Safe-Off-Option (Serie B) für PowerFlex 40P- und PowerFlex ... · PowerFlex 40P- oder PowerFlex 70-Frequenzumrichter eingesetzt wird, erfüllt sie die Anforderungen für SIL 2 gemäß

Benutzerhandbuch

Safe-Off-Option (Serie B)für PowerFlex 40P- und PowerFlex 70-Enhanced Control-FrequenzumrichterBestellnummer 20A-GD01

Übersetzung der Originalanleitung

Thema Seite

Allgemeine Beschreibung 2

Beschreibung der DriveGuard Safe-Off-Option 2

Zertifizierungen und Konformität 3

CE-Zertifizierung 4

Zugelassene Ausrüstung 5

Wichtige Sicherheitsüberlegungen 5

Sicherer Zustand 6

Sicherheitskategorie 3 / PL (d) Leistungsdefinition 6

Definitionen der Stopp-Kategorien 7

Performance Level und Sicherheitsintegritätslevel (SIL) CL2 7

PFD- und PFH-Definitionen 8

PFD- und PFH-Daten 8

Funktionsprüfungstests 9

Kontaktinformationen, falls ein Sicherheitsausfall eintritt 9

Installation und Verdrahtung 10

Vor der Installation 10

EMV-Überlegungen 11

Installation der DriveGuard Safe-Off-Option 11

Verdrahtung 15

Funktionsprüfung 16

Funktionsbeschreibung 18

Safe-Off-Funktion des PowerFlex 40P 18

Safe-Off-Funktion des PowerFlex 70 19

Anschlussbeispiele 21

Allgemeine Beschreibung


Die DriveGuard Safe-Off-Option bietet in Verbindung mit PowerFlex 40P- oder PowerFlex 70-Frequenzumrichtern und anderen Sicherheitskomponenten eine Sicherheitsfunktion, die das Erzeugen von Drehmoment in Motoren verhindert, die durch den Frequenzumrichter gespeist werden. Wenn die DriveGuard Safe-Off-Option mit einem PowerFlex 40P- oder PowerFlex 70-Frequenzumrichter eingesetzt wird, erfüllt sie die Anforderungen für SIL 2 gemäß EN/IEC 61800-5-2 und IEC 61508, und PL d und Kategorie 3 gemäß EN ISO 13849-1. Die DriveGuard Safe-Off-Option ist nur eine Komponente in einem Sicherheitssteuerungssystem. Die Komponenten im System müssen ordnungsgemäß ausgewählt und eingesetzt werden, um den gewünschten Grad an Sicherheitsvorkehrungen für den Bediener zu erzielen.

Beschreibung der DriveGuard Safe-Off-OptionDie DriveGuard Safe-Off-Option:

• Bietet die „Safe Torque Off (STO)“-Funktion, die in EN/IEC 61800-5-2 definiert ist.

• Blockiert die Gate-Zündsignale, damit diese nicht die IGBT-Ausgangsleistungsgeräte des Antriebs erreichen. Dadurch wird verhindert, dass die IGBTs so geschaltet werden, dass das Drehmoment im angeschlossenen Motor erzeugt wird.

• Kann in Verbindung mit anderen Sicherheitseinrichtungen eingesetzt werden, um die Anforderungen einer „Safe Torque Off “-Systemfunktion zu erfüllen, die Kategorie 3 / PL (d) gemäß EN ISO 13849-1 und SIL CL 2 gemäß EN/IEC 62061, IEC 61508, und EN/IEC 61800-5-2 entspricht.

BEISPIEL Diese Option ist nur als Sicherheitsvorkehrung für die Durchführung mechanischer Arbeiten am Antriebssystem oder einem anderen Bereich der Maschine bestimmt. Sie trennt NICHT die Frequenzumrichter-Ausgangsleistung zum Motor.

Diese Option sollte nicht als Steuerung zum normalen Starten bzw. Stoppen des Antriebs verwendet werden.

2 Rockwell Automation-Publikation PFLEX-UM003B-DE-P - Juli 2012


Zertifizierungen und KonformitätTÜV Rheinland EG-PrüfzertifikatDer TÜV Rheinland hat zertifiziert, dass die DriveGuard Safe-Off-Option zusammen mit einem PF70- oder PF40P-Frequenzumrichter die Anforderungen für Maschinen gemäß Anhang I der EG-Richtlinie 2006/42/EG und die Anforderungen der folgenden Normen erfüllt.

• EN ISO 13849-1:2008 Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze(DriveGuard Safe-Off-Option + FU erreicht Kategorie 3 / PL (d))

• EN/IEC 61800-5-2:2007 Elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl – Teil 5-2 Anforderungen an die Sicherheit – Funktionale Sicherheit(DriveGuard Safe-Off-Option + FU erreicht SIL CL 2)

• EN/IEC 62061:2005 Sicherheit von Maschinen – Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme

• IEC 61508 Teil 1-7:1998 und 2000 Funktionale Sicherheit elektrischer / elektronischer / programmierbarer elektronischer sicherheitsbezogener Systeme – Teile 1–7

Der TÜV hat auch zertifiziert, dass die DriveGuard Safe-Off-Option in Anwendungen bis zu Kategorie 3 /PL (d) verwendet werden gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 2 gemäß EN/IEC 62061 / IEC 61508 / EN/IEC 61800-5-2.

Das TÜV Rheinland-Zertifikat 01/205/0665/09 finden Sie unter:www.rockwellautomation.com/products/certification/

ACHTUNG: Stromschlaggefahr. Überprüfen Sie, ob alle Wechsel- und Gleichstromquellen gemäß den Anforderungen nach ANSI/NFPA 70E, Teil II, entladen und gesperrt oder als inaktiv markiert wurden.

ACHTUNG: Zur Vermeidung eines Stromschlags müssen Sie überprüfen, ob die Buskondensatoren keine Spannung mehr aufweisen, bevor Sie Arbeiten am Frequenzumrichter vornehmen. Messen Sie die DC-Busspannung an den positiven und negativen Klemmen (+DC und –DC) der Klemmenleisten oder Testpunkte (ihre Position ist dem Benutzerhandbuch des FU zu entnehmen). Die Spannung muss NULL sein.

ACHTUNG: Im Safe-Off-Modus können weiterhin gefährliche Spannungen am Motor anliegen. Zur Vermeidung eines Stromschlags muss vor Beginn der Arbeiten die Stromversorgung zum Motor getrennt und eine Spannung von 0 V bestätigt werden.

ACHTUNG: Wenn beim Ausfall von zwei Ausgangs-IGBTs im Frequenzumrichter die DriveGuard Safe-Off-Option die Frequenzumrichterausgänge auf den AUS-Status gesteuert hat, kann der Frequenzumrichter Energie für bis zu 180° Drehung in einem 2-poligen Motor abgeben, bevor der Drehmoment im Motor anhält.

Rockwell Automation-Publikation PFLEX-UM003B-DE-P - Juli 2012 3

http://www.rockwellautomation.com/products/certification/


CE-ZertifizierungLV-Richtlinie 2006/95/EG

Rockwell Automation erklärt, dass die PF40P- und PF70-Frequenzumrichter mit der CE-LV-Richtlinie übereinstimmen, wie in Übereinstimmung mit den Anforderungen EN 50178 „Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln“ gezeigt. Der DriveGuard Safe-Off-Options-Kit erfüllt nicht die Niederspannungsrichtlinie.

EMV-Richtlinie 2004/108/EG

Rockwell Automation erklärt, dass PF40P (240V, 480V), PF70 (240V, 400V, 480V) und die DriveGuard Safe-Off-Option mit der CE-EMV-Richtlinie übereinstimmt, wie in Übereinstimmung mit den Anforderungen von EN 61800-3 „Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe“ Teil 3 gezeigt: EMV-Anforderungen einschließlich spezieller Prüfverfahren.

Maschinenrichtlinie 2006/42/EGDer TÜV Rheinland (Kennnummer der Benannten Stelle 0035) zertifiziert, dass die DriveGuard Safe-Off-Option mit der CE-Maschinenrichtlinie übereinstimmt, wie in Übereinstimmung mit den Anforderungen von EN ISO 13849-1, EN ISO 13849-2, EN/IEC 61800-5-2 und EN/IEC 62061 gezeigt.

UL-Zertifizierung

PF40P, PF70 und die DriveGuard Safe-Off-Option sind in UL in Übereinstimmung mit UL 508C aufgeführt.

Kanadische ZertifizierungPF40P, PF70 und die DriveGuard Safe-Off-Option sind in CuL in Übereinstimmung mit C22.2 No 14 aufgeführt.

Australische C-Tick-Zertifizierung

Rockwell Automation erklärt, dass PF40P (240V, 480V), PF70 (240V, 400V, 480V) und die DriveGuard Safe-Off-Option mit dem Australian Radiocommunications Act von 1992, dem Radiocommunications (elektromagnetische Konformität) Standard von 2008 und der Radiocommunications Labelling (elektromagnetische Konformität) Notice von 2008 übereinstimmt, wie in Übereinstimmung mit den Anforderungen von EN 61800-3 „Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe“ Teil 3 gezeigt: EMV-Anforderungen einschließlich spezieller Prüfverfahren.



Zugelassene Ausrüstung

Zertifizierungen Online

Konformitätserklärungen, Zertifikate und weitere Zertifizierungsinformationen finden Sie unter dem Produktzertifizierungslink http://ab.com.

Wichtige SicherheitsüberlegungenDer Systembenutzer ist für Folgendes verantwortlich:

• Einrichtung, Sicherheitseinstufung und Überprüfung aller Sensoren und Aktoren, die an das System angeschlossen sind.

• System-Risikobeurteilung und Neubewertung, wenn das System geändert wird.

• Zertifizierung des Systems auf den gewünschten Sicherheitslevel.

• Projektmanagement und Prüfungstests.

• Programmierung der Anwendungssoftware und Sicherheitskonfigurationen in Übereinstimmung mit den Informationen in diesem Handbuch.

• Zugriffssteuerung auf das System, einschließlich Kennwortverwaltung.

• Analyse aller Konfigurationseinstellungen und Auswählen der richtigen Einstellung, um die erforderliche Sicherheitseinstufung zu erreichen.

Frequenzumrichter Einstufung TÜV-zertifiziert DriveGuard Safe-Off-FunktionPowerFlex 40P 240 V ✔ Serie B oder höher

480V ✔ Serie B oder höherPowerFlex 70 Enhanced Control

240 V ✔ Serie A oder höher400 V ✔ Serie A oder höher480 V ✔ Serie A oder höher

ACHTUNG: Es besteht die Gefahr von Verletzungen durch Stromschlag. Installieren Sie in PowerFlex 40P-Frequenzumrichtern nur die DriveGuard Safe-Off-Option der Serie B oder höher.

BEISPIEL Bei der Anwendung der Funktionssicherheit schränken Sie den Zugriff auf qualifizierte und autorisierte Mitarbeiter ein, die ausgebildet und erfahren sind.

ACHTUNG: Beim Entwurf Ihres Systems müssen Sie überlegen, wie Mitarbeiter die Maschine verlassen können, wenn die Türe schließt, während sie sich in der Maschine befinden. Zusätzliche Sicherungsgeräte sind möglicherweise für Ihre spezifische Anwendung erforderlich.


http://ab.com


Sicherer ZustandDie DriveGuard Safe-Off-Option ist für den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen vorgesehen, in denen der stromlose Zustand der sichere Zustand ist. Alle Beispiele im Abschnitt „Funktionsbeschreibung“ haben zum Ziel, den stromlosen Zustand als sicheren Zustand zu erreichen.

Sicherheitskategorie 3 / PL (d) LeistungsdefinitionUm die Sicherheitskategorie 3 / PL (d) gemäß EN ISO 13849-1 zu erreichen, müssen die sicherheitsrelevanten Teile folgendermaßen entworfen werden:

• Die sicherheitsrelevanten Teile der Maschinensteuerungen und/oder deren Schutzausrüstung sowie deren Komponenten müssen in Übereinstimmung mit den Normen so entworfen, gefertigt, ausgewählt, montiert und kombiniert werden, dass sie die erwarteten Bedingungen erfüllen können.

• Es müssen bewährte Sicherheitsprinzipien angewendet werden.

• Ein einzelner Fehler in einem Teil darf nicht zu einem Verlust der Sicherheitsfunktion führen.

• Es müssen einige, aber nicht alle Fehler erkannt werden.

• Die Anhäufung von nicht erkannten Fehlern kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen.

• Kurzschlüsse in der externen Verdrahtung von Sicherheitseingängen sind Fehler, die durch das System nicht erkannt werden können, daher müssen diese Kabel gemäß EN ISO 13849-2 so installiert werden, dass sie gegen externe Beschädigungen durch Kabelführungen oder -kanäle geschützt werden.

• Wenn möglich, soll ein einzelner Fehler beim oder vor dem nächsten Aufruf der Sicherheitsfunktion erkannt werden.

• Der durchschnittliche Diagnosedeckungsgrad der sicherheitsrelevanten Teile der Steuerung muss niedrig sein.

• Die mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall aller redundanten Kanäle soll niedrig bis hoch sein.



Definitionen der Stopp-KategorienDie Auswahl einer Stopp-Kategorie für jede Stoppfunktion muss durch eine Risikobeurteilung ermittelt werden.

• Die Stopp-Kategorie 0 wird mit sofortiger Trennung der Stromversorgung vom Aktor erreicht, was zu einem unkontrollierten Auslaufen führt. Siehe „Funktionsbeschreibung“ Beispiel 1 auf Seite 21.

• Stopp-Kategorie1 erfolgt mit Strom am Maschinenaktor, um den Stillstand zu erreichen. Die Stromversorgung wird vom Aktor getrennt, wenn der Stillstand erreicht ist. Siehe „Funktionsbeschreibung“ Beispiel 2 auf Seite 22.

Performance Level und Sicherheitsintegritätslevel (SIL) CL2Zu sicherheitsrelevanten Steuerungssystemen, Performance Level (PL) nach EN ISO 13849-1 und SIL-Levels gemäß IEC 61508 und EN/IEC 62061 gehören eine Einstufung des Systems, wie die Sicherheitsfunktionen ausgeführt werden. Alle sicherheitsrelevanten Komponenten der Steuerung müssen eine Risikobeurteilung durchlaufen und die erzielten Level müssen festgestellt werden.

Siehe die EN ISO 13849-1-, IEC 61508- und EN/IEC 62061-Normen für ausführliche Informationen zu den Anforderungen für die PL- und SIL-Bestimmung.

BEISPIEL Beim Entwurf der Maschinenanwendung sollten Zeit und Abstand für ein Auslaufen bis zum Stillstand bedacht werden (Stopp-Kategorie 0 oder Safe-Off). Weitere Informationen zu den Stopp-Kategorien finden Sie in EN/IEC 60204-1.



PFD- und PFH-DefinitionenSicherheitsrelevante Systeme können in Betriebsarten mit niedriger Anforderungsrate oder hoher/kontinuierlicher Anforderung eingeteilt werden.

• Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate: die Anforderungsrate für den Betrieb in einem sicherheitsrelevanten System ist nicht häufiger als einmal pro Jahr oder nicht häufiger als zweimal das Intervall fur die Wiederholungsprufung.

• Betriebsart mit hoher/kontinuierlicher Anforderung: die Anforderungsrate für den Betrieb in einem sicherheitsrelevanten System ist häufiger als einmal pro Jahr oder häufiger als zweimal das Intervall für die Wiederholungsprüfung.

Der SIL-Wert für ein sicherheitsrelevantes System mit niedriger Anforderungsrate steht direkt mit den Größenordnungsbereichen seiner durchschnittlichen Ausfallwahrscheinlichkeit in Beziehung, um seine Sicherheitsfunktion bei Anforderung ausreichend auszuführen, oder einfach ausgedrückt: mittlere Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls bei Anforderung (PFD). Der SIL-Wert für ein sicherheitsrelevantes System mit hoher/kontinuierlicher Anforderungsrate steht direkt mit der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFH) in Beziehung.

PFD- und PFH-DatenDiese PFD- und PFH-Berechnungen basieren auf den Formeln von Teil 6 der IEC 61508 und zeigen Worst-Case-Werte.

Diese Tabelle enthält Daten für ein 20-Jahres-Intervall für die Wiederholungsprüfung und zeigt die Worst-Case-Auswirkungen verschiedener Konfigurationsänderungen der Daten.

PowerFlex 40PPFD und PFH für 20-Jahres-Intervall für die Wiederholungsprüfung Attribut TestergebnisPFD 1.74E-05PFH 2.0E-10SFF 81 %



PowerFlex 70PFD und PFH für 20-Jahres-Intervall für die Wiederholungsprüfung

Begriff

FunktionsprüfungstestsDie funktionalen Sicherheitsnormen erfordern, dass Funktionsprüfungstests bei den Geräten im System durchgeführt werden. Prüfungstests werden in benutzerdefinierten Abständen durchgeführt und sind von den PFD- und PFH-Werten abhängig.

Kontaktinformationen, falls ein Sicherheitsausfall eintrittWenn bei einem sicherheitszertifizierten Gerät ein Fehler auftritt, wenden Sie sich an Ihren Rockwell Automation-Distributor vor Ort. Bei diesem Distributor können Sie:

• das Gerät an Rockwell Automation zurückgeben, damit der Fehler für die betreffende Bestellnummer protokolliert und ein Datensatz für den Fehler erstellt werden.

• eine Fehleranalyse anfordern (soweit erforderlich), um die mögliche Ursache des Ausfalls zu ermitteln.

Attribut TestergebnisPFD 3.4E-05PFH 3.9E-10SFF 81 %

Abkürzung Vollständiger Begriff

Definition

PFD Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls bei Anforderung

Die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit bei einem System, seine vorgesehene Funktion bei Anforderung nicht zu erfüllen.

PFH Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls pro Stunde

Die Wahrscheinlichkeit bei einem System, einen gefährlichen Ausfall pro Stunde zu haben.

SFF Anteil ungefahrlicher Ausfalle

Die Summe der sicheren Ausfälle plus die Summe der gefährlichen erkannten Ausfälle geteilt durch die Summe aller Ausfälle.

BEISPIEL Ihre spezifische Anwendung bestimmt den Zeitraum für das Intervall für die Wiederholungsprüfung.


Installation und Verdrahtung


Vor der InstallationDie Installation muss entsprechend den folgenden Schritten und von Fachkräften ausgeführt werden. Die DriveGuard Safe-Off-Option ist eine Komponente des sicherheitsrelevanten Steuerungssystems einer Maschine. Vor der Installation muss eine Risikobeurteilung vorgenommen werden, die technischen Daten der DriveGuard Safe-Off-Option und alle vorhersehbaren Betriebs- und Umgebungseigenschaften der Maschine vergleicht, an die sie angebracht werden soll.

Auf keinen Fall sollte DriveGuard Safe-Off-Option in einem PowerFlex 40P- oder PowerFlex 70-Frequenzumrichter verwendet werden, bei dem die maximale Umgebungslufttemperatur-, Erschütterungs- oder Vibrations-Spezifikationen des Frequenzumrichters überschritten werden.

Die notwendige Häufigkeit dieser Prüfung, die einen ordnungsgemäßen Betrieb während der Lebensdauer der Maschine gewährleisten soll, hängt von der Sicherheitsanalyse des vom Frequenzumrichter geregelten Maschinenteils ab.

PowerFlex 70 Maximale Umgebungslufttemperatur ohne Minderung:

IP20, NEMA/UL Typ 1:Flanschmontage:IP66, NEMA/UL Typ 4X/12:

0 bis 50 °C0 bis 50 °C0 bis 40 °C

PowerFlex 40P Maximale Umgebungslufttemperatur ohne Minderung:

IP20, offener Typ:IP30, NEMA 1, UL Typ 1:Flansch- und Plattenmontage:

–10 bis 50 °C–10 bis 40 °CKühlkörper: –10 bis 40 °CFrequenzumrichter: –10 bis 50 °C

Beide Frequenzumrichter

Stoßfestigkeit: 15 g Spitzenkraft für 11 ms Dauer (1,0 ms)Vibrationen: 0,152 mm Verschiebung, 1 g Spitze

ACHTUNG: Die folgenden Informationen dienen lediglich als Richtlinie für die ordnungsgemäße Installation. Rockwell Automation, Inc. übernimmt keine Verantwortung für die kundenseitige Einhaltung bzw. Nichteinhaltung anwendbarer nationaler, regionaler oder anderer Vorschriften zur ordnungsgemäßen Installation dieser Ausrüstung. Die Missachtung dieser Vorschriften bei der Installation kann zu Verletzungen und/oder Schäden am Gerät führen.



EMV-ÜberlegungenDie DriveGuard Safe-Off-Option und die PF40P- und PF70-Frequenzumrichter können in einer industriellen elektromagnetischen Umgebung installiert werden, die mit „Second Environment“ gemäß IEC 61800-3 übereinstimmt, wenn die EMV-Anforderungen erfüllt werden, die in den PF40P- und PF70-Installationshandbüchern dokumentiert sind. Wichtige Installationsanforderungen sind unter anderem:

• Alle Motorausgänge, Steuerung (E/A) und Signalverdrahtung für den Frequenzumrichter sowie die DriveGuard Safe-Off-Option müssen abgeschirmte Kabel haben.

• Die Erdung muss den in den Frequenzumrichter-Handbüchern beschriebenen Anforderungen entsprechen.

Installation der DriveGuard Safe-Off-Option

PowerFlex 40P-Frequenzumrichter

1. Trennen Sie die Stromversorgung des Frequenzumrichters.

ACHTUNG: Zur Vermeidung eines Stromschlags müssen Sie überprüfen, ob die Buskondensatoren keine Spannung mehr aufweisen, bevor Sie Arbeiten am Frequenzumrichter vornehmen. Messen Sie die DC-Busspannung an den positiven und negativen Klemmen (+DC und –DC) der Klemmenleisten oder Testpunkte (ihre Position ist dem Benutzerhandbuch des FU zu entnehmen). Die Spannung muss NULL sein.



2. Entfernen Sie den Schutzabdeckungsstecker für den PowerFlex 40P-Safe-Off-Anschluss wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1- PowerFlex 40P-Schutzabdeckungsstecker

3. Entfernen Sie den PowerFlex 40P-Safe-Off-Jumper wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2- PowerFlex 40P Safe-Off-Jumper



4. Entfernen Sie den PowerFlex 40P-Hardware-Freigabe-Jumper wie in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3- PowerFlex 40P-Hardware-Freigabe-Jumper

5. Stecken Sie die DriveGuard Safe-Off-Option (Serie B oder höher) in den vierpoligen PowerFlex 40P-Safe-Off-Anschluss wie in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4- PowerFlex 40P-Safe-Off-Anschluss

6. Ziehen Sie die Schraube mit 0,8 bis 1,1 Nm an.

BEISPIEL Der PowerFlex 40P-Hardware-Freigabe-Jumper muss entfernt werden, wenn die DriveGuard Safe-Off-Option verwendet wird. Wird der Jumper nicht entfernt, funktioniert der Frequenzumrichter nicht, wenn ein Startbefehl ausgegeben wird.

0,8…1,1 Nm



PowerFlex 70 Enhanced Control-Frequenzumrichter

1. Entfernen Sie den PowerFlex 70-Safe-Off-Jumper wie in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5- PowerFlex 70-Safe-Off-Jumper (typischerweise)

2. Entfernen Sie den PowerFlex 70-Hardware-Freigabe-Jumper wie in Abbildung 6 dargestellt.

Abbildung 6- PowerFlex 70-Hardware-Freigabe-Jumper (typischerweise)

BEISPIEL Der PowerFlex 70-Hardware-Freigabe-Jumper muss entfernt werden, wenn die DriveGuard Safe-Off-Option verwendet wird. Wird der Jumper nicht entfernt, funktioniert der Frequenzumrichter nicht, wenn ein Startbefehl ausgegeben wird.



3. Stecken Sie die DriveGuard Safe-Off-Option (Serie A oder höher) in den vierpoligen PowerFlex 70-Anschluss wie in Abbildung 7 dargestellt.

Abbildung 7- PowerFlex 70-Safe-Off-Anschluss

4. Ziehen Sie die Schraube mit 0,8 bis 1,1 Nm an.

VerdrahtungWichtige Hinweise zur Verdrahtung:

• Verwenden Sie stets Kupferdraht.

• Verwenden Sie stets Leiter mit einer Isolierspannung von mindestens 600 V oder höher.

• Zwischen Steuer- und Stromkabeln ist ein Abstand von mindestens 0,3 m einzuhalten.

DriveGuard Safe-Off-Option Klemmenleiste – Technische Daten

Leiterquerschnitt (1)

(1) Der angegebene Leiterquerschnitt bezeichnet Maximal- bzw. Minimalgrößen, die in die Klemmenleiste passen – es handelt sich nicht um Empfehlungen.

Drehmoment

Maximalwert Minimalwert Maximalwert Empfohlen

1,5 mm2

(16 AWG)0,14 mm2

(26 AWG)0,25 Nm 0,22 Nm

0,8…1,1 Nm



Drahttypen

Klemmenbeschreibung für die DriveGuard Safe-Off-Option

FunktionsprüfungDie ordnungsgemäße Funktion der Sicherheitseinrichtung sollte nach der Erstinstallation der DriveGuard Safe-Off-Option geprüft werden. Die Funktion der Sicherheitseinrichtung ist in den Abständen, die sich aus der auf Seite Seite 10 beschriebenen Sicherheitsanalyse ergeben, erneut zu prüfen.

Überprüfen Sie, ob beide Sicherheitskanäle gemäß Tabelle 4 oder 5 funktionieren.

Drahttypen Beschreibung Minimale Nennisolierspannung

Nicht abgeschirmt

US NEC bzw. national oder regional geltende Vorschriften

— 300 V,60 Grad C

Abgeschirmt Mehradriges abgeschirmtes Kabel, z. B. Belden 8770 (oder gleichw.)

0,750 mm2 (18 AWG),3-adrig, abgeschirmt

Nr. Signal Beschreibung

1 Überwachung – Öffner

Öffnerkontakte zur Überprüfung des Relais-Status.Maximale ohmsche Last:250 VAC / 30 VDC / 50 VA / 60 WMaximale induktive Last:250 VAC / 30 VDC / 25 VA / 30 W

2 Bezugsspannung – Öffner

3 +24 VDC Anschlüsse für anlageninternen Strom zur Erregung der Spule.Typisch 33,3 mA, maximal 55 mA.

4 24 V, Bezugsspannung

1234



Kanalfunktion und -prüfung – PowerFlex 40P

Kanalfunktion und -prüfung – PowerFlex 70

Status der Sicherheitsfunktion

FU imsicherenZustand

FU imangehaltenenZustand


FU istbetriebsfähig

SicherheitskanalfunktionSafe-Off-OptionKlemme 3 und 4

Kein Strom Strom liegt an Kein Strom Strom liegt an

PowerFlex 40PFreigabeeingang

Kein Strom Kein Strom Strom liegt an Strom liegt an

Beschreibung der PrüfungSafe-Off-OptionÜberwachungskontaktKlemmen 1 und 2

Geschlossen Offen Geschlossen Offen

PowerFlex 40P[Steuereing Stat.]Param. 13, Bit 2

Wert = 0 Wert = 0 Wert = 1 Wert = 1

PowerFlex 40PBezugssp. Statuswort8448, Bit 0


Safe-Off-Ausgang(1)

Schließerrelais Statusdes Digitalausgangs

Geschlossen Offen Offen Offen

(1) A055 [Relaisausg Ausw.], A058 oder A061 [Optoausgx Ausw.] müssen auf Option 25 (Safe-Off) gesetzt werden.

Status der Sicherheitsfunktion

FU imsicherenZustand


FU im(1)

angehaltenen Zustand

FU istbetriebsfähig

Sicherheitskanalfunktion

Safe-Off-OptionKlemme 3 und 4

Kein Strom Strom liegt an Kein Strom Strom liegt an

PowerFlex 70Freigabeeingang

Kein Strom Kein Strom Strom liegt an Strom liegt an

Beschreibung der Prüfung

Safe-Off-OptionÜberwachungskontaktKlemmen 1 und 2

Geschlossen Offen Geschlossen Offen

PowerFlex 70AntriebssperrenParam. 214, Bit 2


(1) Ein Start/Run-Befehl verursacht den Fehler F111 (Hardware-Freigabe).


Funktionsbeschreibung


Safe-Off-Funktion des PowerFlex 40PDurch die DriveGuard Safe-Off-Option für PowerFlex 40P (siehe Abbildung 8) wird die Verbindung der FU-Ausgangs-IGBTs zum FU-Mikrocontroller unterbrochen. Bei Verwendung in Verbindung mit einem zweiten Sicherheitskanal (dem Freigabeeingang) erfüllt das System die Anforderungen nach EN ISO 13849-1, Kategorie 3 /PL (d), für sicheres Ausschalten und Schutz vor versehentlichem Neustart.

Bei normalen Antriebsbedingungen sind das Safe-Off-Relais und der Freigabeeingang stromführend und der FU ist betriebsfähig. Wird einer dieser Eingänge stromlos, wird der Gate-Regelkreis deaktiviert. Zur Erfüllung der Betriebsanforderungen nach EN ISO 13849-1, Kategorie 3 /PL (d), müssen beide Kanäle stromlos sein. Die folgenden Beispiele erläutern dieses Prinzip im Detail.

BEISPIEL Die Safe-Off-Option bewirkt lediglich ein Auslaufen bis zum Stillstand. Wenn das Auslaufen bis zum Stillstand nicht ausreichend ist, müssen zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.



Abbildung 8- Safe-Off-Schaltkreis des PowerFlex 40P

Safe-Off-Funktion des PowerFlex 70Durch die PowerFlex 70 DriveGuard Safe-Off-Option (siehe Abbildung 9) werden FU-Ausgangs-IGBTs deaktiviert, indem die Gate-Steuerungs-Stromversorgung unterbrochen wird. Bei Verwendung in Verbindung mit einem zweiten Sicherheitskanal (dem Freigabeeingang) erfüllt das System die Anforderungen nach EN ISO 13849-1, Kategorie 3 /PL (d), für sicheres Ausschalten und Schutz vor versehentlichem Neustart.

Bei normalen Antriebsbedingungen sind das Safe-Off-Relais und der Freigabeeingang stromführend und der Gate-Regelkreis wird mit Gate-Steuerstrom versorgt. Wird einer dieser Eingänge stromlos, wird der Gate-Regelkreis deaktiviert. Zur Erfüllung der Betriebsanforderungen nach EN ISO 13849-1, Kategorie 3 /PL (d), müssen beide Kanäle stromlos sein. Die folgenden Beispiele erläutern dieses Prinzip im Detail.

1

2

3

4

Netzeingangsspannung

FrequenzumrichterPowerFlex 40P

+24 VDC

Stopp

Start

Gate-Steuerung vomMicrocontroller

Safe-Off-Option

Sicherheitskanal

Sicherheitskanal

Gate-Regelkreis

Bezugsspann.

Aktiv

Motor



Abbildung 9- Safe-Off-Schaltkreis des PowerFlex 70

BEISPIEL Die Safe-Off-Option bewirkt lediglich ein Auslaufen bis zum Stillstand. Wenn das Auslaufen bis zum Stillstand nicht ausreichend ist, müssen zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

1

2

3

4


FrequenzumrichterPowerFlex 70

+24 VDC

Stopp

Start

Stromversorgungder Gate-Steuerung

Safe-Off-Option

Sicherheitskanal

Sicherheitskanal

Gate-Regelkreis

Bezugsspann.

Aktiv

Motor



AnschlussbeispieleBeispiel 1 – Safe-Off-Anschluss für Auslaufen bis zum Stillstand, zwei KanäleAbbildung 10- Stopp-Kategorie 0 – Auslauf

SchaltkreisstatusDie Abbildung zeigt den Schaltkreis mit geschlossener Schutztür; das System ist für den normalen FU-Betrieb bereit.

FunktionsprinzipDieses System umfasst zwei Kanäle für die Überwachung der Safe-Off-Schaltung und des FU. Durch Öffnen der Schutztür schalten die Eingangskreise (S13–S14 und S21–S22) auf das Sicherheitsrelaissystem der Minotaur-Überwachungseinheit um. Die Ausgangsschaltkreise (13–14 und 23–24) bewirken, dass die Safe-Off-Option und der FU-Freigabeschaltkreis ausgelöst werden und der Motor bis zum Stillstand ausläuft. Zum erneuten Starten des FU muss zuerst das Minotaur-Sicherheitsrelais zurückgesetzt und dann ein gültiger Startbefehl an den FU ausgegeben werden.

FehlererkennungEin im Minotaur-Sicherheitseingangskreis auftretender Fehler führt dazu, dass das System beim nächsten Betrieb gesperrt wird. Die Sicherheitsfunktion geht dadurch nicht verloren.Wenn die Safe-Off-Option nicht ausschaltet, d. h. im EIN-Zustand bleibt, wird der Motor auf Befehl durch den Freigabeeingang gestoppt. Das System kann in diesem Fall nicht zurückgesetzt werden.

A1 S21 S13 31 13 23 X1

A2 S22 S14 32 14 24 X2

MinotaurMSR9T

GuardMasterTrojan

1

2

3

4

*Wichtig: Der digitale FU-Freigabeeingang ist ein elektronischer Schaltkreis. Die Sicherheitsausgänge am Sicherheitsmodul dürfen nicht für einen Puls-/Sicherheitspulstest konfiguriert werden.


FrequenzumrichterPowerFlex

+24 VDC

Stopp

Start

Safe-Off-Option

Stopp

+24 VDCBezugsspannung

Bezugsspann.

Aktiv*

Motor

Start

+24 VDC

Gate



Beispiel 2 – Safe-Off-Anschluss für geregeltes Anhalten, zwei KanäleAbbildung 11- Stopp-Kategorie 1 – Geregelt

SchaltkreisstatusDie Abbildung zeigt den Schaltkreis mit geschlossener Schutztür; das System ist für den normalen FU-Betrieb bereit.

FunktionsprinzipDieses System umfasst zwei Kanäle für die Überwachung der Safe-Off-Schaltung und des FU. Durch Öffnen der Schutztür schalten die Eingangskreise (S11–S12 und S21–S22) auf das Sicherheitsrelaissystem der Minotaur-Überwachungseinheit um. Die Ausgangskreise (13–14) geben einen Stopp-Befehl an den FU aus und leiten somit eine geregelte Verlangsamung ein. Nach Ablauf der programmierten Verzögerungszeit bewirken die zeitlich eingestellten Ausgangskreise (47–48 und 57–58), dass die Safe-Off-Option und der FU-Freigabeschaltkreis ausgelöst werden. Wenn der Motor noch nicht zum Stillstand gekommen ist, läuft er bis zum Stillstand aus. Zum erneuten Starten des FU muss zuerst das Minotaur-Sicherheitsrelais zurückgesetzt und dann ein gültiger Startbefehl an den FU ausgegeben werden.

FehlererkennungEin im Minotaur-Sicherheitseingangskreis auftretender Fehler führt dazu, dass das System beim nächsten Betrieb gesperrt wird. Die Sicherheitsfunktion geht dadurch nicht verloren.Wenn die Safe-Off-Option nicht ausschaltet, d. h. im EIN-Zustand bleibt, wird der Motor auf Befehl durch den Freigabeeingang gestoppt. Das System kann in diesem Fall nicht zurückgesetzt werden.

GuardMasterTrojan

A1 S21 S11 S52 S12

A2 X1 X2

13 23

14 24

S33

Y2

S34

Y1X3

37 47 57

38 48 58X4

S22

Y39 Y40

MinotaurMSR138DP

1

2

3

4

*Wichtig: Der digitale FU-Freigabeeingang ist ein elektronischer Schaltkreis. Die Sicherheitsausgänge am Sicherheitsmodul dürfen nicht für einen Puls-/Sicherheitspulstest konfiguriert werden.


FrequenzumrichterPowerFlex

+24 VDC

Stopp

Start

Safe-Off-Option

Stopp

Bezugsspann.

Aktiv*

Motor

Start

+24 VDCBezugsspannung

+24 VDC

Gate



Notizen:


Hauptverwaltung für Antriebs-, Steuerungs- und InformationslösungenAmerika: Rockwell Automation, 1201 South Second Street, Milwaukee, WI 53204 USA, Tel: +1 414 382 2000, Fax: +1 414 382 4444

Europa/Naher Osten/Afrika: Rockwell Automation NV, Pegasus Park, De Kleetlaan 12a, 1831 Diegem, Belgien, Tel: +32 2 663 0600, Fax: +32 2 663 0640

Asien/Australien/Pazifikraum: Rockwell Automation, Level 14, Core F, Cyberport 3, 100 Cyberport Road, Hong Kong, China, Tel: +852 2887 4788, Fax: +852 2508 1846

Deutschland: Rockwell Automation GmbH, Parsevalstraße 11, 40468 Düsseldorf, Tel: +49 (0)211 41553 0, Fax: +49 (0)211 41553 121

Schweiz: Rockwell Automation AG, Industriestrasse 20, CH-5001 Aarau, Tel: +41(62) 889 77 77, Fax: +41(62) 889 77 11, Customer Service – Tel: 0848 000 277

Österreich: Rockwell Automation, Kotzinastraße 9, A-4030 Linz, Tel: +43 (0)732 38 909 0, Fax: +43 (0)732 38 909 61

www.rockwel lautomation.com

Publikation PFLEX-UM003B-DE-P – Juli 2012 © 2012 Rockwell Automation, Inc. Alle Rechte vorbehalten. Printed in USA.

USA Allen-Bradley-Frequenzumrichter – Technischer SupportTel.: (1) 262 512 8176, Fax: (1) 262 512 2222, E-Mail: [email protected], Online: www.ab.com/support/abdrives

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Safe-Off-Option (Serie B) für PowerFlex 40P- und PowerFlex ... · PowerFlex 40P- oder PowerFlex 70-Frequenzumrichter eingesetzt wird, erfüllt sie die Anforderungen für SIL 2 gemäß