherheitstechnische Auslegung Der Sicherheitsblock besitzt externe und interne Encoder-Schnittstellen zum Anschluss an branchenübliche Inkremental-, Digital- und Absolut-Encoder. Je nach Encoder-Typ und -Kombination sind verschiedene Sicherheitsstufen erreichbar. Für jedes Untersys- tem erhält man eine der folgenden Systemanalysen: ◼...

  • Seite 58: Allgemeine Diagnoseverfahren Für Die Encoderschnittstelle

    Für eine sicherheitstechnische Bewertung des "Gebersystems" sind die Herstelleranga- ben (MTTFd (mittlere Ausfallzeit), FIT-Wert (Ausfallrate), usw.) und DC (Diagnoseabde- ckung) zu verwenden. Bei sicheren digitalen Encodern (EnDat 2.2, Panasonic) sollte der PFH-Wert (Ausfallwahrscheinlichkeit/Stunde) des Herstellers zum Bewerten des Encoder- systems verwendet werden.

  • Seite 59: Encoder-Typen Und -Kombinationen, Diagnose-Kennwerte

    Richtung Drehzahl wertpositio- schluss nal-Unter- Zweika- nal-Unter- nierung system nal-Unter- system system Fehleraus- schluss mecha- nischer Wellen- Panasonic bruch, form- √ √ √ 90 bis 95 schlüssige En- coder-Wellen- verbindung er- forderlich Panasonic √ √ √ Fremdher- 90 bis 95 steller √...

  • Seite 60: Je Nach Eingesetztem Encodertyp Spezifische Diagnoseverfahren

    Integrierte Sicherheitsfunktionen 5.3.2.4 Je nach eingesetztem Encodertyp spezifische Diagnoseverfahren Encodertyp Schnittstelle Schnittstelle X10A/X10B X9A/X9B Panasonic EnDat 2.2 Fremdher- Panasonic A6 (nicht fehlersicher) steller Überwachen der Versorgungsspan- √ √ √ √ √ nung Plausibilitätsprüfung Stellsignal √ √ √ √ √ MPUA/MPUB Plausibilitätsprüfung Drehzahlsignal...

  • Seite 61: Sicherheitsrelevante Abschaltschwellen Und Encoder-Systeme Zur Stelldaten- Und Drehzahlerfassung

    Geber-Schnittstelle 5.3.2.5 Sicherheitsrelevante Abschaltschwellen und Encoder-Systeme zur Stelldaten- und Drehzahlerfassung Grundsätzlich werden Plausibilitätsprüfungen mit den Ist-Werten für Stellung und Drehzahl zwischen beiden Messkanälen A und B des Sicherheitsblocks durchgeführt und mit den parametrierbaren Schwellenwerten verglichen. ◼ Cutoff Threshold Incr. (Abschaltschwellen-Inkrement) Die inkrementale Abschaltschwelle beschreibt die akzeptable Positionsabweichung zwischen beiden Signal- kanälen A und B in Messsystemeinheiten.

  • Seite 62: Drehzahl-Auflösung

    Integrierte Sicherheitsfunktionen ◼ Drehzahl-Auflösung Die Drehzahl wird mit einer Abtastfrequenz von 4 kHz oder 4000 Stichproben/s erfasst. Unterhalb dieser Frequenz wird ein Zeitmessverfahren verwendet. Daraus ergibt sich die folgende Abtast- fehlerkurve: Error in % Fehler in % V-acquisition error curve V-förmige Fehlerkurve der erfassten Daten 1/8 [Frequency or steps/s] 1/8 [Frequenz oder Schritte/s]...

  • Seite 63: Sicherheitstechnische Bewertung Von Encoder-Typen Und Kombinationen

    Geber-Schnittstelle 5.3.2.6 Sicherheitstechnische Bewertung von Encoder-Typen und Kombinationen Die im MDSMD-Modul implementierten Überwachungsfunktionen stellen keine besonderen Anforderungen an den internen Aufbau der Encoder-Elektronik, so können in der Regel Standard-Encoder verwendet werden. Die Gesamtanlage ist in der Regel sicherheitstechnisch zu bewerten. Dafür sind die Herstellerangaben zum Encoder (FIT, MTTF) und DC aus den Tabellen unter DC Digitale Sensoren/Eingänge heranzuziehen.

  • Seite 64: Sensorkonfiguration

    Integrierte Sicherheitsfunktionen Folgende Allgemeinfehler werden durch das MDSMD-Modul erkannt: • Kurzschlüsse zwischen sicherheitsrelevanten Signalleitungen • Unterbrechungen sicherheitsrelevanter Signalleitungen • Dauersignal 0 oder 1 auf einer oder allen sicherheitsrelevanten Signalleitungen Für jeden Encodertyp werden weitere spezifische Diagnosen zur Fehlererkennung des externen Encoder- systems festgelegt.

  • Seite 65: Schnittstelle Zum Aktor

    Schnittstelle zum Aktor 5.4 Schnittstelle zum Aktor 5.4.1 Sicherheitstechnische Spezifikationen und Beschalten sicherer digitaler Ausgänge (SDO) Der Sicherheitsblock besitzt 2 redundante sichere Halbleiterausgänge (SDO). Die Halbleiterausgänge sind zweikanalig ausgelegt und positiv schaltend. Die höchsten Sicherheitskategorien und Performance Level werden nach EN ISO 13849-1 bestimmt. 5.4.1.1 Diagnostik Sicherer digitaler Ausgang (SDO) Der Sicherheitsblock bietet umfangreiche Diagnosefunktionen für den Abschaltkreis.

  • Seite 66: Übersicht Der Ausgewählten Dc-Bezogenen Diagnosefunktionen

    Integrierte Sicherheitsfunktionen ◼ Zweikanaliger sicherer Ausgang mit zweikanaligem Aktor und zweikanaliger Diagnose Actuator Aktor Eine geräteinterne Diagnosefunktion verifiziert im Ein-Zustand zyklisch die ordnungsgemäße Funktion der digitalen Ausgänge. Bei dieser Plausibilitätsprüfung wird der Binärausgang für die Prüfdauer auf seinen inver- tierten Wert gesetzt (< 500μs), d.h. jeder Ausgang kurzzeitig auf Potential 0V DC. Bei erkannten Fehlern wechselt der Sicherheitsblock in den Alarm-/Fehlerbetrieb.

  • Seite 67: Sicherheitstechnische Spezifikationen Und Beschalten Sicherer Bremssteuerungen (Sbc)

    Schnittstelle zum Aktor 5.4.2 Sicherheitstechnische Spezifikationen und Beschalten sicherer Bremssteuerungen (SBC) Der Sicherheitsblock bietet der Bremssteuerung je einen redundanten sicheren Halbleiterausgang (SBC) pro Servomotor. Der SBC-Ausgang ist zweikanalig ausgelegt und besteht aus einer High/Low-Kombination. Die höchstmögliche Sicherheitskategorie sowie der Performance Level werden nach EN ISO 13849-1 be- stimmt.

  • Seite 68: Architektur Der Sicheren Bremssteuerung (Sbc)

    Integrierte Sicherheitsfunktionen 5.4.2.2 Architektur der sicheren Bremssteuerung (SBC) In diesem Abschnitt wird die interne Architektur der Ausgänge beschrieben. Der SBC ist redundant ausgelegt und besteht aus einer Hoch/Tief-Kombination. Der Ausgang wird nur dann aktiv geschaltet, wenn beide Ka- näle das Freigabesignal geben. Die folgenden Erläuterungen nehmen ein Schütz (oder Relais) als Beispiel eines Stellglieds.

  • Seite 69: Übersicht Der Ausgewählten Dc-Bezogenen Diagnosefunktionen

    Schnittstelle zum Aktor 5.4.2.3 Übersicht der ausgewählten DC-bezogenen Diagnosefunktionen Messung DC [%] Anmerkungen Anwendung Einkanalige Ausgangsüberwachung 0 bis 90 DC hängt von der Schalthäufigkeit ab Überwachen elektromechanischer, ohne dynamische Prüfung pneumatischer oder hydraulischer Werden Aktoren zur Schaltverstär- Aktoren/Ausgänge kung verwendet (externe Relais oder Schütze), funktioniert dies nur durch Auslesen der Schaltkontaktstellung.

  • Seite 70: Zulässige Kapazitive Und Induktive Last An Sicheren Ausgängen

    Integrierte Sicherheitsfunktionen 5.4.4 Zulässige kapazitive und induktive Last an sicheren Ausgängen Die sicheren Ausgänge des Sicherheitsblocks besitzen OSSD-Eigenschaften. Das heißt, die Ausgänge wer- den zum Prüfen zyklisch abgeschaltet, um den Status auszulesen. Für die Abschaltbarkeit gelten folgende Kriterien/Verhaltensmuster: • Die Ausgangsspannung beträgt maximal 5,6V nach Abschalten des Ausgangs. •...

  • Seite 71: Inbetriebnahme

    Inbetriebnahme...

  • Seite 72: Allgemeine Informationen

    Inbetriebnahme 6.1 Allgemeine Informationen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Inbetriebnahme sind: • Die korrekte Systemauslegung. • Die ordnungsgemäße und vollständige Montage aller Baugruppen. • Die ordnungsgemäße und vollständige Verdrahtung aller Baugruppen. • Die vollständige Programmierumgebung mit allen erforderlichen Konfigurationswerkzeugen. • USB-Lizenz-Dongle (passwortgeschützt) für die Programmiersoftware PANATERM for Safety •...

  • Seite 73: Inbetriebnahmeschritte

    Inbetriebnahmeschritte 6.2 Inbetriebnahmeschritte Überprüfen, dass folgende Punkte ordnungsgemäß und anwendungsgemäß durchgeführt werden: • Einbau dieses Produkts • Verkabeln und Verdrahten • Klemmenbelegung und Leitungsführung • Sicherheitsabschaltung • Ungewollten Motoranlauf durch geeignete Maßnahmen verhindern. • Weitere Maßnahmen je nach Anwendung, um Gefährdungen von Personen und Maschinen zu vermeiden. •...

  • Seite 74: Betriebsarten

    Inbetriebnahme 6.3 Betriebsarten Beim Neustart und fehlerfreier Funktion des Sicherheitsblocks werden folgende Statusinformationen an die Servosteuerung weitergeleitet und diagnostiziert (Anzeige auf dem 7-Segment-Display an der Vorderseite) Status-Nr. 7-SEG Statusname Beschreibung Initialisieren der MPUs und des Betriebssystems (OS). “1” “1” INIT Alle Ausgänge sind abgeschaltet –...

  • Seite 75: Reset-Funktion

    Reset-Funktion 6.4 Reset-Funktion Die Reset-Funktion lässt sich in Neustart nach Spannungsrückkehr (allgemeiner Reset) und Sta- tus-/Alarm-Reset (interner Reset) unterteilen. Letztere wird durch den Bus (CoE) ausgelöst. Die nachstehende Tabelle zeigt einen Überblick über die Reset-Funktionen und ihre Wirkung. Reset Typ Auslöser Hinweis Allgemeiner Reset...

  • Seite 76: Reset-Verhalten

    Inbetriebnahme 6.4.2 Reset-Verhalten Funktionsbereich Allgemeiner Reset Interner Reset Funktion √ Schwerer Fehler Reset-Fehler √ √ Alarm Reset-Alarm √ √ Überwachungsfunktionen Reset einer angeforderten Überwachungsfunktion √ √ Flip-Flop Status = Reset √ √ Timer Timer = 0 Der Status der Überwachungsfunktion wird nach einem Reset wiederhergestellt. •...
  • Seite 77 Reset-Funktion ◼ Zeitgesteuerte Funktion → Rücksetzen des Ausgangsstatus, Reaktion bei erneuter Überschreiten der Grenzwertüberschreitung • Bei zeitgesteuerten Funktionen, z.B. Zeitüberwachung komplementärer Eingangssignale, wird der Feh- lerzustand rückgesetzt und erst bei erneutem Überschreiten der Zeitgrenzwerte als Fehlerzustand er- kannt. • Um Fehlbedienungen zu verhindern, z.B. wiederholtes Auslösen der Reset-Funktion zum Abwenden des Alarmzustandes, muss die SPS gegebenenfalls entsprechend programmiert werden.

  • Seite 79: Konfigurieren Und Parametrieren

    Konfigurieren und Parametrieren...

  • Seite 80: Konfigurieren Und Parametrieren

    Konfigurieren und Parametrieren 7.1 Konfigurieren und Parametrieren Der Sicherheitsblock ist für das Ausführen von Sicherheitsfunktionen vorgesehen. Die Konfigurationsdaten werden mit dem mitgelieferten Konfigurationswerkzeug (PANATERM for Safety) oder durch Editieren von Konfigurationsdateien erstellt und enthalten die Einstellungen für Geräte, Encoder, Ser- vomotoren, Prüfabschnitte und die Verschaltung der Sicherheitsfunktionen in der Logik (SPS-Programm).

  • Seite 81: Validieren

    Validieren...

  • Seite 82: Validieren

    Validieren 8.1 Validieren Alle eingesetzte Sicherheitsfunktion müssen validiert werden, um die ordnungsgemäße Arbeitsweise und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die Sicherheitsfunktionen sind sorgfältig zu validieren, damit festgestellt werden kann, ob die vorgesehenen Verfahren zur Risikominderung ordnungsgemäß implementiert wurden. Eine Leitlinie dafür bieten u.a. die geltenden Normen wie EN ISO 13849-2 oder DIN EN 61508.

  • Seite 83: Validieren Einer Einzelnen Maschine Oder Ausrüstung

    Validieren einer einzelnen Maschine oder Ausrüstung 8.2 Validieren einer einzelnen Maschine oder Ausrüstung 8.2.1 Voraussetzungen zum Analysieren und Validieren der Sicherheit in der Steuerung Die Umsetzung der Sicherheitsmaßnahmen in der Steuerung kann nur auf Grundlage einer für eine sicher- heitstechnische Anforderung geeigneten Planung und Dokumentation analysiert werden. Daher werden im folgenden Abschnitt Leitlinien zusätzlich zu den durchzuführenden Analysen angegeben.

  • Seite 84: Programm-Layout Und Programmeingabe

    Validieren 8.2.1.2 Programm-Layout und Programmeingabe Die strukturierte Programmierung und Programmeingabe bildet die Grundlage für die spätere Validierung. Die Software PANATERM for Safety wurde speziell für Sicherheitssteuerungen entwickelt und bietet eine her- vorragende Plattform für eine strukturierte, übersichtliche und auf die Sicherheitsfunktion zugeschnittene Programmierung und Programmeingabe.

  • Seite 85: Theoretische Bewertung Und Analyse Der Implementierten Sicherheitsfunktionen

    Validieren einer einzelnen Maschine oder Ausrüstung 8.2.2 Theoretische Bewertung und Analyse der implementierten Sicherheitsfunktionen Nach abgeschlossener Planung und Programmieren der Sicherheitsfunktionen sollten die Sicherheitsmaß- nahmen vor der Inbetriebnahme einer theoretisch bewertet und analysiert werden. Dies sollte je nach den tatsächlichen Bedingungen und Verfahren schrittweise wiederholt werden, wenn bei der Inbetriebnahme An- passungen und zusätzliche oder modifizierte Funktionen implementiert werden.

  • Seite 86: Festlegen Und Überprüfen Der Ansprechzeiten

    Validieren 8.2.2.3 Festlegen und Überprüfen der Ansprechzeiten. Die Ansprechzeit ist eine wichtige sicherheitstechnische Kennzahl, die bei jeder Anwendung und anwen- dungsspezifischen Sicherheitsfunktion berücksichtigt werden sollte. Im folgenden Kapitel werden die An- sprechzeiten für einzelne Funktionen aufgeführt, die auch von weiteren Parametern abhängen können. Rei- chen diese Angaben für eine bestimmte Anwendung nicht aus, so sollte das Zeitverhalten gemessen und mit dem erwarteten Verhalten validiert werden.
  • Seite 87 Validieren einer einzelnen Maschine oder Ausrüstung Ansprechzeiten bei Ausfall der Überschwing-Überwachung Die Worst-Case-Bedingung kann nach folgendem Schema berechnet werden: Systemdrehzahl zur Abtastzeit V(t) Systemgeschwindigkeit bei Ansprechen des Sicherheitsblocks Überwachungsschwelle (SLS oder SCA, [Safe Cam, Sicherer Nocken) = konstant für alle t Parametrierter Filterwert = konstant für alle t Maximal mögliche Beschleunigung in der Anwendung...

  • Seite 88: Validieren Nach Erfolgreicher Inbetriebnahme In Der Praxis

    Validieren s w/ overspeed distance [m/s] s mit Überschwingweite [m/s] s w/o overspeed distance [m/s] s ohne Überschwingweite [m/s] Für die Kurve V und s ohne Überschwingweite ergeben sich folgende Beziehungen: Parameter Berechnungsverfahren Hinweis Wert aus Ansprechdaten von Sicherheitsblöcken Verzögerung in der externen Abschalt- Anspr kette mit Relais/Schütz, Daten von + Verzögerung in der externen Abschaltkette...

  • Seite 89: Konfigurationsbericht

    Validieren einer einzelnen Maschine oder Ausrüstung 8.2.3.1 Konfigurationsbericht Es wird ausdrücklich empfohlen, das Sicherheitsmodul anhand eines Konfigurationsberichts zu validieren, der mit PANATERM for Safety verfügbar ist. Der Anwender kann alternativ einen benutzerdefinierten Validie- rungsbericht erstellen, der folgende Validierungen enthält. Layout des Konfigurationsberichts Der Konfigurationsbericht enthält folgende Daten: •...

  • Seite 90: Konfiguration Sperren

    Validieren ne Prüfung anhand der SPS-Anweisungsliste setzt Expertenwissen voraus und sollte nur dann erfolgen, wenn das Anregen nicht möglich ist. • Das Validieren sollte praktischerweise an der geschützten Maschine oder Anlage di- rekt durchgeführt werden. Zum Validieren sollten mindestens folgende Dokumente vorliegen: Wartungshandbuch der Maschine oder Ausrüstung mit Warnhinweisen Schaltplan der gesamten Steuereinrichtung...

  • Seite 91: Wartung

    Wartung...

  • Seite 92: Sicherheitshinweise Für Die Gerätewartung

    9.1 Sicherheitshinweise für die Gerätewartung Sicherheitshinweise für die Gerätewartung Wenn die Fehlfunktion auftritt, muss das Gerät durch eine von Industrial Device Solution Business Unit, Panasonic Corporation, autorisierte Fachfirma gewartet oder ausgetauscht werden. Eine andere Handhabung des Geräts kann zum Erlöschen der Garantie führen.

  • Seite 93: Änderungen An Der Sicherheitsblock-Elektronik

    Änderungen an der Sicherheitsblock-Elektronik 9.2 Änderungen an der Sicherheitsblock-Elektronik • Änderungen an der Hardware dürfen nur durch den Hersteller erfolgen. • Änderungen an der Firmware (Firmware-Update) dürfen nur vom Hersteller vorgenommen werden. • Änderungen an den Firmware-Parametern dürfen nur vom Hersteller vorgenommen werden. •...

  • Seite 94: Gerätetausch

    Wartung 9.3 Gerätetausch Beim Austausch des Sicherheitsblocks muss das neue Modul mit den entsprechenden Projektdaten nachge- rüstet werden. Der CRC (Cyclic Redundancy Check) muss vor und nach dem Tausch übereinstimmen. Ist dies nicht der Fall oder keine Datenrettung aus dem alten Sicherheitsblock möglich, muss neu geneh- migt/validiert werden.

  • Seite 95: Entsorgung

    Entsorgung 9.4 Entsorgung Die nationalen Vorschriften zur Entsorgung von Elektrogeräten sind zu beachten. Das Symbol der durchgestrichenen Mülltonne bedeutet, dass elektrische und elektronische Geräte und Zu- behör vom allgemeinen Hausmüll getrennt entsorgt werden müssen. Die Materialien können gemäß ihrer Kennzeichnung wiederverwendet werden. Durch Wiederverwenden, stoffliche Verwertung oder andere Formen des Recyclings von Altgeräten kann ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden.

  • Seite 97: Eg/Eu-Richtlinien Und -Verordnungen

    EG/EU-Richtlinien und -Verordnungen 10-1...

  • Seite 98: Eg/Eu-Richtlinien

    EG/EU-Richtlinien und -Verordnungen 10.1 EG/EU-Richtlinien Folgende EG/EU-Richtlinien gelten für die Entwicklung, den Betrieb und die Validierung: Richtlinie (2006/42/EG) Maschinenrichtlinie Richtlinie 2014/35/EU Niederspannungsrichtlinie Richtlinie 2011/65/EU RoHS-Richtlinie 10-2...

  • Seite 99: Normen

    Normen 10.2 Normen Zum Nachweis der Richtlinien-Konformität des Systems werden folgende nicht rechtsverbindlichen europäi- schen Normen herangezogen. 10.2.1 Normativ für funktionale Sicherheit Standard Titel Ausgabe IEC 61508 Teil 1-7: Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektri- 2010 scher/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme EN ISO 13849-1 Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine 2015 Gestaltungsleitsätze...

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