Dezentrale Peripherie PNOZmulti: PNOZ ml2p mit PDP67 F 8DI … · Mexiko +52 55 5572 1300 USA +1...

Dezentrale Peripherie PNOZmulti: PNOZ ml2p mit PDP67 F 8DI ION

Produkt Typ: PSEN Name: PSENcode, PITestop, PDP67, PNOZmulti Hersteller: Pilz GmbH & Co. KG, Sichere Automation Dokument Version: 01 Ausgabestand: 17 Januar 2013

Application Note – Nr. 1002460_DE_01

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt



Pilz GmbH & Co. KG, Felix-Wankel-Straße 2, 73760 Ostfildern, Germany 2/26 Telefon: +49 711 3409-0, Telefax: +49 711 3409-133, E-Mail: [email protected]

Lebenslauf

Version Datum Änderung/Erweiterung Kapitel

01 2013-01-17 Erstellung alle

Haftungsausschluss

Wir haben unsere technische Application Note sehr sorgfältig zusammengestellt. Es enthält Informationen über unser Unternehmen sowie über unsere Produkte. Alle Angaben haben wir nach dem heutigen Stand der Technik und bestem Wissen und Gewissen gemacht. Dennoch können wir für die Richtigkeit und Vollständigkeit der Angaben, sofern uns nicht der Vorwurf grober Fahrlässigkeit trifft, keine Haftung übernehmen, da sich trotz aller Sorgfalt Fehler nicht vollständig vermeiden lassen. Insbesondere sind alle Angaben zu geltenden Normen, zu sicherheitstechnischen Einstufungen und zum Zeitverhalten vorläufig. Die Angaben in diesem Katalog haben nicht die rechtliche Qualität von Zusicherungen oder zugesicherten Eigenschaften. Für Hinweise auf Unstimmigkeiten sind wir dankbar. Januar 2013 Alle Rechte an dieser Druckschrift sind der Pilz GmbH & Co. KG vorbehalten. Technische Änderungen behalten wir uns vor. Kopien für den innerbetrieblichen Bedarf des Benutzers dürfen angefertigt werden. Die verwendeten Produkt-, Waren- und Technologiebezeichnungen sind Warenzeichen der jeweiligen Firmen.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




Support

Technische Hilfe rund um die Uhr! Technische Unterstützung von Pilz erhalten Sie rund um die Uhr. Diesen Service stellen wir Ihnen über unsere Geschäftszeiten hinaus kostenlos zur Verfügung

Amerika � Brasilien

+55 11 8245-8267 � Mexiko

+52 55 5572 1300 � USA

+1 877-PILZUSA (745-9872)

Asien � China

+86 21 62494658-216 � Japan

+81 45 471-2281 � Korea

+82 2 2263 9540

Australien � Australien

+61 3 95446300

Europa � Belgien, Luxemburg

+32 9 3217575 � Deutschland

+49 711 3409-444 � England

+44 1536 462203 � Frankreich

+33 3 88104000 � Irland

+353 21 4804983 � Italien

+39 031 789511 � Niederlande

+31 347 320477 � Österreich

+43 1 7986263-0 � Schweiz

+41 62 88979-30 � Skandinavien

+45 74436332 � Spanien

+34 938497433 � Türkei

+90 216 5775552

Unsere internationale Hotline erreichen Sie unter:

+49 711 3409-444 oder mailto:[email protected]

Pilz GmbH & Co. KG Sichere Automation Felix-Wankel-Straße 2 73760 Ostfildern, Germany

Telefon: +49 711 3409-0 Telefax: +49 711 3409-133 E-Mail: [email protected] Internet: www.pilz.com

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

http://www.pilz.com/

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




Inhalt

1. Hilfreiche Dokumentation ............................................................................. 5 1.1. Dokumentation von Pilz GmbH & Co. KG.............................................................................. 5 1.2. Dokumentation aus anderen Quellen .................................................................................... 5

2. Konfiguration der verwendeten Hardware .................................................. 6 2.1. Verwendete Pilz Produkte ...................................................................................................... 6 2.2. Hardware-Konfiguration ......................................................................................................... 6

3. Beschreibung der Applikation ..................................................................... 7 3.1. Beschreibung ......................................................................................................................... 7

3.1.1. Überwachung Schutztür .............................................................................................. 8

3.1.2. Überwachung Not-Halt ................................................................................................ 9

3.1.3. Reihenschaltung PDP67 F 8DI ION .......................................................................... 10

3.1.3.1. Spannungsabfall der Versorgungsspannung über die Zuleitung ........................ 11

3.1.3.2. Berechnung der Rückfallverzögerungszeit ......................................................... 15

3.1.3.3. Konfiguration der Ausgänge im PNOZmulti Configurator ................................... 16

3.1.4. Sicherheitsbetrachtung .............................................................................................. 17

3.2. Funktionale Sicherheit.......................................................................................................... 18 3.2.1. Sicherheitstechnische Kenndaten nach EN ISO 13849-1 ......................................... 18

3.2.2. Sicherheitstechnische Kenndaten nach EN 62061 ................................................... 19

3.3. Schaltplan der Applikation ................................................................................................... 20 3.3.1. Schaltplan 1/5 ............................................................................................................ 20

3.3.2. Schaltplan 2/5 ............................................................................................................ 21

3.3.3. Schaltplan 3/5 ............................................................................................................ 22

3.3.4. Schaltplan 4/5 ............................................................................................................ 23

3.3.5. Schaltplan 5/5 ............................................................................................................ 24

4. Abbildungsverzeichnis ............................................................................... 25

Abkürzungen

PSEN Pilz Sensor PNOZ Pilz NOT-AUS-Zwangsgeführt OSSD Ausgangsschaltelement (EN: Output Signal Switching Device) PDP Produktfamilie Dezentrale Peripherie STO Stopp-Kategorie 0 - Sicher abgeschaltetes Moment (EN: Safe Torque Off) SS1 Stopp-Kategorie 1 - Sicherer Stopp 1 SS2 Stopp-Kategorie 2 - Sicherer Stopp 2

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




1. Hilfreiche Dokumentation

Das Lesen der unten genannten Dokumentation ist für das Verstehen dieser Application Note wichtig. Die Verfügbarkeit der verwendeten Software und der sichere Umgang damit werden ebenfalls vorausgesetzt.

1.1. Dokumentation von Pilz GmbH & Co. KG

Nr. Beschreibung Sachnr.

1 Pilz internationale Internetseite, Downloadbereich www.pilz.com

2 Bedienungsanleitung PDP67 F 8DI ION 1001 643-DE-xx

3 Bedienungsanleitung PNOZ m3p 1001 352-DE-xx

4 Bedienungsanleitung PNOZ ml2p 1001 642-DE-xx

5 Betriebsanleitung PSEN cs 3.1n 22 172-3FR-xx

6 Betriebsanleitung PSEN b4.1 1001 587-3FR-xx

7 Betriebsanleitung PITes Set/1 1002 542-3FR-xx

8 Bedienungsanleitung PMCprotego D.01…D.24 21 934-DE-xx

9 Bedienungsanleitung PMCprotego S2 1001 432-DE-xx

10 Bedienungsanleitung PMCtendo AC 21 706-DE-xx

11 Anwenderhandbuch Motion Control Tools 21 468-DE-xx

1.2. Dokumentation aus anderen Quellen

Nr. Beschreibung Kennung

1

2

http://www.pilz.com/

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




2. Konfiguration der verwendeten Hardware

2.1. Verwendete Pilz Produkte

Nr. Bezeichnung Bestellnummer Version Anzahl

1 PNOZ m3p 773 125 v2.1 1

2 PNOZ ml2p 773 602 v1.0 1

3 PDP67 F 8DI ION 773 600 v1.0 3

4 PSEN cs3.1n 541 003 - 1

5 PSEN b4.1 540 041 - 1

6 PIT es Set7u-5c 400 442 - 1

7 PNOZmulti Configurator - v8.1.1

Build 8

1

8 Motion* - - -

* Achtung Aufbau, Ansteuerung und Auswertung des sicheren Servoverstärker wird in diesem Beispiel nicht behandelt. Die detaillierte Beschreibung dieser Funktionalität kann der Application Note „AN_PMCprotegoDS_PSENcs_1002085-DE-xx“ entnommen werden.

2.2. Hardware-Konfiguration

Abb. 1: Hardware-Konfiguration

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3. Beschreibung der Applikation

3.1. Beschreibung

Das Beispiel zeigt die Realisierung einer Not-Halt- und einer Schutztür–Applikation an einem dezentralen Eingangsmodul PDP67 F 8DI ION (A2_3). Eine Bearbeitungsmaschine bewegt sich innerhalb einer Schutzumhausung. Der Zugang zum Gefahrenbereich wird durch eine Schutztür ermöglicht. Die Schutztür wird im geschlossenen Zustand durch einen Sicherheitsriegel PSENbolt zugehalten (Prozessschutz). Gleichzeitig dient der Riegel als Türgriff und als Befestigungsmöglichkeit für den Sicherheitsschalter PSENcode. Der PSENcode (S233) übernimmt die Funktion der Schutztürüberwachung. Das PITestop (S234) übernimmt die Funktion Not-Halt Überwachung. Die Ausgangssignale der angeschlossenen Sensoren werden in den dezentralen Modulen PDP67 F 8DI ION (A2_1, A2_2, A2_3) erfasst, über eine sichere Datenverbindung an das Verbindungsmodul PNOZ ml2p (A2) weitergeleitet und durch ein PNOZ m3p (A1) ausgewertet. Die sichere Ansteuerung und Auswertung der Signale wird durch die Pilz Funktionsbausteine „Schutztür“ und „Not-Halt“ aus der Elementauswahl (Eingangselemente) des PNOZmulti Configurator übernommen. Wird die Schutztür geöffnet, wird der Antrieb (M1) entsprechend der Funktion Sicherer Stopp 2 (SS2) heruntergefahren und in Lageregelung gehalten. Wird Not-Halt betätigt, wird der Antrieb (M1) entsprechend der Funktion Sicherer Stopp 1 (SS1) heruntergefahren und löst dann die Funktion STO aus. Achtung Die Sicherheitsfunktionen werden beispielhaft anhand der Abschaltung einer gefährlichen Maschinenbewegung (M1) gezeigt. Die weiteren Gefährdungen (Maschinen) im Arbeitsbereich, werden in diesem Beispiel nicht näher dargestellt und untersucht. Bei realer Anwendung der Applikation muss dieser Teil mit in die Sicherheitsbetrachtung einbezogen werden.

Abb. 2: Applikation Schutztürüberwachung

Der Ablauf gliedert sich in die folgenden Funktionen: � Überwachung Schutztür � Überwachung Not-Halt

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.1. Überwachung Schutztür

Die Steuerung PNOZm3p (A1) überwacht durch das Anwenderprogramm den Schutztürschalter (S233). Dem Schutztürschalter ist ein FS-Funktionsbaustein „Schutztür“ zugeordnet. Dieser FS-FB erkennt ob der zugeordnete Schutztürschalter betätigt wurde, aber auch falsche Eingangssignale, Kontaktsynchronisationszeitüberschreitung, usw. Wird der Schutztürschalter betätigt oder tritt ein Fehler auf, wird der Freigabeausgang des FS-FB sofort zurückgesetzt. Der Freigabeausgang wird ebenfalls beim STOP des PNOZmulti und beim Einschalten des PNOZmulti zurückgesetzt. Das Signal des Freigabeausgangs aktiviert die Funktion SS2 der Sicherheitskarte durch eine fallende Flanke am Eingang SS2 der Sicherheitskarte PMCprotego S2. Werden die konfigurierten Grenzwerte der SS2 Funktion verletzt, geht der Antrieb in STO. Hierbei ist zu beachten, dass bei STO kein Haltemoment mehr vorhanden ist und durch entsprechende Zusatzmaßnahmen dafür gesorgt werden muss, dass dieses Verhalten nicht zu einer gefährlichen Situation führt (z.B. bei hängenden Lasten). Die Quittierung des Fehlers ist von der am FS-FB eingestellten Betriebsart abhängig. Der FS-FB ist in diesem Applikationsbeispiel so parametriert, dass: � beim Neustart (PNOZ aus-/eingeschaltet), � beim Anlauf (STOP-RUN- Übergang des PNOZ) oder � nach Schließen der Schutztür eine Quittierung (S231_0) am FS-FB erfolgen muss, damit der Ausgangsparameter wieder gesetzt wird. Die Schutztür wird durch einen beweglichen, manuellen Riegel (PSENbolt) verschlossen (Prozessschutz). Achtung Auch wenn die Schutztür Funktion selbst quittierend konfiguriert wird, darf ein PNOZ-Neustart oder ein Schließen der Schutztür dennoch nicht ohne weitere Bedingungen direkt einen Anlauf der Maschine bewirken.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.2. Überwachung Not-Halt

Die Steuerung A1 überwacht durch das Anwenderprogramm den Not-Halt Taster (S234). Dem Not-Halt Taster ist ein FS-Funktionsbaustein „Not-Halt“ zugeordnet. Dieser FS-FB erkennt ob der zugeordnete Not-Halt Taster betätigt wurde, aber auch falsche Eingangssignale, Kontaktsynchronisationszeitüberschreitung, usw. Wird der Not-Halt Taster betätigt oder tritt ein Fehler auf, wird der Freigabeausgang des FS-FB sofort zurückgesetzt. Der Freigabeausgang wird ebenfalls beim STOP des PNOZmulti und beim Einschalten des PNOZmulti zurückgesetzt. Das Signal des Freigabeausgangs aktiviert die Funktion SS1 der Sicherheitskarte durch eine fallende Flanke am Eingang SS1 der Sicherheitskarte PMCprotego S2. Nach erreichtem Stillstand des Antriebs (M1) wird die Funktion STO ausgelöst. Hierbei ist zu beachten, dass bei STO kein Haltemoment mehr vorhanden ist und durch entsprechende Zusatzmaßnahmen dafür gesorgt werden muss, dass dieses Verhalten nicht zu einer gefährlichen Situation führt (z.B. bei hängenden Lasten). Die Quittierung des Fehlers ist von der am FS-FB eingestellten Betriebsart abhängig. Der FS-FB ist in diesem Applikationsbeispiel so parametriert, dass: � beim Neustart (PNOZ aus-/eingeschaltet), � beim Anlauf (STOP-RUN- Übergang des PNOZ) oder � nach entriegeln des Not-Halt Tasters eine Quittierung (S231_1) am FS-FB erfolgen muss, damit der Ausgangsparameter wieder gesetzt wird.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.3. Reihenschaltung PDP67 F 8DI ION

Die dezentralen Eingangsmodule (PDP67 F 8DI ION) können über eine Kommunikationsschnittstelle an ein hierfür zugelassenes Auswertegerät oder das Vorgänger- / Nachfolgermodul angeschlossen werden. Die Reihenschaltung der Module stellt keine Sensor bezogene Reihenschaltung dar. Die angeschlossenen Sensoren werden über die Eingänge der Module erfasst. Die Kommunikation mit dem Steuerungssystem erfolgt über eine sichere Datenverbindung. Der Datenaustausch erfolgt zyklisch. INFO Die dezentralen Eingangsmodule PDP67 F 8DI ION (A2_1, A2_2 und A2_3) sind entsprechend der Schutzart IP67 zugelassen. Beim Anschluss von IP67 fähigen Sensoren (z.B. PSENcode, PSENini, usw.) sowie geeigneter Verbindungskabel kann der gesamte Sensorteil als IP67 aufgebaut werden. Der im vorliegenden Beispiel verwendete Not-Halt-Taster erfüllt in dieser Konfiguration die Anforderungen an IP69K.

Im Folgenden werden einige Besonderheiten beim Umgang mit der Serienschaltung der PDP67 F 8DI ION näher erläutert.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.3.1. Spannungsabfall der Versorgungsspannung über die Zuleitung

Für die Betrachtung des Spannungsabfalls sind mehrere Faktoren wichtig: � Die Stromversorgung (PNOZ ml2p) der Sensoren muss die nötige Leistung besitzen um die

angeschlossenen Geräte zu Versorgen. � Länge, Durchmesser und Material des Verwendeten Anschlussleiters. Allgemeine Technische Daten zur Berechnung des Beispiels: Vorgabe: Schnittstellenkabel PSS SB BUSCABLE LC, Sensorkabel 0,25mm² Aus „Technische Daten“ PNOZ ml2p: UB: 24V, Max. Ausgangsstrom dezentrale Modulversorg. 4A, Maximale Kabellänge ungeschirmt 30 m, Maximale Kabellänge geschirmt 100 m Aus „Technische Daten“PDP67 F 8DI ION: UB: 24V, Leistungsaufnahme bei UB: 1,2W, Zulässige Spannungstoleranz -30%/+25%,

Max. Ausgangsstrom bei “1“-Signal 0,50 A, Eingangsstrom 3,0 mA, Max. int. Spannungsabfall 200 mV (Ufall_A2_1/A2_2/A2_3_max),

Aus „Technische Daten“ PSEN cs3.1n (S233):UB: 24V, Leistungsaufnahme bei UB: 1,0W, Zulässige Spannungstoleranz -20%/+20% Allgemeine Berechnungen Stromaufnahme am PDP67 F 8DI ION = 1,2W / 24V = 0,05A ~ 50mA (IPDP) Stromaufnahme am PSEN S233 = 1W / 24V = 0,0416A ~ 42mA (IS233) Max. Spannungsabfall am PDP (Ufall_max_PDP) = -30% (24V) = 24V * 0,3 = 7,2V = Zulässige negative Spannungstoleranz am Modul (A2_1, A2_2, A2_3). Max. Spannungsabfall am Sensor (Ufall_max_Sen) = -20% (24V) = 24V * 0,2 = 4,8V = Zulässige negative Spannungstoleranz am Sensor (S233).

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




Richtwerte zur Berechnung des Spannungsabfalls bei verschiedenen Kabeltypen Kabeltyp Spannungsabfall pro 10m (Kabel Hin-und

Rückführung bereits enthalten) und pro 100mA

PSS SB BUSCABLE LC 0,1V

Sensorkabel 0,25 mm² 0,15V



Berechnung Spannungsabfall im Leiter � Für die Länge der Sensorleitungen W231, W233 und W234 wird jeweils 5m angenommen. � Für die Länge der Verbindungsleitung W23 wird 10m angenommen. � Für die Länge der Verbindungsleitung W12 wird 20m angenommen. � Für die Länge der Verbindungsleitung W01 wird 30m angenommen.

Abb. 3: Berechnung Spannungsabfall

W231, W234 Für die Stromberechnung über verschleißbehaftete Kontakte, wird der Eingangsstrom des verwendeten Eingangs eingesetzt = 3mA = IA2_3-I0 = IA2_3-I1 = IA2_3-I6 = IA2_3-I7. W233 Der Strom durch die Leitung W233 ist derselbe wie der des Sensors S233 (IS233). Er beträgt somit 42mA (IW233). Faktor für den Spannungsabfall = 0,15V (pro 10m und 100mA) Faktor der Kabellänge (W233) = 0,5 = 5m / 10m Faktor aus der Stromstärke = 0,42 = 42mA / 100mA Spannungsabfall über den Leitungswiderstand (UW233) = Faktor aus der Stromstärke * Faktor der Kabellänge * Faktor Spannungsabfall UW233 = 0,42 * 0,5 * 0,15V = 0,0315V ~ 0,04V

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




W23 Durch die Summierung der Ströme IA2_3-I0, IA2_3-I1, IA2_3-I6, IA2_3-I7, IW233 und IPDP_A2_3 fließt über die Leitung W23 = 104mA. Faktor für den Spannungsabfall = 0,1V Faktor der Kabellänge (W23) = 1 = 10m / 10m Faktor aus der Stromstärke = 1,04 = 104mA / 100mA Spannungsabfall über den Leitungswiderstand (UW23) = Faktor aus der Stromstärke * Faktor der Kabellänge * Faktor Spannungsabfall UW23 = 1,04 * 1 * 0,1V = 0,104V ~ 0,11V Achtung Um für das Beispiel realistische Berechnungswerte zu erhalten wird für die Module A2_1 und A2_2 dieselbe Belegung der Eingänge angenommen, wie bei Modul A2_3. W12 Durch die Summierung der Ströme IA2_2-I0, IA2_2-I1, IA2_2-I6, IA2_2-I7, IW223, IPDP_A2_2 und IW23 fließt über die Leitung W12 = 208mA. Faktor für den Spannungsabfall = 0,1V Faktor der Kabellänge (W12) = 2 = 20m / 10m Faktor aus der Stromstärke = 2,08 = 208mA / 100mA Spannungsabfall über den Leitungswiderstand (UW12) = Faktor aus der Stromstärke * Faktor der Kabellänge * Faktor Spannungsabfall UW12 = 2,08 * 2 * 0,1V = 0,416V ~ 0,42V W01 Durch die Summierung der Ströme IA2_1-I0, IA2_1-I1, IA2_1-I6, IA2_1-I7, IW213, IPDP_A2_1 und IW12 fließt über die Leitung W01 = 312mA. Faktor für den Spannungsabfall = 0,1V Faktor der Kabellänge (W01) = 3 = 30m / 10m Faktor aus der Stromstärke = 3,12 = 312mA / 100mA Spannungsabfall über den Leitungswiderstand (UW01) = Faktor aus der Stromstärke * Faktor der Kabellänge * Faktor Spannungsabfall UW01 = 3,12 * 3 * 0,1V = 0,936V ~ 0,94V

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




Gesamtspannungsabfall Die Summierung der Spannungen für den höchsten Gesamtspannungsabfall am Modul (Ufall_ges_PDP) betrifft das am entferntesten, angeschlossene Modul A2_3. Ufall_ges_PDP = UW01 + Ufall_A2_1_max + UW12 + Ufall_A2_2_max + UW23 1,87V = 0,94V + 0,2V + 0,42V + 0,2V + 0,11V Ufall_ges_PDP < Ufall_max_PDP Die Summierung der Spannungen für den höchsten Gesamtspannungsabfall am Sensor (Ufall_ges_Sen) betrifft das am entferntesten, angeschlossene Modul A2_3 und den Sensor mit dem größten Spannungsabfall auf der Leitung (W233) dieses Moduls. Ufall_ges_Sen = UW01 + Ufall_A2_1_max + UW12 + Ufall_A2_2_max + UW23 + Ufall_A2_3_max + UW233 2,11V = 0,94V + 0,2V + 0,42V + 0,2V + 0,11V + 0,2V + 0,04V Ufall_ges_Sen < Ufall_max_Sen Achtung Der größte Spannungsabfall (Sensor) muss nicht am entferntesten Modul entstehen. Bei entsprechenden Kabellängen und Sensorleistungen kann dies auch an anderen Modulen auftreten. Fazit: Der Spannungsabfall bis zum Modul A2_3 ist im Beispiel (1,87V) kleiner als der max. zulässige Spannungsabfall bis zum Modul (A2_3) PDP67 F 8DI ION von 7,2V. Der Spannungsabfall bis zum Sensor S233 ist im Beispiel (2,11V) kleiner als der max. zulässige Spannungsabfall bis zum Sensor (S233) PSEN cs3.1n von 4,8V. Achtung Der maximal zulässige Spannungsabfall am Modul kann zu einer unzulässigen Versorgungsspannung einzelner Sensoren führen. Beispiel: Min zulässige Eingangsspannung am Modul PDP67 F 8DI ION: 24V – 7,2V (30%) = 16,8V Min zulässige Eingangsspannung am Sensor PSEN cs3.1n: 24V – 4,8V (20%) = 19,2V

� Wenn die am PDP zur Verfügung stehende Spannung (16,8V) kleiner ist als die vom Sensor benötigte Spannung (19,8V), kann der Sensor nicht versorgt werden. Der Aufbau darf nicht betrieben werden.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.3.2. Berechnung der Rückfallverzögerungszeit

Bei Reihenschaltung mehrerer Geräte addiert sich die Rückfallverzögerung mit der Anzahl der zwischengeschalteten Geräte.

Abb. 4: Rückfallverzögerungszeiten

Die Berechnungswerte können den jeweiligen Pilz Betriebsanleitungen entnommen werden. Im nachfolgenden Beispiel werden maximale Werte für die Berechnung der Verzögerungszeiten verwendet. Bsp.: Betätigung S233

Sensor Verzögerung(max) Auslöser Auswahl

Zeit

Zeit

kumuliert

PSEN cs3.1n (S233) 260ms Betätiger 260ms 260ms

PDP67 F 8DI ION (A2_3) 1ms Eingang 1ms 261ms

PNOZ ml2p (A2) 15ms Eingangsverzögerung 15ms 276ms

PNOZ ml2p (A2) 35ms Ausschaltverzögerung 35ms 311ms

PNOZ m3p (A1) - Programmbearbeitungszeit - -

PNOZ m3p (A1) 30ms Halbleiterausgang 30ms 341ms

PMCprotego S2 (A3_1) 2ms Eingang 2ms 343ms

Gesamte Verzögerungszeit(max) bei Auslösung von Sensor S233 = 343ms + PNOZmulti Programmbearbeitungszeit INFO Die Verarbeitungszeit von 1,00ms beim dezentralen Eingangsmodul PDP67 F 8DI ION gilt bei einem Signalwechsel von „1“ nach „0“.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.3.3. Konfiguration der Ausgänge im PNOZmulti Configurator

Damit Sensoren mit OSSD-Ausgängen angeschlossen werden können muss die Querschlusserkennung (Testtakt) im Eingangskreis abgeschaltet werden. Die Spannung der Ausgänge wird dabei ebenfalls ausgeschaltet. Um die Ausgänge wieder für die Spannungsversorgung der Sensoren nutzen zu können müssen sie im Konfigurator der Systemsoftware als Standardausgänge oder als 24V DC-Ausgänge konfiguriert werden Aktivierung der 24V Ausgänge im Konfigurator � Rechtsklick in den Arbeitsbereich „Ausgänge“ und Auswahl „Aktiv setzen ...“.

� Auswahl des (gewünschten) Ausgangs.

� Auswahl als Standardausgang oder als 24V DC-Ausgang.

Jeder Ausgang der nicht als Taktausgang belegt ist und dennoch verwendet werden soll, muss auf diese Weise definiert werden.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.1.4. Sicherheitsbetrachtung

� Die Schaltung des PNOZ m3p (A1) ist redundant mit Selbstüberwachung aufgebaut. � Die Sicherheitseinrichtung A1 bleibt auch bei Ausfall eines Bauteils wirksam. � Ein Fehler im PNOZmulti oder der Kombination PMCprotego D und PMCprotego S2 führt

nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion. � Die Schaltung des PNOZ ml2p (A2) ist redundant mit Selbstüberwachung aufgebaut. � Die Sicherheitseinrichtung A2 bleibt auch bei Ausfall eines Bauteils wirksam. � Die Kommunikation des PDP67 F 8DI ION (A2_3) mit dem Steuerungssystem erfolgt über

eine sichere Datenverbindung. Der Datenaustausch erfolgt zyklisch. � Ein Querschluss zwischen den Eingangskreisen innerhalb einer Mantelleitung wird vom

PSEN cs3.1n (S233) als Fehler erkannt. � Da die Testtakte den Eingängen fest zugeordnet sind, werden alle Kurzschlüsse erkannt,

außer den Kurzschlüssen, die den Sensor überbrücken. � Montieren Sie das Sicherheitssystem (A1) in einen Schaltschrank mit einer Schutzart von

mindestens IP54. � Das PNOZmulti und die Kombination PMCprotego D und PMCprotego S2 müssen im

gleichen Einbauraum installiert sein, um einen Kurzschluss zwischen 24 V DC und einem Sicherheitseingang der Karte zu auszuschließen.

� Montieren Sie das Sicherheitssystem A2 in einen Schaltschrank mit einer Schutzart von mindestens IP54.

� Das Erweiterungsmodul PNOZ ml2p (A2) darf nur an ein Basisgerät des modularen Sicherheitssystems PNOZmulti angeschlossen werden.

� Es können maximal 4 Verbindungsmodule (PNOZ ml2p) an ein PNOZmulti Basisgerät angeschlossen werden.

� Stecken Sie keinen Abschlussstecker auf das letzte Erweiterungsmodul (A2). � Es können maximal 4 dezentrale Module (PDP67 F 8DI IOP) an ein Verbindungsmodul PNOZ

ml2p angeschlossen werden. � Verschließen Sie nicht benutzte Steckverbinder an A2_3 (A2_1 und A2_2) mit den

mitgelieferten Blindstopfen, um die Schutzart IP67 zu gewährleisten. � Die Sicherheitsausgänge des PSEN cs3.1n (S233) müssen 2-kanalig weiterverarbeitet

werden. � Not-Aus-Taster (S234) dürfen nicht umgangen werden. Sonst kann es, abhängig von der

Anwendung zu Sachschäden und schwersten Verletzungen führen. Der Not-Aus-Taster darf nicht als Ersatz für andere Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt werden.

� Ein PSENbolt darf nicht allein als Sicherheitsbauteil zur Vermeidung von gefährdenden Zuständen an einer Maschine oder Anlage eingesetzt werden.

� Wenn ein vollkommenes (oder evtl. auch teilweises) Eindringen des Bedieners in den Gefahrenbereich möglich ist, sollte eine Risikoanalyse klären, ob eine zusätzliche, separate „manuelle Rückstellfunktion“ erforderlich ist.

Achtung Aufbau, Ansteuerung und Auswertung des sicheren Servoverstärker wird in diesem Beispiel nicht behandelt. Die detaillierte Beschreibung dieser Funktionalität kann der Application Note „AN_PMCprotegoDS_PSENcs_1002085-DE-xx“ entnommen werden.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.2. Funktionale Sicherheit

Die Sicherheitsfunktionen werden beispielhaft anhand der Abschaltung einer gefährlichen Maschinenbewegung (M1) gezeigt. Die weiteren Gefährdungen (Maschinen) im Arbeitsbereich werden in diesem Beispiel nicht näher dargestellt und untersucht. Bei realer Anwendung der Applikation muss dieser Teil mit in die Sicherheitsbetrachtung einbezogen werden.

3.2.1. Sicherheitstechnische Kenndaten nach EN ISO 13849-1

Nr. Sicherheitsfunktion Erreichter

Performance

Level

Sicherheitsbezogene

Teile der Steuerung

1 Abschalten einer Maschine wenn eine

Schutztür (S233) geöffnet ist.

PL d Sensor (PSEN cs3.1n S233)

Eingang (PDP67 F 8DI ION A2_3)

Logik (PNOZ ml2p A2)

Logik (PNOZ m3p A1)

Ausgang (PNOZ m3p A1)

Aktor (PMCprotego S2 A3_1) {SS2}

2 Abschalten einer Maschine durch Not-Halt

(S234).

PL d Sensor (PIT es Set7u-5c S234)



Logik (PNOZ m3p A1)



Voraussetzungen: Nr. Beschreibung Kennung

1 Ausfall infolge gemeinsamer Ursache (CCF): Anforderungen gelten als erfüllt (muss

bei Realisierung überprüft werden)

2 Gebrauchsdauer: 20 Jahre

3 Betätigungsintervall (elektromechanische

Komponenten):

Sensor (S234) Eine Betätigung pro Woche

Bitte beachten Sie weitergehende Anforderungen der EN ISO 13849-1, z.B. Anforderungen zur Vermeidung von systematischen Ausfällen.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




3.2.2. Sicherheitstechnische Kenndaten nach EN 62061

Nr. Sicherheitsbezogene Steuerungsfunktion

(SRCF):

Erreichter

Sicherheits-

Integritätslevel

Teilsysteme

1 Abschalten einer Maschine wenn eine

Schutztür (S233) geöffnet ist.

SIL 2 Sensor (PSEN cs3.1n S233)



Logik (PNOZ m3p A1)



2 Abschalten einer Maschine durch Not-Halt

(S234).

SIL 2 Sensor (PIT es Set7u-5c S234)



Logik (PNOZ m3p A1)



Voraussetzungen: Nr. Beschreibung Kennung

1 Ausfall infolge gemeinsamer Ursache (CCF): ß = 2 % (muss bei Realisierung

überprüft werden)

2 Proof-Test Intervall: 20 Jahre

3 Betätigungsintervall (elektromechanische

Komponenten):

Sensor (S234) eine Betätigung pro Woche

Bitte beachten Sie weitergehende Anforderungen der EN 62061, z.B. Anforderungen zur systematischen Sicherheitsintegrität.

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




4. Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Hardware-Konfiguration .................................................................................................... 6 Abb. 2: Applikation Schutztürüberwachung .................................................................................. 7 Abb. 3: Berechnung Spannungsabfall ........................................................................................ 12 Abb. 4: Rückfallverzögerungszeiten ........................................................................................... 15

Empfohlene Druckereinstellungen

Adobe Acrobat Reader ( www.adobe.com )

PDF-XChange Viewer ( www.tracker-software.com )

http://www.adobe.com/

http://www.tracker-software.com/

14 pt

28 pt

42 pt

56 pt

70 pt

84 pt

98 pt

112 pt

126 pt

140 pt

154 pt

168 pt

182 pt

196 pt

210 pt

224 pt

238 pt

252 pt

266 pt

280 pt

294 pt

308 pt

322 pt

336 pt

350 pt

364 pt

378 pt

392 pt

406 pt

420 pt

434 pt

448 pt

462 pt

476 pt

490 pt

504 pt

518 pt

532 pt

546 pt

560 pt

574 pt

588 pt

602 pt

616 pt

630 pt

644 pt

658 pt

672 pt

686 pt

700 pt

714 pt

728 pt

742 pt

756 pt

770 pt

784 pt

798 pt

812 pt

826 pt




all

Dezentrale Peripherie PNOZmulti: PNOZ ml2p mit PDP67 F 8DI … · Mexiko +52 55 5572 1300 USA +1...

Documents

Transcript of Dezentrale Peripherie PNOZmulti: PNOZ ml2p mit PDP67 F 8DI … · Mexiko +52 55 5572 1300 USA +1...