Zusatz Betriebsanleitung Funktionale Sicherheit

Zusatz-Betriebsanleitung Funktionale Sicherheit mit Frequenzumrichtern der Reihe NORDAC SK 510E / 515E / 530E / 535E SK 5xxE-250-323-A ... SK 5xxE-401-323-A (0.25kW … 4.0kW, 1/3~ 230V) SK 5xxE-550-340-A ... SK 5xxE-751-340-A (0.55kW … 7.5kW, 3~ 400V) SK 5xxE-550-350-A ... SK 5xxE-751-350-A (0.55kW … 7.5kW, 3~ 500V) BU 0530 DE Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE NORDAC Frequenzumrichter Sicherheits-und Anwendungshinweise für Antriebsstromrichter (gemäß: Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG) 1. Allgemein Während des Betriebes können Antriebsstromrichter ihrer Schutzart entsprechend spannungsführende, blanke, gegebenenfalls auch bewegliche oder rotierende Teile, sowie heiße Oberflächen besitzen. Bei unzulässigem Entfernen der erforderlichen Abdeckung, bei unsachgemäßem Einsatz, bei falscher Installation oder Bedienung, besteht die Gefahr von schweren Personen-oder Sachschäden. Weitere Informationen sind der Dokumentation zu entnehmen. Alle Arbeiten zum Transport, zur Installation und Inbetriebnahme sowie zur Instandhaltung sind von qualifiziertem Fachpersonal auszuführen (IEC 364 bzw. CENELEC HD 384 oder DIN VDE 0100 und IEC 664 oder DIN VDE 0110 und nationale Unfallverhütungsvorschriften beachten). Qualifiziertes Fachpersonal im Sinne dieser grundsätzlichen Sicherheitshinweise sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetriebsetzung und Betrieb des Produktes vertraut sind und über die ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen verfügen. 2. Bestimmungsgemäße Verwendung Antriebsstromrichter sind Komponenten, die zum Einbau in elektrische Anlagen oder Maschinen bestimmt sind. Bei Einbau in Maschinen ist die Inbetriebnahme der Antriebsstromrichter (d.h. die Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes) solange untersagt, bis festgestellt wurde, dass die Maschine den Bestimmungen der EG-Richtlinie 89/392/EWG (Maschinenrichtlinie) entspricht; EN 60204 ist zu beachten. Die Inbetriebnahme (d.h. die Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes) ist nur bei Einhaltung der EMV-Richtlinie (89/336/EWG) erlaubt. Die Antriebsstromrichter erfüllen die Anforderungen der Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG. Die harmonisierten Normen der Reihe prEN 50178/DIN VDE 0160 in Verbindung mit EN 604391/VDE 0660 Teil 500 und EN 60146/VDE 0558 werden für die Antriebsstromrichter angewendet. Die technischen Daten sowie die Angaben zu Anschlussbedingungen sind dem Leistungsschild und der Dokumentation zu entnehmen und unbedingt einzuhalten. 3. Transport, Einlagerung Die Hinweise für Transport, Lagerung und sachgemäße Handhabung sind zu beachten. 4. Aufstellung Die Aufstellung und Kühlung der Geräte muss entsprechend den Vorschriften der zugehörigen Dokumentation erfolgen. Die Antriebsstromrichter sind vor unzulässiger Beanspruchung zu schützen. Insbesondere dürfen bei Transport und Handhabung keine Bauelemente verbogen und/oder Isolationsabstände verändert werden. Die Berührung elektronischer Bauelemente und Kontakte ist zu vermeiden. Antriebsstromrichter enthalten elektrostatisch gefährdete Bauelemente, die leicht durch unsachgemäße Behandlung beschädigt werden können. Elektrische Komponenten dürfen nicht mechanisch beschädigt oder zerstört werden (unter Umständen Gesundheitsgefährdung!). 5. Elektrischer Anschluss Bei Arbeiten an unter Spannung stehenden Antriebsstromrichtern sind die geltenden nationalen Unfallverhütungsvorschriften (z.B. VBG 4) zu beachten. Die elektrische Installation ist nach den einschlägigen Vorschriften durchzuführen (z.B. Leitungsquerschnitte, Absicherungen, Schutzleiteranbindung). Darüber hinausgehende Hinweise sind in der Dokumentation enthalten. Hinweise für die EMV-gerechte Installation -wie Schirmung, Erdung, Anordnung von Filtern und Verlegung der Leitungen befinden sich in der Dokumentation der Antriebsstromrichter. Diese Hinweise sind auch bei CE gekennzeichneten Antriebsstromrichtern stets zu beachten. Die Einhaltung der durch die EMVGesetzgebung geforderten Grenzwerte liegt in der Verantwortung des Herstellers der Anlage oder Maschine. 6. Betrieb Anlagen, in die Antriebsstromrichter eingebaut sind, müssen ggf. mit zusätzlichen Überwachungs-und Schutzeinrichtungen gemäß den jeweils gültigen Sicherheitsbestimmungen, z.B. Gesetz über technische Arbeitsmittel, Unfallverhütungsvorschriften usw. ausgerüstet werden. Veränderungen der Antriebsstromrichter mit der Bediensoftware sind gestattet. Nach dem Trennen der Antriebsstromrichter von der Versorgungsspannung dürfen spannungsführende Geräteteile und Leistungsanschlüsse wegen möglicherweise aufgeladener Kondensatoren nicht sofort berührt werden. Hierzu sind die entsprechenden Hinweisschilder auf dem Antriebsstromrichter zu beachten. Während des Betriebes sind alle Abdeckungen geschlossen zu halten. 7. Wartung und Instandhaltung Die Dokumentation des Herstellers ist zu beachten. Diese Sicherheitshinweise sind aufzubewahren! 2 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE Dokumentation Bezeichnung: BU 0530 DE Mat. Nr.: 607 53 01 Gerätereihe: SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E Versionsliste Bezeichnung bisheriger Ausgaben S.W. Stand Bemerkung Herausgeber Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Rudolf-Diesel-Str. 1 D-22941 Bargteheide http://www.nord.com/ Telefon +49 (0) 45 32 / 401-0 Fax +49 (0) 45 32 / 401-555 Bestimmungsgemäße Verwendung der Frequenzumrichter Die Einhaltung der Betriebsanleitung ist die Voraussetzung für störungsfreien Betrieb und die Erfüllung eventueller Gewährleistungsansprüche. Lesen Sie deshalb zuerst die Betriebsanleitung bevor Sie mit dem Gerät arbeiten! Die Betriebsanleitung enthält wichtige Hinweise zum Service. Sie ist deshalb in der Nähe des Gerätes aufzubewahren. Die Frequenzumrichter SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E sind Geräte für industrielle und gewerbliche Anlagen zum Betreiben von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Kurzschlussläufer. Diese Motoren müssen zum Betrieb an Frequenzumrichtern geeignet sein, andere Lasten dürfen nicht an die Geräte angeschlossen werden. Die Frequenzumrichter SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E sind Geräte für den stationären Aufbau in Schaltschränken. Alle Angaben zu den technischen Daten und den zulässigen Bedingungen am Einsatzort sind unbedingt einzuhalten. Die Inbetriebnahme (Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebs) ist so lange untersagt, bis festgestellt ist, dass die Maschine die EMV-Richtlinie 89/336/EWG einhält und die Konformität des Endproduktes mit der Maschinenrichtlinie 98/37/EG feststeht (EN 60204 beachten). Getriebebau NORD GmbH & Co. KG, 2007 BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 3 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE Geltungsbereich Diese Anleitung ist nur gültig für Geräte, deren Typ sich aus den folgenden Schlüsseln ableiten lassen: SK 510 E- 250 - 323 -A 515 370 -CP 530 550 535 750 111 151 221 301 401 SK 510 E- 550 - 340 -A 515 750 350 -CP 530 111 535 151 221 301 401 551 751 -KAR -ERS -KAR -ERS 4 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE Inhaltsverzeichnis 1 ALLGEMEINES ..........................................................................................................................................6 1.1 Sicherheits- und Installationshinweise ........................................................................................................... 6 1.2 Zulassungen und Zertifikate ............................................................................................................................ 7 1.2.1 Europäische EMV-Richtlinie.................................................................................................................................. 7 1.2.2 UL-Zulassung ........................................................................................................................................................ 7 1.2.3 Zertifikat (funktionale Sicherheit) ........................................................................................................................... 8 1.3 Typenschlüssel ................................................................................................................................................. 9 2 FUNKTIONSBESCHREIBUNG ................................................................................................................10 2.1 Sichere Pulssperre .......................................................................................................................................... 10 2.2 Realisierbare Sicherheitsfunktionen ............................................................................................................. 11 2.3 Sicher abgeschaltetes Moment, STO (safe torque off) ............................................................................... 11 2.3.1 Lösung mit einem Sicherheitsschaltgerät ........................................................................................................... 11 2.3.2 Lösung für die Sicherheitskategorie 4 ................................................................................................................ 12 2.4 Sicherer Stillstand 1, SS1 (safe stop 1) ........................................................................................................ 13 3 MONTAGE UND INSTALLATION ............................................................................................................14 3.1 Einbau .............................................................................................................................................................. 14 3.2 Verdrahtungsrichtlinien.................................................................................................................................. 14 3.3 Netzanschluss (X1-PE, L1, L2/N, L3) ............................................................................................................. 14 3.4 Klemmenblöcke ............................................................................................................................................... 14 3.5 Sichere Pulssperre (X8 – VIS 24V, VIS 0V) ................................................................................................... 15 3.5.1 Mehrgerätebetrieb ............................................................................................................................................... 15 3.5.2 Details der sicheren Pulssperre .......................................................................................................................... 16 3.6 EMV................................................................................................................................................................... 16 3.7 Digital-Eingänge .............................................................................................................................................. 16 3.7.1 Details der Digitaleingänge ................................................................................................................................. 17 4 PARAMETER............................................................................................................................................18 4.1 Parameterliste ................................................................................................................................................. 18 4.2 Parametrierung ................................................................................................................................................ 19 5 SICHERHEITSSCHALTGERÄTE ............................................................................................................20 5.1 Anforderungen an die Sicherheitsschaltgeräte ........................................................................................... 20 5.2 Ausgangsspannung ........................................................................................................................................ 20 5.3 OSSD-Ausgänge, Testpulse........................................................................................................................... 20 6 SICHERHEITSEINSTUFUNGEN ..............................................................................................................21 6.1 EN 60204-1 ....................................................................................................................................................... 21 6.2 IEC 61800-5-2 (Entwurf Dez. 2005) ................................................................................................................ 21 6.3 EN 61508 .......................................................................................................................................................... 21 6.4 EN 13849-1:2006 .............................................................................................................................................. 21 7 INBETRIEBNAHME ..................................................................................................................................22 7.1 Validierung ....................................................................................................................................................... 22 8 STÖRMELDUNGEN .................................................................................................................................23 9 TECHNISCHE DATEN..............................................................................................................................24 10 STICHWORTVERZEICHNIS ..................................................................................................................26 11 VERTRETUNGEN / NIEDERLASSUNGEN ...........................................................................................28 BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 5 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 1 Allgemeines Diese Anleitung (BU 0530 DE) beschreibt nur die Aspekte, die in direktem Zusammenhang mit der funktionalen Sicherheit stehen. Alle Standard-Funktionen und Parameter des Umrichters sind dem Handbuch (BU 0500 DE) zu entnehmen. 1.1 Sicherheits- und Installationshinweise NORDAC SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E Frequenzumrichter sind Betriebsmittel zum Einsatz in industriellen Starkstromanlagen und werden mit Spannungen betrieben, die bei Berührung zu schweren Verletzungen oder zum Tode führen können. Installationen und Arbeiten sind nur durch qualifiziertes Elektrofachpersonal und bei spannungsfrei geschaltetem Gerät zulässig. Die Bedienungsanleitung muss diesen Personen stets zur Verfügung stehen und von ihnen konsequent beachtet werden. Die örtlichen Vorschriften zur Errichtung von elektrischen Anlagen sowie UnfallverhütungsVorschriften sind einzuhalten. Das Gerät führt auch nach dem netzseitigen Abschalten noch bis zu 5 Minuten gefährliche Spannung. Das Öffnen des Gerätes oder das Abnehmen der Abdeckungen bzw. des Bedienteils ist daher erst 5 Minuten, nachdem das Gerät spannungsfrei geschaltet wurde, zulässig. Vor dem Einschalten der Netzspannung sind alle Abdeckungen wieder anzubringen. Auch bei Motorstillstand (z.B. durch Elektroniksperre, blockierten Antrieb oder AusgangsklemmenKurzschluss) können die Netzanschlussklemmen, Motorklemmen und Klemmen für den Bremswiderstand gefährliche Spannung führen. Ein Motorstillstand ist nicht gleichbedeutend mit einer galvanischen Trennung vom Netz. Wichtiger Hinweis: auch Teile der Steuerkarte und insbesondere die Anschlussbuchse für die abnehmbaren Technologieboxen führen gefährliche Spannung. Die Steuerklemmen sind netzpotentialfrei. Wichtiger Hinweis: unter bestimmten Einstellbedingungen kann der Umrichter nach dem netzseitigen Einschalten automatisch anlaufen. Auf den Leiterplatten befinden sich hochempfindliche MOS-Halbleiterbauelemente, die gegen statische Elektrizität besonders empfindlich sind. Vermeiden Sie daher bitte das Berühren von Leiterbahnen oder Bauteilen mit den Händen oder mit metallischen Gegenständen. Lediglich die Schrauben der Klemmleisten dürfen beim Anschließen der Leitungen mit isolierten Schraubendrehern berührt werden. Der Frequenzumrichter ist nur für einen festen Anschluss bestimmt und darf nicht ohne wirksame Erdungsverbindung betrieben werden, die den örtlichen Vorschriften für große Ableitströme (> 3,5 mA) entsprechen. VDE 0160 schreibt die Verlegung einer zweiten Erdleitung oder einen Er2 dleitungsquerschnitt von mindestens 10 mm vor. Bei Drehstrom-Frequenzumrichtern, sind herkömmliche FI-Schutzschalter als alleiniger Schutz nicht geeignet, wenn die örtlichen Vorschriften einen möglichen Gleichstromanteil im Fehlerstrom nicht zulassen. Der Standard-FI-Schutzschalter muss der neuen Bauweise gem. VDE 0664 entsprechen. NORDAC SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E Frequenzumrichter sind bei ordnungsgemäßem Betrieb wartungsfrei. Bei staubhaltiger Luft sind die Kühlflächen regelmäßig mit Druckluft zu reinigen. Es ist der Einbau des FU in einen IP54 Schaltschrank zwingend vorgeschrieben. Die Klemmenabdeckung muss verwendet werden! ACHTUNG! LEBENSGEFAHR! 6 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 1 Allgemeines Das Leistungsteil führt unter Umständen auch nach dem netzseitigen Abschalten noch bis zu 5 Minuten Spannung. Umrichterklemmen, Motorzuleitungen und Motorklemmen können Spannung führen! Das Berühren offener oder freier Klemmen, Leitungen und Geräteteilen kann zu schweren Verletzungen oder zum Tode führen! VORSICHT Kinder und die Öffentlichkeit dürfen keinen Zugang und Zugriff zum Gerät haben! Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden. Unbefugte Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen, die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektrische Schläge und Verletzungen verursachen. Bewahren Sie diese Bedienungsanleitung zugriffsfähig auf und geben Sie diese jedem Benutzer! 1.2 Zulassungen und Zertifikate 1.2.1 Europäische EMV-Richtlinie Wenn der NORDAC SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E entsprechend den Empfehlungen dieses Handbuches installiert wird, erfüllt er alle Anforderungen der EMVRichtlinie, entsprechend der EMV-Produkt-Norm für motorbetriebene Systeme EN 61800-3. (Siehe auch Kap.3.6 EMV.) 1.2.2 UL-Zulassung (Einsatz in Nordamerika) -File No. E171342 “Suitable for use on a circuit capable of delivering not more than 5000 rms symmetrical Amperes, 240 Volts maximum (SK5xxE-xxx-323), or 480 Volts maximum (SK5xxE-xxx-340), or 500 Volts maximum (SK5xxExxx-350) and when protected by J class fuses as indicated.” Geeignet für den Einsatz am Netz mit einem max. Kurzschlussstrom von 5000A (symmetrisch), 240V Maximum (SK5xxE-xxx-323), oder 480V Maximum (SK5xxE-xxx-340), oder 500V Maximum (SK5xxE-xxx-350) und bei Schutz über eine „J Klassen Sicherung“ wie in der BU 0500 DE aufgeführt. NORDAC SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E Frequenzumrichter beinhalten einen Motor-Überlastschutz. Weitere technische Detail finden Sie in der BU 0500 DE. BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 7 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 1.2.3 Zertifikat (funktionale Sicherheit) 8 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 1 Allgemeines 1.3 Typenschlüssel Bestellbezeichnung für SK 5xxE Ausbaustufe 500 505* 510* 515* 520 525* 530 535* Leistung 250 370 550 750 111 151 221 301 401 551 751 Netz 1phasig, 115V, ohne Filter nur Geräte ohne „sichere Pulssperre“ (SK 500E, 505E, 520E und 525E, SK 530E nur Positioniersteuerung) 3phasig, 230V, internes A-Filter (1/3phasig bis 2,2kW) 3phasig, 400V, internes A-Filter 3phasig, 500V, internes A-Filter 5x dig. IN, 2x analog IN, 2x Relais OUT, 1x analog OUT, RS232/485 wie "500", jedoch 24V-Versorgung für die Steuerung wie "500", jedoch zusätzlich "sichere Pulssperre" wie "510", jedoch 24V-Versorgung für die Steuerung wie "500", jedoch zusätzlich 2x CANbus/CANopen, 2x dig. IN, 2x dig. OUT, Inkrementalgebereingang wie "520", jedoch 24V-Versorgung für die Steuerung wie "520", jedoch zusätzlich "sichere Pulssperre" und Positioniersteuerung wie "530", jedoch 24V-Versorgung für die Steuerung Netz: 250W 370W 550W 750W 1,1kW 1,5kW 2,2kW 3,0kW 4,0kW 5,5kW 7,5kW 112 X X X X 323-A X X X X X X X X X 340-A 350-A Baugröße I I X I X I X II X II X II X III X III X IV X IV Beispiel: SK 520 E- 751 - 340-A - XXX X X X X X X X X X 112-O 323-A 340-A 350-A* Option CP XXX keine Option Cold Plate weitere Optionen sind möglich * nur auf Anfrage lieferbar! BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 9 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 2 Funktionsbeschreibung Um Gefährdung von Menschen und Beschädigung von Material zu verhindern, ist es nötig Maschinen sicher abschalten zu können. Die Frequenzumrichter der Reihen NORDAC SK 510E, SK 515E, SK 530E und SK 535E stellen hierfür an dem Klemmenblock X8 einen sicheren Abschaltweg bereit. Dieser Abschaltweg ist als „sichere Pulssperre“ ausgeführt, mit deren Hilfe verschiedene Funktionen im Sinne der funktionalen Sicherheit realisiert werden können. 2.1 Sichere Pulssperre Die Halbleiterschalter des Wechselrichters (T1 bis T6) werden mit einem sehr komplexen Pulsmuster angesteuert. Dieses Pulsmuster wird von dem Mikrokontroller (µC) erzeugt und von dem Treiber verstärkt. Die Treiber übernehmen dabei die Umsetzung der Logik-Signale auf die Steuerspannungen der Halbleiterschalter. Die hierfür benötigte Energie wird von einem DC/DC-Wandler (sichere Pulssperre) bereitgestellt, der von außen über den Klemmenblock X8 (VI_S +24V, VI_S 0V) mit 24V versorgt wird. Frequenzumrichter Netz L1 L2 L3 Motor T1 T3 T5 U V W M T2 T4 T6 interne Sp ann ungs vers org ung Lo gik Treiber I/O µC VI_S +24V Co ntro l VI_S 0 V Sichere Pulssperre Wird die externe 24V-Spannung abgeschaltet, so überträgt der DC/DC-Wandler keine Energie zu den Treibern. Da nun die Treiber nicht versorgt werden, gelangen keine Pulse an die Halbleiterschalter (T1 bis T6) des Wechselrichters. Die sichere Pulssperre ist somit aktiv und der Motor entwickelt kein antreibendes Moment. Mit Hilfe der „sicheren Pulssperre“ kann der Motor im Notfall stillgesetzt werden. Hierzu wird eine sicherheitsgerichtete Schalteinrichtung zur Abschaltung der 24V Spannung (VI_S +24V, VI_S 0V) benötigt. 10 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 2 Funktionsbeschreibung 2.2 Realisierbare Sicherheitsfunktionen Mit der „sicheren Pulssperre“ kann eine Stop-Funktion ausgeführt werden. Da diese gegenüber anderen Steuerfunktionen (z.B. dem Reversieren per Steuerklemme) Vorrang hat, ist diese Stop-Funktion für das Stillsetzen im Notfall geeignet. Dabei kann entweder das Moment abgeschaltet werden oder der Motor zunächst gesteuert stillgesetzt werden. Im Folgenden wird die Funktion, bei der das Moment abgeschaltet wird, „sicher abgeschaltetes Moment“ oder abgekürzt STO (engl.: safe torque off) genannt. Die Funktion mit dem gesteuerten Stillsetzen wird „sicherer Stillstand 1“ oder abgekürzt SS1 (engl.: safe stop 1) genannt. 2.3 Sicher abgeschaltetes Moment, STO (safe torque off) Bei der Funktion STO wird das antreibende Moment schnellst möglich (siehe Kap. 9 Technische Daten  Reaktionszeit) abgeschaltet und der Antrieb (Motor mit Arbeitmaschine) trudelt aus. Dieses Verhalten entspricht der Stoppkategorie 0 (ungesteuertes Bremsen) nach EN 60204-1. Es vergeht also eine gewisse Zeit bis der Antrieb keine gefährliche Bewegung mehr ausführt und der sichere Zustand erreicht wird. Eine Überwachung ob bzw. wann der Antrieb den sicheren Zustand erreicht ist in den Umrichter nicht integriert. Je nach der verwendeten Schaltvorrichtung zum Auslösen der „sicheren Pulssperre“ ist die Funktion STO mit der Sicherheitskategorie 3 oder bei einer zweikanaligen Auslösung mit der Sicherheitskategorie 4 gemäß EN 13849-1 realisierbar. Hinweis: Hinweis: Die Bremsensteuerung über den Umrichter ist nicht sicherheitsgerichtet! Das Durchrutschen eines Hubwerkes beim Auslösen der Funktion STO muss ggf. durch geeignete Bremsen unterbunden werden! 2.3.1 Lösung mit einem Sicherheitsschaltgerät In der Regel wird ein Sicherheitsschaltgerät zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion Verwendung finden. Die Sicherheitskategorie der Funktion wird durch die Komponente mit der kleinsten Kategorie bestimmt. Hierbei ist zu beachten, dass bei einer einkanaligen Abschaltung der 24V-Spannung an „VI_S +24V“, “VI_S 0V“ nur die Sicherheitskategorie 3 erreichbar ist. Es ist zu beachten, dass ein zweiter Abschaltweg bereit gestellt werden muss, was zwingend ein Sicherheitsschaltgerät mit mindestens zwei Sicherheitsausgängen erforderlich macht. Reset 24 V No t-Au s-Taster Versorgung ssp annu ng Reset-Kreis Frequenzumrich ter Sicherheitsschaltgerät X5 Ein gan gsk reis mit Qu ersch luß erk enn ung Sicherh eits ausg ang 1 Filter für OSSD op tion al 21 DIN1 40 GND/0 V X8 88 VI_S 0 V Sicherh eits ausg ang 2 89 VI_S +24V Anmerkung: Das Filter am digitalen Eingang ist optional und wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt. BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 11 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE Ein Sicherheitsausgang ist auf einen Digitaleingang (z.B. DIN1, siehe Kap. 4.2 Parametrierung) zu verdrahten, während der zweite Sicherheitsausgang die „sichere Pulssperre“ bedient. Bei dem Sicherheitsschaltgerät ist der Sicherheitsausgang in der Regel als High-Side-Schalter ausgeführt, d.h. der Ausgang wird elektromechanisch oder elektronisch von der 24V-Versorgungsspannung getrennt. Eine Trennung des Anschlusses „VI_S 0V“ von dem Ground der 24V-Spannung ist meist nicht möglich. Somit erfolgt die Auslösung der „sicheren Pulssperre“ einkanalig. Für den Fall, dass der Sicherheitsausgang, an dem die Pulssperre betrieben wird versagt, wird ein zweiter Abschaltweg benötigt. Dieser wird hier durch die Verwendung eines Digitaleingangs (z.B. DIN1) realisiert. Hinweis: Für die „sichere Pulssperre“ ist ein eigenes abgeschirmtes Kabel zu verwenden! Bei der Verwen1 dung eines Sicherheitsschaltgerätes mit kurzschlussüberwachten OSSD -Ausgängen können die Leitungen beider Sicherheitsausgänge in einem Kabel geführt werden. Der verwendete Digitaleingang muss auf „Spannung Sperren“ [10] programmiert sein (siehe Kap. 4.2 Parametrierung) Nur die „sichere Pulssperre“ ist sicherheitsgerichtet, nicht jedoch der Digitaleingang. Hinweis: Hinweis: 2.3.2 Lösung für die Sicherheitskategorie 4 Bei einer zweikanaligen Auslösung der „sicheren Pulssperre“ ist die Sicherheitskategorie 4 nach EN 13849-1 erreichbar. Das folgende Bild zeigt hierzu einen Lösungsansatz. No t-Au s-Taster Frequenzumrich ter 24 V X8 89 VI_S +24V 88 VI_S 0 V Um die Sicherheitskategorie 4 zu erreichen, muss für die vorgeschalteten Komponenten der Fehlerausschluss nach der EN 13849-2 Kap. D.5 möglich sein (festverlegte Verdrahtung und zweikanaliger Taster mit unabhängigen zwangsöffnenden Kontakten). D.h. für dieses Beispiel, dass der Not-Aus-Taster und die Verkabelung so gestaltet sein müssen, dass ein Kurzschuss am Not-Aus-Taster und zu anderen spannungsführenden Systemen ausgeschlossen werden kann. Hinweis: Nach der Auslösung der „sicheren Pulssperre“ zeigt hier der Umrichter den quittierbaren Fehler E018 an. Bei diesem Beispiel gibt es keinen Reset-Kreis, wie bei den Sicherheitsschaltgeräten. Wenn die Risikoanalyse ergeben hat, dass die Aufhebung des Stoppbefehls durch eine manuelle beabsichtigte Handlung bestätigt werden muss, können die Anforderung an das Rückstellen organisatorisch erfüllt werden (z.B. durch einen Not-Aus-Taster mit Schlüsselentriegelung und einer maschinenfernen Aufbewahrung des Schlüssels.) Es wird empfohlen die Funktionen „Automatische Fehlerquittierung“ (P506) und „Automatischer Anlauf“ (P428) nicht in Kombination zu benutzen (siehe BU 0500 DE), da sonst der Antrieb sofort nach der Entriegelung des Not-Aus-Tasters losläuft. Hinweis: Hinweis: 1 Output Signal Switching Device 12 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 2 Funktionsbeschreibung 2.4 Sicherer Stillstand 1, SS1 (safe stop 1) Bei der Funktion SS1 wird der Motor zunächst durch den Umrichter gebremst und nach dem stillsetzen wird in die Funktion STO gewechselt. Dieses Verhalten entspricht der Stoppkategorie 1 (gesteuertes Bremsen) nach IEC60204-1. Der Wechsel in die Funktion STO kann überwacht nach dem Erreichen des Stillstands oder über ein sicherheitsgerichtetes Zeitrelais (verzögerter Ausgang eines Sicherheitsschaltgerätes) erfolgen. Reset 24 V No t-Au s-Taster Versorgung ssp annu ng Reset-Kreis Frequenzumrich ter Sicherheitsschaltgerät X5 Ein gan gsk reis mit Qu ersch luß erk enn ung Sicherh eits ausg ang 1 Filter für OSSD op tion al 21 DIN1 40 GND/0 V X8 Sicherh eits ausg ang 2 (verzög ert) 88 VI_S 0 V 89 VI_S +24V Anmerkung: Das Filter am digitalen Eingang ist optional und wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt. In dem hier gezeigten Beispiel wird ein sicheres Zeitrelais verwendet. Bei der Anforderung der Sicherheitsfunktion wird zunächst über den auf „Schnellhalt“ parametrierten Eingang DIN1 ein gesteuerter Bremsvorgang ausgelöst. Dabei muss gewährleistet sein, dass der Antrieb in der parametrierten Schnellhaltzeit (P426) stillgesetzt wird. Die Verzögerungszeit des zweiten Sicherheitsausgangs des Schaltgerätes ist so zu bemessen, dass die Verzögerung größer ist als die Schnellhaltzeit plus DC-Nachlaufzeit (siehe P559). Über den verzögerten Sicherheitsausgang des Schaltgerätes wird die „sichere Pulssperre“ ausgelöst. Hierbei ist zu beachten, dass das gesteuerte Bremsen nicht sicherheitsgerichtet ausgeführt wird. Erst die Auslösung der „sicheren Pulssperre“ erfolgt sicherheitsgerichtet. Für diese ist die Sicherheitskategorie 3 nach EN 138491 erreichbar. Beim Versagen des gesteuerten Bremsens wird in die Funktion STO gewechselt. Hinweis: Für die Pulssperre ist ein eigenes abgeschirmtes Kabel zu verwenden! Bei der Verwendung eines Sicherheitsschaltgerätes mit kurzschlussüberwachten OSSD-Ausgängen können die Leitungen beider Sicherheitsausgänge in einem Kabel geführt werden. Der verwendete Digitaleingang muss auf „Schnellhalt“ [11] programmiert sein. Die Schnellhaltzeit (Parameters P426) und die Verzögerungszeit des Schaltgerätes müssen aufeinander abgestimmt sein (siehe Kap.4.2 Parametrierung). Der Sicherheitsausgang 2 ist verzögert. Die Verzögerungszeit muss größer sein als die Bremszeit (Schnellhalt). Die Bremsensteuerung über den Umrichter ist nicht sicherheitsgerichtet! Beim Versagen des gesteuerten Bremsens wird in die Funktion STO gewechselt. Hinweis: Hinweis: Hinweis: Hinweis: BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 13 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 3 Montage und Installation Die Installationshinweise dieses Handbuches umfassen nur die Belange, die im Zusammenhang mit der funktionalen Sicherheit stehen. Weitere Informationen sind dem Handbuch (BU 0500 DE) zu entnehmen. 3.1 Einbau Die Geräte der Frequenzumrichter Reihe NORDAC SK 510E / SK 515E / SK 530E / SK535 E entsprechen der Schutzart IP20 und dürfen nur in einem Einbauraum mit der Schutzart IP54 (oder höher) verbaut werden. Die Einbauhinweise aus der Anleitung BU 0500 DE sind zu beachten! 3.2 Verdrahtungsrichtlinien Zu diesem Punkt beachten Sie bitte das entsprechende Kapitel der BU 0500 DE und die folgenden Kapitel dieser Anleitung. 3.3 Netzanschluss (X1-PE, L1, L2/N, L3) Die Geräte mit „sicherer Pulssperre“ dürfen nur an TN-Netzen, TT-Netzen und Grounded Corner betrieben werden! Der Betrieb an IT-Netzen ist nicht vorgesehen. 3.4 Klemmenblöcke X7: zusätzliche digitale Einund Ausgänge nur bei SK 53xE X5: digitale Eingänge und SpannungsVersorgung Ri ca. 4.5k +15V max. 150mA +5V max. 250mA X8: VIS 24V  24V Eingang der Pulssperre HINWEIS: 15V-Ausgang für Inbetriebnahme ohne Sicherheits-Schaltgerät, bzw. Sicherheitsfunktion. ACHTUNG: Für die Funktion der sicheren Pulssperre müssen die Brücken entfernt werden! Im Auslieferzustand sind die Klemmen 87-88 und 86-89 gebrückt, um die Inbetriebnahme oder den Betrieb ohne Sicherheitsfunktion (oder ext. 24V) zu ermöglichen. 14 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 3 Montage und Installation 3.5 Sichere Pulssperre (X8 – VIS 24V, VIS 0V) Für die Pulssperre ist eine zweiadrige, geschirmte Leitungen zu verwenden. Der Schirm ist beidseitig aufzulegen! Der Spannungsfall auf dem Kabel darf bei mechanischen Sicherheitsschaltgeräten ein ΔUKabel≤ 3V und bei elektronischen Sicherheitsschaltgerät ein ΔUKabel≤ 1V nicht überschreiten. Zur Berechnung ist der Spitzenstrom IIN,Peak=400mA anzusetzen. Die Kapazität zwischen den Adern (inklusive der Schirmkapazitäten) darf einen Wert von 10nF pro angeschlossenen Umrichter nicht überschreiten. Hier gelten ggf. weitere Einschränkungen hinsichtlich des Sicherheitsschaltgerätes. Anschluss-Klemmen: Anschlussquerschnitt: Steck-Klemm-Verbinder, werden mit einem kleinen Schraubendreher entriegelt 0.14 ... 1.5mm : starr, 2 0.14 ... 1.5mm : flexibel, AWG 28-16, 2 0.25 ... 1.5mm : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 2 0.25 ... 0.5mm : flexibel mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse getrennt von Netz-/Motorleitungen verlegen und abschirmen 24V 25% = 18V … 30V 2 24V -20% +25% = 19,2V … 30V für den Betreib am OSSD 100mA (AV) 400mA (Peak) nach dem Einschalten oder nach einem Testpuls eines OSSD 2 Steuerkabel: Eingangsspannungen: (VIS 24V – VIS 0V) 3.5.1 Mehrgerätebetrieb Beim Betrieb mehrerer Umrichter an einem Sicherheitsschaltgerät sind das Schaltvermögen des Schaltgerätes und die Belastbarkeit des speisenden 24V-Netzteils zu beachten. Der Schirm ist an allen Umrichtern aufzulegen. Die zulässigen Spannungsfälle auf dem Kabel sind zu beachten! Beispiel: 5x FU an einem elektronischen Sicherheitsschaltgerät! Die 5x FU befinden sich nebeneinander in einem Schaltschrank Zwischen den FU und dem Schaltgerät sind 20m zu überbrücken! Geschirmtes Kabel 2x1,5mm 2 R CU * l q mit CU 19 * mm 2 km Es ist die zweifache Kabellänge anzusetzen, da auf beiden Adern Spannungsfälle auftreten. R 0,5 U Kabel R * AnzahlFU * I IN , Peak 0,5 * 5 * 0,4 A 1V => OK! 2 Output Signal Switching Device BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 15 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 3.5.2 Details der sicheren Pulssperre Klemme Funktion [Werkseinstellung] Klemmenblock X8 86 VOS 15V Daten Beschreibung / Schaltungsvorschlag Wichtige Hinweise Versorgungsbzw. 24V spannung für die Inbetriebnahme oder nicht Verwendung der 87 VOS 0V Sicherheitsfunktion ca. 15V für SK 5x0E ca. 24V für SK 5x5E Bei Inbetriebnahme ohne Verwendung der Sicherheitsfunktion oder ext. 24V, direkt auf VIS Verdrahten. Im Auslieferzustand sind die Klemmen 87-88 und 86-89 gebrückt, um die Inbetriebnahme oder den Betrieb ohne Sicherheitsfunktion (oder ohne ext. 24V) zu ermöglichen. ACHTUNG: Für die Funktion der sicheren Pulssperre müssen die Brücken entfernt werden! 88 VIS 0V „sichere Pulssperre“ 89 VIS 24V 24V 25%, 100mA Siehe tech. Daten! Sicherheitsgerichteter Eingang 3.6 EMV Die EMV–Richtwerte (siehe BU 0500 DE) können bei einer EMV-gerechten Verdrahtung der „sicheren Pulssperre“ bis zu einer Leitungslänge von 20m zwischen dem Sicherheitsschaltgerät und dem Umrichter eingehalten werden. 3.7 Digital-Eingänge Die Steueranschlüsse befinden sich unter der Frontabdeckung des Frequenzumrichters. Je nach Ausführung (SK 51xE oder SK 53xE) ist die Bestückung unterschiedlich. Anschluss-Klemmen: Anschlussquerschnitt: Steck-Klemm-Verbinder, werden mit einem kleinen Schraubendreher entriegelt 0.14 ... 1.5mm : starr, 2 0.14 ... 1.5mm : flexibel, AWG 28-16, 2 0.25 ... 1.5mm : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 2 0.25 ... 0.5mm : flexibel mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse getrennt von Netz-/Motorleitungen verlegen und abschirmen 2 Steuerkabel: HINWEIS AGND und DGND sind gemeinsame Bezugspotentiale, für analoge oder digitale Eingänge. 5V / 15V kann ggf. von mehreren Klemmen abgenommen werden. Die Summe der abgenommenen Ströme darf 250mA / 150mA nicht übersteigen. 16 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 3 Montage und Installation 3.7.1 Details der Digitaleingänge Klemme Funktion [Werkseinstellung] Klemmenblock X5 21 DIN1 digitaler Eingang 1 [EIN rechts] 22 DIN2 digitaler Eingang 2 24V-50%+25%, Ri=6.1k , [EIN links] VT+ ≥ 11V, digitaler Eingang 3 VT-≤ 3,5V [Parametersatz bit0] digitaler Eingang 4 [Festfrequ. 1, P429] 40 GND/0V Bezugspotential der 0V digital digitalen Signale Bezugspotential Jeder digitale Eingang hat eine Reaktionszeit von ≤ 4ms. HINWEIS: DIN5 darf nicht mit einem Sicherheitsschaltgerät verwendet werden! P420 Daten Beschreibung / Schaltungsvorschlag Parameter P421 23 DIN3 P422 24 DIN4 P423 Klemmenblock X7 (nur SK 53xE) 26 DIN6 digitaler Eingang 6 24V-50%+25%, [keine Funktion] Ri=6.1k , digitaler Eingang 7 VT+ ≥ 11V, V ≤ 3,5V [keine Funktion] TBezugspotential der 0V digital digitalen Signale P425 Wie bei Klemmenblock X5, DIN1 bis DIN4 beschrieben. P470 27 DIN7 40 GND/0V BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 17 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 4 Parameter In diesem Handbuch werden nur die Parameter und Parametrierungen aufgeführt, die unmittelbar für die funktionale Sicherheit von Bedeutung sind. Für weitere Informationen beachten sie bitte die Hinweise in der BU 0500 DE. 4.1 Parameterliste Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor Parametersatz P420 0 ... 62 [1] Funktion Digitaleingang 1 Freigabe rechts als Werkseinstellung, Steuerklemme 21 (DIN1) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. P421 0 ... 62 [2] Funktion Digitaleingang 2 Freigabe links als Werkseinstellung, Steuerklemme 22 (DIN2) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. P422 0 ... 62 [8] Funktion Digitaleingang 3 Parametersatzumschaltung Bit 0 als Werkseinstellung, Steuerklemme 23 (DIN3) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. P423 0 ... 62 [4] Funktion Digitaleingang 4 Festfrequenz 1 (P429) als Werkseinstellung, Steuerklemme 24 (DIN4) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen P425 0 ... 62 [0] Funktion Digitaleingang 6 SK 53xE Keine Funktion als Werkseinstellung, Steuerklemme 26 (DIN6) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. P426 0 ... 320.00 s [ 0.10 ] Schnellhaltzeit Einstellung der Bremszeit für die Funktion Schnellhalt, die über einen Digitaleingang, die Busansteuerung, die Tastatur oder automatisch im Fehlerfall ausgelöst werden kann. Die Schnellhaltezeit ist die Zeit, die der linearen Frequenzreduzierung von der eingestellten Maximalfrequenz (P105) bis auf 0Hz, entspricht. Wird mit einem aktuellen Sollwert < 100% gearbeitet, verkürzt sich die Schnellhaltezeit entsprechend. 18 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 4 Parameter Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät SK 53x E Supervisor Parametersatz P470 0 ... 62 [0] Funktion Digitaleingang 7 Keine Funktion als Werkseinstellung, Steuerklemme 27 (DIN7) Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. P559 0.00 ... 5.00s [ 0.50 ] DC-Nachlaufzeit S P Nach einem Stoppsignal und Ablauf der Bremsrampe wird der Motor kurzzeitig mit einem Gleichstrom beaufschlagt. Dies soll den Antrieb vollständig stillsetzen. Je nach Massenträgheit kann die Zeit der Bestromung über diesen Parameter eingestellt werden. Die Stromhöhe hängt von dem vorangegangenen Bremsvorgang (StromvectorRegelung) oder von statischen Boost (lineare Kennlinie) ab. Liste der für die „funktionale Sicherheit“ relevanten Funktionen der digitalen Eingänge P420 ... P425, P470 Wert 10 11 Funktion Spannung sperren Schnellhalt 4 3 Beschreibung Die FU Ausgangsspannung wird abgeschaltet, der Motor läuft frei aus. Der FU reduziert die Frequenz mit der programmierten Schnellhaltzeit aus P426. Signal low low 4.2 Parametrierung Um die Funktion STO zu realisieren ist je nachdem welcher Digitaleingang (DIN1 … DIN4) gewählt wurde, der passende Parameter (P420 … P423, P425, P470) mit der Funktion „Spannung sperren“ [10] zu belegen. Für die Funktion SS1 wird der passende Parameter mit der Funktion „Schnellhalt“ [11] belegt. Zusätzlich ist im Parameter P426 die Haltezeit einzutragen. Achtung: Für die Funktion SS1 muss die Schnellhaltzeit (P426) so bemessen sein, dass der Antrieb in dieser Zeit still gesetzt wird. An die Schnellhaltzeit schließt sich die DC-Nachlaufzeit an (s.o.). Die Verzugszeit des verzögerten Ausgangs des Sicherheitsschaltgerätes muss so bemessen sein, dass sie größer ist als die Schnellhaltzeit zuzüglich der DC-Nachlaufzeit. 3 Auch wirksam bei Steuerung über BUS (RS232, RS485, CANbus, CANopen, DeviceNet, Profibus, InterBus, AS-Interface) BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 19 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 5 Sicherheitsschaltgeräte 5.1 Anforderungen an die Sicherheitsschaltgeräte Das für die beabsichtigte Verwendung benutzte Sicherheitsschaltgerät, sowie alle weiteren zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion benötigten Komponenten müssen den Anforderungen der speziellen Anwendung gemäß einer Risikoanalyse genügen. Es wird ein Schaltgerät mit mindestens zwei sicherheitsgerichteten Ausgängen benötig, wobei für die Funktion SS1 einer dieser Ausgänge verzögert sein muß. Die Ausgänge der Schaltgeräte müssen die folgenden Randbedingungen erfüllen: 5.2 Ausgangsspannung Mechanisches Sicherheitsschaltgerät 24V±25% (18V…30V) Elektronisches Sicherheitsschaltgerät mit OSSD -Ausgängen 24V-20%+25% (19,2V…30V) 3 5.3 OSSD4-Ausgänge, Testpulse toff ≤ 0,5ms (Breite des Prüfpulses) Maximale Zeit, in der der Ausgang des Sicherheitsschaltgerätes zu Prüfzwecken abgeschaltet wird. D ≥ 90% (Duty, Einschaltverhältnis) Es liegt zu mindestens 90% der Zeit die Versorgungsspannung an. D.h. für einen Testpuls von toff=0,5 ms liegt anschließend die Versorgungsspannung für mindestens ton=4,5 ms an. Doppelpulse sind zulässig, wenn die zwei Pulse mindestens 1µs auseinander liegen und die Bedingung für D eingehalten wird. Mit der maximalen Pulsbreite ergibt sich folgender Ablauf: Erster Testpuls mit toff=0,5 ms, anschließend liegt für 0,5 ms die Versorgungsspannung an, gefolgt von dem zweiten Testpuls mit toff=0,5 ms, anschließend liegt für mindestens 8,5 ms die Versorgungsspannung an! 4 Output Signal Switching Device 20 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 5 Sicherheitsschaltgeräte/ 6 Sicherheitseinstufungen 6 Sicherheitseinstufungen 6.1 EN 60204-1 Die Anforderungen an eine Stoppfunktion der Kategorie 0 können mit der sicheren Pulssperre erfüllt werden. 6.2 IEC 61800-5-2 (Entwurf Dez. 2005) Mit der sicheren Pulssperre können die Anforderungen an die Funktion „sicher abgeschaltetes Moment“ (STO) erfüllt werden. 6.3 EN 61508 Für die Funktionen sicheres Abschalten und Absichern gegen unerwarteten Anlauf erfüllen die Frequenzumrichter mit sicherer Pulssperre die Anforderungen an SIL 3. Die Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls beträgt: PFH=0 Der Anteil der ungefährlichen Ausfälle beträgt: SFF=100% Der Diagnose Deckungsgrad DC kann nicht ermittelt werden (PFH=0). 6.4 EN 13849-1:2006 Für die Funktionen sicheres Abschalten und Absichern gegen unerwarteten Anlauf erfüllen die Frequenzumrichter mit sicherer Pulssperre die Anforderungen an den Performance Level e. Dabei kann die Sicherheitskategorie 4 erreicht werden. Die mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall ist: MTTF d=„hoch“ (PFH=0) Die sicheren Pulssperre wurde für eine Gebrauchsdauer von TM=5 Jahren bemessen. BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 21 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 7 Inbetriebnahme Wird die Spannungsversorgung an dem Frequenzumrichter angelegt, so ist dieser nach einigen Augenblicken betriebsbereit. In diesem Zustand kann der Frequenzumrichter auf die Anforderungen der Anwendung eingestellt, d.h. parametriert werden. Eine ausführliche und vollständige Beschreibung jedes Parameters befindet sich in der BU 0500 DE. Erst nach erfolgter anwendungsspezifischer Einstellung der Parameter durch qualifiziertes Personal, darf der angeschlossene Motor gestartet werden. ACHTUNG LEBENSGEFAHR! Der Frequenzumrichter ist nicht mit einem Netz-Hauptschalter ausgestattet und steht somit, wenn er an Netzspannung angeschlossen ist, immer unter Spannung. An einem angeschlossenen stillstehenden Motor kann daher auch Spannung anstehen. Bei der Inbetriebnahme der „Funktionale Sicherheit“ -Anwendungen empfiehlt sich die Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge. Nachfolgend sind die Schritte beschrieben. STO: Der Sicherheitsausgang 1 des Sicherheitsschaltgerätes ist mittels eines eigenen 2 Ader Kabels, passenden Querschnitts, mit einem freien Digitaleingang (Klemmblock X5, Klemme 21 … 24) des Umrichters zu verbinden. Der gewählte Digitaleingang ist mit der Funktion „Spannung sperren“ [10] zu belegen. Der Sicherheitsausgang 2 des Sicherheitsschaltgerätes ist mittels eines eigenen, geschirmten 2 Ader Kabels, passenden Querschnitts, mit der Pulssperre (Klemmblock X8, Klemme 88, 89) des Umrichters zu verbinden. Der Schirm des Kabels ist beidseitig aufzulegen! SS1: Der Sicherheitsausgang 1 des Sicherheitsschaltgerätes ist mittels eines eigenen 2 Ader Kabels, passenden Querschnitts, mit einem freien Digitaleingang (Klemmblock X5, Klemme 21 … 24) des Umrichters zu verbinden. Der gewählte Digitaleingang ist mit der Funktion „Schnellhalt“ [11] zu belegen. Der Sicherheitsausgang 2 des Sicherheitsschaltgerätes ist mittels eines eigenen, geschirmten 2 Ader Kabels, passenden Querschnitts, mit der Pulssperre (Klemmblock X8, Klemme 88, 89) des Umrichters zu verbinden. Der Schirm des Kabels ist beidseitig aufzulegen! Hinweis: Der zusätzliche 15V/24V Ausgang des Umrichters (Klemmblock X8, Klemme 86, 87) ist für die Inbetriebnahme des Umrichters ohne Sicherheitsschaltgerät vorgesehen. In diesem Falle kann die 15V/24V direkt auf den VIS 24V Eingang der Pulssperre gelegt werden. Im Auslieferzustand sind die Klemmen 87-88 und 86-89 gebrückt, um die Inbetriebnahme oder den Betrieb ohne Sicherheitsfunktion (oder ohne ext. 24V) zu ermöglichen. 7.1 Validierung Es ist zwingend durch eine Validierung nachzuweisen, dass die Anforderungen für die spezielle beabsichtigte Verwendung erfüllt werden. 22 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 7 Inbetriebnahme/ 8 Störmeldungen 8 Störmeldungen Die grundlegenden Informationen zu diesem Thema entnehmen sie bitte der Betriebsanleitung zum Grundgerät. In der folgenden Tabelle sind die Fehlermeldungen, die der funktionalen Sicherheit zuzuordnen sind, dargestellt. Anzeige in der ContolBox Gruppe Detail in P700/P701 E018 18.0 Störung Text in der ParameterBox Sicherheitskreis Ursache Abhilfe Während der Frequenzumrichter freigegeben war, wurde die Sichere Pulssperre ausgelöst. Dies ist normal bei einer zweikanaligen Auslösung der Sicheren Pulssperre. Bei der einkanaligen Auslösungen der sicheren Pulssperre kann die Fehlermeldung die folgenden Ursachen haben: Es wird kein Digitaleingang zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion verwendet. Der Digitaleingang wurde nicht korrekt parametriert. Die sichere Pulssperre ist dauerhaft ausgelöst. Z.B. durch einen Drahtbruch in der Verkabelung. BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 23 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 9 Technische Daten Spezifikation Funktion Umweltdaten Umgebungstemperatur Lagertemperatur Transporttemperatur Relative Luftfeuchte Aufstellhöhe über NN Überspannungskategorie Verschmutzungsgrad Schutzart (Umrichter) Einbauraum Langzeitlagerung 0°C ... +40°C (S1–100% ED), -20°C ... +60°C -20°C ... +70°C 0°C ... +50°C (S3–70% ED 10min.) 5%...85%, eine Betauung ist nicht zulässig ≤ 2000m 3 2 IP20 IP54 Der Frequenzumrichter ist spätestens nach Ablauf eines Jahres für 60 Minuten an Netzspannung anschließen. Zusätzlich ist der Sicherheitsgerichtete Eingang (sichere Pulssperre) mit Spannung (24V) zu versorgen, bzw. in Inbetriebnahmekonfiguration zu betreiben. Dieser Zyklus muss über den Zeitraum der Lagerung beibehalten werden. Bei Verwendung einer EMV-gerechten Verdrahtung, gemäß BU 0500 DE, können die Grenzwerte bis zu einer Leitungslänge von 20m zwischen Sicherheitsschaltgerät und Umrichter eingehalten werden. 2 2 EMV Daten Allgemein Anschlußquerschnitt der Steueranschlüsse (Klemmen X3 bis X8) Daten der Digtaleingänge Eingangsspannung Spannungstoleranz High Pegel Low Pegel Eingangswiderstand Eingangskapazität Reaktionszeit 0,14mm …1,5mm starr, flexibel 28…16 AWG 2 2 0,25mm …1,5mm flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 2 2 0,25mm …0,5mm flexibel mit Aderendhülse mit Kunststoffhülse (nur DIN1…4,6,7) +24V -50% +25% ≥ 11V ≤ 3,5V 6,1kΩ (typ.) 10nF (typ.) ≤ 4ms (12V…30V) 24 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 9 Technische Daten Funktion Daten der sicheren Pulssperre Eingangsspannung Spannungstoleranz Betrieb am OSSD Stromaufnahme Spitzenstrom Leitungslänge Leitungskapazität Einschaltverzögerung Reaktionszeit Zykluszeit Anforderungen an OSSDs Spezifikation +24V ±25% (18V…30V) (19,2V…30V) 5 -20% +25% 100mA (Mittelwert) 400mA (Peak, beim Einschalten oder am OSSD ) ≤ 20m (siehe EMV, Gruppierung) ≤ 10nF pro angeschlossenen Umrichter ≤ 200ms ≤ 200ms (15ms typisch) ≥ 1s Testpulsbreite ≤ 500µs Duty (high Pegel) ≥ 90% Abstand von Doppelpulsen ≥1ms (Dutyfaktor beachten) Sicherheits-Integritätslevel (IEC 61508) SIL 3 Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls Sicherheitskategorie (nach EN ISO 13849-1) PFH=0 Kat. 4 bei zweikanaliger Auslösung (Trennung von VI_S 24V und VI_S 0V) Kat. 3 bei einkanaliger Auslösung der sicheren Pulssperre Performence Level (nach EN 13894-1) PL e Gebrauchsdauer TM=5 Jahre 5 Output Signal Switching Device BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 25 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 10 2 24V C CSA E Stichwortverzeichnis O 10 OSSD S 7 Schutzart 14 Sicher abgeschaltetes Moment 11 sichere Pulssperre 10 Sicherer Stillstand 13 Sicherheitskategorie 3 11, 13 Sicherheitskategorie 4 12 SS1 13, 19, 22 STO 11, 22 20 Stoppkategorie 0 Stoppkategorie 1 U UL- Zulassung V Verdrahtung Z Zertifikat 8 14 7 11 13 EMV EMV-Richtlinie I IP 14 16 7 26 technische Änderungen vorbehalten BU 0530 DE 10 Stichwortverzeichnis BU 0530 DE technische Änderungen vorbehalten 27 Funktionale Sicherheit mit NORDAC SK 5xxE 11 Vertretungen / Niederlassungen NORD Büros in Deutschland Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Rudolf-Diesel-Str. 1 22941 Bargteheide Telefon 04532 / 401 -0 Telefax 04532 / 401 -253 info@nord-de.com www.nord.com Niederlassung Nord Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Rudolf-Diesel-Str. 1 22941 Bargteheide Telefon 04532 / 401 -0 Telefax 04532 / 401 -253 Niederlassung Süd Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Katharinenstr. 2-6 70794 Filderstadt-Sielmingen Telefon 07158 / 95608 -0 Telefax 07158 / 95608 -20 NL-Bargteheide@nord-de.com Vertriebsbüro Bremen Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Stührener Weg 27 27211 Bassum Telefon 04249 / 9616 -75 Telefax 04249 / 9616 -76 NL-Stuttgart@nord-de.com Vertriebsbüro Nürnberg Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Schillerstr. 3 90547 Stein Telefon 0911 / 67 23 11 Telefax 0911 / 67 24 71 NL-Bremen@nord-de.com Vertretung: Hans-Hermann Wohlers Handelsgesellschaft mbH NL-Nuernberg@nord-de.com Vertriebsbüro München Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Untere Bahnhofstr. 29a 82110 Germering Telefon 089 / 840 794 -0 Telefax 089 / 840 794 -20 Ellerbuscher Str. 179 32584 Löhne Telefon 05732 / 40 72 Telefax 05732 / 123 18 NL-Bielefeld@nord-de.com NL-Muenchen@nord-de.com Niederlassung West Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Großenbaumer Weg 10 40472 Düsseldorf Telefon 0211 / 99 555 -0 Telefax 0211 / 99 555 -45 Niederlassung Ost Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Leipzigerstr. 58 09113 Chemnitz Telefon 0371 / 33 407 -0 Telefax 0371 / 33 407 -20 NL-Duesseldorf@nord-de.com Vertriebsbüro Butzbach Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Marie-Curie-Str. 2 35510 Butzbach Telefon 06033 / 9623 -0 Telefax 06033 / 9623 -30 NL-Chemnitz@nord-de.com Getriebebau NORD GmbH & Co. KG Heinrich-Mann-Str. 8 15566 Schöneiche Telefon 030 / 639 79 413 Telefax 030 / 639 79 414 Mat. Nr. 607 5301 / 4707 Vertriebsbüro Berlin NL-Frankfurt@nord-de.com NL-Berlin@nord-de.com