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KEB COMBIVERT H6 Sicherheitshandbuch
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C O M B I V E R T
D
Sicherheitshandbuch
H6 Achsantriebe
Originalbetriebsanleitung
00H6NDF-A000
Rev.1L
Modultyp 1
STO und SBC

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Verwandte Anleitungen für KEB COMBIVERT H6

Inhaltszusammenfassung für KEB COMBIVERT H6

  • Seite 1 C O M B I V E R T Sicherheitshandbuch Modultyp 1 H6 Achsantriebe STO und SBC Originalbetriebsanleitung 00H6NDF-A000 Rev.1L...
  • Seite 3 Inhaltsverzeichnis Vorwort ......................5 Allgemeines .......................... 5 Gültigkeit und Haftung ......................5 Urheberrecht ........................6 Bestimmungsgemäßer Gebrauch ..................6 Produktbeschreibung ......................6 Sicherheitsfunktionen ..................8 Allgemeine Hinweise ......................8 Sicher abgeschaltetes Drehmoment (Safe Torque Off – STO) ........9 2.2.1 Not-Halt gemäß EN 60204 ....................10 2.2.2 Einstufung von STO nach IEC 61508 ...................11 2.2.3...
  • Seite 4 Inhaltsverzeichnis Austausch des Sicherheitsmoduls ..............27 Zertifizierung ....................28 Anhang zur Konformitätserklärung ................. 28 Änderungshistorie ..................30 D - 4...
  • Seite 5 Vorwort Vorwort Allgemeines Zuerst möchten wir sie als Kunden der Karl E. Brinkmann GmbH begrüßen und ihnen zum Erwerb des vorliegenden Produktes gratulieren. Sie haben sich für ein Produkt auf höchstem technischen Niveau entschieden. Die beschriebene Hard- und Software sind Entwicklungen der Karl E. Brinkmann GmbH. Die beigefügten Unterlagen entsprechen dem bei Drucklegung gültigem Stand. Druckfehler, Irr- tümer und technische Änderungen vorbehalten. Die Anleitung muss jedem Anwender zugänglich gemacht werden. Vor jeglichen Arbeiten muss sich der Anwender mit dem Gerät vertraut machen. Darunter fällt insbesondere die Kenntnis und Beachtung der Sicherheits- und Warnhinweise. Die in dieser Anleitung verwen- deten Piktogramme entsprechen folgender Bedeutung: Gefahr Wird verwendet, wenn Leben oder Gesundheit des Benutzers...
  • Seite 6 Durch Vielzahl der Einsatzmöglichkeiten konnte nicht jeder denkbare Fall der Aufstellung, des Betriebes oder der Instandhaltung berücksichtigt werden. Sollten Sie weitere Informati- onen wünschen, oder sollten besondere Probleme auftreten, die in der Dokumentation nicht ausführlich genug behandelt werden, können Sie die erforderliche Auskunft über die örtliche Vertretung der Firma KEB anfordern. Urheberrecht Der Kunde darf die Betriebsanleitung sowie weitere gerätebegleitenden Unterlagen oder Tei- le daraus für betriebseigene Zwecke weiterverwenden. Die Urheberrechte liegen bei KEB und bleiben auch in vollem Umfang bestehen. Bestimmungsgemäßer Gebrauch Die bei KEB eingesetzten Halbleiter und Bauteile sind für den Einsatz in industriellen Pro- dukten entwickelt und ausgelegt. Wenn das Produkt in Maschinen eingesetzt wird, die unter Ausnahmebedingungen arbeiten, lebenswichtige Funktionen, lebenserhaltende Maßnahmen oder eine außergewöhnliche Sicherheitsstufe erfüllen, ist die erforderliche Zuverlässigkeit und Sicherheit durch den Maschinenbauer sicherzustellen und zu gewährleisten. Der Betrieb...
  • Seite 7 Vorwort Nummernschlüssel: Sicherheitsmodul Typ1 eingesetzt in Steller 01H6x10-0019 Einachssteller xxH6ABx-xxxx Einachssteller xxH6ABx-xxxx 01H6x10-0029 Doppelachssteller xxH6BBx-xxxx Die Zertifizierung von Stellern mit Sicherheits- technik ab 2013 ist nur gültig, wenn die Material- Gültigkeit von nummer dem angegebenen Nummernschlüssel Zertifikaten entspricht und das FS-Logo auf dem Typenschild aufgedruckt ist. D - 7...
  • Seite 8 Sicherheitsfunktionen Sicherheitsfunktionen Allgemeine Hinweise Der COMBIVERT H6 wird mit Spannungen betrieben, die bei Berührung einen lebensgefährlichen Schlag hervorrufen kön- nen. Der COMBIVERT H6 kann so eingestellt werden, dass im ge- neratorischen Betrieb auch bei Netzausfall weiter Energie in das Versorgungsnetz zurückgespeist wird. Deshalb kann nach Abschalten des Versorgungsnetzes eine lebensgefährlich hohe Elektrischer Spannung in der Anlage bestehen.
  • Seite 9 Sicherheitsfunktionen Durch elektronische Schutzeinrichtungen sind Sicherheitsfunktionen in die Antriebssteue- rung integriert, um Gefährdungen durch Funktionsfehler in Maschinen zu minimieren oder zu beseitigen. Die integrierten Sicherheitsfunktionen ersetzen die aufwändige Installation von externen Sicherheitskomponenten. Die Sicherheitsfunktionen können angefordert oder durch einen Fehler ausgelöst werden. Um die Sicherheit dauerhaft zu gewährleisten, sind die Funktio- Regelmäßige nen in regelmäßigen Abständen entsprechend den Ergebnissen Kontrollen der Risikoanalyse zu kontrollieren.
  • Seite 10 Sicherheitsfunktionen 2.2.1 Not-Halt gemäß EN 60204 Durch die Verwendung geeigneter Sicherheitsschaltgeräte kann durch die STO-Funktion Stopp-Kategorie 0 und 1 nach EN 60204-1 in der Anlage erreicht werden. Beachten Sie zu den Sicherheitsschaltgeräten Kapitel 6. „ungesteuertes Stillsetzen“, d. h. Stillsetzen durch sofortiges Ab- Stopp-Kategorie 0 schalten der Energie zu den Antriebselementen. „gesteuertes Stillsetzen“, d. h. die Energie zu den Antriebselemen- Stopp-Kategorie 1 ten wird beibehalten, um das Stillsetzen zu erreichen. Die Energie...
  • Seite 11 Sicherheitsfunktionen 2.2.2 Einstufung von STO nach IEC 61508 2,6 • 10 1/h 2,3 • 10 pro Anforderung Proof-Test-Interval T 20 Jahre Für die SIL-Einstufung im Zusammenhang mit den Applikationen müssen zur endgültigen Beurteilung die Versagensraten der externen Schaltgeräte mit berücksichtigt werden. 2.2.3 Einstufung von STO nach EN ISO 13849 Steuerungskategorie MTTF >1000 Jahre hoch Für die Einstufung innerhalb eines Performance Levels im Zusammenhang mit den Applikati- onen müssen zur endgültigen Beurteilung die Versagensraten der externen Schaltgeräte mit...
  • Seite 12 Sicherheitsfunktionen Wegen der hohen Versagenswahrscheinlichkeit von mechani- Schweben- schen Bremsen ist der Aufenthalt unter hängenden oder schwe- de Lasten benden Lasten nicht gestattet. Gleiches gilt auch für Trägheits- massen, die nicht in der Ruhelage verweilen. 2.3.2 Einstufung von SBC nach IEC 61508 6,3 • 10 1/h 5,5 • 10 pro Anforderung Proof-Test-Interval T 20 Jahre Für die SIL-Einstufung im Zusammenhang mit den Applikationen müssen zur endgültigen...
  • Seite 13 Installation Installation Vor der Installation unbedingt die EMV- und Sicherheitshinweise Bevor Sie sowie die Installationsanleitung des Achsmoduls H6 lesen und be- beginnen achten. Zusatzhinweise: • Für Arbeiten an spannungsführenden Teilen muss die Maschine durch einen Hauptschal- ter galvanisch vom Netz getrennt werden können. • Wirken auf die Antriebsachse äußere Kräfte, z. B. bei Vertikalachsen (hängende Lasten) oder Rundachsen mit asymmetrischer Gewichtsverteilung, müssen zusätzlich mechani- sche Bremsen installiert werden. • Für den Schutz gegen Verschmutzung (Verschmutzungsgrad 2) ist der Einbau der Geräte in Umgebung mit erhöhter Schutzart vorzusehen (z. B. Schaltschrank IP 54). • Achten Sie darauf, dass bei der Montage und Verdrahtung keine Kleinteile in das Achs- modul fallen. Dies gilt auch für mechanische Komponenten, die während des Betriebes Kleinteile verlieren können • Nach der Installation die Sicherheitsfunktionen und Fehlerreaktionen prüfen und ein Ab- nahmeprotokoll erstellen.
  • Seite 14 Beschreibung der Anschlussklemmen Beschreibung der Anschlussklemmen Sicherheitsmodul 01H6010-0019 / -0029 -0029 Name Funktion -0019 -0019 -0029 1 / 2 STO1+ Eingang STO Kanal 1 3 / 4 STO1- 5 / 6 STO2+ Eingang STO Kanal 2 7 / 8 STO2- 9 / 10 SBC1+ Eingang SBC Kanal 1 11 /12 SBC1- 13 /14 SBC2+ Eingang SBC Kanal 2 15 / 16 SBC2-...
  • Seite 15 Beschreibung der Anschlussklemmen Eingänge 4.1.1 Spezifikation der STO-Eingänge Status 0 Status 1 Eingänge UL [V] IL [mA] UH [V] IH [mA] max. min. nicht definiert Der maximale kurzfristige Einschaltstrom des Eingangs ist auf 0,6 A begrenzt. 4.1.2 STO mit OSSD-Signalen Die Filterzeit ist abhängig von der Höhe der minimalen Eingangsspannung und kann wie folgt angegeben werden: Eingangsspannung [V] OSSD-Pulsbreite [ms] 0,08 4.1.3 Spezifikation der SBC-Eingänge Die Eingänge der SBC-Funktion sind nach IEC61131-2 Typ1 wie folgt spezifiziert: Status 0 Status 1 Eingänge UL [V] IL [mA]...
  • Seite 16 Beschreibung der Anschlussklemmen 4.2.2 Ausgang SBC Der Ausgang Status-SBC liefert ein 24V Signal, wenn die Bremsen geöffnet sind (siehe „5.3 Funktionsbeschreibung SBC“). 4.2.3 Bremsenausgang Der Freilaufzweig zur Ansteuerung der Bremse ist im Achsmodul integriert. 4.2.3.1 Einzelachsmodul X1B Name Funktion Querschnitt Anzugsmoment Überwachung der T1, T2 Motortemperatur 0,25-1,5 mm² 0,25 Nm Anschluss einer AWG 28-16 B+, B- Bremse Klemmenleiste X1B Name Beschreibung 24 V/max. 3,3 A DC-Ausgang zur direkten Ansteuerung einer Bremse.
  • Seite 17 Beschreibung der Anschlussklemmen Klemmenleiste X1BB Name Beschreibung BB+ 24 V DC-Ausgang zur direkten Ansteue- rung einer Bremse. Der maximale Strom U=24Vdc ist abhängig von der Anzahl aktivierten Bremsen und der Versorgungseinheit. Funktionserde Status-LED‘s Status-LED Status-LED Sicherheitsmodul Gerät 4.3.1 Status-LED Sicherheitsmodul Die LED Zeigt den Status des Sicherheitsmoduls an. Status Keine Spannungsversorgung des Sicherheitsmoduls grün Sicherheitsmodul in Betrieb Sicherheitsmodul in Fehler...
  • Seite 18 Funktionsbeschreibungen Funktionsbeschreibungen Das Sicherheitsmodul Typ1 erfüllt folgende Funktionen nach IEC 61800-5-2: • Sicher abgeschaltetes Drehmoment (Safe Torque Off - STO) • Sichere Bremsenansteuerung (Safe Brake Control – SBC) Status des Sicherheitsmoduls Der Status des Sicherheitsmoduls kann mit dem Parameter sb29 „safety mod. status word“ des Achsmoduls ausgelesen werden. Der Parameter ist bitcodiert gemäß folgender Tabelle: Zustand Bedeutung, wenn Bit gesetzt (=1) ist Status Fehler im Safety-Modul Status Modulation freigegeben Status Bremse A geöffnet Warnung Bremsen-Versorgungsspannung zu klein Warnung Bremsen-Versorgungsspannung zu groß Status Bremse A High-Side-Schalter an Status Low-Side-Schalter an Fehler Bremse A Strom zu groß Warnung Bremse A nicht angeschlossen oder Strommessung deaktiviert Fehler Bremse A High-Side-Schalter hochohmig...
  • Seite 19 Funktionsbeschreibungen Funktionsbeschreibung STO Die sicherheitsgerichtete Abschaltung nach STO wird durch eine zweikanalige Optokoppler- sperre erreicht. Die Versorgung der Optokoppler, die für die Kommutierung des angeschlos- senen Antriebs verantwortlich sind, erfolgt durch eine transformatorische Kopplung der Ein- gangsspannung. So ist sichergestellt, dass bei einem Wegfall der Eingangsspannung auch keine Versorgung der Optokoppler möglich ist. Sind die Optokoppler nicht mehr versorgt, so kann kein IGBT angesteuert und somit dem Antrieb keine Energie zugeführt werden. Die Zweikanaligkeit wird dadurch erreicht, dass mit dem Eingang STO1 die Versorgungs- spannung (VTRO) der oberen Optokoppler der Wechselrichterbrücke und mit dem Eingang STO2 die der unteren (VTRU) unterbunden wird. Die Versorgungsspannungen der Optokoppler (VRTO & -U) werden sicher entkoppelt von der Dioagnose-CPU gemessen und ihr Status in den Bits 13 und 14 angezeigt. Erst wenn beide Versorgungsspannungen vorhanden sind, wird das Bit 1 (Modulation freigegeben) und der Ausgang (Status STO) gesetzt. Technische Daten der STO-Funktion Maximale Einschaltverzögerung (U = 15V) < 7 ms Maximale Ausschaltverzögerung (U =30 V) bei...
  • Seite 20 Funktionsbeschreibungen Drive A Drive B Ausgang Strom co21 Bit 4 Bremse co21 Bit 4 Bremse Status Imax je Brake ctrl mode geöffnet Brake ctrl mode B geöffnet Bremse 3,3 A 3,3 A 3,3 A 3,3 A 2,0 A 2,0 A 2,0 A 2,0 A Technische Daten der SBC-Funktion Maximale Einschaltverzögerung (U = 15V) < 5 ms...
  • Seite 21 Funktionsbeschreibungen 2) ein „–“ in der Tabelle besagt, dass das jeweilige Bit von der Funktion nicht beeinflusst wird Bei einem durch die Strommessung verursachten Fehler im Strom wird die Ansteuerung der Bremse zurückgenommen und die Status-LED auf rot gesetzt. Da bei hohen Induktivitäten der Bremsen der Strom langsam Reaktionszeit ansteigt, ist die Fehlerreaktionszeit auf einen Fehlstrom max. beachten 100 ms. 5.3.2 Überwachung der SBC-Funktion Die Schalter werden bei geöffneter Bremse jede Stunde auf ihre Schaltfähigkeit getestet.
  • Seite 22 Beschaltungsvorschläge Beschaltungsvorschläge Direkte Abschaltung mit Not-Halt-Schalter Abbildung 6.1 Feldbus Feldbus Fehler Einspeiseeinheit Fehler Einspeiseeinheit Fehlerbus Fehlerbus progr. Fehler progr. Fehler Diagnose EtherCAT X1C.1 X1C.3 +24Vdc +24Vdc X1C.2 X1C.4 Steuerteil 24Vdc Sicherheitsteil Klemmleiste X2B Modul Typ1 STO1+ STO1- STO2+ STO2- SBC1+ SBC1- SBC2+ SBC2-...
  • Seite 23 Beschaltungsvorschläge Direkte Abschaltung mit Not-Halt-Schalter und Überwachung der Verdrahtung Abbildung 6.2 Feldbus Feldbus Fehler Einspeiseeinheit Fehler Einspeiseeinheit Fehlerbus Fehlerbus progr. Fehler progr. Fehler Diagnose EtherCAT X1C.1 X1C.3 +24Vdc +24Vdc X1C.2 X1C.4 Steuerteil 24Vdc Sicherheitsteil Klemmleiste X2B Modul Typ1 STO1+ STO1- STO2+ STO2- SBC1+...
  • Seite 24 Beschaltungsvorschläge Direkte Abschaltung durch Sicherhheitsbaustein mit Testimpulsen Abbildung 6.3 Feldbus Feldbus Fehler Einspeiseeinheit Fehler Einspeiseeinheit Fehlerbus Fehlerbus progr. Fehler progr. Fehler Diagnose EtherCAT X1C.1 X1C.3 +24Vdc +24Vdc X1C.2 X1C.4 Steuerteil Sicherheitsteil Klemmleiste X2B Sicherheitsbaustein Modul Typ1 STO1+ Quittung STO1- STO2+ STO2- SBC1+ SBC1-...
  • Seite 25 Beschaltungsvorschläge Beschaltung SS1 Bei der Auslösung SS1 (Safe Stop 1) wird der Antrieb erst dann von der Versorgung getrennt, wenn er den Stillstand erreicht hat [IEC 61800-5-2]. Dabei wird der Ruhezustand nicht direkt abgefragt, sondern die maximale Zeit bis zum Erreichen des Stillstands abgeschätzt. Diese Zeitdauer wird in ein sicheres Zeitrelais geladen, das den Antrieb endgültig von der Versor- gung trennt. Abbildung 6.4 Beschaltung SS1 Feldbus Feldbus Motion Control Fehler Einspeiseeinheit Fehler Einspeiseeinheit Fehlerbus Fehlerbus progr. Fehler progr. Fehler Diagnose EtherCAT X1C.1 X1C.3 +24Vdc +24Vdc X1C.2 X1C.4 Steuerteil Sicherheitsteil Klemmleiste X2B Sicherheitsbaustein Modul Typ1 STO1+ Quittung...
  • Seite 26 Beschaltungsvorschläge Beschaltung Doppelachsmodul In den Abbildungen 6.1 bis 6.4 ist die Darstellung mit einem Einachsmodul dargestellt. Fol- gende Beschaltung von Bremse und Motor ist bei Einsatz eines Doppelachsmoduls vorzu- nehmen. Abbildung 6.5 Anschluss von Motor und Bremse beim Doppelachsmodul X1BA X1BB BA+ BA- TA1 TA2 BB+ BB- TB1 TB2 U-A V-A W-A U-B V-B W-B D - 26...
  • Seite 27 Anhang Austausch des Sicherheitsmoduls Vor jeglichen Arbeiten ist das Gerät vom Netz zu trennen. Die Span- nungsfreiheit ist durch Messungen in der Anlage zu kontrollieren. Mindestens 15 Minuten warten, bis sich die Kapazitäten des DC-Zwi- Elektrischer schenkreises entladen haben. Schlag Ein Wechsel des Sicherheitsmoduls wird von der Steuerung im Achsmodul mit dem Sta- tus 61 „ERROR safety mod. changed“ angezeigt. Der Anwender muss den Wechsel durch Schreiben des Parameters de38 „safety serial number“ mit dem eingetragenen Wert bestäti-...
  • Seite 28 Anhang Zertifizierung Anhang zur Konformitätserklärung Anhang zur EG Konformitätserklärung für Systeme mit funktionaler Sicherheit: Produktbezeichnung: Umrichter - Typenreihe xxH6ABx-xxxx / xxH6BBx-xxxx Grösse 05 - 25 Spannungsklasse 400Vac Hiermit erklären wir, dass das oben beschriebene Sicherheitsbauteil allen einschlägigen Be- stimmungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG entspricht. Das oben genannte Sicherheitsbauteil erfüllt die Anforderungen der nachfolgend genannten Richtlinien und Normen: • Maschinenrichtlinie 2006/42/EG • EMV-Richtlinie 2004/108/EG • Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG EN - Norm Ausgabe Text Referenz Ausgabe EN 61800-5-1 09/2003 Elektrische Leistungsantriebssysteme VDE 0160 09/2003 mit einstellbarer Drehzahl: Anforderun- Teil 105...
  • Seite 29 Anhang Die Konformität wurde vom TÜV Rheinland mit der EG-Baumusterprüfbescheinigung 01/205/5056/10 bestätigt. Die Nummer und Adresse der benannten Stelle ist: NB 0035 TÜV Rheinland Industrie Service GmbH Alboinstr. 56, 12103 Berlin Germany Tel.: +49 30 7562-1557 Fax: +49 30 7562-1370 E-Mail: tuvat@de.tuv.com D - 29...
  • Seite 30 Änderungshistorie Änderungshistorie Revision Datum Beschreibung Rev.1F 2010-10 Erste veröffentlichte Version Rev.1G 2010-11 Konformitätserklärung erweitert Rev.1H 2010-12 Installation erweitert Rev.1J 2012-02 Funktionsbeschreibung von co21 Bit 4 eingefügt, Pinbeschreibung von Sicherheitsmodul -0029 eingefügt. Rev.1K 2012-03 Anschlussbilder modifiziert Rev.1L 2013-01 FS-Kennzeichnung eingefügt; Statusmeldungen ergänzt; Bremsenüberwachung geändert; Bei- spiel „Beschaltung SS1“ erweitert; Wartezeit bei Wartungsarbeiten auf 15 Minuten erweitert; neue Klemmleiste eingefügt D - 30...
  • Seite 31 Notizen D - 31...
  • Seite 32 Park Farm, Wellingborough GB-Northants, NN8 6 XF net: www.keb.at • mail: info@keb.at fon: +44 1933 402220 • fax: +44 1933 400724 net: www.keb-uk.co.uk • mail: info@keb-uk.co.uk KEB Antriebstechnik Herenveld 2 • B-9500 Geraadsbergen KEB Italia S.r.l. fon: +32 5443 7860 • fax: +32 5443 7898 Via Newton, 2 • I-20019 Settimo Milanese (Milano) mail: vb.belgien@keb.de fon: +39 02 3353531 • fax: +39 02 33500790 net: www.keb.it • mail: kebitalia@keb.it KEB Power Transmission Technology (Shanghai) Co.,Ltd. No. 435 Qianpu Road, Chedun Town, Songjiang District, KEB Japan Ltd. CHN-Shanghai 201611, P.R. China 15–16, 2–Chome, Takanawa Minato-ku fon: +86 21 37746688 • fax: +86 21 37746600 J–Tokyo 108-0074 net: www.keb.cn • mail: info@keb.cn fon: +81 33 445-8515 • fax: +81 33 445-8215 mail: info@keb.jp KEB Antriebstechnik Austria GmbH KEB Korea Seoul Organizační složka K. Weise 1675/5 • CZ-370 04 České Budějovice...