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Kollmorgen AKD-N 6A Projektierungshandbuch

Dezentrales antriebssystem akd serie
Inhaltsverzeichnis

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®
AKD
Dezentrales Antriebssystem
Projektierungshandbuch
Ausgabe: C, November 2018
Originaldokument
Befolgen Sie die Anweisungen in diesem Handbuch für eine
sichere und ordnungsgemäße Verwendung des Produktes.
Bewahren Sie das Handbuch während der Produktlebenszeit auf.

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Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für Kollmorgen AKD-N 6A

  • Seite 1 ® Dezentrales Antriebssystem Projektierungshandbuch Ausgabe: C, November 2018 Originaldokument Befolgen Sie die Anweisungen in diesem Handbuch für eine sichere und ordnungsgemäße Verwendung des Produktes. Bewahren Sie das Handbuch während der Produktlebenszeit auf.
  • Seite 2 Technische Änderungen zur Verbesserung der Leistung der Geräte ohne vorherige Ankündigung vor- behalten. Dieses Dokument ist geistiges Eigentum von KOLLMORGEN. Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Wer- kes darf in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder in einem anderen Verfahren) ohne schriftliche Geneh- migung von KOLLMORGEN reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.
  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    4.2.3 GND Definition 4.2.4 Systemleistung 24 V (Stand-By Betrieb) 4.3 System Verdrahtungskonzept 4.3.1 Definition Kabellänge 4.3.2 Übergang von der IP54 zur IP65/67 Umgebung 4.4 System Absicherung 4.4.1 Netzsicherung 4.4.2 Absicherung 24 VDC 4.4.3 Bremswiderstand Absicherung KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 4 5.5.4 Sicherheitstechnische Merkmale des Teilsystems AKD-C und AKD-N 5.5.5 Grundsätzliche Sicherheitsbetrachtungen nach EN 61800-5-2 5.5.5.1 Risikoanalyse nach ISO 12100:2010 5.5.6 Sicherheitstechnische Beurteilung des Gesamtsystems nach ISO 13849-1 5.6 Stopp / Not-Halt / Not-Aus 5.6.1 STOPPEN 5.6.2 Not-Halt 5.6.3 NOT-AUS KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 5: Allgemeines

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 2 Allgemeines 2.1 Über diese Anleitung 2.2 Dokumentation für Dezentrale Antriebssysteme 2.3 Komponenten für Dezentrale Antriebssysteme KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 6: Über Diese Anleitung

    Hinweise für die physikalischen und elektrischen Anforderungen an die Sys- temkomponenten. Eine digitale Version dieser Anleitung (PDF Format) befindet sich auf der mit dem Gerät gelie- ferten DVD. Die aktuellste Version können Sie von der KOLLMORGEN Website (www.- kollmorgen.com) herunterladen. 2.1.1 Die Vorteile dezentraler Antriebstechnik...
  • Seite 7: Dokumentation Für Dezentrale Antriebssysteme

    Safety Guide (i.V.) EN, GE, FR, IT, SP, PO, RU Produkt, Website AKD-C/AKD-N Betriebsanleitung EN, GE AKD DVD, Website Zubehör Handbuch regional EN, GE AKD DVD, Website Betriebsanleitung EN, GE, IT, SP Produkt, Website Motor Betriebsanleitung EN, diverse Produkt, Website KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 8: Komponenten Für Dezentrale Antriebssysteme

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 2.3 Komponenten für Dezentrale Antriebssysteme Alle Komponenten im blauen Rechteck werden von KOLLMORGEN geliefert. Die Komponenten im grauen Bereich und die mit "x" gekennzeichneten Leitungen müssen vom Maschinenbauer hinzugefügt werden. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 9: Von Kollmorgen Lieferbare Komponenten

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 2.3.1 Von KOLLMORGEN lieferbare Komponenten KOLLMORGEN liefert den Großteil der Komponenten, die zum Aufbau eines dezentralen Antriebssystems benötigt werden. Motion Control Information Bestellnummer AKC-PNC/SPS Industrie PC mit Touchscreen Siehe Typen- schlüssel im zuge- AKC-PCM PCMM Motion Controller hörigen Handbuch...
  • Seite 10 30 m SAC-4P-M12MS (AKD-N-DS, STO Signale) SAC-4P-M12MSD (alle AKD-N-DF, Bus Signale) * x: C=ComCoder, D=EnDat/BiSS digital, E=EnDat/BiSS, H=Hiperface, S=SFD Spezialstecker für AKD-N-DF/DS mit Ein-Kabel Anschluss Bestellnummern AKD-N X5 Gegenstecker X5 mit Brücke 4-5 AKD-N-JUMP-X5 KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 11: Komponenten, Die Vom Maschinenbauer Hinzugefügt Werden Müssen

    Telefon : +49 (0)7191 482-0 Website: www.murrplastik.de, E-Mail: info@murrplastik.de 2.3.2.2 M12 Datenkabel für AKD-N KOLLMORGEN bietet die folgenden Kabel nur in 5m Länge an: SAC-8P-M12MS (alle AKD-N, I/O Signale) SAC-4P-M12MS (AKD-N-DS, STO Signale) SAC-4P-M12MSD (alle AKD-N-DF, Bus Signale) Andere Längen können Sie beziehen von: Phoenix Contact Deutschland GmbH Flachsmarktstr.
  • Seite 12 Alle technischen Informationen und Spezifikationen der Schleifringen wie z.B. Betrieb- stemperaturbereiche entnehmen Sie dem Handbuch des Herstellers STEMMANN- TECHNIK. Der hier verwendete Schleifring wird mit passenden KOLLMORGEN Anschlüs- sen hergestellt. Um eine reibungslose Installation zu ermöglichen, werden also keinerlei Adap- ter benötigt.
  • Seite 13: Physische Systemplanung

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 3 Physische Systemplanung 3.1 Systemvoraussetzungen 3.2 System Temperatur-Management KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 14: Systemvoraussetzungen

    AKD-C besitzt zwei Stränge, an die jeweils bis zu 8AKD-N angeschlossen werden können. Zwischen den einzelnen Komponenten des Systems sind maximale Entfernungen (Kabel- längen) definiert: Die Leitungslänge zwischen AKD-N und Motor darf maximal 5 m betragen.. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 15: Anforderung An Die Umgebung Im Betrieb

    1500 m -> Stromreduzierung = (1500 m – 1000 m) *1,5% / 100 m =7,5% 2000 m -> Stromreduzierung = (2000 m – 1000 m) *1,5% / 100 m =15% 2500 m -> maximale Einsatzhöhe überschritten => Einsatz nicht möglich KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 16: Nicht Bestimmungsgemäße Verwendung

    Schiffe oder Offshore-Anwendungen Verdrahtung des Systems mit Hybridkabeln (Kabel zwischen AKD-C und AKD-N sowie zwi- schen AKD-N und AKD-N) anderer Hersteller als Kollmorgen ist nicht erlaubt. Verändern von Kollmorgen Kabeln oder Steckern ist nicht erlaubt. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 17: System Temperatur-Management

    Die in der Betriebsanleitung angegebenen Kühlflächen (Aluminium) von 240 x 240 x 10 mm bei AKD-N 3A bzw. 500 x 500 x 10 mm bei AKD-N 6A, ermöglichen bei Betrieb am 480 V Netz und 40° C Umgebungstemperatur eine 100% Aus- lastung.
  • Seite 18: Temperaturmessung Im Akd-N

    Beispiele: AKD-N 3A frei in der Luft ist nach 60 Minuten stabil, AKD-N 6A auf Kühlplatte 500x500x10 mm ist nach 180 Minuten stabil. 3.2.5 Kühlflächenwahl AKD-N Für den Betrieb mit maximaler Leistung eines AKD-N in der Maschine ist eine optimale Kühl- situation Voraussetzung.
  • Seite 19: Rth Berechnung

    Rth = dT / P Rth = 50 K / 44,9 W= 1,11 K/W Ergebnis: Aus den Beispielgeometrien (➜ S. 18) können Sie ablesen, dass z.B. eine quadratische Kühlplatte 350x350x10 mm (Rth ~ 1,00 K/W) zur Kühlung ausreicht. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 20: Elektrische Systemplanung

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 4 Elektrische Systemplanung 4.1 System Erdung 4.2 System 24V 4.3 System Verdrahtungskonzept 4.4 System Absicherung KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 21: System Erdung

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 4.1 System Erdung Stellen Sie die ordnungsgemäße Erdung aller Komponenten mit der PE-Schiene im Schalt- schrank als Bezugspotential sicher. Verbinden Sie jede Erde einzeln mit dem vorgesehenen Erdungsanschluss (Sternpunktanbindung). KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 22 Um die Impedanz möglichst niedrig zu halten, empfehlen wir ein Kup- fergewebeband für den PE Anschluss am PE Bolzen. AKD-N Benutzen Sie beide PE Anschlüsse. Um die Impedanz möglichst niedrig zu halten, emp- fehlen wir Kupfergewebebänder für die PE Anschlüsse. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 23: System 24V

    (Trenntrafo o.ä.) * Ströme für AKD-C mit maximaler Auslastung (siehe "Systemleistung 24 V (Stand-By Betrieb)" (➜ p. 25)). Den Strom für die verwendete Steuerung und für in der Maschine verbaute Sensoren müssen Sie jeweils aufaddieren. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 24: Versorgung Mit Dezentralen 24V Netzteilen (P1, P2, P3)

    IP20 Galvanisch getrennt (Trenn- PS2 SPS +/- 10% systemabhängig IP20 trafo o.ä.) PS3 Sensoren +/- 10% systemabhängig IP67 * Ströme für AKD-C mit maximaler Auslastung (siehe "Systemleistung 24 V (Stand-By Betrieb)" (➜ p. 25)). KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 25: Gnd Definition

    24V Motorhaltebremse darf insgesamt maximal 14 A betragen. Haltebremsenstrom (±7%) bei AKM Motoren: Motor AKM1 AKM2 AKM3 AKM4 AKM5 AKM6 AKM7 AKM8 Ibrems 0,27 A 0,35 A 0,42 A 0,53 A 0,81 A 1,07 A 1,48 A 2,1 A KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 26: System Verdrahtungskonzept

    AKD-N zum Motor, Leistung CFyNA* AKD-N zum Motor, Rückführung (Feedback) Ethernet-Kabel X10/X11, AKD-C zu AKD-C Ethernet-Kabel X10/X11, AKD-C zum PC/Switch Einzelleitung X13 +24 V/GND, X15 Digital I/Os, X16 STO Signale Maximale Leitungslängen zwischen den dezentralen Systemkomponenten KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 27: Übergang Von Der Ip54 Zur Ip65/67 Umgebung

    4.3.2 Übergang von der IP54 zur IP65/67 Umgebung Die Hybridleitung zwischen AKD-C und AKD-N muss aus dem Schaltschrank (IP54) geführt werden. Geeignete Kabelduchführung und eine Bezugs- quelle finden Sie im Kapitel "Schaltschrank Kabel- durchführungen" (➜ p. 11). KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 28: System Absicherung

    Bussmann, CH Series Modular Fuse Holders, fuse size 0 to 30A class J, 3 poles: CH30J3 Alternativer Anlagenschutz: Leistungsschalter mit Zulassung Circuit Breaker UL 489, CSA C22.2 No.5, Sicherungsklasse CB Spannungsklasse 480Y/277 VAC Stromklasse 20A Abschaltstrom 65 kA Beispiel (Siemens): 3RV1742-5CD10 KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 29: Absicherung 24 Vdc

    Sicherungshalter 2polig: (Siba ): Bauform „finger-save", 14x51mm, Part.-No: 51 058 04.2 Für den Geltungsbereich der UL und CSA Spannungsklasse 800VDC Stromklasse 25A Beispiel (Cooper Bussmann): FWP-25A14F Sicherungshalter 3 polig : Cartridge Fuse Holders CH Serie, Size 14x51mm, Klasse J, CH14J3 KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 30: Funktionale Sicherheit

    Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis 5 Funktionale Sicherheit 5.1 Allgemeines 5.2 Globaler STO 5.3 Lokaler STO 5.4 Kombination Globaler / Lokaler STO 5.5 Berechnung des Sicherheitslevels für die STO Funktion 5.6 Stopp / Not-Halt / Not-Aus KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 31: Allgemeines

    0Vdc an STO-Enable Gelb Signalzustand STO-Status wahrscheinlich hoch AKD-C STO-Status wird von verschiedenen Ereignissen beeinflusst ein nicht sicherer Signalzustand bzw. Ausgang Orange Kontrollierter Stopp via digitaler Eingang aktiviert Antrieb stoppt mit eingestellter Bremsrampe Drehmoment ist eingeschaltet KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 32: Globaler Sto

    Drehmoment aller Antriebe ist sicher gesperrt. - nicht sicherer Zustand Stränge 1&2 - sicherer Zustand Stränge 1&2 - STO-Enable1&2 +24 VDC - STO-Enable 1&2 0 VDC - STO-Status 1&2 „Low“ - STO-Status 1&2 „High“ KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 33 Drehmoment aller Antriebe in Strang 2 ist sicher gesperrt. - nicht sicherer Zustand Stränge 1&2 - STO-Enable1&2 +24 VDC - sicherer Zustand Strang 2 - STO-Status 1&2 „Low“ - STO-Enable 2 >> 0 VDC - STO-Status 2 >> „High“ KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 34: Lokaler Sto

    - AKD-C STO-Status 2 >> „High“ - alle AKD-N STO-Enable >> +24 VDC - Strang 2/AKD-N #1 STO-Enable >> 0 VDC - alle AKD-N STO-Status >> „Low“ - Strang 2/AKD-N #1 STO-Status >> „High“ KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 35 - Strang 2/AKD-N #2 STO-Enable >> 0 VDC - Strang 2/AKD-N #1 STO-Status >> „High“ - Strang 1/AKD-N #1 STO-Status >> „High“ - Strang 1/AKD-N #2 STO-Status >> „High“ - Strang 2/AKD-N #2 STO-Status >> „High“ KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 36 - AKD-C STO-Enable 1&2 >> nicht relevant - AKD-C STO-Status 1 >> „High“ - Strang 1/AKD-N #1 STO-Enable >> 0 VDC - Strang 1/AKD-N #1 STO-Status >> „High“ - Strang 1/AKD-N #1 CSTOP-Input >> 0 VDC KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 37: Kombination Globaler / Lokaler Sto

    Alle anderen AKD-N Geräte können nur über den „Globalen STO“ am AKD-C geschaltet werden. Beispiel: 3 + 2 + 1 Modularität Drehmoment der roten Antriebe ist freigegeben, Drehmoment der grünen Antriebe ist sicher gesperrt. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 38 Projektierungsanleitung | Inhaltsverzeichnis Beispiel: 1 + 2 + 3 Modularität Drehmoment der roten Antriebe ist freigegeben. Drehmoment der grünen Antriebe ist sicher gesperrt. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 39: Berechnung Des Sicherheitslevels Für Die Sto Funktion

    Enpfindlichkeit für Fehler gemeinsamer Ursache Sicherer Stopp 1 Sicherer Stopp 2 Sicherer Geschwindigkeitsbereich Sicher abgeschaltetes Moment Angenommene Gebrauchsdauer eines Sicherheitssystems Diagnose Testintervall Gebrauchsdauer λ Ausfallrate λ Ausfallrate bei gefahrbringenden Fehlern λ Ausfallrate bei ungefährlichen Fehlern KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 40: Allgemeines

    Bei vertikalen Achsen oder großen Massen können zur Verhinderung von Gefährdungen weitere Maßnahmen (z.B. mechanische Bremse) erforderlich sein. Es erfolgt keine Überwachung der Stillstandsposition. Die STO Schaltung bildet keinen ausreichenden Schutz gegen elektrischen Schlag, d.h. zusätzliche Maßnahmen zur galvanische Trennung könnten erforderlich sein. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 41: Risikoanalyse Nach Iso 12100:2010

    Mit dem Software-Assistenten SISTEMA der IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung www.dguv.de/ifa) lässt sich die Sicherheit der Maschinen und Maschinensteuerungen im Rahmen der EN 13849-1 bewerten. Eine Sistema Bibliothek mit den KOLLMORGEN Produkten finden Sie auf der KOLLMORGEN Website. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 42: Sicherheitstechnische Beurteilung Des Gesamtsystems Nach Iso 13849

    => PLd für das Gesamtsystem wird erreicht! gesamt Bei genauerer Betrachtung wird deutlich, dass typischerweise der Sensor den größten Ein- fluss auf den PFH Gesamtwert hat, denn die PFH-Werte für AKD sind qualitativ sehr gut. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 43: Stopp / Not-Halt / Not-Aus

    Bei Bedarf sind Vorkehrungen für den Anschluss von Schutzvorrichtungen und Ver- riegelungen zu treffen. Falls notwendig, muss die Stopp-Funktion ihren Status an die Steu- erlogik melden. Ein Zurücksetzen der Stopp-Funktion darf nicht zu einer Gefahrensituation führen. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 44: Not-Halt

    Not-Aus wird erreicht durch Abschalten der Energieeinspeisung mit elektromechanischen Schaltgeräten. Das führt zu einem Stopp der Kategorie 0. Wenn diese Stopp Kategorie für die Maschine nicht zulässig ist, muss der Not-Aus durch andere Maßnahmen (z.B. Schutz gegen direktes Berühren) ersetzt werden. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 45 Projektierungsanleitung | Diese Seite wurde bewusst leer gelassen. KOLLMORGEN | kdn.kollmorgen.com | November 2018...
  • Seite 46 WISSENSWERTES ÜBER KOLLMORGEN KOLLMORGEN ist ein führender Anbieter von Antriebssystemen und Komponenten für den Maschinenbau. Dank großem Know-how im Bereich Antriebssysteme, höchster Qualität und umfassender Fachkenntnisse bei der Verknüpfung und Integration von standardisierten und spezifischen Produkten liefert KOLLMORGEN optimale Lösungen, die mit Leistung, Zuverlässigkeit und Bedienerfreundlichkeit bestechen und Maschi- nenbauern einen wichtigen Wettbewerbsvorteil bieten.

Diese Anleitung auch für:

Akd-n 3aAkd-c

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