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Vacon NX Serie Betriebsanleitung
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Opt-af safe torque off und atex-zusatzkarte
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Inhaltszusammenfassung für Vacon NX Serie

  • Seite 1 ® frequenzumrichter opt-af safe torque off und atex-zusatzkarte betriebsanleitung...
  • Seite 3 • 1 INHALTSVERZEICHNIS Dokument-ID: DPD01039D Version freigegeben am: 24.08.2017 ALLGEMEINES....................... 3 INSTALLATION DER OPT-AF-KARTE ..............11 Aufbau der OPT-AF-Karte...................... 13 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1............14 Safe Torque Off (STO)-Prinzip....................15 Prinzip „Safe Stop 1 (SS1)“ ....................16 Technische Einzelheiten ......................18 3.3.1 Ansprechzeiten ........................
  • Seite 4 • 2 Inbetriebnahme........................39 4.2.1 Allgemeine Verdrahtungsanleitung..................39 4.2.2 Parametereinstellung für ATEX-Funktion................39 4.2.3 Kurzschlussüberwachung ..................... 40 4.2.4 Abweichende Verwendung der Thermistorfunktion auf Karte OPT-AF (ähnlich OPT-A3, nicht gemäß ATEX-Richtlinie 94/9/EG)............40 4.2.5 OPT-AF-Kartenparameter ..................... 41 4.2.6 Fehlerdiagnose der Thermistorfunktion ................42...
  • Seite 5 • Entfernen der Anmerkungen zum flankensensitiven Startbefehl in den Kapiteln 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3 und 3.4.4 • Weitere geringfügige Neurungen an verschiedenen Stellen ® Die OPT-AF-Zusatzkarte bietet zusammen mit der VACON NXP-Steuerkarte folgende Sicherheits- ® funktionen mit Produkten der VACON NX-Familie.
  • Seite 6 • 4 ALLGEMEINES Safe Stop 1 (SS1) Die Sicherheitsfunktion SS1 wird unter Einhaltung von Typ C der Norm EN 61800-5-2 realisiert (Typ C: „PDS(SR) löst das Abbremsen des Motors aus und leitet nach einer anwendungsspezifischen Zeitverzögerung die STO-Funktion ein“). Die Sicherheitsfunktion SS1 wurde für einen Gebrauch in Übereinstimmung mit folgenden Normen ausgelegt:...
  • 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: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 10 • 8 ALLGEMEINES Local contacts: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 11 ALLGEMEINES vacon • 9 Local contacts: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 12 • 10 ALLGEMEINES Local contacts: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 13 INSTALLATION DER OPT-AF-KARTE vacon • 11 INSTALLATION DER OPT-AF-KARTE VERGEWISSERN SIE SICH, DASS DER FREQUENZUMRICHTER AUSGESCHALTET IST, BEVOR EINE OPTIONS- ODER FELDBUS- KARTE AUSGETAUSCHT ODER HINZUGEFÜGT WIRD! ® VACON NXP-Frequenzumrichter mit IP54-Gehäuse. Entfernen Sie die Hauptabdeckung. Öffnen Sie die Abdeckung der Steuereinheit.
  • Seite 14 • 12 INSTALLATION DER OPT-AF-KARTE Installieren Sie die OPT-AF-Zusatzkarte in Steckplatz B der Steuerkarte des Frequenzumrichters. Stellen Sie eine ordnungsgemäße Masseverbindung an der Erdungsklemme her. Kabelinstallation: Für die Sicherheitsfunktionen STO und SS1 müssen Kabeldichtungen oder dichtende Kabelbuchsen für alle Kabel im Umrichter verwendet werden.
  • Seite 15 INSTALLATION DER OPT-AF-KARTE vacon • 13 Aufbau der OPT-AF-Karte STO-Eingänge, zwei Thermistoreingang Steckbrücke X10 unabhängige Kanäle zur Wahl der Thermistor- Thermistoreingang: Thermistor Kurzschlussüberwachung aktiv > 4.000 Ohm. Nach Aktivität kann der Fehler zurückgesetzt werden, wenn Widerstand < 2.000 Ohm. +24 V+ +24 V–...
  • Seite 16 ACHTUNG! Die Informationen in dieser Betriebsanleitung sollen beim Einsatz der Sicherheitsfunktionen helfen, die von der OPT-AF-Zusatzkarte ® im Zusammenwirken mit der VACON NXP-Steuerkarte bereitgestellt werden. Diese Informationen entsprechen der akzeptierten Praxis und den Vorschriften zum Zeitpunkt ihrer Erstellung. Gleichwohl ist der Endprodukt-/Systemplaner dafür verantwortlich, dass das System...
  • Seite 17 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 15 Safe Torque Off (STO)-Prinzip Die Sicherheitsfunktion STO der Karte OPT-AF ermöglicht eine Deaktivierung des Umrichterausgangs, sodass der Umrichter kein Drehmoment an der Motorwelle erzeugen kann. Für STO verfügt die OPT-AF-Karte über zwei separate, galvanisch getrennte Eingänge: SD1 und SD2.
  • Seite 18 Die Sicherheitsfunktion Safe Stop 1 (SS1) besteht aus zwei sicherheitsbezogenen Subsystemen, einem externen zeitverzögerten Sicherheitsrelais und der Sicherheitsfunktion STO. Die Kombination dieser beiden Subsysteme ergibt die Sicherheitsfunktion Safe Stop 1 (siehe Abbildung 4). Safe Stop 1 (SS1) Zeitverzögertes Sicherheitsrelais Safe Torque Off (STO) des Vacon NX Subsystem Subsystem Sicherheitsrelais 11055_de.emf Abbildung 4.
  • Seite 19 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 17 Abbildung 5 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 20 • 18 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Technische Einzelheiten 3.3.1 Ansprechzeiten Sicherheitsfunktion Aktivierungszeit Deaktivierungszeit Safe Torque Off < 20 ms 1.000 ms (Sicher abgeschaltetes Moment) Sicherheitsfunktion Verzögerung von Stoppsignal Zeitverzögerung für Aktivierung am Sicherheitsrelaiseingang bis von Safe Torque Off (STO)
  • Seite 21 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 19 3.3.3 Sicherheitsbezogene Daten laut Norm Safe Torque Off (STO) – Sicherheitsbezogene Daten EN 61800-5-2:2007 SIL 2 –9 PFH = 2,98 x 10 /Stunde Zweikanal-Struktur EN 62061:2005 SIL CL 2 –9 PFH = 2,98 x 10...
  • Seite 22 • 20 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Safe Stop (SS1) – Sicherheitsbezogene Daten Die Sicherheitsfunktion SS1 besteht aus zwei Subsystemen mit unterschiedlichen sicherheitsbezogenen Daten. Das Subsystem, das aus dem zeitverzögerten Sicherheitsrelais besteht, stammt vom Hersteller PHOENIX CONTACT und hat den Typ:...
  • Seite 23 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 21 Abkürzungen oder Definitionen von Sicherheitsparametern Safety Integrity Level (Sicherheitsintegritätslevel) Performance Level (Leistungsstufe) Probability of a dangerous random hardware Failure per Hour (Wahrscheinlichkeit von gefahrbringenden zufälligen Hardwareausfällen je Stunde) Kategorie Vorgesehene Architektur für eine Sicherheitsfunktion (aus EN ISO 13849-1:2006) Durchschnittliche Wahrscheinlichkeit von (zufälligen Hardware-)Ausfällen bei Anforderung...
  • Seite 24 • 22 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Verdrahtungsbeispiele Die Beispiele in diesem Kapitel zeigen die grundlegenden Verdrahtungsmöglichkeiten für die OPT-AF-Karte. Vor Ort geltende Normen und Vorschriften sind beim endgültigen Entwurf stets einzuhalten. 3.4.1 Beispiel 1: OPT-AF-Karte ohne Reset für Safe Torque Off (STO)
  • Seite 25 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 23 3.4.2 Beispiel 2: OPT-AF-Karte mit Reset für Safe Torque Off (STO) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 0 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT START „STOP“ RESET (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT +10 Vref AIA1+ AIA1 ­ AIA2+ AIA2 ­ +24 V DIN4 DIN5...
  • Seite 26 • 24 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 3.4.3 Beispiel 3: OPT-AF-Karte mit externem Sicherheitsrelaismodul mit oder ohne Reset für Safe Torque Off (STO) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 0 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT Alternativ:  Gate-Schalter * Open START „STOP“ (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT +10 Vref AIA1+ AIA1 ­...
  • Seite 27 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 25 3.4.4 Beispiel 4: OPT-AF-Karte mit externem zeitverzögertem Sicherheitsrelais für Safe Stop 1 (SS1) oder EN 60204-1 Stoppkategorie 1 HAUPTSCHALTKREIS STEUEREINHEIT START „STOP“ RAMP STOP (STOPP) DREHZAHLSOLLWERT RS1­3E +04­W1 2 +10 Vref AIA1+ AIA1 ­ AIA2+ AIA2 ­...
  • Seite 28 • 26 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 29 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 27 11063.emf Abbildung 12. QUIXX-Membranen für verschiedene Kabel von WISKA Hoppmann & Mulsow GmbH, KABELVERSCHRAUBUNGSSYSTEME. Hinweis: Es wird ein Adapter von Metrisch auf PG benötigt 11064.emf Abbildung 13. Kabeldichtung SNAP-PG von A. Vogt GmbH & Co. KG (Gummivogt) 11065.emf...
  • Seite 30 Start des Umrichters führt? Wurden ausschließlich zugelassene Baueinheiten und Bauteile verwendet? ® Ist die VACON NXP-Steuerkarte VB00761 Revision B oder neuer? ® (Siehe Aufkleber auf der VACON NXP-Steuerkarte.) ® Entspricht die Systemsoftware des VACON NXP mindestens der Version NXP00002V179? Wurde ein Prozess erarbeitet, damit sichergestellt ist, dass die Funktionalität der Sicherheitsfunktion regelmäßig überprüft wird?
  • Seite 31 Parametrisierung des Umrichters für die Sicherheitsfunktionen Safe 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 ...
  • Seite 32 • 30 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 3.5.5 Parametrisierung 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 33 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 vacon • 31 Wartung ACHTUNG! Wenn Instandsetzungs- oder Reparaturarbeiten am Umrichter mit installierter OPT-AF-Karte durchgeführt werden müssen, beachten Sie bitte die Checkliste in Kapitel 3.5.3. ACHTUNG! Bei Wartungspausen oder Instandsetzungs-/Reparaturarbeiten muss die OPT-AF-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 34 • 32 SICHERHEITSFUNKTIONEN STO UND SS1 Tabelle 6. Von der Sicherheitsfunktion STO erkannte einzelne Hardwareprobleme Fehlercode Fehler (Fault) Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen Systemfehler Thermistor-Kurzschluss Verkabelung erkannt. korrigieren Steckbrücke für die Thermistor- Kurzschlussüber- wachung überprüfen, wenn Thermistor- funktion nicht ver-...
  • Seite 35 Wiederanschluss der Karte IMMER einen Test durch, um sicherzustellen, dass die Thermistorfunktion ordnungsgemäß arbeitet. ® ACHTUNG! Die Thermistorfunktion auf der OPT-AF-Karte mit VACON NXP-Steuerung dient zum Schutz des Motors vor Überhitzung in explosionsgefährdeten Umgebungen. Der Umrichter selbst einschließlich OPT-AF-Karte kann nicht in explosionsgefährdeten Umgebungen installiert werden.
  • Seite 36 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 37 Torque Off 1 SD1- SD2+ Hardware-Safe Torque Off 2 SD2- RO1/3 RO1/1 RO1/2 RO2/3 RO2/2 Relais für reine Betriebsfunktionen, kein Bestandteil der ATEX-zertifizierten Thermistorfunktion PWM-Regler LEISTUNGSEINHEIT 11068_de.emf ® Abbildung 16. Prinzip der Thermistorfunktion in einem VACON NXP-Frequenzumrichter mit OPT-AF-Karte Local contacts: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 38 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 39 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 37 4.1.2 Hardware und Anschlüsse Tabelle 7. OPT-AF I/O-Klemmleisten Parametersollwert Klemme auf Steuertafel und Technische Angaben NCDrive SD1+ Isolierter STO-Eingang 1 +24 V ±20 % 10–15 mA DigIN:B.2 SD1– Virtueller GND 1 SD2+ Isolierter STO-Eingang 2 +24 V ±20 % 10–15 mA DigIN:B.3...
  • Seite 40 • 38 THERMISTORFUNKTION (ATEX) [kΩ] OPTAF: Auslösewert OPTAF: Zurück zum „Bereit“-Wert RLOW OPTAF: Kurzschlussschutzbereich {30–50 Ω} [°C] –20 °C 11069_de Abbildung 18. Typische Kennlinien eines Motorschutzsensors gemäß DIN 44081/DIN 440 Local contacts: http://drives.danfoss.com/danfoss-drives/local-contacts/...
  • Seite 41 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 39 Inbetriebnahme HINWEIS: Installations-, Prüf- und Wartungsarbeiten an der OPT-AF-Karte dürfen nur von fachkundigen Personen vorgenommen werden. HINWEIS: An der OPT-AF-Karte dürfen keine Reparaturarbeiten vorgenommen werden. 4.2.1 Allgemeine Verdrahtungsanleitung Der Thermistoranschluss muss mit einem eigenen Steuerkabel erfolgen. Eine Verwendung von Kabeln, die zur Spannungsversorgungdes Motors dienen, oder anderer Kabel aus dem Hauptschaltkreis ist nicht erlaubt.
  • Seite 42 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 43 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 41 4.2.5 OPT-AF-Kartenparameter Code Parameter Werkseinst. Hinweis P7.2.1.1 Therm Trip „On“ Korrekte Einstellungen: (HW) • Überbrückung X12 nicht durchtrennt und dieser Kartenparameter „On“ (für ATEX) Siehe 4.2.4 • Überbrückung X12 durchtrennt und dieser Kartenparameter „Off“ (für nicht ATEX und ähnlich OPT-A3)
  • Seite 44 • 42 THERMISTORFUNKTION (ATEX) 4.2.6 Fehlerdiagnose der Thermistorfunktion Die untenstehende Tabelle zeigt den normalen Fehler/Warnhinweis, der generiert wird, wenn der Thermistoreingang aktiv ist. Tabelle 8. Fehler/Warnung zur Anzeige, dass der Thermistor aktiv ist Fehler/ Fehlercode Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen Warnung Termistor T.
  • Seite 45 THERMISTORFUNKTION (ATEX) vacon • 43 Tabelle 9. Fehler mit Bezug auf die STO- und Thermistorfunktion Fehlercode Fehler (Fault) Subcode Mögliche Ursache Korrekturmaßnahmen Systemfehler EEPROM-Fehler - OPT-AF-Karte wechseln. der OPT-AF-Karte (Prüfsumme, antwortet nicht …). Systemfehler 34–36 Hardware-Problem der OPT- - OPT-AF-Karte wechseln.
  • Seite 46 Document ID: Vacon Ltd DPD01039D Member of the Danfoss Group Rev. D Runsorintie 7 65380 Vaasa Sales code: DOC-OPTAF+DLDE Finland...