Allgemeines zur Dokumentation Dieses Anwendungshandbuch ergänzt die Betriebsanleitung und die Kurzanleitung „Quick Start Guide“ der Frequenzumrichter ACU (Gerätereihe ACTIVE Cube). Für die Verwendung der sicherheitsgerichteten Funktion „Sicher abgeschaltetes Drehmo- ment“ (Safe Torque Off – STO) enthält dieses Anwendungshandbuch alle relevanten Informationen.
Allgemeine Beschreibung der Sicherheitsfunktion ............8 Integrierte Sicherheitsfunktion ..............8 Funktionale Sicherheit ................8 Eingruppierung der Sicherheitsanforderung ..........8 Beschreibung der ACTIVE Cube Sicherheitsfunktion ............. 9 Zweikanalige Überwachung..............10 Diagnosefunktion und Zwangsdynamisierung ......... 12 Anzeigen zur Diagnose ................13 Anforderungen an die Installation ................14 Hinweise zur Installation der Sicherheitstechnik ........
Die vorliegende Dokumentation ist eine Ergänzung zur Betriebsanleitung ACTIVE Cube (ACU). Sie enthält sicherheitstechnische Ergänzungen und Auflagen für den Betrieb von ACTIVE Cube (ACU) in sicherheitsgerichteten Anwendungen. Die Ver- wendung in sicherheitsgerichteten Anlagen ist erst nach sorgfältigem Lesen und Ver- stehen dieser Dokumentation zulässig.
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Antrieb stillsteht. Kontrollieren Sie die Sicherheitsfunktion in regelmäßigen Abständen entsprechend der Ergebnisse ihrer Risikoanalyse. BONFIGLIOLI VECTRON empfiehlt, die Prüfung nach spätestens einem Jahr durchzuführen. Die Funktion STO ist einfehlersicher. Dennoch kann in seltenen Fällen das Auftreten von Bauteilfehlern ein Rucken der Motorwelle bewirken (maximal 180°/Polpaarzahl, z.B.
Hinweise zur Gefährdungsanalyse und Risikobeurtei- lung Der Hersteller einer Maschine ist nach der Maschinenrichtlinie 98/37/EG verpflichtet, eine Gefährdungsanalyse durchzuführen, um die mit der Maschine verbundenen Ge- fährdungen zu ermitteln. Die Norm EN 14121-1 – Sicherheit von Maschinen - Risikobeurteilung - Teil 1: Leit- sätze –...
Allgemeine Beschreibung der Sicherheitsfunktion Integrierte Sicherheitsfunktion Durch elektronische Schutzeinrichtungen sind Sicherheitsfunktionen in die Antriebs- steuerung integriert, um Gefährdungen durch Funktionsfehler in Maschinen zu mini- mieren oder zu beseitigen. Die integrierten Sicherheitsfunktionen ersetzen die aufwändige Installation von exter- nen Sicherheitskomponenten. Die Sicherheitsfunktion kann angefordert oder durch einen Fehler ausgelöst werden. In Gefahrenbereichen können Einrichtarbeiten oder Arbeiten zur Störungsbeseitigung notwendig sein, bei denen die Sicherheitsfunktion von trennenden Schutzeinrichtun- gen wie Netzschütze oder Motorschütze nicht aktiviert werden soll.
Beschreibung der ACTIVE Cube Sicherheitsfunktion Die Frequenzumrichter der Gerätereihe ACU enthalten die integrierte Sicherheitsfunk- tion „Sicher abgeschaltetes Moment“ (Safe torque off, STO). Im Fehlerfall oder auf Anforderung werden die Leistungshalbleiter des Frequenzum- richters abgeschaltet. Damit führt der Frequenzumrichter dem Antrieb keine Energie zu, die eine Drehung oder ein Drehmoment (oder bei einem Linearantrieb eine Be- wegung oder eine Kraft) verursachen würde.
Auslösen der Funktion „Sicher abgeschaltetes Moment“ Das sicher abgeschaltete Moment kann erreicht werden durch: − Gewolltes Auslösen im Betrieb, um einen Antrieb stillzusetzen und ein Wiederan- laufen sicher zu verhindern, z. B. für Wartungsarbeiten an einer Maschine. − Auslösen durch das Betätigen eines Not-Halt-Schalters oder durch die Überwa- chung von Schutzeinrichtungen, z.
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Abschaltpfade Netz S1IND (STOA) S7IND (STOB) µC Diagnose und Überwachung Steuerteil Leistungsteil Den zur Überwachung erforderlichen Test führt der Frequenzumrichter selbständig durch. Fällt der Test negativ aus, kann der Frequenzumrichter zunächst nicht mehr eingeschaltet werden. Ein Einschalten ist erst wieder möglich, nachdem der Fehler behoben und der nächste Test erfolgreich abgeschlossen wurde.
Verhalten des Frequenzumrichters nach dem Einschalten − Initialisierung − Überwachung auf Freigabe-Anforderung (5-Sekunden-Überwachung) − Vorbereiten der Freigabe (Überprüfung der Abschaltpfade) − Freigabe des Frequenzumrichters Verhalten des Frequenzumrichters im Fehlerfall − Abschaltung der IGBT in der Leistungsendstufe durch Trennung der Optokoppler- Versorgungsspannung −...
Ablauf der Freigabe und Überwachungs-Zustände in Abhängigkeit von den Signalen an den Kontakteingängen STOA und STOB: STOA STOB Diagnose ok Fehler ok Fehler Fehler Diagnose Freigabe Überwachung (Diagnose-Fehler) t/ms STOA STOB Diagnose Diagnose Freigabe Überwachung (5s-Überwachung) t/ms 5260 5308 Überwachungs-Zustände 0: Überwachung auf Freigabe-Anforderung 3: STO ausgelöst 1: Freigabe vorbereiten...
Die Leiter sind einzeln geschirmt und besitzen eine Erdverbindung. Soweit zutreffend, sind für die Verlegung von Leitungen die Anforderun- gen der EN 60204-1 einzuhalten. − Schutz gegen Verschmutzung sowie bietet der Einbau von ACTIVE Cube Fre- quenzumrichtern und Sicherheitsschaltgeräten in Schaltschränke mit erhöhter Schutzart, z. B. IP 54.
Externe Sicherheitsschaltgeräte Sicherheitsschaltgeräte müssen auf eine Schaltanforderung, z. B. Betätigung von Not-Halt oder Betreten eines gefährlichen Bereiches, entsprechende Reaktionen zum Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt sicher einleiten. Sie werten Sensorsignale aus oder schalten gefährliche Zustände sicher ab. Externe Sicherheitsschaltgeräte müssen folgenden Anforderungen entsprechen: −...
DC 24 V Spannungsversorgung durch ACU Sie können die Klemme X210A.1 verwenden, um ein Sicherheitsschaltgerät zu ver- sorgen. Benutzen Sie die Spannungsversorgung nur für das am Frequenzumrichter angeschlossene Gerät. Weitere Sicherheitsschaltgeräte dürfen nicht angeschlossen werden. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 180 mA. Ein angeschlossenes Gerät darf maximal diesen Strombedarf haben.
Applikationsbeispiele Die folgenden Applikationsbeispiele zeigen exemplarisch die Funktionsweise „Sicher abgeschaltetes Moment“. Nach EN 60204 werden Stoppfunktionen in verschiedene Kategorien unterteilt. Durch geeignete Sicherheitsschaltgeräte können in Verbindung mit dem Frequenzumrichter ACU die Stopp-Kategorien 0 und 1 realisiert werden. Stopp-Kategorie 0 Stillsetzen durch sofortiges Abschalten der Energie zu den Ma- schinen-Antriebselementen, das heißt ungesteuertes Stillsetzen.
Bei der Betätigung des Not-Halt-Gerätes mit zwei Abschaltkanälen nach EN ISO 13849-1 PL d, IEC 61508 SIL 2 bzw. EN 954-1 Kategorie 3 werden beide Freigabe- pfade STOA und STOB des ACTIVE Cube Frequenzumrichters unterbrochen und die integrierte Sicherheitsfunktion mit sicherer Impulssperre mit SIL 2 gemäß EN-61800- 5-2 aktiviert.
Direkte Abschaltung mit Rückmeldung an SPS, Stopp- Kategorie 0 Die Applikationsschaltung zeigt eine Antriebssteuerung nach EN ISO 13849 PL d, IEC 61508 SIL 2 bzw. EN 954-1 Kategorie 3 mit SPS und Sicherheitsbaustein. Eine SPS übernimmt die Prozesssteuerung des Frequenzumrichters und kann über Kommandos die Antriebsprofile starten.
Kontakte am rückgesetzt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit t Sicherheitsschalter die beiden Freigabepfade STOA und STOB des ACTIVE Cube Fre- quenzumrichters und die integrierte Sicherheitsfunktion wird aktiviert. Die Verzöge- rungszeit wird am Sicherheitsschaltgerät eingestellt und muss der Applikation ent- sprechend dimensioniert werden.
Direkte Abschaltung mit Rückmeldung an SPS, Stopp- Kategorie 1 Die Applikationsschaltung zeigt eine Antriebssteuerung nach EN ISO 13849 PL d, IEC 61508 SIL 2 bzw. EN 954-1 Kategorie 3 mit SPS und Sicherheitsbaustein. Eine SPS übernimmt die Prozesssteuerung des Frequenzumrichters und kann über Kommandos die Antriebsprofile starten.
Bei der Betätigung des Not-Halt-Schalters wird zunächst der Fahrbefehl „Rechts“ unterbrechen die Kontakte am zurückgesetzt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit t Sicherheitsschalter die beiden Freigabepfade STOA und STOB des ACTIVE Cube Fre- quenzumrichters und die integrierte Sicherheitsfunktion mit sicherer Impulssperre aktiviert. Die Verzögerungszeit wird am Sicherheitsschaltgerät eingestellt und muss der Applikation entsprechend dimensioniert werden.
Direkte Abschaltung mit Rückmeldung an SPS, Stopp- Kategorie 1 Die Applikationsschaltung zeigt eine Antriebssteuerung nach EN ISO 13849 PL d, IEC 61508 SIL 2 bzw. EN 954-1 Kategorie 3 mit einer über Feldbus angebundenen SPS und einem Sicherheitsbaustein. Eine SPS übernimmt die Prozesssteuerung der Fre- quenzumrichter und kann über Kommandos die Antriebsprofile starten, die über den Feldbus kommuniziert werden.
Fehlerausschluss „Kurzschluss“ im Schaltschrank Die Applikationsschaltung zeigt eine Antriebssteuerung nach EN ISO 13849 PL d, IEC 61508 SIL 2 bzw. EN 954-1 Kategorie 3 mit SPS und Sicherheitsbaustein. An Stelle eines Sicherheitsbausteins mit zwei Abschaltpfaden wird ein Sicherheitsbaustein mit einem Abschaltpfad und einer Verbindungsleitung gewählt. Folgende Randbedingungen müssen beachtet werden: −...
- PL d (oder kleiner) nach EN ISO 13849-1 - SIL 2 (oder kleiner) nach IEC 61508 - Kategorie 3 (oder kleiner) nach EN 954-1 − berücksichtigt das Abschaltverhalten des ACTIVE Cube Frequenzumrichters? − erlaubt ein Nachlaufen des Antriebs oder erfordert die Installation einer mechani- schen Bremse? −...
Prüfstelle Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversi- cherung Prüfbericht Nr. 200622803 Prüfmuster Frequenzumrichter der Baureihe ACTIVE Cube, Konzeptprüfung Prüfgrundlagen DIN EN 61508 Teil 1-7:2002/2005 (soweit zutreffend) DIN EN ISO 13849-2:2003 (soweit zutreffend) EN 13849 -1:2006-11 DIN EN 954-1:1997-03 DIN EN 62061...
Änderungsindex ACU-STOV1-01SV2-03: Not-Halt und Not-Aus in Kapitel 1.1 der englischen Version präzisiert. Hinweis zur Übergangszeit der EN954-1 in Kapitel 2 aktualisiert. ACU-STOV1-01SV2-02: Klemmenbezeichnungen des Relaisausgangs X10 geändert. ACU-STOV1-00SV2-02: Neues Applikationsbeispiel Fehlerausschluss „Kurzschluss“ im Schaltschrank. Applikationsbeispiel 8.2 und 8.4 geändert, um die Funktion des Digi- talausgangs präzisier dazustellen.
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