S700 Safety: Schutztür Überwachung

Allgemeines

Für das Verständnis sind folgende Dokumentationen wichtig:

• Bedienungsanleitungen "PNOZ mm0p" und "PSEN cs2.1p" (Downloadbereich der Pilz internationalen Internetseite www.pilz.com)
• Betriebsanleitung S701...724
• Betriebsanleitung Safety Card S2

Verwendete Produkte:

• PNOZ mm0p (Pilz)
• S700-S2 (Kollmorgen)
• AKM Motor (Kollmorgen)
• Motorkabel 5m (Kollmorgen)
• Feedbackkabel (Hiperface) 5m (Kollmorgen)
• PSEN cs2.1p (Pilz)
• PNOZmulti Configurator (Pilz)
• SafetyGUI (Kollmorgen)

Anwendungsbeispiel

Das Beispiel zeigt die Realisierung einer Schutztür-Applikation mit einem PSENcode, einem PNOZmulti Mini und einem S700 mit eingebauter S2 Sicherheitskarte.

Die sichere Ansteuerung und Auswertung der Signale wird durch den Funktionsbaustein Schutztür  aus der Elementauswahl (Eingangselemente) übernommen.

Schutztür Überwachungsfunktion

Die Steuerung überwacht durch das Anwenderprogramm den Schutztürschalter (S5). 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 PNOZ und beim Einschalten des PNOZ zurückgesetzt. 

Das Signal des Freigabeausgangs aktiviert die Funktion SS2 der Sicherheitskarte durch eine fallende Flanke am Eingang SS2 der Sicherheitskarte. 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). Anhand eines Eintrags im Fehlerstack kann ermittelt werden, aus welchem Grund der Freigabeausgang zurückgesetzt wurde.  

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 (S6) am FS-FB erfolgen muss, damit der Ausgangsparameter wieder gesetzt wird. 

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.

Beschaltung der Sicherheitskarte

Ausgänge PNOZmulti: 
SS1 Activate :  Sicherer Stopp 1 
SS2 Activate :  Sicherer Stopp 2 
Reset : Zum Zurücksetzen der Sicherheitskarte nach einem Fehler

Zum Betrieb der Sicherheitskarte ist das Auflegen der Signals SS1 und Reset zwingend erforderlich. Mit diesen beiden Eingängen wird ein Reset der Sicherheitskarte ausgelöst. Der Reset-Taster (S3) am PNOZmulti löst die nötige Signalsequenz, für den Reset an den Eingängen SS1 und Reset der Sicherheitskarte aus.

Beseitigen Sie den Fehler und beachten dabei 

• die Fehlermeldungen im Fehler-Stack. 
• die LED-Anzeige. 

1. Schalten Sie die beiden Eingänge SS1 Activate und Reset  auf 0 V 
   • Die Sicherheitskarte führt die Sicherheitsfunktion SS1 (Safe Stop 1) aus und wechselt in den Zustand "STOP". Die LED "FAULT" blinkt.
2. Schalten Sie die beiden Eingänge SS1 Activate und Reset  auf 24 V. 
   • Die Sicherheitskarte wechselt in den Zustand "STARTUP". Das Gerät und die sichere Impulssperre werden getestet. Die LED "RUN" blinkt. 
   • Die Sicherheitskarte wechselt in den Zustand "RUN". Die LED 'RUN' leuchtet dauerhaft.

• t1 : mindestens 2 ms, Zeit, während SS1 Activate und Reset "0"-Signal besitzen müssen
• t2 : Schaltabstand SS1 Activate – Reset
• t3 : ca. 2 s, Hochlaufzeit Sicherheitskarte
• SS1 Activate : Eingang für Sicherheitsfunktion SS1
• Reset : Eingang für Reset
• STO Acknowledge : Ausgang für Rückmeldung der Sicherheitsfunktion STO
• LED "RUN" : System ist bereit

Die weitere Anzahl der Ausgänge richtet sich nach der Anzahl der auf der Sicherheitskarte konfigurierten Sicherheitsfunktionen.

Eingänge PNOZmulti: 
Reset : Löst einen Reset der Sicherheitskarte aus. 
Ready : Liest die Betriebsbereitschaft der Sicherheitskarte aus. 
STO_ACK : STO aktiviert.

Eingänge zum Auslösen der Sicherheitsfunktionen: 
Applikationabhängig.

Sicherheitsbetrachtung Eingangskreis

• Ein Querschluss zwischen den Eingangskreisen innerhalb einer Mantelleitung wird vom PSEN cs als Fehler erkannt.
• Ein Kurzschluss zwischen 24 V DC und einem Eingangskreis wird vom PSEN cs als Fehler erkannt.
• Erfolgt die Abschaltung über die Eingnge des PSEN cs, ist eine Wiedereinschaltung der Ausgänge erst möglich, nachdem beide Sicherheitseingänge gleichzeitig gesperrt waren (Teilbetätigungssperre)

Sicherheitsbetrachtung Motion Control 

• Durch Bremsrampen von SS1/SS2 und Nachlaufzeiten dürfen keine gefährlichen Situationen entstehen.
• Ideale Mechanik am Antrieb (Überdimensionierung) wird angenommen (Fehlerausschluss für Wellenbruch).
• Der Betreiber muss sicherstellen, dass die Funktion der sicheren Impulssperre durch Auslösen der Sicherheitsfunktionen SS1 oder STO periodisch getestet wird, spätestens nach 8 Stunden: 
  • durch betriebsbedingten Neustart nach Auslösen der Sicherheitsfunktionen SS1 oder STO 
    - oder - 
  • durch einen Neustart nach Auslösen der Sicherheitsfunktion SS1 durch den Bediener (siehe Betriebsanleitung).

Sicherheitsbetrachtung Gesamtapplikation

• Das PNOZmulti und die Kombination S700 / Safety Karte S2 müssen im gleichen Einbauraum installiert sein, um einen Kurzschluss zwischen 24 V DC und einem Sicherheitseingang der Karte zu auszuschließen.
• Ein Fehler im PNOZmulti Mini oder der Kombination S700 / Safety Karte S2 führt nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion.

 

Sicherheitstechnische Kenndaten

Sicherheitsfunktion nach EN ISO 13849-1  Sicherheitsbezogene Steuerungsfunktion (SRCF) nach EN 62061	Performance  Level nach  EN ISO 13849/1	Sicherheis-  Integritätslevel  nach EN 62061	Sicherheitsbezogene  Teile der Steuerung
Abschalten einer Maschine, wenn eine Schutztür geöffnet ist.	PL d	SIL 2	Sensor (PSEN cs2.1)  Eingang (PNOZ mm0p)  Eingang (PNOZ mm0p)  Logik (PNOZ mm0p)  Ausgang (PNOZ mm0p)  Aktor (Safety Karte S2)

Voraussetzungen:

Beschreibung		Kennung
Ausfall infolge gemeinsamer Ursache (CCF):		Anforderungen gelten als erfüllt, β=2% (muss bei Realisierung überprüft werden)
Gebrauchsdauer / Proof Test Intervall		20 Jahre

Bitte beachten Sie weitergehende Anforderungen der EN ISO 13849-1 (z.B. Anforderungen zur Vermeidung von systematischen Ausfällen) und der EN 62061 (z.B. Anforderungen zur systematischen Sicherheitsintegrität).

Die Berechnung des Performance Levels ist nur gültig mit einem AKM Motor.

Schaltpläne

PDF Datei, 7 Seiten

Quellenangabe

Pilz Applikationsschrift "1002085_DE_01": Schutztür-Überwachung an PMCprotego DS mit PNOZmm0p

 

Back to top