Safety Integrated / Antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen; Safety Integrated Basic Functions Safe Torque Off (Sto) Und Safe Stop 1 (Ss1) - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

3.2 Safety Integrated / Antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen

3.2.1

Safety Integrated Basic Functions Safe Torque Off (STO) und Safe Stop 1 (SS1)

Allgemeines
Die Funktion Safe Torque Off (kurz STO) ist eine Einrichtung zur Vermeidung eines unbeabsichtigten Anlaufs des
Motors. STO ermöglicht die Realisierung der Stop-Kategorie 0 ("Ungesteuertes Stillsetzen") im Hinblick auf das
Abschalten der Energie zu den Maschinen-Antriebselementen.
Vorteil: Motorseitige Schütze als zusätzliche Abschaltpfade können durch STO entfallen.
Die Funktion Safe Stop 1 (kurz SS1) setzt auf der Funktion Safe Torque Off auf. Mit dieser Funktion kann ein Stillsetzen
nach der Stop-Kategorie 1 realisiert werden. Der Antrieb bremst nach Aktivierung von Safe Stop 1 an der Schnellhalt-
Rampe (AUS3-Rampe) ab und geht nach der Verzögerungszeit in den Zustand Safe Torque Off über.
Diese beiden Sicherheitsfunktionen sind Teil des Konzeptes SINAMICS Safety Integrated. Sie sind als Safety Inte-
grated Basic Functions in den Antriebsgeräten SINAMICS G130, G150, SINAMICS S120 Booksize, S120 Chassis und
S120 Cabinet Modules sowie S150 standardmäßig enthalten und – im Gegensatz zu den Safety Integrated Extended
Functions – nicht lizenzpflichtig. Sie sind antriebsautark aufgebaut, d. h. es ist keine übergeordnete Steuerung not-
wendig.
Weiterführende Informationen zu Safety Integrated, den Safety Integrated Basic Functions und den Safety Integrated
Extended Functions sind im Funktionshandbuch „SINAMICS S120 Safety Integrated" und im Funktionshandbuch
„SINAMICS G130 / G150 / S120 Chassis / S120 Cabinet Modules / S150 Safety Integrated" zu finden.
Funktionsweise
Die Funktionen Safe Torque Off und Safe Stop 1 werden durch zwei separate Signale aktiviert. Diese Signale wirken
auf unabhängige Überwachungskanäle (z. B. Abschaltpfade, Datenhaltung, Datenvergleich), welche in der Firmware
getrennt sowohl in der Control Unit als auch im Motor Module hinterlegt sind. Die beiden Signale müssen gleichzeitig
geschaltet werden. Diese Struktur ermöglicht eine zweikanalige Realisierung und somit größtmögliche Sicherheit.
Auf der Control Unit werden dazu definierte Digitaleingänge benutzt und am Leistungsteil befinden sich Klemmen mit
der Bezeichnung "EP – Enable Pulses". Die Funktionen STO und SS1 müssen zunächst durch entsprechende
Parametrierung der Firmware bei der Inbetriebnahme freigeschaltet werden, bevor die Aktivierung von STO und SS1
durch die Ansteuerung der Klemmen erfolgen kann.
Nach Freischaltung in der Firmware und Aktivierung über die Ansteuerung der Klemmen befindet sich das Antriebs-
gerät im "Sicheren Zustand". Das Wiedereinschalten ist über eine Einschaltsperre verriegelt. Basis hierfür ist die in den
Motor Modules integrierte Impulslöschung, die durch Abschaltung der Ansteuerimpulse der Leistungshalbleiter reali-
siert ist.
Bei Aktivierung der Funktionen löst jeder Überwachungskanal über seinen Abschaltpfad die sichere Impulslöschung
aus. Bei der Aufdeckung eines Fehlers in einem der Abschaltpfade wird die Funktion STO automatisch aktiviert und
das Wiedereinschalten verriegelt. Ein unbeabsichtigter Anlauf des Motors ist daher sicher ausgeschlossen.
Die beiden Sicherheitsfunktionen sind für jede Antriebsachse innerhalb einer Control Unit getrennt realisiert ("axiale"
Funktion). Somit kann bei projektierter Mehrachsigkeit bzw. Mehrmotorigkeit jeder Antrieb auf einer Control Unit
separat angesteuert werden. Auch Gruppierungen lassen sich realisieren.
Um die Anforderungen nach rechtzeitiger Fehlererkennung zu erfüllen, sind die beiden Abschaltpfade innerhalb eines
definierten Zeitintervalls mindestens einmal auf korrekte Wirkungsweise zu testen. Dies muss der Anwender durch
manuelle oder prozessautomatisierte Auslösung der Zwangsdynamisierung realisieren. Andernfalls wird nach Ablauf
dieses Zeitintervalls eine entsprechende Warnung ausgegeben, die bis zur Durchführung der Zwangsdynamisierung
anstehen bleibt. Der Betrieb der Maschine wird durch diese Warnung nicht beeinträchtigt. Ein Selbsttest wird auch bei
jeder normalen Aktivierung durchgeführt und das Zeitintervall wird neu gestartet. Je nach Bedienung der Maschine
kann somit die Meldung u. U. nie sichtbar werden.
Folgende Randbedingungen sind bei der Nutzung / Verschaltung der Sicherheitsfunktionen zu berücksichtigen:
- Gleichzeitige Aktivierung / Deaktivierung an Control Unit und Leistungsteil.
- Ansteuerung mit DC 24 V.
- Gemäß IEC 61800-5-1 und UL 508 ist an den Steueranschlüssen und Klemmen nur der Anschluss von
sicher getrennten Schutzkleinspannungen (PELV) erlaubt.
- Gleichstromversorgungsleitungen sind bis zu einer Leitungslänge von 10 m zulässig.
- Ungeschirmte Signalleitungen sind bis zu einer Leitungslänge von 30 m ohne Zusatzbeschaltung gestattet.
Bei größeren Leitungslängen sind geschirmte Leitungen zu verwenden oder es muss eine geeignete
Beschaltung zum Überspannungsschutz eingesetzt werden.
- Die Komponenten müssen gegen leitfähige Verschmutzung geschützt werden, z. B. durch Einbau in einen
Schaltschrank der Schutzart IP54B oder höher gemäß EN 60529. Unter der Voraussetzung, dass am
Aufstellort das Auftreten von leitfähigen Verschmutzungen ausgeschlossen werden kann, ist auch eine
geringere Schutzart des Schaltschrankes zulässig.
Geräteübergreifende SINAMICS - Projektierung
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
281/562
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