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HIMA HIMatrix Handbuch

Sicherheitsgerichtete steuerung
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Inhaltsverzeichnis

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HIMatrix
Sicherheitsgerichtete Steuerung
Handbuch MI 24 01
HIMA Paul Hildebrandt GmbH
Industrie-Automatisierung
Rev. 2.00
HI 800 208 D

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Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für HIMA HIMatrix

  • Seite 1 HIMatrix Sicherheitsgerichtete Steuerung Handbuch MI 24 01 HIMA Paul Hildebrandt GmbH Industrie-Automatisierung Rev. 2.00 HI 800 208 D...
  • Seite 2 Technische Änderungen vorbehalten. Ferner behält sich HIMA vor, Aktualisierungen des schriftlichen Materials ohne vorherige Ankündigungen vorzunehmen. Weitere Informationen sind in der Dokumentation auf der HIMA DVD und auf unserer Webseite unter http://www.hima.de und http://www.hima.com zu finden. © Copyright 2013, HIMA Paul Hildebrandt GmbH Alle Rechte vorbehalten.
  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    MI 24 01 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung Aufbau und Gebrauch des Handbuchs Zielgruppe Darstellungskonventionen 1.3.1 Sicherheitshinweise 1.3.2 Gebrauchshinweise Sicherheit Bestimmungsgemäßer Einsatz 2.1.1 Umgebungsbedingungen 2.1.2 ESD-Schutzmaßnahmen Restrisiken Sicherheitsvorkehrungen Notfallinformationen Produktbeschreibung Sicherheitsfunktion 3.1.1 Sicherheitsgerichtete analoge Eingänge 3.1.1.1 Reaktion im Fehlerfall 3.1.2 Sicherheitsgerichtete digitale Eingänge 3.1.2.1 Reaktion im Fehlerfall Ausstattung und Lieferumfang...
  • Seite 4 Inhaltsverzeichnis MI 24 01 Konfiguration 4.2.1 Steckplätze der Baugruppen 4.2.2 Line Control Konfiguration mit SILworX 4.3.1 Parameter und Fehlercodes der Eingänge und Ausgänge 4.3.2 Analoge und digitale Ausgänge 4.3.2.1 Register Modul 4.3.2.2 Register MI 24 01_1: Kanäle Konfiguration mit ELOP II Factory 4.4.1 Konfiguration der Eingänge und Ausgänge 4.4.2...
  • Seite 5: Einleitung

     Betrieb  Instandhaltung  Außerbetriebnahme  Transport  Entsorgung Die HIMatrix F60 ist für die Programmierwerkzeuge SILworX und ELOP II Factory verfügbar. Welches Programmierwerkzeug eingesetzt werden kann, hängt vom Prozessor-Betriebssystem der HIMatrix F60 ab, siehe nachfolgende Tabelle: Programmierwerkzeug Prozessor-Betriebssystem...
  • Seite 6: Zielgruppe

    Einführung in ELOP II Factory HI 800 005 D Erste Schritte Tabelle 2: Zusätzlich geltende Dokumente Die aktuellen Handbücher befinden sich auf der HIMA Webseite www.hima.de. Anhand des Revisionsindexes in der Fußzeile kann die Aktualität eventuell vorhandener Handbücher mit der Internetausgabe verglichen werden. Zielgruppe...
  • Seite 7: Darstellungskonventionen

    MI 24 01 1 Einleitung Darstellungskonventionen Zur besseren Lesbarkeit und zur Verdeutlichung gelten in diesem Dokument folgende Schreibweisen: Fett Hervorhebung wichtiger Textteile. Bezeichnungen von Schaltflächen, Menüpunkten und Registern im Programmierwerkzeug, die angeklickt werden können Kursiv Parameter und Systemvariablen Courier Wörtliche Benutzereingaben Bezeichnungen von Betriebszuständen in Großbuchstaben Kap.
  • Seite 8: Gebrauchshinweise

    1 Einleitung MI 24 01 1.3.2 Gebrauchshinweise Zusatzinformationen sind nach folgendem Beispiel aufgebaut: An dieser Stelle steht der Text der Zusatzinformation. Nützliche Tipps und Tricks erscheinen in der Form: TIPP An dieser Stelle steht der Text des Tipps. Seite 8 von 48 HI 800 208 D Rev.
  • Seite 9: Sicherheit

    Dieses Produkt wird mit SELV oder PELV betrieben. Vom Produkt selbst geht kein Risiko aus. Einsatz im Ex-Bereich nur mit zusätzlichen Maßnahmen erlaubt. Bestimmungsgemäßer Einsatz HIMatrix Komponenten sind zum Aufbau von sicherheitsgerichteten Steuerungssystemen vorgesehen. Für den Einsatz der Komponenten im HIMatrix System sind die nachfolgenden Bedingungen einzuhalten. 2.1.1 Umgebungsbedingungen Art der Bedingung...
  • Seite 10: Restrisiken

    Am Einsatzort geltende Sicherheitsbestimmungen beachten und vorgeschriebene Schutzausrüstung tragen. Notfallinformationen Ein HIMatrix System ist Teil der Sicherheitstechnik einer Anlage. Der Ausfall eines Geräts oder einer Baugruppe bringt die Anlage in den sicheren Zustand. Im Notfall ist jeder Eingriff, der die Sicherheitsfunktion der HIMatrix Systeme verhindert, verboten.
  • Seite 11: Produktbeschreibung

    3 Produktbeschreibung Produktbeschreibung Die MI 24 01 ist eine Baugruppe für das modulare System HIMatrix F60. Die Baugruppe MI 24 01 hat 24 Eingangskanäle. Die analogen Eingänge AI sind Messeingänge für einen Strom 0/4...20 mA. Die digitalen Eingänge DI können mit Initiatoren nach EN 60947-5-6, Sicherheitsinitiatoren oder mit Kontakten (beschaltet mit Widerständen)
  • Seite 12: Ausstattung Und Lieferumfang

    Klasse 1B gemäß IEC 61373 H 7032 Filter- und Schutzmodul für den Anschluss von 2 Draht Transmittern an die HIMatrix MI 24 bis SIL 3. H 7033 Filter- und Schutzmodul für den Anschluss von 3 Draht Transmittern an die HIMatrix MI 24 bis SIL 3.
  • Seite 13: Aufbau

    MI 24 01 3 Produktbeschreibung Aufbau Das Kapitel Aufbau beschreibt das Aussehen und die Funktion der Baugruppe. 3.4.1 Blockschaltbild 200R 200R 200R 200R 200R 200R 200R 200R 200R 674R 674R 674R 674R 674R 674R 674R 674R 674R MI 24 01 Multiplexer E/A-Bus E/A-Modul...
  • Seite 14: Frontansicht

    3 Produktbeschreibung MI 24 01 3.4.2 Frontansicht MI 24 RUN ERR Bild 3: Frontansicht Seite 14 von 48 HI 800 208 D Rev. 2.00...
  • Seite 15: Statusanzeige

    MI 24 01 3 Produktbeschreibung 3.4.3 Statusanzeige Farbe Status Bedeutung Grün Betriebsspannung vorhanden Keine Betriebsspannung Baugruppe fehlerhaft oder externer Fehler, Reaktion entsprechend der Diagnose Keine Baugruppenfehler und / oder keine Kanalfehler Tabelle 5: Statusanzeige 3.4.4 E/A-LEDs Farbe Status Bedeutung I 1...24 Gelb Verwendung als DI: High-Pegel liegt an Verwendung als AI: Obergrenze erreicht...
  • Seite 16: Produktdaten

    3 Produktbeschreibung MI 24 01 Die strombegrenzten Spannungsausgänge sind zwischen 8,2 VDC und 26 VDC umschaltbar. Die Umschaltung erfolgt mit der individuellen Parametrierung. Es ist erforderlich, eine Betriebsspannung auszuwählen, auch wenn sie nicht benutzt wird, sonst befindet sich die Baugruppe mit fehlerhafter Konfiguration im Fehlerzustand. Die Ausgänge können nicht geforct werden und nur über die Parametrierung eingestellt werden.
  • Seite 17: Tabelle 10: Einstellwerte Für Analoge Eingänge

    MI 24 01 3 Produktbeschreibung Analoge Eingänge, Einstellwerte Leitungsbruch- und Werte frei einstellbar, z. B. Leitungsschluss-Erkennung 3,6 mA (360 Digit) Parameter Grenzwert LOW [INT] -> 21 mA (2100 Digit) Parameter Grenzwert HIGH [INT] -> (nach NE 43) LB = Leitungsbruch LS = Leitungsschluss Tabelle 10: Einstellwerte für analoge Eingänge Digitale Eingänge...
  • Seite 18: Produktdaten Mi 24 014

    3 Produktbeschreibung MI 24 01 Speiseausgänge Nennspannungen 8,2 VDC / 26 VDC, für jede Gruppe umschaltbar  5 % Toleranz Sicherheitstechnisch überwachte Grenzen: Bereich 8,2 V 7,6...8,8 V, (Toleranzbereich: 7,3...9,1 V) Bereich 26 V 24,3...27,7 V, (Toleranzbereich: 24,0...28,0 V) Strombegrenzung >...
  • Seite 19: Inbetriebnahme

    Konfiguration im Programmierwerkzeug. Installation und Montage Die Montage der Baugruppe erfolgt in einem Baugruppenträger des modularen Systems HIMatrix F60. Beim Anschluss ist auf eine störungsarme Verlegung von insbesondere längeren Leitungen zu achten, z. B. durch getrennte Verlegung von Signal- und Versorgungsleitungen.
  • Seite 20: Analoge Eingänge

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 4.1.2 Analoge Eingänge Nur abgeschirmte Kabel dürfen an die analogen Eingänge angeschlossen werden. Jeder analoge Eingang muss mit einem verdrillten Adernpaar angeschlossen werden. Die Abschirmungen sind an der Steuerung und am Gehäuse des Sensors großflächig aufzulegen und einseitig auf der Seite der Steuerung zu erden, um damit einen Faraday´schen Käfig zu erzeugen.
  • Seite 21: Digitale Eingänge

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 4.1.3 Digitale Eingänge Nur abgeschirmte Kabel dürfen an die digitalen Eingänge angeschlossen werden. Jeder digitale Eingang muss mit einem verdrillten Adernpaar angeschlossen werden. Die Abschirmungen sind an der Steuerung und am Gehäuse des Sensors großflächig aufzulegen und einseitig auf der Seite der Steuerung zu erden, um damit einen Faraday´schen Käfig zu erzeugen.
  • Seite 22: Anschlussbelegung Der Baugruppe Mi 24

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 4.1.5 Anschlussbelegung der Baugruppe MI 24 01 Anschlussbelegung Gruppe 1: Kanäle 1…8: Anschluss- Funktion, Beschreibung bezeichnung Kanal A 01 Speisung Kanal 1 (für Kanäle 1...8) A 02 Bezugspotenzial Kanal 1 B 01 DI1+ Digitaler Eingang 1 B 02 AI1+ Analoger Eingang 1...
  • Seite 23: Tabelle 17: Anschlussbelegung Kanäle 9

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme Anschlussbelegung Gruppe 2: Kanäle 9…16: Anschluss- Funktion, Beschreibung bezeichnung Kanal A 17 Speisung Kanal 9 (für Kanäle 9...16) A 18 Bezugspotenzial Kanal 9 B 17 DI9+ Digitaler Eingang 9 B 18 AI9+ Analoger Eingang 9 A 19 S10+ Speisung Kanal 10 (für Kanäle 9...16)
  • Seite 24: Tabelle 18: Anschlussbelegung Kanäle 17

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 Anschlussbelegung Gruppe 3: Kanäle 17…24: Anschluss- Funktion, Beschreibung bezeichnung Kanal A 33 S17+ Speisung Kanal 17 (für Kanäle 17...24) A 34 I17- Bezugspotenzial Kanal 17 B 33 DI17+ Digitaler Eingang 17 B 34 AI17+ Analoger Eingang 17 A 35 S18+ Speisung Kanal 18 (für Kanäle 17...24)
  • Seite 25: Surge Auf Digitalen Eingängen

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 4.1.5.1 Surge auf digitalen Eingängen Bedingt durch die kurze Zykluszeit der HIMatrix Systeme können digitale Eingänge einen Surge-Impuls nach EN 61000-4-5 als kurzzeitigen High-Pegel einlesen. Folgende Maßnahmen vermeiden Fehlfunktionen in Umgebungen, in denen Surges auftreten können: 1.
  • Seite 26: Einbau Der Mi 24 01 In Die Zone

    Einbau der MI 24 01 in die Zone 2 (EG-Richtlinie 94/9/EG, ATEX) Die Baugruppe ist geeignet zum Einbau in die Zone 2. Die entsprechende Konformitätserklärung ist auf der HIMA Webseite zu finden. Beim Einbau sind die nachfolgend genannten besonderen Bedingungen zu beachten. Besondere Bedingungen X 1.
  • Seite 27: Verlustleistungen Bei Der Mi 24 01

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 4.1.8 Verlustleistungen bei der MI 24 01 Aus messtechnischen Untersuchungen ergibt sich für die Baugruppe MI 24 01 folgende Verlustleistung im Ruhezustand: 24 V x 230 mA = 5,5 W (Verlustleistung im Ruhezustand) Im folgenden werden die Verlustleistungen bei Anschluss von Transmittern und Initiatoren betrachtet.
  • Seite 28: Konfiguration

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 Konfiguration Die Konfiguration der Baugruppen kann durch die Programmierwerkzeuge SILworX oder ELOP II Factory erfolgen. Welches Programmierwerkzeug zu verwenden ist, hängt vom Revisionsstand des Betriebssystems (Firmware) ab:  CPU-Betriebssysteme ab V7 erfordern den Einsatz von SILworX. ...
  • Seite 29: Line Control

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 4.2.2 Line Control Die Konfiguration von Line Control, z. B. bei NOT-AUS-Eingängen nach Kat. 4 und PL e gemäß EN ISO 13849-1 ist bei der Baugruppe MI 24 01 nicht möglich. Eine Leitungsbruch- und Leitungsschluss-Erkennung der digitalen und analogen Eingänge lässt sich jedoch wie folgt realisieren: ...
  • Seite 30: Analoge Und Digitale Ausgänge

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 4.3.2 Analoge und digitale Ausgänge Die nachfolgenden Tabellen enthalten die Status und Parameter des Ausgangsmoduls in derselben Reihenfolge wie im Hardware-Editor. 4.3.2.1 Register Modul Das Register Modul enthält die folgenden Systemparameter: Systemparameter Datentyp Beschreibung MI.Fehlercode WORD Fehlercodes für alle analogen Eingänge Codierung...
  • Seite 31: Register Mi 24 01_1: Kanäle

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme Systemparameter Datentyp Beschreibung Transmitter- USINT Umschaltung der Transmitterspannung je Gruppe: spannung[0x] 8,2 V 26,0 V Tabelle 21: SILworX - Systemparameter der analogen und digitalen Ausgänge, Register Modul 4.3.2.2 Register MI 24 01_1: Kanäle Das Register MI 24 01_1: Kanäle enthält die folgenden Systemparameter: Systemparameter Datentyp Beschreibung...
  • Seite 32: Konfiguration Mit Elop Ii Factory

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 Konfiguration mit ELOP II Factory 4.4.1 Konfiguration der Eingänge und Ausgänge Mit ELOP II Factory werden die zuvor im Signaleditor definierten Signale (Hardware Management) den einzelnen Kanälen (Eingängen und Ausgängen) zugeordnet, siehe dazu das Systemhandbuch modulare Systeme F60 oder die Online-Hilfe. Die Systemsignale, welche für die Zuordnung von Signalen in der Steuerung vorhanden sind, finden sich im folgenden Kapitel.
  • Seite 33: Analoge Und Digitale Eingänge

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 4.4.3 Analoge und digitale Eingänge Systemsignal Beschreibung Bg.SRS [UDINT] Steckplatznummer (System.Rack.Slot) Bg.Typ [UINT] Typ der Baugruppe, Sollwert: 0xF609 [62 985 Bg.Fehlercode Fehlercodes der Baugruppe [WORD] Codierung Beschreibung 0x0000 E/A-Verarbeitung, ggfs. mit Fehlern, siehe weitere Fehlercodes 0x0001 keine E/A-Verarbeitung (CPU nicht in RUN) 0x0002...
  • Seite 34: Tabelle 23: Elop Ii Factory - Systemsignale Der Analogen Und Digitalen Eingänge

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 Systemsignal Beschreibung MI[xx].Hysterese Obere Grenze Low-Pegel von MI[xx].DI Wert [INT] MI[xx].Hysterese Untere Grenze High-Pegel von MI[xx].DI Wert HIGH [INT] MI[xx].Transmitter MI-Kanal mit Transmitterspeisung verwendet: Verwendet TRUE = verwendet [BOOL] FALSE = nicht verwendet Transmitter- Umschaltung der Transmitterspannung je Gruppe: spannung[xx] 8,2 V [USINT]...
  • Seite 35: Anschlussvarianten

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme Anschlussvarianten In den folgenden Beispielen werden extern Geräte an die Eingänge der MI 24 01 angeschlossen. Alle Leitungen werden dabei geschirmt und die Abschirmung mit dem Erdungsgitter der F60 verbunden. 4.5.1 Anschluss der Abschirmung an Erdungsgitter F60 Die Kabel werden senkrecht von unten zugeführt und mit zwei Kabelbindern an den Zungen des Erdungsgitters befestigt.
  • Seite 36: Bild 8: Anschluss An Einen Zweidraht-Transmitter

    4 Inbetriebnahme MI 24 01 MI 24 01 Transmitter Erdungsgitter der F60 Bild 8: Anschluss an einen Zweidraht-Transmitter MI 24 01 Transmitter Erdungsgitter der F60 Bild 9: Anschluss an einen Dreidraht-Transmitter MI 24 01 Initiator Erdungsgitter der F60 Bild 10: Anschluss an einen Initiator Seite 36 von 48 HI 800 208 D Rev.
  • Seite 37: Bild 11: Anschluss An Einen Mechanischen Kontakt

    MI 24 01 4 Inbetriebnahme 10 k MI 24 01 Kontakt Erdungsgitter der F60 Bild 11: Anschluss an einen mechanischen Kontakt Sicherheitstechnisch sind alle anderen als die hier dargestellten Applikationen nicht zulässig. HI 800 208 D Rev. 2.00 Seite 37 von 48...
  • Seite 38: Betrieb

    5 Betrieb MI 24 01 Betrieb Das Modul wird in einem HIMatrix Basisträger betrieben und erfordert keine besondere Überwachung. Bedienung Eine Bedienung der Steuerung während des Betriebs ist nicht erforderlich. Diagnose Eine erste Diagnose erfolgt durch Auswertung der Leuchtdioden, siehe Kapitel 3.4.3.
  • Seite 39: Instandhaltung

    Betriebssystem laden Im Zuge der Produktpflege entwickelt HIMA das Betriebssystem der F60 Zentralbaugruppe weiter. HIMA empfiehlt, geplante Anlagenstillstände zu nutzen, um eine aktuelle Version des Betriebssystems auf die F60 Steuerung zu laden. Zuvor anhand der Release-Liste Auswirkungen der Betriebssystemversion auf das System prüfen!
  • Seite 40: Außerbetriebnahme

    7 Außerbetriebnahme MI 24 01 Außerbetriebnahme Die Baugruppe durch Entfernen der Versorgungsspannung an der Versorgungsbaugruppe PS 01 außer Betrieb nehmen. Danach können die steckbaren Schraubklemmen für die Eingänge und Ausgänge und die Ethernetkabel entfernt werden. Seite 40 von 48 HI 800 208 D Rev. 2.00...
  • Seite 41: Transport

    Transport Zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen HIMatrix Komponenten in Verpackungen transportieren. HIMatrix Komponenten immer in den originalen Produktverpackungen lagern. Diese sind gleichzeitig ESD-Schutz. Die Produktverpackung allein ist für den Transport nicht ausreichend. HI 800 208 D Rev. 2.00 Seite 41 von 48...
  • Seite 42: Entsorgung

    9 Entsorgung MI 24 01 Entsorgung Industriekunden sind selbst für die Entsorgung außer Dienst gestellter HIMatrix Hardware verantwortlich. Auf Wunsch kann mit HIMA eine Entsorgungsvereinbarung getroffen werden. Alle Materialien einer umweltgerechten Entsorgung zuführen. Seite 42 von 48 HI 800 208 D Rev. 2.00...
  • Seite 43: Anhang

    Analog Input, analoger Eingang Analog Output, analoger Ausgang Kommunikationsmodul Cyclic Redundancy Check, Prüfsumme Digital Input, digitaler Eingang Digital Output, digitaler Ausgang ELOP II Factory Programmierwerkzeug für HIMatrix Systeme Elektromagnetische Verträglichkeit Europäische Normen ElectroStatic Discharge, elektrostatische Entladung Feldbus Funktionsbausteinsprache Fehlertoleranzzeit ICMP Internet Control Message Protocol: Netzwerkprotokoll für Status- und...
  • Seite 44: Abbildungsverzeichnis

    Anhang MI 24 01 Abbildungsverzeichnis Bild 1: Typenschild exemplarisch Bild 2: Blockschaltbild Bild 3: Frontansicht Bild 4: Bezeichnung der Anschlüsse der Baugruppe MI 24 01 Bild 5: Schild für Ex-Bedingungen Bild 6: Anschluss der Abschirmung an Erdungsgitter F60 Bild 7: Anschluss an eine Stromquelle Bild 8: Anschluss an einen Zweidraht-Transmitter...
  • Seite 45: Tabellenverzeichnis

    MI 24 01 Anhang Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Programmierwerkzeuge für HIMatrix F60 Tabelle 2: Zusätzlich geltende Dokumente Tabelle 3: Umgebungsbedingungen Tabelle 4: Verfügbare Varianten Tabelle 5: Statusanzeige Tabelle 6: Anzeige E/A LEDs Tabelle 7: Ausgänge für Transmitter- und Initiatorspeisung Tabelle 8:...
  • Seite 46: Index

    Anhang MI 24 01 Index Blockschaltbild ..........13 Leuchtdioden ..........15 Diagnose ............. 38 Line Control ..........29 Fehlerreaktionen Sicherheitsfunktion ........11 analoge Eingänge ........11 Surge ............25 digitale Eingänge ........11 Technische Daten ........16 Frontansicht ..........14 Seite 46 von 48 HI 800 208 D Rev.
  • Seite 48 HIMA Paul Hildebrandt GmbH Postfach 1261 68777 Brühl Tel: +49 6202 709-0 Fax: +49 6202 709-107 E-Mail: info@hima.com Internet: www.hima.com (1334)

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