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Fehlersichere Antriebe SICHERER HALT Kategorie 3 nach EN 954-1 mit SINAMICS S120

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SICHERER HALT Kategorie 3 nach EN 954-1

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Inhaltsverzeichnis 1 Applikationsbeispiele SINAMICS S120.....................................................................3 1.1 Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination und Safe Stop 1 ........................................ 3 1.1.1 Funktionsbeschreibung..................................................................................... 4 1.1.2 Verhalten bei Schutztüre auf ............................................................................ 5 1.1.3 Einschalten des Antriebs .................................................................................. 5 1.1.4 Funktionsmerkmale von “Safe Stop 1” ............................................................. 5 1.1.5 Einstellungen von „Safety Integrated“............................................................... 6 1.2 Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination ................................................................... 7 1.2.1 Funktionsbeschreibung..................................................................................... 7 1.2.2 Verhalten bei Schutztüre auf ............................................................................ 8 1.2.3 Einschalten des Antriebs .................................................................................. 8 1.3 Sicherer Halt bei verriegelter Schutztüre, Not-Halt-Abschaltung, realisiert mit

Sicherheitskombination und Standard-SPS........................................................................... 9 1.3.1 Funktionsbeschreibung..................................................................................... 9 1.3.2 Verhalten bei Not-Halt .................................................................................... 10 1.3.3 Verhalten bei Schutztüre auf .......................................................................... 10 1.3.4 Einschalten des Antriebs ................................................................................ 10 2 Zertifikat .....................................................................................................................12 3 Gewährleistung, Haftung und Support ...................................................................13 Bewertung/Rückmeldung .........................................................................................................14



1 Applikationsbeispiele SINAMICS S120

1.1 Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination und Safe Stop 1

Die Bezeichnung Sicherer Halt(SH) wird nach prIEC61800-5-2 durch Safe Torque Off (STO) ersetzt.

Die Funktion Safe Stop 1 (SS1) ist im SINAMICS S120 ab Version V2.4 integriert.

Abb. 1.1 Schematische Darstellung

Abb. 1.2 Schema der internen Überwachung beider Abschaltpfade



Abb. 1.3 “Sicherer Halt“ bei SINAMICS mit Sicherheitskombination und „Safe Stop 1“, Stopp-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN 954-1

1.1.1 Funktionsbeschreibung

Mit einer SIGUARD Sicherheitskombination für die Schutztüre kann ein Aufbau nach EN 954-1 Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stopp-Funktion Kategorie 1 nach EN 60204-1. • Da die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion „Sicherer Halt“ der Kategorie 3

nach EN 954-1 entspricht, ist ein übergeordnetes Netzschütz nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter.

• Die Sicherheitskombination für die Schutztürüberwachung entspricht Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise).

• Die Schaltkreise für Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht.

• Die Schalter S2 und S3 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN 1088.



1.1.2 Verhalten bei Schutztüre auf

Bei Öffnen der Schutztüre wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stopp-Kategorie 1 nach EN 60204-1 eingeleitet. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind!

• Über die Freigabekontakte der Sicherheitskombination A2 wird an Klemme X122.3 (DI 2: SH CU) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb an der AUS3-Rampe (p1135) abgebremst.

• Nach Ablauf der Verzögerungszeit (p9652/p9852) wird der SH/SBC automatisch ausgelöst.

1.1.3 Einschalten des Antriebs

Bei geschlossener Schutztüre kann der Antrieb gestartet werden: • An der EP-Klemme des Leistungsteils und dem digitalen Eingang liegt jeweils

Signal 1 an, die Funktion Sicherer Halt ist abgewählt. Bei Betätigung des Knebelschalters S1 („Aus-Ein“) wird der Antrieb über eine steigende Flanke am Eingang DI 0 (AUS1) wieder in betriebsbereiten Zustand versetzt.

1.1.4 Funktionsmerkmale von “Safe Stop 1”

• SS1 wird aktiviert durch p9652 und p9852 (Verzögerungszeit) ungleich “0” • Die Funktion ist nur in Verbindung mit “Sicheren Halt” aktivierbar. • Bei Anwahl SS1 wird der Antrieb an der AUS3-Rampe (p1135) abgebremst und

nach Ablauf der Verzögerungszeit (p9652/p9852) wird der SH/SBC automatisch ausgelöst.

• Nach Aktivierung der Funktion läuft die Verzögerungszeit ab, auch wenn die Funktion während dieser Zeit abgewählt wird. In diesem Fall wird nach Ablauf der Verzögerungszeit die Funktion SH/SBC angewählt und gleich wieder abgewählt.

• Die Anwahl ist zweikanalig realisiert, das Abbremsen an der AUS3-Rampe aber nur einkanalig.



1.1.5 Einstellungen von „Safety Integrated“

In dem Eingabefenster „Safe Stop 1“ muss für jeweils jeden Pfad die Verzögerungszeit angegeben werden. Beträgt dieser Wert 0, ist Safe Stop 1 deaktiviert. Die Abschaltung der Impulse erfolgt in diesem Fall sofort. Ein noch in Bewegung befindlicher Motor trudelt aus.

Abb. 1.4 Einstellungen Safety Integrated STARTER / SIMOTION Scout



1.2 Sicherer Halt, realisiert mit Sicherheitskombination

Neben der oben beschriebenen Variante ab SINAMICS Version V2.4 ist auch die klassische AUS 3-Beschaltung weiterhin nutzbar.

Abb. 1.5 “Sicherer Halt“ bei SINAMICS mit Sicherheitskombination, Stop-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN 954-1


Mit einer SIGUARD Sicherheitskombination für die Schutztüre kann ein Aufbau nach EN 954-1 Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stop-Funktion Kategorie 1 nach EN 60204-1. • Da die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion „Sicherer Halt“ der Kategorie 3

nach EN 954-1 entspricht, ist ein übergeordnetes Netzschütz nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter.

• Die Sicherheitskombination für die Schutztürüberwachung entspricht Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise).

• Die Schaltkreise für Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht.

• Die Schalter S2 und S3 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN 1088.




Bei Öffnen der Schutztüre wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie 1 nach EN 60204-1 eingeleitet. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind! • Über die Freigabekontakte der Sicherheitskombination A2 wird an Klemme X122.2

(DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Gleichzeitig wird die Verzögerungszeit der Sicherheitskombination A2 gestartet, vor deren Ablauf der Antrieb zum Stillstand gekommen sein muss.

• Die sicher verzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A2 öffnen nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit, dadurch werden die EP Klemme des Leistungsteils und der digitale Eingang (DI 2: SH) der Control Unit nicht mehr angesteuert. Die Sicherheitsfunktion Sicherer Halt ist aktiv.


Bei geschlossener Schutztüre kann der Antrieb gestartet werden: • An der EP-Klemme des Leistungsteils und dem digitalen Eingang liegt jeweils

Signal 1 an, die Funktion Sicherer Halt ist abgewählt. Bei Betätigung des Knebelschalters S1 („Aus-Ein“) wird der Antrieb über eine steigende Flanke am Eingang DI 0 (AUS1) wieder in betriebsbereiten Zustand versetzt.



1.3 Sicherer Halt bei verriegelter Schutztüre, Not-Halt-Abschaltung, realisiert mit Sicherheitskombination und Standard-SPS

M

P24

-A2

A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22 13

14

3TK2828

24

23 31 47 57

32 48 58Y33 Y34 PE A2

-A1

Not-Halt-S3

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auf

-S5

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A1 Y10 Y11 Y12 Y21 Y22 13

14

3TK2827

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23 31 47 57

32 48 58Y33 Y34 PE A2

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Ein-S1

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Standard-SPS

DO1DO2DO3

DI4DI5DI6

DI1DI2DI3

DI7

DO4

U1 V1 W1

EP24+

EPM

23

87

DI8

DI1: AUS3DI2: SH CU

DO8: n=0

X122

-Q1Hauptschalter

Netz

Line Module

Motor Module

Control Unit

DO9: SH aktiv

M3

U2 V2 W2

SH

1 DI0: AUS1

Abb. 1.6 “Sicherer Halt“ mit SINAMICS bei verriegelter Schutztür, Standard-SPS und Schutzsicherheitskombination, Stop-Kategorie 1, Kategorie 3 nach EN 954-1


Mit zwei SIGUARD Sicherheitskombinationen für Not-Halt und Schutztüre sowie einer Standard-SPS kann ein Aufbau nach EN 954-1 Steuerungskategorie 3 und EN1037 realisiert werden. Das Stillsetzen des Antriebs erfolgt gemäß Stop-Funktion Kategorie 1 nach EN 60204-1. • Die im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion „Sicherer Halt“ entspricht Kategorie 3

gemäß EN 954-1 bzw. SIL 2 gemäß IEC 61508. Eine nichtsichere Rückmeldung „Sicherer Halt aktiv“ ist ausreichend.

• Sicherheitskombinationen für Not-Aus und Schutztürüberwachung entsprechen Kategorie 4 (unverzögerte Freigabekreise) bzw. Kategorie 3 (verzögerte Freigabekreise).

• Die Schaltkreise für Not-Halt und Schutztürüberwachung sind 2-kanalig querschlusssicher überwacht.

• Die Schalter S4, S5 und S6 sind zwangsöffnende Positionsschalter entsprechend EN 1088.

• Durch Ausführung als übergeordnete, kontaktbehaftete Schaltung ist die Funktion „Sicherer Halt“ auch bei Fehlverhalten oder Ausfall der SPS gewährleistet.



• Die EA-Kommunikation über die digitale Schnittstelle zwischen Antrieb und SPS kann auch durch eine nichtsichere Standardkommunikation (z.B. PROFIBUS) ersetzt werden.

• Bei der Funktion Not-Halt ist eine galvanische Trennung nicht zwingend erforderlich, ein übergeordnetes Netzschütz ist nicht notwendig. Bei Arbeiten an Motor oder Umrichter erfolgt die Spannungsfreischaltung über einen (abschließbaren) Hauptschalter.

1.3.2 Verhalten bei Not-Halt

Not-Halt wird durch den Taster S3 („Not-Halt“) ausgelöst. Es wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie1 nach EN 60204-1 eingeleitet: • Über die unverzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 wird an

der Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht.

• Die sicher verzögerten Freigabekontakte der Sicherheitskombination A1 öffnen nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit, dadurch wird die Funktion „Sicherer Halt“ des Antriebs zweikanalig über Klemme X122.3 (DI 2: SH) der Control Unit und der Klemme EP des Motor Moduls aktiviert. Wenn der Antrieb den „Sicheren Halt“ aktiviert hat wird dies über Klemme X122.8 (DO 9: SH aktiv) rückgemeldet.

• Die Rückmeldungen der Sicherheitskombinationen und des Antriebs werden in der SPS auf Plausibilität überwacht.


Öffnen der Schutztüre wird durch Betätigung der Taste S2 („Aus“) angefordert. Es wird ein Stillsetzen des Antriebs der Stop-Kategorie 1 nach EN 60204-1 eingeleitet: • Durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO3 wird an der Klemme X122.2 (DI 1:

AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben, der Antrieb wird sofort auf Drehzahl 0 abgebremst und die Impulse gelöscht.

• Steht der Antrieb (DO 8: n=0), wird durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO2 die Funktion „Sicherer Halt“ des Antriebs zweikanalig aktiviert , der Zustand über Klemme X122.8 (DO 9: SH aktiv) an die SPS (DI 7) zurückgemeldet.

• Erkennt die SPS die Anwahl der Funktion „Sicherer Halt“ (SPS DI 7: „SH aktiv“), wird durch Ansteuerung der Spule Y1 (SPS-Ausgang DO4) die Verriegelung der Schutztüre geöffnet.

• Durch Öffnen der Schutztüre wird der Schutztürensicherheitskreis unterbrochen, Sicherheitskombination A2 öffnet seine Sicherheitskreise.

Hinweise: Die Stellung der Schutztürverriegelung wird durch S6 überwacht! Sollte durch eine Fehlfunktion der SPS die Verriegelung der Schutztüre öffnen bevor der Antrieb auf Drehzahl = 0 abgebremst worden ist, wird über S6 an Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) des Antriebs Signal 0 vorgegeben. Der Antrieb wird sofort schnellstmöglichst auf Drehzahl = 0 abgebremst und die Impulse gelöscht. Bei Öffnen der Schutztüre wird die Funktion „Sicherer Halt“ angewählt. Es muss sichergestellt sein, dass gefahrbringende Bewegungen vor deren Erreichen zum Stillstand gekommen sind!


Bei geschlossener Schutztüre und entriegeltem Not-Halt-Taster S3 kann der Antrieb gestartet werden.



• Bei Betätigung der Taste S1 („Ein“) wird Sicherheitskombination A1 in betriebsbereiten Zustand versetzt. Durch Rücksetzen des SPS-Ausgangs DO4 wird die Spule der Zuhaltung Y1 nicht mehr angesteuert, die Schutztüre verriegelt. Sicherheitskombination A2 ist ebenfalls im betriebsbereiten Zustand.

• Durch gleichzeitiges Setzen der SPS-Ausgänge DO2 und DO3 wird die Sicherheitsfunktion „Sicherer Halt“ sowie Schnellhalt an Klemme X122.2 (DI 1: AUS3) abgewählt.

• Durch eine steigende Flanke des SPS-Ausgangs DO1 kann der Antrieb über die Klemme X122.1 (DI 0: AUS1) wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden.

Weitere aktuelle Funktionsbeispiele sind im Internet unter:

www.siemens.de/safety -> Funktionsbeispiele zu finden.



2 Zertifikat

Die in diesem Dokument enthaltenen Beispiele wurden im Rahmen der Gerätezertifizierung vom Berufsgenossenschaftlichen Institut für Arbeitsschutz (BGIA) begutachtet.



3 Gewährleistung, Haftung und Support

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Safety Functional Example beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden

Copyright© 2004 Siemens A&D. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Safety Functional Examples oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens A&D zugestanden.



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