Kostal INVEOR M Kurzanleitung Seite 2

Einstufung zweikanalig EN ISO 13849-1 mit dynamischer Testung
Die Einstufung der zweikanaligen STO-Funktion mit dynamischer Testung entspricht
den nachfolgenden Anforderungen:
Bezeichnung Wert
Sicherheitsmaßnahme Impulssperre
PL e
Kategorie 4
MTTFd 167 [a]
DC 99 [%]
T 20 Jahre
Max. Diagnose-
täglich
Prüfintervall
Tabelle: Einstufung zweikanalig EN ISO 13849-1, mit dynamischer Testung
Der genaue Ablauf eines Diagnose-Prüfintervalls ist in Kapitel 7 und in der
Bedienungsanleitung „Funktionale Sicherheit" beschrieben.
Einstufung einkanalig (reduzierter SIL und PL)
Die Einstufung einkanalig ergibt sich durch Parallelschaltung der beiden
STO-Eingänge. Somit reduziert sich die Sicherheitseinstufung auf die nachfolgenden
Werte.
WICHTIGE INFORMATION
 Die Einstufung kann sich durch falsche Anschlusstechnik (z. B. einkanalig)
während der Installation/Planung reduzieren!
 Eine externe 1-kanalige Struktur, gebrückt auf beide STO-Eingänge bedeutet,
dass der Sicherheitslevel nicht mehr (SIL3 bzw. PLe) entspricht.
Bezeichnung Wert
Sicherheitsmaßnahme Impulssperre
SIL 1
PFH 1,81e-08 Wahrscheinlichkeit gefährlicher
SFF 99,24 %
T 20 Jahre
PL c
Kategorie 1
MTTFd 56 Jahre
DC 60 [%]
Tabelle: Einstufung einkanalig IEC 61508 und EN ISO 13849
WICHTIGE INFORMATION
Wenn in der Anwendung eine externe Steuerung einen Test der Schaltung 100-mal
häufiger als eine „scharfe" Anforderung der STO Funktion durchführt, so wird SIL 2
und PL d erreicht.
2 Typschlüssel / Geltungsbereich
Die Antriebsreglerplattform INVEOR beinhaltet Varianten mit und ohne Sicherheits-
funktion STO. Diese Varianten sind eindeutig durch den Produktschlüssel erkennbar.
Die Sicherheitsfunktion STO ist nicht nachrüstbar
Typschlüssel / Geltungsbereich
Die folgende Tabelle gibt den Überblick der Geräte mit STO-Funktion:
INVEOR M
INV Mx IV01 PWxx LPxx AP10
INV Mx IV01 PWxx LPxx AP2x
INV Mx IV01 PWxx LPxx AP5x
INVEOR MP
INV MPx VS01 IV01 PWxx LPxx AP10
INV MPx VS01 IV01 PWxx LPxx AP2x
INV MPx VS01 IV01 PWxx LPxx AP5x
3 Technische Daten
Technische Daten allgemein
 Technische Daten allgemein
Technische Daten STO
Bezeichnung
STO Ansprechzeit max.
PELV/SELV Netzteil für STO Eingangsspannung
(Nennwert)
PELV/SELV Toleranz für STO Eingangsspannung
(bezogen auf Nennwert)
Stromaufnahme pro STO-Kanal bei Nennspannung
Einschalt-Peakstrom (2,5 ms)
Verträglichkeit: OSSD Impuls max.
Verträglichkeit: OSSD Impulsperiodenzeit min.
STO Input Low
STO Input High
STO Input High bei Betrieb mit OSSD-Signalen
Tabelle: Technische Daten STO
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Die STO Ansprechzeit, ist die Zeit, die von der Deaktivierung des STO Eingangssignals
bis zur eindeutig sicherheitsgerichteten Sperrung der Impulssperre kommt.
Erklärung
---
Performance-Level
---
Mittlere Zeit bis zum
gefahrbringenden Ausfall
Diagnose Deckungsgrad
Gebrauchsdauer
STO-Input
In der Anwendung der Maschine ist die STO Ansprechzeit von maximal 50 ms zu
beachten
4 Sicherheitsfunktionen
Erklärung
STO Funktion (Safe Torque Off)
---
Safety Integrity Level
Nach erfolgter Auslösung der Funktion STO wird der Antrieb abgeschaltet
(Impulssperre) und die Antriebssteuerung läuft ungebremst aus (sofern keine Bremse
Ausfälle pro Stunde
aktiviert wird).
Anteil sicherer Ausfälle
Gebrauchsdauer
Performance Level
Die Auslaufzeit muss in dieser Anwendung beachtet werden.
---
Mittlere Zeit bis zum
gefahrbringenden Ausfall 5 Applikationshinweise - Sicherheit
Diagnose Deckungsgrad
Wiederanlaufschutz
Im Falle gefährlicher extern wirkender Lasten kann vom Zustand STO eine Gefahr
ausgehen, wenn keine weiteren Maßnahmen getroffen werden.
Neben den Schaltbeispielen sind ebenso die Hinweise zum Thema „Wiederanlauf" aus
den Normen DIN EN ISO 13849-1 (BGIA-Report 2/2008) und IEC 60204 zu
berücksichtigen.
Allein das Zurücksetzen einer Sicherheitsanforderung darf nicht automatisch zu einem
Wiederanlauf des Antriebs führen. Ein Wiederanlauf darf erst durch eine
Fehlerquittierung (manuelle Rückstellung) am Sicherheitsschaltgerät möglich sein.
Durch eine entsprechende Parametrierung ist es möglich, dass der Antriebsregler
automatisch anläuft.
Hilfsspannung intern
Die 24 V-Versorgung der Applikationsleiterplatte liegt entsprechend der SELV/PELV
Anforderung an Klemme X5 vor und kann als Versorgungsspannung der STO-Kanäle
verwendet werden. In diesem Anwendungsfall stehen für weitere externe Komponenten
GHxx DKxx COxx max. 30 mA zur Verfügung.
GHxx DKxx COxx
GHxx DKxx COxx
6 Parametrierung
Es wird empfohlen die „Autoquittierung" eines Fehlers zu deaktivieren (Parameter
1.181), da es sonst, sobald der Fehler nicht mehr ansteht, zum sofortigen Wiederanlauf
kommen kann.
STO
Der Wiederanlaufschutz (nicht sicherheitsgerichtet, Parameter 1.132) sollte auf keinen
GHxx DKxx OAxx COxx
Fall deaktiviert werden, da es sonst beim Zuschalten der STO-Spannung zum
GHxx DKxx OAxx COxx
sofortigen Wiederanlauf kommen kann.
GHxx DKxx OAxx COxx
7 Diagnose
Der Zustand der STO-Funktion wird mit Hilfe eines potentialfreien Diagnosekontakts
signalisiert, der im sicheren Zustand geschlossen ist. Damit wird die zweikanalig
abgeschaltete Impulssperre angezeigt. Dieser Kontakt kann als Rückmeldung an eine
übergeordnete Steuerungseinheit verwendet werden.
Diagnose Sicherheitsfunktion
STO 1 STO 2
Aus Aus
Ein Aus
Wert Einheit
50 ms
Aus Ein
24 VDC
Ein Ein
± 25 %
typ. 65 mA
400 mA
 Die maximale Verzögerungszeit zwischen der Auslösung der Sicherheitsfunktion
1 ms
durch das eingangsseitige Sicherheitsgerät und dem Schließen des
10 ms
Meldekontakts beträgt 50 ms.
0..5 V  In der Anwendung der Maschine ist diese Reaktionszeit zu beachten und
entsprechend die externe Fehlerdiagnose zu konfigurieren.
18..30 V
19,2..30 V
Externer Dynamischer Test
Um einen Diagnosedeckungsgrad von 99 % und die daraus resultierenden
Sicherheitskennwerte zu erreichen, bedarf es eines externen dynamischen Tests.
Hierbei werden die STO Kanäle vor jeder Freigabe der Motoransteuerung mit allen
möglichen logischen Zuständen beaufschlagt und der erwartete Zustand des
Diagnoserelais wird abgefragt.
WICHTIGE INFORMATION
WICHTIGE INFORMATION
WICHTIGE INFORMATION
WICHTIGE INFORMATION
Kontakt Hinweis
geschlossen Beide STO Kanäle nicht versorgt:
STO aktiv
geöffnet Zustand unplausibel:
Kanäle zeigen ungleiches Ergebnis
geöffnet Zustand unplausibel:
Kanäle zeigen ungleiches Ergebnis
geöffnet Beide STO Kanäle versorgt:
Betrieb möglich
WICHTIGE INFORMATION
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8 Klemmenbelegung
Die Eingangsklemme X310 dient dem eingangsseitigen Anschluss elektromechanischer
und elektronischer Sicherheitsschaltgeräte.
Neben den sicherheitsgerichteten Eingängen sind auf der Klemme X310.5 und X310.6
die Rückmeldekontakte verfügbar (Diagnose).
Klemmenbelegung X310
Steueranschlüsse der funktionalen Sicherheit
Klemmenbelegung X310
Klemmen-Nr. Bezeichnung Belegung
Steuereingang 1 für die Funktion STO
1 STO 1
(0 V/24 V)
2 GND STO 1 Bezugspotential STO 1 (0 V)
Steuereingang 2 für die Funktion STO
3 STO 2
(0 V/24 V)
4 GND STO 2 Bezugspotential STO 2 (0 V)
Schließerkontakt für Rückmeldung STO an
5 C1
externe Steuerung (Diagnose)
Schließerkontakt für Rückmeldung STO an
6 C2
externe Steuerung (Diagnose)
9 Montage / Demontage / Inbetriebnahme
Die Montage und Demontagehinweise sowie die Angaben zur Inbetriebnahme beziehen
sich in diesem Dokument nur auf die Thematik „funktionale Sicherheit".
Montage
 Montage
STO-Anschlussleitung
Bezogen auf die STO-Anschlussleitung wird der „Fehlerausschluss Kurzschluss" nach
DIN EN 13849-2 erreicht, indem für jeden Kanal eine separate, geschirmte Leitung
verwendet wird.
Die Abschirmung ist hierbei an beiden Enden aufzulegen.
Wird nur eine geschirmte Leitung für beide STO-Kanäle verwendet, so muss für die
Einhaltung des „Fehlerausschluss Kurzschluss" ein Sicherheitsschaltgerät verwendet
werden, um mögliche Querschlüsse zwischen den Kanälen zu erkennen.
Die maximale Leitungslänge für den Anschluss der STO-Kanäle beträgt 30m.
Der Kabelquerschnitt ist so auszulegen, dass die geforderte minimale
Eingangsspannung von 18 V bzw. 19.2 V bei Betrieb mit OSSD-Signalen nicht
unterschritten wird.
Verkabelungsanweisung für Steuerklemmen X5 und X310:
Baugröße A - D
Anschlussklemmen: Steckklemm-Anschluss mit Betätigungsdrücker
(Schlitz-Schraubendreher, max. Breite 2,5 mm)
Anschlussquerschnitt: 0,5 bis 1,5 mm², eindrähtig, AWG 20 bis AWG 14
Anschlussquerschnitt: 0,75 bis 1,5 mm², feindrähtig, AWG 18 bis AWG 14
Anschlussquerschnitt: 0,5 bis 1,0 mm², feindrähtig
(Aderendhülsen mit und ohne Kunststoffkragen)
Abisolierlänge: 9 bis 10 mm
 Demontage
 Inbetriebnahme
STO Validierung
Im Rahmen der Inbetriebnahme ist es zwingend erforderlich die STO-Funktion des
Antriebsreglers anzufordern, um die einwandfreie Funktion sicherzustellen.
Hierfür wird die STO-Funktion bei laufendem Motor angefordert. Daraufhin muss der
Motor austrudeln.
Ebenso ist die Diagnosefunktion zu überprüfen. Siehe hierzu Betriebsanleitung.
SS1 Validierung
Der Antriebsregler INVEOR verfügt nicht über einen sicherheitsgerichteten Eingang, der
die SS1 Funktion bereitstellt.
Die SS1 Validierung beinhaltet somit die Überprüfung der STO-Sicherheitsfunktion des
Antriebsreglers und die Überprüfung des externen Sicherheitsschaltgerätes, welches nach
Ablauf der eingestellten Zeit die STO-Funktion anfordert.
10 Störungsbehandlung
 Fehlererkennung und -behebung
 Übersicht Störungen
 Störungsanzeige
 Störungssuche und -behebung
11 Wartung
 Wartung
 Checkliste Wartung
SS1 Validierung
Die STO-Funktion wird bei laufendem Motor angefordert. Daraufhin muss der Motor
austrudeln.
Entsprechend der ausgewählten Sicherheitsanwendung (siehe hierzu Betriebs-anleitung)
muss zusätzlich die korrekte Funktionsweise der Diagnose bzw. des dynamischen Tests
nachgewiesen werden
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