Sicher begrenzte Absolutposition / Sicherer Nocken

Applikationsbeispiel
201104808 (Lenze-Dokumentennummer)
Sicher begrenzte
Absolutposition /
Sicherer Nocken
Lenze-Dokumentennummer: 201104808
Version: 1.5
Datum: 12.10.2015
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1
Ziel ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2
2.1
2.2
2.3
Applikationsbeschreibung ---------------------------------------------------------------------------------- 4
Verdrahtungsskizze -------------------------------------------------------------------------------------------- 4
Beschreibung ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
Aktionen in der Sicherheits-SPS ---------------------------------------------------------------------------- 6
2.3.1 Ablaufdiagramm ------------------------------------------------------------------------------------ 6
2.3.2 Symboltabelle in der Sicherheits-SPS (Ausschnitt) ----------------------------------------- 6
2.3.3 Funktionsblockverschaltung in der Sicherheits-SPS (Ausschnitt) ---------------------- 7
Aktionen im 9400 (Ausschnitt) ----------------------------------------------------------------------------- 8
2.4.1 Erforderliche Umparametrierungen des 9400 ---------------------------------------------- 9
Sicherheitstechnische Kenngrößen---------------------------------------------------------------------- 12
2.5.1 Sicherheitsfunktion: Not-Halt (SS1) ---------------------------------------------------------- 12
2.5.2 Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Position (SLP) ----------------------------------- 13
2.4
2.5
3
Gültigkeit des Applikationsbeispiels ------------------------------------------------------------------- 13
4
Sicherheitshinweis / Haftungsausschluss ------------------------------------------------------------ 14
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Ziel
Realisierung der folgenden Sicherheitsfunktionen (siehe Tabelle 8 der EN 13849-1)
Sicherheitsbezogene Stoppfunktion,
Sicherer Stopp 1
(SS1)
Sicher begrenztes Schrittmaß
Sicherer Nocken
Sichere Bewegungsrichtung
(SLI)
(SCA)
(SDI)
eingeleitet durch eine Schutzeinrichtung
Start-/Wiederanlauffunktion1)
Funktion zum Stillsetzen im Notfall
(Ergänzende Schutzmaßnahme)
Sicherheitsbezogene Parameter (Überwachung von Geschwindigkeit, Position, ..)
1)
Bei Beachtung der Hinweise EN 13849-1, Kapitel 5.2.3
Verwendete Komponenten und Kenngrößen
9400
SM301
Komponenten
Kenngrößen gemäß DIN EN ISO 13849-1
Architektur
Performance Level
Typ Nr. E94AxHExxxx
Typ Nr. E94AYAE
Kategorie 3
e
Referenzierte Normen
EN 13849-1
DIN EN ISO 13849-1:2008-12
EN 60204-1
DIN EN 60204-1; VDE 0113-1:2007-06
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Applikationsbeschreibung
2.1
Verdrahtungsskizze
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2.2
Beschreibung
Hervorgehobene Texte in der Beschreibung sind in der Verdrahtungsskizze dargestellt.
•
Der Motor wird bei Anforderung der Sicherheitsfunktion nach Stopp-Kategorie 1 der
EN 60204-1 stillgesetzt.
•
Nach Einschalten der Anlage, nach Not-Halt (I4A, I4B) oder einem Fehler im SM301
muss referenziert werden (negative Richtung auf Touchprobe). Die Sicherheits-SPS
aktiviert dafür SDIneg und SLS im SM301.
•
Ist der Endschalter (I3A, I3B) betätigt (Referenzpunkt gefunden), wird über DI8 (Touchprobe) im 9400 die Referenz gesetzt.
Im SM301 wird SDIneg deaktiviert und SDIpos aktiviert.
•
Außerdem werden OMS und ES im SM301 aktiviert, um SLI zu
aktivieren. SLI wird als absolute Positionsüberwachung verwendet. Der maximale Verfahrbereich beträgt 32767 Umdrehungen
der Motorwelle.
neg
Endschalter/
Limit switch
3x NC
•
Der Endschalter (I3A, I3B) wird in positiver Richtung freigefahren. Sobald der Endschalter (I3A, I3B) nicht mehr betätigt ist, werden SDIpos und SLS im SM301 deaktiviert.
•
Wird bei bekannter Referenzposition der Endschalter betätigt (freigegebener Verfahrbereich in negativer Richtung verlassen), wird ein Fehler gesetzt.
•
Der Endschalter muss drei zwangsgeführte Öffnerkontakte besitzen (z.B. Schmersal
T4VH 335-03Z).
•
Es ist nicht möglich, die aktuelle Position sicherheitsgerichtet in der Sicherheits-SPS
auszuwerten.
•
Ein aufgetretener Fehler kann, nach Beseitigung des Fehlers, über den Eingang Error
Reset (AIE) zurückgesetzt werden.
•
(Re-)start acknowledge (AIS) wird zur Realisierung der Start-/Wiederanlauffunktion
verwendet.
Dir
pos
043733012
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2.3
Aktionen in der Sicherheits-SPS
2.3.1 Ablaufdiagramm
Start
Referenzieren
SDIneg aktiviert
SLS aktiviert
nein
Endschalter
betätigt?
ja
Referenzpunkt
gefunden,
Endschalter
freifahren
SDIneg deaktiviert
SDIpos aktiviert
OMS aktiviert
ES aktiviert
nein
Endschalter
freigegeben?
ja
Referenzieren
beendet,
Startbereit
SDIpos deaktiviert
SLS deaktiviert
Endschalter
betätigt?
Betrieb
ja
Fehler,
Referenz gelöscht
043633011
nein
2.3.2 Symboltabelle in der Sicherheits-SPS (Ausschnitt)
STO active
E
0.0
BOOL
Limit switch
E
3.2
BOOL
OMS active
E
3.5
BOOL
Activation SLS1
A
0.3
BOOL
Activation SDIpos
A
0.7
BOOL
Activation SDIneg
A
1.0
BOOL
Activation ES
A
1.1
BOOL
Activation OMS
A
1.3
BOOL
Activation SSE
A
2.7
BOOL
•
Detaillierte Informationen zur Busanbindung finden Sie im Handbuch des SM301.
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2.3.3 Funktionsblockverschaltung in der Sicherheits-SPS (Ausschnitt)
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Version: 1.5
Datum: 12.10.2015
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2.4
Aktionen im 9400 (Ausschnitt)
Parametrierung des FBs:
• L_TbTransition1
fallende Flanke;
0,001s
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2.4.1 Erforderliche Umparametrierungen des 9400
Codestelle
Einzustellender Wert
Kommentar
C00105
applikationsabhängig, Wert mit Stoppzeit im
QSP-Zeit
SM301 abstimmen
C02528
begrenzt
Verfahrbereich
C02640
9: ccw_TP
Referenzieren in negativer Richtung
auf Touchprobe
C02641
0: Absolut auf Zielposition fahren oder
Aktion nach Erfass. Ref.-Pos.
1: Relativ um Zielposition fahren
C02651
32768 (DI8 negative Flanke)
Referenzieren: TP-Konfiguration
Allgemein
Wert
Einheit
Modul-ID
x
Safety Adresse
x
Motorgebersystem
x
Motor-Anbaurichtung
x
Strichzahl Sin-Cos-Encoder
x
Polpaarzahl Resolver
x
Lagegebersystem
x
Lagegeber Getriebefaktor
x
Lagegeber Anbaurichtung
x
SD-In1
SD-In2
SD-In3
SD-In3 Sensortyp
Passiver Sensor
SD-In3 Sensorfunktion
Freie Zuordnung
SD-In3 Freie Zuordnung
keine Funktion
SD-In3 Diskrepanzzeit
x
ms
SD-In3 Eingangsverzögerung
x
ms
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Allgemein
Wert
Einheit
SD-In4
SD-In4 Sensortyp
Passiver Sensor
SD-In4 Sensorfunktion
Not-Halt
SD-In4 Freie Zuordnung
-
SD-In4 Diskrepanzzeit
x
ms
SD-In4 Eingangsverzögerung
x
ms
SD-Out1
Sicherer Stopp
SSE: Not-Halt-Funktion
SS1
Wiederanlauf - STO, SS1
Quittierter Wiederanlauf
Wiederanlauf - SS2, SOS
-
SS1, SS2: Stoppzeit
x
SS1-Modus
x
SS1: Verzögerung STO nach n=0
x
SS2-Modus
-
SS1, SS2: Rampenüberwachung
x
SS1, SS2: Verschliffzeit Rampe
x
%
SS1, SS2: Start-Offset Rampe
x
%
Toleranzfenster (n=0)
x
min-1
SOS: Toleranzfenster (Delta p=0)
x
Inkr.
ms
ms
Sichere Geschwindigkeit
Reaktionszeit Geberüberwachung
x
SMS: Max. Geschwindigkeit Nmax
-
SMS: Reaktion (n>Nmax)
-
SLS1: Begrenzte Geschw. Nlim1
x
min-1
SLS1: Bremszeit Nlim1
0
ms
SLS1: Reaktion (n>Nlim1)
STO
SLS1: Zul. Bewegungsrichtung
Beide Richtungen freigegeben
SLS2: Begrenzte Geschw. Nlim2
-
min-1
SLS2: Bremszeit Nlim2
-
ms
SLS2: Reaktion (n>Nlim2)
-
SLS2: Zul. Bewegungsrichtung
-
SLS3: Begrenzte Geschw. Nlim3
-
min-1
SLS3: Bremszeit Nlim3
-
ms
SLS3: Reaktion (n>Nlim3)
-
SLS3: Zul. Bewegungsrichtung
-
SLS4: Begrenzte Geschw. Nlim4
-
min-1
SLS4: Bremszeit Nlim4
-
ms
min-1
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Allgemein
Wert
SLS4: Reaktion (n>Nlim4)
-
SLS4: Zul. Bewegungsrichtung
-
SLS, SMS: Max. Reaktionszeit
-
Einheit
ms
Betriebsartenwahl
OMS: Stoppfunktion
SS2
OMS: Bewegungsfunktion
Frei verfahren
OMS: Funktion bei Low-Pegel
-
SLI: Sicher begrenz. Schrittmaß
x
Inkr.
Kaskadierung
Sichere Bewegungsrichtung
SDI: Überwachung Normalbetrieb
Beide Richtungen freigegeben
SDI: Verzögerungszeit
x
ms
SDI: Toleranzschwelle
x
Inkr.
SDI: Fehlerreaktion
STO
Sicherheitsbus Allgemein
S-Bus: Konfiguration
PROFIsafe / PROFIBUS
S-Bus: Filter Steuerdaten: STO
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SS1
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SS2
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SLS1
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten: SLS2
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SLS3
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SLS4
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SDIpos
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten: SDIneg
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten: ES
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten: OMS
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten: PS_AIS
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: PS_AIE
-
S-Bus: Filter Steuerdaten: SSE
Durchreichen
S-Bus: Filter Steuerdaten:SD-Out1
-
•
Parameter, die für dieses Applikationsbeispiel nicht relevant sind, sind mit „-“ gekennzeichnet.
•
Parameter, die applikationsabhängig eingestellt werden müssen, sind mit „x“ gekennzeichnet.
•
Die oben dargestellte Ansicht der sicheren Parametrierung zeigt die Version des ersten unterstützten Software-Standes.
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2.5
Sicherheitstechnische Kenngrößen
2.5.1 Sicherheitsfunktion: Not-Halt (SS1)
Baugruppe / Wert
Referenz1)
Wert
PFHd [1/Stunde]
9,06 * 10-10
Not-Halt-Taster
B10d - Wert
100 000
Annahmen zur Nutzung
Betriebszeit [Tage / Jahr]
Betriebszeit [Stunden / Tag]
tZyklus
[Stunden]
250
16
12
MTTFd-Wert
3000
(Begrenzt auf 2500)
Kapitel C.4.2
DCavg
99%, Hoch
(Direkte Überwachung)
Tabelle E.1
Architektur
Kategorie 4
(Für Berechnung)
Kapitel 6.2.7, Anmerkung 2
[Jahr]
Tabelle C.1
Kapitel C.4.2
9,06 * 10-10
Tabelle K.1,
Erweiterung auf 2500 Jahre
SM301
Kat. 3 / PL e
Herstellerangabe
8,50 * 10-10
Drehzahlgeber IG 1024-5V-V3
Kat. 4 / PL e
Herstellerangabe
2,41 * 10-9
PFHd
[1/Stunde]
-9
Sicherheitsfunktion: Not-Halt (SS1)
1)
∑ 4,17 * 10
EN 13849-1, wenn nicht anders angegeben
Kat. 3
PL e
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2.5.2 Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Position (SLP)
Baugruppe / Wert
Wert
Referenz1)
Sicherheits-SPS Siemens 315F-DP
Kat. 4 / PL e
Herstellerangabe
1,54 * 10-9
Herstellerangabe
1,00 * 10-9
PROFIsafe
PFHd [1/Stunde]
9,06 * 10-10
Referenzschalter
B10d – Wert
20 000 000
Annahmen zur Nutzung
Betriebszeit [Tage / Jahr]
Betriebszeit [Stunden / Tag]
tZyklus
[Stunden]
250
16
12
MTTFd-Wert
600 000
(Begrenzt auf 2500)
Kapitel C.4.2
DCavg
99%, Hoch
(Direkte Überwachung)
Tabelle E.1
Architektur
Kategorie 4
(Für Berechnung)
Kapitel 6.2.7, Anmerkung 2
[Jahr]
Tabelle C.1
Kapitel C.4.2
9,06 * 10-10
Tabelle K.1,
Erweiterung auf 2500 Jahre
SM301
Kat. 3 / PL e
Herstellerangabe
8,50 * 10-10
Drehzahlgeber IG 1024-5V-V3
Kat. 4 / PL e
Herstellerangabe
2,41 * 10-9
PFHd
[1/Stunde]
-9
Sicherheitsfunktion: Sicher begrenzte Position (SLP)
1)
∑ 6,71 * 10
EN 13849-1, wenn nicht anders angegeben
Kat. 3
3
PL e
Gültigkeit des Applikationsbeispiels
Baugruppe
Typenbezeichnung
ab Hardwarestand
ab Softwarestand
SM301
E94AYAE
1A
1.4
Servo Drives 9400
E94AxHExxxx
VA
1.49
•
Es ist durch den Anwender sicherzustellen, dass die aktuellste Version des Applikationsbeispiels verwendet wird.
•
Die aktuelle Version eines Applikationsbeispiels steht in der Application Knowledge
Base (www.lenze.com) zum Download bereit.
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4
Sicherheitshinweis / Haftungsausschluss
Die Drive-based Safety Applikations- und Parametrierhinweise sind
Beispiele für mögliche Teilfunktionen in Maschinen.
Die Angabe des T10d-Wertes gemäß DIN EN ISO 13849-1, Anhang C.4.2
erfolgt nur bei Vorliegen eines B10d–Wertes und bei einer Betriebszeit
von weniger als 20 Jahren.
Die Inbetriebnahme ist solange untersagt, bis festgestellt wurde, dass
die Maschine den Bestimmungen der relevanten EG-Richtlinien / nationalen Gesetze entspricht.
Die Sicherheitshinweise der technischen Dokumentationen sind zu beachten.
Die Nutzung der Beispiele entbindet den Anwender nicht von einer
sorgfältigen Projektierung. Für mögliche Schäden und Folgeschäden
übernimmt Lenze keine Haftung.
Copyright 2015 Lenze Automation GmbH
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Version: 1.5
Datum: 12.10.2015
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