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Vacon NX Serie Betriebsanleitung
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Optaf sto- und atex-zusatzkarte
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Inhaltszusammenfassung für Vacon NX Serie

  • Seite 1 ® frequenzumrichter optaf sto- und atex-zusatzkarte betriebsanleitung...
  • Seite 3 • 1 INHALTSVERZEICHNIS Dokument-ID: DPD01039F Version freigegeben am: 03.03.2020 1. ALLGEMEINES ......................3 2. INSTALLATION DER OPTAF-KARTE ..............11 2.1 Aufbau der OPTAF-Karte ....................13 2.2 Aufbau der Steuerkarte VB00761..................13 3. SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 ............14 3.1 Safe Torque Off (STO)-Prinzip ..................15 3.2 Prinzip „Safe Stop 1 (SS1)“...
  • Seite 4 • 2 4.2 Inbetriebnahme......................43 4.2.1 Allgemeine Verdrahtungsrichtlinie ..................43 4.2.2 Parametereinstellung für ATEX-Funktion ...............43 4.2.3 Kurzschlussüberwachung ....................44 4.2.4 Abweichende Verwendung der Thermistorfunktion auf Karte OPTAF (ähnlich OPT-A3, nicht gemäß ATEX-Richtlinie 94/9/EG) ............44 4.2.5 Parameter „OPTAF-Karte“ ....................45 4.3 Wartung ........................46 4.3.1 Fehlerdiagnose der Thermistorfunktion ................46...
  • Seite 5 • Daten zu Sicherungen hinzugefügt, Kapitel 3.5 und 4.2. • Informationen über die Fehlerquittierung hinzugefügt, Kapitel 3.5.4. • Neues Kapitel für Überwachungswerte hinzugefügt, 3.6.1. ® Die OPTAF-Optionskarte bietet zusammen mit der VACON NXP-Steuerkarte folgende ® Sicherheitsfunktionen mit Produkten der VACON NX-Familie.
  • Seite 6 • 4 ALLGEMEINES • Die Funktion entspricht auch einem ungesteuerten Stillsetzen gemäß Stoppkategorie 0, EN 60204-1. • EN 954-1, Kategorie 3 Die Sicherheitsfunktion STO wurde von IFA* zertifiziert HINWEIS! Ein ausreichender Schutz vor Umgebungseinflüssen muss gewährleistet werden. Die Installation in einem IP54-Gehäuse oder die Verwendung eines Frequenzumrichters mit beschichteten PCBs kann ausreichenden Schutz gewährleisten.
  • Seite 7 Danfoss A/S Vacon Ltd. erklärt in alleiniger Verantwortung, dass das/die Produktname Vacon OPT-AF-Zusatzkarte zur Verwendung mit Vacon NXP-Steuerkarte in Produkten der NX-Familie Modellbezeichnung OPT-AF-Zusatzkarte, VB00328H (oder neuere Revision) NXP-Steuerkarte, VB00761B (oder neuere Revision) Produktsicherheitsfunktionen Safe Torque Off, Safe Stop 1 (nach EN 61800-5-2:2007) alle einschlägigen sicherheitstechnischen Anforderungen der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllt.
  • Seite 8 • 6 ALLGEMEINES Zertifikat IFA1501228 Datum 2015-11-03 Europäische benannte Stelle Übersetzung In jedem Fall gilt die Deutsche Originalfassung. Identifikationsnummer: 0121 EG-Baumusterprüfbescheinigung Name und Anschrift des Vacon Plc Bescheinigungsinhabers Runsorintie 7 (Kunden): 65380 Vaasa FINNLAND Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion Produktbezeichnung:...
  • Seite 9 ALLGEMEINES vacon • 7 Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 10 • 8 ALLGEMEINES Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 11 ALLGEMEINES vacon • 9 Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 12 • 10 ALLGEMEINES Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 13 INSTALLATION DER OPTAF-KARTE vacon • 11 INSTALLATION DER OPTAF-KARTE VERGEWISSERN SIE SICH, DASS DER FREQUENZUMRICHTER AUSGESCHALTET IST, BEVOR EINE OPTIONS- ODER FELDBUSKARTE AUSGETAUSCHT ODER HINZUGEFÜGT WIRD! HINWEIS NOTE ® VACON NXP-Frequenzumrichter mit IP54-Gehäuse. Entfernen Sie die Hauptabdeckung. Öffnen Sie die Abdeckung der Steuereinheit.
  • Seite 14 • 12 INSTALLATION DER OPTAF-KARTE Installieren Sie die OPTAF-Optionskarte in Steckplatz B der Steuerkarte des Frequenzumrichters. Stellen Sie eine ordnungsgemäße Verbindung der Erdungsplatte mit der Erdungsklemme her. Kabelinstallation: Für die Sicherheitsfunktionen STO und SS1 müssen abdichtende Kabeldurchführungen oder Kabelverschraubungen für alle Kabel im Frequenzumrichter verwendet werden.
  • Seite 15 INSTALLATION DER OPTAF-KARTE vacon • 13 Aufbau der OPTAF-Karte Thermistoreingang STO-Eingänge, zwei Thermistoreingang: Thermistor Steckbrücke X10 unabhängige Kanäle aktiv > 4000 Ohm. Nach zur Wahl der Thermistor- Aktivierung kann der Fehler Kurzschlussüberwachung zurückgesetzt werden, wenn Widerstand < 2000 Ohm. +24 V+...
  • Seite 16 ACHTUNG! Die Informationen in dieser Betriebsanleitung sollen beim Einsatz der Sicherheitsfunktionen helfen, die von der OPTAF-Optionskarte ® im Zusammenwirken mit der VACON NXP-Steuerkarte bereitgestellt werden. Diese Informationen entsprechen dem Stand der Technik und den Vorschriften zum Zeitpunkt ihrer Erstellung. Gleichwohl ist der Endprodukt-/Systemplaner dafür verantwortlich, dass das System...
  • Seite 17 STO 1 SD1- SD2+ Hardware STO 2 SD2- RO1/3 RO1/1 RO1/2 RO2/3 RO2/2 Relais für reine Betriebsfunktionen, keine Sicherheitsfunktionen. PWM- PWM- Regler Regler LEISTUNGSEINHEIT 11053_de.eps ® Abbildung 3. Prinzip der Sicherheitsfunktion STO in einem VACON NXP-Frequenzumrichter mit OPTAF-Karte Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 18 RO1/3 RO1/1 RO1/2 RO2/3 RO2/2 Relais für reine Betriebsfunktionen, keine Sicherheitsfunktionen. PWM-Regler Aktivieren LEISTUNGSEINHEIT Hardware Leistungseinheit- STO 2 Logik Hardware STO 1 11970_de.eps ® Abbildung 4. Prinzip der Sicherheitsfunktion STO in einem VACON NXP-Frequenzumrichter mit OPTAF-Karte, FR9-FR14 Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 19 Sicherheitsrelais und der Sicherheitsfunktion STO. Die Kombination dieser beiden Subsysteme ergibt die Sicherheitsfunktion Safe Stop 1, wie in Abbildung 6 gezeigt. Safe Stop 1 (SS1) Zeitverzögertes Sicherheitsrelais Safe Torque Off (STO) des Vacon NX Subsystem Subsystem Sicherheitsrelais 11055_de.emf Abbildung 6.
  • Seite 20 • 18 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Abbildung 7 zeigt das Anschlussprinzip der Sicherheitsfunktion Safe Stop 1. Die Ausgänge des zeitverzögerten Sicherheitsrelais sind an die STO-Eingänge angeschlossen. Ein separater Digitalausgang vom Sicherheitsrelais ist an einen allgemeinen Digitaleingang ® des VACON NX-Umrichters angeschlossen.
  • Seite 21 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 19 Technische Einzelheiten 3.3.1 Antwortzeiten Sicherheitsfunktion Aktivierungszeit Deaktivierungszeit Safe Torque Off < 20 ms 1000 ms Sicherheitsfunktion Verzögerung von Stoppsignal Zeitverzögerung für Aktivierung am Sicherheitsrelaiseingang von Safe Torque Off (STO) bis zur Rampenstopp-Aktivierung Safe Stop 1 (SS1) Sicherheitsrelais-Verzögerung +...
  • Seite 22 • 20 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Tabelle 3. Impulseigenschaften Impulseigenschaften Dunkler Testimpuls Heller Testimpuls Testimpulslänge < 1 ms (24 V) < 1 ms (24 V) Zeitraum > 20 ms > 20 ms Frequenz < 50 Hz < 50 Hz 3.3.4...
  • Seite 23 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 21 Tabelle 4. OPTAF I/O-Klemmleisten Parametersollwert Klemme auf Steuertafel Technische Angaben und NCDrive RO2/Bezugspunkt Relaisausgang 2 (NO) * RO2/Schließer Schaltkapazität 24 VDC / 8 A 250 VAC / 8 A DigOUT:B.2 25 VDC/0,4 A Min.
  • Seite 24 • 22 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 EN/ISO 13849-1:2006 PL d PL e PL e MTTF = 828 Jahre MTTF = 1918 Jahre MTTF = 1203 Jahre = niedrig = niedrig = niedrig PFH = 2,8 x 10 PFH = 2,70 x 10...
  • Seite 25 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 23 Safe Stop 1 (SS1) – Sicherheitsbezogene Daten: EN 61800-5-2:2007 SIL 2 EN 62061:2005 SIL CL 3 → IEC 61508:2000 SIL 2 PL d DIN EN/ISO 13849-1: 2006 Kategorie 3 4,59 x 10 Stunde Bei der Kombination der beiden Subsysteme ist der maximale Sicherheits-Integritätslevel...
  • Seite 26 • 24 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Verdrahtungsbeispiele Die Beispiele in diesem Kapitel zeigen die grundlegenden Verdrahtungsmöglichkeiten für die OPTAF-Karte. Vor Ort geltende Normen und Vorschriften sind beim endgültigen Entwurf stets einzuhalten. 3.4.1 Beispiel 1: OPTAF-Karte ohne Reset für Safe Torque Off (STO)
  • Seite 27 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 25 3.4.2 Beispiel 2: OPTAF-Karte mit Reset für Safe Torque Off (STO) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 0 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT START „STOP“ RESET (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT AIA1+ AIA1 AIA2+ AIA2 DIN1 DIN2 DIN3 DIN5 DIN6 AOA1+...
  • Seite 28 • 26 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 3.4.3 Beispiel 3: OPTAF-Karte mit externem Sicherheitsrelaismodul mit oder ohne Reset für Safe Torque Off (STO) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 0 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT Open START „STOP“ (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT AIA1+ AIA1 AIA2+ AIA2 DIN1...
  • Seite 29 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 27 3.4.4 Beispiel 4: OPTAF-Karte mit externem zeitverzögertem Sicherheitsrelais für Safe Stop 1 (SS1) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 1 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT START „STOP“ (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT AIA1+ AIA1 AIA2+ AIA2 DIN1 DIN2 DIN3 DIN4 DIN5...
  • Seite 30 • 28 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Inbetriebnahme HINWEIS! Allein der Einsatz von STO, SS1 oder anderen Sicherheitsfunktionen gewährleistet noch keine Sicherheit. Achten Sie immer darauf, dass die Sicherheit des Gesamtsystems bestätigt ist. Siehe auch die Warnungen auf Seite 14.
  • Seite 31 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 29 OPTAF- SICHERHEITSSCHALTER KANAL 1 +24 V SD1+ SW P SD1- SW M OPTAF- +24 V KANAL 2 SD2+ SD2- 11968_de Abbildung 13. STO-Anschlussbeispiel 2 OPTAF- SICHERHEITSSCHALTER KANAL 1 +24 V SD1+ SW P...
  • Seite 32 • 30 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Einzelnes Paar Gesamtabschirmung Kabelmantel (optional) Paarabschirmung 11860_de Abbildung 15. Aufbau eines Kabels mit zwei einzeln abgeschirmten verdrillten Aderpaaren Tabelle 6. Empfohlene maximale Kabellängen Verwendeter STO-Eingangsanschluss Diagnose Typ des am Sicherheits- Kabeltyp STO- STO-...
  • Seite 33 Torque Off (STO) Für die STO-Funktion selbst gibt es keine Parameter. In Anwendungen besteht eine Möglichkeit zum Ändern der Warnung A30 „SafeTorqueOff“ in einen ® Fehler. So kann beispielsweise in der VACON NXP-Universalanwendung über „Parameter  Schutzfunktionen SafeDisable-Modus“ der STO-Status so geändert werden, dass er einen ...
  • Seite 34 In einer Anwendung besteht auch die Möglichkeit, den STO-Status anzuzeigen. Hierzu kann ein Digitalausgang verwendet werden. ® So bietet beispielsweise die VACON NXP-Universalanwendung dem Benutzer diese Möglichkeit. Die Anzeige des STO-Status kann auf eines der Relais (B1 oder B2) auf der OPTAF-Karte parametriert werden.
  • Seite 35 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 33 3.5.5 Parametrierung von Umrichter und externem zeitverzögertem Sicherheitsrelais für die Sicherheitsfunktion Safe Stop (SS1) Safe Stop 1 erfordert die Einstellung der Zeitverzögerung in der externen Sicherheitsrelaiskomponente: • Anforderung: Die Zeitverzögerungseinstellung muss größer sein als die im Umrichter festgelegte Verzögerungszeit...
  • Seite 36 • 34 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Wartung ACHTUNG! Wenn Instandsetzungs- oder Reparaturarbeiten am Umrichter mit installierter OPTAF-Karte durchgeführt werden müssen, beachten Sie bitte die Checkliste in Kapitel 3.5.2. ACHTUNG! Bei Wartungspausen oder Instandsetzungs-/Reparaturarbeiten muss die OPTAF-Karte ggf. aus ihrem Steckplatz entfernt werden. Führen Sie nach dem Wiederanschluss der Karte IMMER einen Test durch, um sicherzustellen, dass die Sicherheitsfunktionen STO bzw.
  • Seite 37 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 35 3.6.2 Fehler mit Bezug auf die Sicherheitsfunktionen Safe Torque Off (STO) bzw. Safe Stop 1 (SS1) Tabelle 10 zeigt, welche Warnung bzw. welcher Alarm normalerweise generiert wird, wenn die Sicherheitsfunktion STO aktiv ist.
  • Seite 38 • 36 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Tabelle 11. Von der Sicherheitsfunktion STO erkannte einzelne Hardwareprobleme Fehlercode Fehler Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen Systemfehler 34...36 Hardware-Problem OPTAF-Karte austauschen. der OPTAF- Versorgungsspannung erkannt. Systemfehler 37...40 Einzelnes ® oder VACON OPTAF-Karte Hardwareproblem NXP-Steuerkarte wechseln.
  • Seite 39 Wiederanschluss der Karte IMMER einen Test durch, um sicherzustellen, dass die Thermistorfunktion ordnungsgemäß arbeitet. ® ACHTUNG! Die Thermistorfunktion auf der OPTAF-Karte mit VACON NXP- Steuerung dient zum Schutz des Motors vor Überhitzung in explosionsgefährdeten Umgebungen. Der Umrichter selbst einschließlich OPTAF-Karte kann nicht in explosionsgefährdeten Umgebungen installiert werden.
  • Seite 40 Danfoss A/S Vacon Ltd. erklärt in alleiniger Verantwortung, dass das/die Produktname Vacon OPT-AF-Zusatzkarte zur Verwendung mit Vacon NXP-Steuerkarte in Produkten der NX-Familie Modellbezeichnung OPT-AF-Zusatzkarte, VB00328H (oder neuere Revision) NXP-Steuerkarte, VB00761B (oder neuere Revision) Kennzeichnung der Ausrüstung wurde konform zu den Anforderungen der EU-Richtlinie für explosive Atmosphären 94/09/EG (bis 19. April 2016), 2014/34/EU (ab 20.
  • Seite 41 SD2+ Hardware STO 2 SD2- RO1/3 RO1/1 RO1/2 RO2/3 RO2/2 Relais für reine Betriebsfunktionen, kein Bestandteil der ATEX-zertifizierten Thermistorfunktion PWM- PWM- Regler Regler LEISTUNGSEINHEIT 11068_de.eps ® Abbildung 16. Prinzip der Thermistorfunktion in einem VACON NXP-Frequenzumrichter mit OPTAF-Karte Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 42 Erhitzung des Motors vermieden. Der Thermistor-Überwachungsschaltkreis entspricht den Anforderungen der ATEX-Richtlinie, weil ® er direkt auf die Sicherheitsfunktion „STO“ des VACON NXP einwirkt (siehe Abbildung 16) und so eine zuverlässige, software- und parameterunabhängige Art des Schutzes der Energiezufuhr zum Motor bereitstellt.
  • Seite 43 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 41 4.1.2 Hardware und Anschlüsse Tabelle 12. OPTAF I/O-Klemmleisten Parametersollwert Klemme auf Steuertafel Technische Angaben und NCDrive SD1+ Isolierter STO-Eingang 1 +24 V DigIN:B.2 SD1- Virtueller GND 1 SD2+ Isolierter STO-Eingang 2 +24 V DigIN:B.3 SD2- Virtueller GND 2 RO1/Öffner...
  • Seite 44 • 42 THERMISTORFUNKTION (ATEX) [kΩ] OPTAF: Auslösewert OPTAF: Zurück zum „Bereit“-Wert OPTAF: Kurzschlussschutzbereich {30–50 Ω} [°C] –20 °C 11069_de.emf Abbildung 18. Typische Kennlinien eines Motorschutzsensors gemäß DIN 44081/DIN 440 Local contacts: https://www.danfoss.com/en/contact-us/contacts-list/...
  • Seite 45 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 43 Inbetriebnahme HINWEIS! Installations-, Prüf- und Wartungsarbeiten an der OPTAF-Karte dürfen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden. HINWEIS! An der OPTAF-Karte dürfen keine Reparaturarbeiten vorgenommen werden. Die OPTAF-Optionskarte verfügt über einen Überspannungsschutz, der aufgrund von schnellen Einschwingvorgängen beim Anschluss an +24 V aktiviert werden kann.
  • Seite 46 Kurzschlusses wird die Umrichtermodulation innerhalb von 20 ms deaktiviert, F8 Systemfehler (Subcode 31) wird erzeugt. Wurde der Kurzschluss behoben, kann der Umrichter erst durch Ein- ® und Ausschalten der Spannungsversorgung zur VACON NXP-Steuerkarte zurückgesetzt werden. Die Kurzschlussüberwachung lässt sich mit Steckbrücke X10 in Stellung ON aktivieren bzw.
  • Seite 47 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 45 WARNUNG: Wenn Drahtbrücke X12 durchtrennt ist, darf die OPTAF- Karte nicht mehr in Umgebungen verwendet werden, die eine zertifi- zierte Überhitzungsschutzvorrichtung gemäß ATEX-Richtlinie 94/9/ EG benötigen. 13006 emf 4.2.5 Parameter „OPTAF-Karte“ Code Parameter Werks- Hinweis einst.
  • Seite 48 • 46 THERMISTORFUNKTION (ATEX) Wartung 4.3.1 Fehlerdiagnose der Thermistorfunktion Die nachstehende Tabelle zeigt den normalen Fehler/Warnhinweis, der generiert wird, wenn der Thermistoreingang aktiv ist. Tabelle 13. Fehler/Warnung zur Anzeige, dass der Thermistor aktiv ist Fehler/ Fehlercode Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen...
  • Seite 49 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 47 Tabelle 14. Fehler mit Bezug auf die STO- und Thermistorfunktion Fehlercode Fehler Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen Systemfehler EEPROM-Fehler der - OPTAF-Karte austauschen. OPTAF-Karte (Prüfsumme, antwortet nicht …). Systemfehler 34…36 Hardware-Problem der OPTAF- OPTAF-Karte austauschen. Versorgungsspannung erkannt.
  • Seite 50 Document ID: Vacon Ltd DPD01039F Member of the Danfoss Group Rev. F Runsorintie 7 65380 Vaasa Sales code: DOC-OPTAF-10+DLDE Finland...