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SIEB & MEYER Drive Controller SD2 Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx) Beschreibung der Sicherheitsfunktionen SFM und SLOF (Version 2) in den SD2-Geräten 03624xx D-00000408.1 2024-11-28...
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Zusammenfassung........................Anschlussbelegung............X66 – Sicherer Stillstandsmonitor (SFM)..............X67 – Sicher begrenztes Drehfeld (SLOF)............... Federkraftanschluss....................Fehlermeldungen..............10.1 Liste der Betriebszustände..................50 10.2 Liste der Antriebsfehlermeldungen................10.3 Liste der Warnmeldungen..................10.4 Meldungen der Schnellhaltefunktionen..............Index..................57 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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→ Beachten Sie im Handbuch die Hinweise zur Vermeidung der Gefahr. ACHTUNG Achtung Gefährliche Situation, die Sachschaden zur Folge haben kann. → Beachten Sie im Handbuch die Hinweise zur Vermeidung der Gefahr. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Dieses Dokument beschreibt die optionalen Sicherheitsfunktionen „Sicherer Stillstands- monitor“ (SFM) und „Sicher begrenztes Drehfeld“ (SLOF) in der Version 2. Diese SFM/ SLOF-Version ist in den Drive Controllern der Baureihe SD2 mit der Artikelnummer 03624xx integriert. Beide Sicherheitsfunktionen erfüllen die Anforderungen an SIL 3 nach EN 61508-1:2010 bis EN 61508-7:2010 (deutsche Fassungen).
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Endstufe wird immer der Status NO_STANDSTILL (kein Stillstand) einge- nommen und die OSSD- Relais sind geöffnet. Hinweis Wenn Sie den Wert Null als Grenzwert parametrieren, ist die Stillstandsüberwachung deaktiviert und die OSSD-Relais sind geschlossen. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Reg Aus Reg Ein Antriebseingang SFM: OSSD-Ausgang STANDSTILL Freigabe Aufenthalt im SPS-Ausgang Gefahrenbereich Gefahrenbereich Sollfrequenz soll Istfrequenz sichere Grenzfrequenz (muss in drivemaster2 oder in der SPS eingestellt werden) sicher Abb. 1: Zeitdiagramm der SFM-Funktion Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Folgende Kenngrößen werden im Rahmen der SFM-Funktion gemäß EN 61508-1:2010 bis EN 61508-7:2010 (deutsche Fassungen) geleistet: ▶ System 1oo2 ▶ SFF > 90 % −9 ▶ PFH = 1,07 × 10 −6 ▶ PFD = 4,75 × 10 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Der Status der SFM-Funktion kann über zwei Ausgänge (als 2-kanaliges OSSD-Signal) und über Feldbus übertragen werden. 3.4.1 Statusmeldung über OSSD-Signal Der Drive Controller SD2 stellt den Stillstandstatus am Anschluss X66 für eine Sicherheits-SPS zur Verfügung (Anschlussbelegung siehe Seite 48). Die SPS sendet ein 2-kanaliges OSSD-Signal an den Antrieb. Dieses Signal durchläuft im Antrieb die Signalkette der Sicherheitsfunktion, wird von der SPS wieder eingelesen und auf Integrität überprüft.
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Sicherheits-SPS und Antrieb erfolgt hierbei auf den Ebenen 7 und 8 des ISO-Kommunikationsmodels. Für die Programmierung steht ein Beispielprogramm zur Verfügung. Eine Kurzbeschreibung der Kommunikation finden Sie im Kapitel 6 „Feldbuskommuni- kation“, Seite Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Subindex 6 gesendet. Standardmäßig erfolgt die Aktivierung über die OSSD-Eingänge. Aktivierung über die OSSD-Eingänge Eine Sicherheits-SPS kann die Frequenzbegrenzung über ein OSSD-Signal am An- schluss X67 des Drive Controllers SD2 aktivieren (siehe Kapitel 9 „Anschlussbelegung“, Seite 48 Hierzu sendet die SPS ein 2-kanaliges HIGH-aktives OSSD-Signal an die Eingänge des Antriebs.
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überschritten wird, wird kein weiteres Drehmoment und somit keine weitere Be- schleunigung erzeugt. Dies entspricht dem Status FREQUENCY_OUT_OF_LIMITS (Frequenz zu hoch). Der Antrieb generiert die entsprechende Fehlermeldung E46-8 (Frequenzüberschreitung). Das folgende Diagramm zeigt die zeitlichen Abläufe der SLOF-Funktion: Abb. 5: Zeitdiagramm der SLOF-Funktion Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Sollfrequenz und Istfrequenz befinden sich oberhalb der parametrier- ten Grenzfrequenz. Anwendung Die Begrenzung der Drehfeldfrequenz kann wie folgt genutzt werden: ▶ zur Begrenzung der Werkzeugdrehzahl (Bohrer/Fräser) ▶ zum Schutz von Wartungs- und Bedienpersonal ▶ als Berstschutz für Schleif- und Abrichtscheiben Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Der Status der SLOF-Funktion kann über zwei Ausgänge (als 2-kanaliges OSSD-Si- gnal) und über Feldbus übertragen werden. 4.4.1 Statusmeldung über OSSD-Signal Eine Sicherheits-SPS kann die Frequenzbegrenzung über ein OSSD-Signal am Anschluss X67 des Drive Controllers SD2 aktivieren (Anschlussbelegung siehe Seite 48). Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Die Signale müssen getaktete OSSD-Signale sein. Statische Signale sind nicht sicher. Abb. 7: Statusübertragung über OSSD-Signal Wenn mehrere Antriebe ausgewertet werden sollen, kann eine Signalkette gebildet wer- den (siehe Seite 16). Maximal 16 Antriebe (bzw. 8 Doppelantriebe) dürfen in einer Signalkette verdrahtet werden. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Sicherheits-SPS und Antrieb erfolgt hierbei auf den Ebenen 7 und 8 des ISO-Kommunikationsmodels. Für die Programmierung steht ein Beispielpro- gramm zur Verfügung. Eine Kurzbeschreibung der Kommunikation finden Sie im Kapitel 6 „Feldbuskommuni- kation“, Seite Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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SPS vorgegeben. Der Parameter kann jederzeit von der SPS zurückgelesen werden. Zur Überprüfung der korrekten Parametrierung sollte der Parameter zyklisch zurückgelesen werden. Hinweis Nach einem Neustart der SD2-Firmware oder einem Parameter-Download über die dri- vemaster2-Software gelten wieder die Werte aus dem Parametersatz. Systembedingte Abweichung der messbaren Umrichter-Ausgangsfrequenz...
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Abb. 9: Systembedingte Abweichung der messbaren Umrichter-Ausgangsfrequenz Beispiel für eine systembedingte Abweichung Basis der Drehfrequenz ist die Taktfrequenz von 16 kHz. Bei einer Drehfrequenz von 2000 Hz ergeben sich 8 Messimpulse pro Umdrehung: Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Beispiel nur entweder 8 oder 9 Messimpulse pro Umdrehung gezählt werden: ▶ 16000 / 8 = 2000,00 Hz ▶ 16000 / 9 = 1777,78 Hz Folglich entspricht die maximale Abweichung von einem Impuls 1/8 = 12,5 %. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Feldbuskommunikation Die Sicherheits-SPS kommuniziert über mehrere Ebenen mit den Antrieben. Das SPS- Programm sendet seine Solldaten über eine Feldbusschnittstelle an die einzelnen SD2- Drive-Controller. Die Istwerte werden in umgekehrter Richtung zur SPS übertragen. Folgende Fehler werden von der SD2-Software erkannt: ▶...
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Mit den beiden Lesebefehlen wird das Antworttelegramm des entsprechenden Sa- fety-Kontrollers gelesen. Ablauf der Datenübertragung Die SPS arbeitet die Daten schrittweise für jeden Antrieb eines SD2-Moduls ab: Vorgabewert „Grenze Drehzahl Null“ schreiben, SC0 Vorgabewert „Grenze Drehzahl Null“ schreiben, SC1 Vorgabewert „sicher begrenztes Drehfeld“ schreiben, SC0 Vorgabewert „sicher begrenztes Drehfeld“...
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Der Subindex gibt den Parameterindex an, dessen Wert im Datenarray steht. Die R/W-Anweisung gibt an, ob gelesen oder geschrieben werden soll. 6.2.3.1 Subindex 0: Telegrammwiederholung Schreiben: Keine Funktion In das Datenarray des nächsten Antworttelegramms wird Null eingetragen. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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1 … 4 reserviert 5 … 7 ungenutzt 1 … 3 0 … 23 reserviert Nachdem der Fehler gelöscht wurde, wird der aktuelle Status in das nächste Antwortte- legramm übernommen. Lesen: Status- und Fehlerabfrage Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Subindex 4: Softwareversion Schreiben: Keine Funktion Die aktuelle Softwareversion wird in das nächste Antworttelegramm übernommen. Lesen: Entsprechend der Vorgabe im Datenwert wird die Versionsnummer oder die Checks- umme der Kontrollersoftware im nächsten Antworttelegramm zurückgegeben. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Adresse 0x00 0x80 0x01 0x81 0x02 0x82 0x03 0x83 0x04 0x84 0x05 0x85 ⋮ 0x7E 0xFE 0x7F 0xFF 6.2.3.7 Subindex 6: Aktivierung sicher begrenztes Drehfeld Dieser Subindex ist verfügbar ab dem Software-Release s01001v09004. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Vorgabe für Antrieb A in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x0000000A 0x74008100 1946190080 0x0000000A 0x73018100 1929478400 Vorgabe für Antrieb A in Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x0000000A 0xF4008180 4093673856 0x0000000A 0xF3018180 4076962176 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Wert dezimal 0x00000000 0x7D000181 2097152385 0x0000000A 0x72010181 1912668545 6.3.3 Vorgabe: Grenzwert „sicher begrenztes Drehfeld“ = 200 Hz Vorgabe für Antrieb A in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x000000C8 0xB5008200 306709376 0x000000C8 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Abfrage von Antrieb B in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0xFC000201 4227858945 0x000000C8 0x33010201 855704065 Abfrage von Antrieb B in Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0x7C000281 2080375425 0x000000C8 0xB3010281 3003187841 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Abfrage von Antrieb A in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000001 0xFB000300 4211081984 0x200006F8 536872696 0xDD010300 3707831040 Abfrage von Antrieb A in Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000001 0x7B000380 2063598464 0x200006F8 536872696 0x5D010380 1560347520 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Abfrage: Wert der defekten RAM-Zelle Der Rückgabewert im Objekt 469 und die damit verbundenen Statusbytes im Objekt 470 können je nach Status der Antriebe und der Prozessoren von den hier aufgeführten Werten abweichen. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Fehler löschen im Antrieb A in Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000001 0xFB008380 4211114880 0x000000C7 0x34018380 872514432 Fehler löschen im Antrieb B in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000001 0x7A008301 2046853889 0x000000C7 0xB3018301 3003220737 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Der Rückgabewert im Objekt 469 und die damit verbundenen Statusbytes im Objekt 470 können je nach Checksumme von den hier aufgeführten Werten abweichen. Abfrage von Antrieb A in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000001 0xFA000400 4194305024 0x0000129C 4764 0x4C010400 1275134976 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Abfrage von Antrieb B in Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0xF9000501 4177528065 0x00000000 0xF8010501 4160816385 Abfrage von Antrieb B in Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0x79000581 2030044545 0x00000000 0x78010581 2013332865 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Für Achse A im Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0xF9000600 4177528320 0x00000002 0xF6010600 4127262208 Für Achse A im Prozessor M1: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000000 0x79000680 2030044800 0x00000002 0x76010680 1979778688 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Wert dezimal 0x00000002 0xF6000700 4127196928 0x07E00801 132122625 0x07010700 117507840 Abfrage der Erstellungszeit (11:31:01) für die Achse A im Prozessor M0: Index Wert hexadezimal Wert dezimal 0x00000003 0xF5000700 4110419712 0x000B1E01 728577 0xCD010700 3439396608 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Über den Subindex und die Schreib-/Lese-Auswahl können Sie die gewünschte Aktion auswählen. Im Feld „Data“ können Sie Übergabeparameter eintragen. Während der Eingabe erstellt das Programm aus den Vorgabewerten die Daten für die Objekte 467 und 468. Diese Daten sind grau hinterlegt. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Drücken Sie die Schaltfläche „Send“, um die Daten an den ausgewählten Kontroller zu senden. Abb. 12: safety object converter: Daten gesendet Gesendete Daten werden grün hinterlegt. In den Objekten 469 und 470 wird die Antwort des Kontrollers dargestellt. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Diese Signale können zu Test- und Prüfzwecken genutzt werden. Es sind keine zertifi- zierten, sicherheitsrelevanten OSSD-Ausgänge. Hinweis Die dazwischenliegenden Impulse ergeben sich aus den Selbsttests der Antriebe und besitzen eine typische Pulsweite von 1 ms. Diese Testimpulse der Antriebe müssen von der SPS ausgefiltert werden. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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OSSD-Signale OSSD-Kanäle und Signalketten Im Drive Controller SD2 stehen 8 OSSD-Signalkanäle zur Verfügung. Für jeden Antrieb A und B gibt es 2 Kanäle für SFM und 2 Kanäle für SLOF. Jeder Kanal enthält 2 in Reihe geschaltete Relais und eine Messeinrichtung zur Über- wachung der Selbsttests.
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Der Selbsttest kann sich mit dem OSSD-Takt der SPS überschneiden. Dann tritt unge- wollt eine Zeitüberschreitung ein. Für diesen Fall ist der Zähler integriert worden. Abb. 16: Signalüberlagerung OSSD-Takt der SPS und Selbsttest Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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An der Motoransteuerung muss „sicher begrenztes Drehfeld“ erkannt sein. ▶ Die Komparatoren müssen „sicher begrenztes Drehfeld“ erkannt haben (zurzeit nicht genutzt). ▶ Der jeweils andere Safety-Kontroller muss für den entsprechenden Antrieb „sicher begrenztes Drehfeld“ melden. ▶ Es darf kein Fehler anliegen. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Am Eingang wurde eine Spannung von 18 V angelegt. Am Ausgang wurde eine Span- nung von 17,7 V gemessen. Hierbei wurde ein Spannungsabfall zwischen Eingang und Ausgang von 0,3 V festge- stellt. Der gemessene Strom betrug 69 mA. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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8.3.2 Verkettung der OSSD-Kanäle 8.3.2.1 Testaufbau Der Testaufbau besteht aus 4 Einzelantrieben und 4 Doppelantrieben vom Typ SD2 mit den Sicherheitsfunktionen SFM und SLOF. Abb. 17: Geräteübersicht des Testaufbaus in drivemaster2 8.3.2.2 Oszilloskopaufzeichnungen Als OSSD-Signale werden die Testsignale an Stecker X66 / Pin 10 (OSSD1) und Ste- cker X67 / Pin 10 (OSSD2) genutzt.
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Signalkette durchgereicht werden (OSSD1: gelb / blau und OSSD2: pink / grün). Die dazwischenliegenden Testimpulse werden asynchron von den einzelnen Antrie- ben durch Schalten der Relais erzeugt (blau und grün): Abb. 19: Signalkette OSSD1 und OSSD2 Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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OSSD-Signale Die folgende Aufzeichnung zeigt einen Selbsttestimpuls des Antriebs gefolgt vom OSSD-Impuls: Abb. 20: Antriebsimpuls und OSSD-Impuls Die folgende Aufzeichnung zeigt 2 aufeinander folgenden Selbsttestimpulse des An- triebs: Abb. 21: 2 Antriebsimpulse Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Der Anwender muss sicherstellen, dass die nachfolgende SPS die Selbsttestim- pulse filtert und nur die sicherheitsrelevanten OSSD-Impulse auswertet. Hinweis Es dürfen maximal 16 Antriebe (= 8 Doppelantriebe) in einer Kette verdrahtet werden, um die oben aufgeführten Anforderungen sicherzustellen. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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OSSD-Eingangssignal (1. Kanal) SLOF_OUT_1 OSSD-Ausgangssignal (1. Kanal) SLOF_IN_2 OSSD-Eingangssignal (2. Kanal) SLOF_OUT_2 OSSD-Ausgangssignal (2. Kanal) Masse Bezugsmasse Quelle OSSD2 OSSD-Testsignal 2 Das OSSD-Testsignal dient zu Test- und Prüfzwecken. Es ist kein zertifizierter, sicherheitsrelevanter OSSD-Ausgang. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Schieben Sie den Leiter in die Rastkammer bzw. ziehen Sie ihn aus der Rastkammer heraus. ▶ Lösen Sie den Schraubendreher wieder. Hinweis Massive Drähte oder mit Aderendhülsen versehene Anschlussleitungen können ohne Werkzeug in die Rastkammer geschoben werden. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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(0x107) gebremst und Antrieb wird freige- (263d) schaltet (gesteuertes Stillsetzen). ▶ Motorpolpaarzahl im EnDat-/Hiper- Hiperface / EnDat OEM-Daten feh- Kein „Bereit“ zum Starten (0x109) lerhaft face-Geber stimmt nicht mit Parame- (265d) tersatz überein. Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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▶ Unzureichende Kühlung des Gerätes Umgebungstemperatur zu hoch Motor wird mit Fehlerrampe und (0x31B) Strombegrenzung stillgesetzt. (795d) ▶ Unzureichende Kühlung der Leis- Temperatur Leistungsendstufe zu Motor wird mit Fehlerrampe und (0x31C) hoch Strombegrenzung stillgesetzt. tungsendstufe (Kühlkörper) (796d) Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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(1320d) chung gebremst. Motorphase fehlt Motor wird durch Kurzschließen Motoranschluss/-parametrierung fehler- (0x529) der Motorphasen mit Stromüberwa- haft: (1321d) Kein Motor angeschlossen chung gebremst. Kein Motor angeschlossen/falsche Verdrahtung, Kabelbruch Falscher Motor angeschlos- Falsche Parametrierung Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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Fehlerhafte Ansteuerung UCE-Sat Überwachung Fehlerhafte Parametrierung, End- stufe defekt, Kabelbruch, Kurz- schluss etc. Erdschluss Erdschluss einer Motorphase Strommessbereich Fehlerhafte Parametrierung, End- stufe defekt, Kabelbruch, Kurz- schluss etc. Überstrom Motor Antriebsfunktion U/f: „Fangen“ falsch parametriert Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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SIEB & MEYER. Bei Servomotoren mit Kommutierung durch ein inkrementelles Motormesssystem wird die Warnung W17 „Kommutierungs- winkel nicht bekannt “ gesetzt. Nach einem Neustart des Geräts wird automatisch das Einphasen mit dem Motormesssystem gestartet (Setzen). Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)
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(Die Funktion ist nur aktiv, wenn der Eingang als „Regler Ein Typ 2 (mit positiver Flanke)“ parametriert ist.) Softwarefunktion „Schnellhalt“ Digitaler Eingang „Schnellhalt“ Softwarefahrbereich „Negative Grenze“ Softwarefahrbereich „Positive Grenze“ Bussystem „Schnellhalt“ (Im Steuerwort des Bussystems ist das Schnellhaltbit auf 0 ge- setzt.) Digitaler Eingang „Negativer Endschalter“ Drive Controller SD2 - Sicherheitsfunktionen SFM/SLOF (03624xx)