Optionales Safe-Torque-Off-Modul der PowerFlex 750-Serie - Bestellnummer 20-750-S
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Benutzerhandbuch Übersetzung der Originalanleitung Optionales Safe-Torque-Off-Modul der PowerFlex 750-Serie Bestellnummer 20-750-S
Wichtige Hinweise für den Anwender
Lesen Sie dieses Dokument sowie die im Abschnitt „Literaturhinweise“ aufgelisteten Dokumente zur Installation,
Konfiguration und Bedienung dieser Einrichtung, bevor Sie dieses Produkt installieren, konfigurieren, bedienen oder
warten. Benutzer müssen sich mit den Installations- und Verdrahtungsanweisungen sowie mit den Anforderungen aller
anwendbaren Vorschriften, Gesetze und Normen vertraut machen.
Handlungen wie Installation, Anpassung, Inbetriebnahme, Verwendung, Montage, Demontage und Wartung müssen
von entsprechend ausgebildeten Fachkräften und in Übereinstimmung mit den anwendbaren Verfahrensvorschriften
ausgeführt werden.
Wenn diese Einrichtung nicht wie vom Hersteller angegeben verwendet wird, sind die Schutzvorrichtungen der
Einrichtung möglicherweise beeinträchtigt.
Rockwell Automation ist in keinem Fall verantwortlich oder haftbar für indirekte Schäden oder Folgeschäden, die durch
den Einsatz oder die Anwendung dieses Geräts entstehen.
Die Beispiele und Abbildungen in diesem Handbuch dienen ausschließlich zur Veranschaulichung. Aufgrund der
unterschiedlichen Anforderungen der jeweiligen Anwendung kann Rockwell Automation keine Verantwortung oder
Haftung für den tatsächlichen Einsatz der Produkte auf der Grundlage dieser Beispiele und Abbildungen übernehmen.
Rockwell Automation übernimmt keine patentrechtliche Haftung in Bezug auf die Verwendung von Informationen,
Schaltkreisen, Geräten oder Software, die in dieser Publikation beschrieben werden.
Die Vervielfältigung des Inhalts dieser Publikation, ganz oder auszugsweise, bedarf der schriftlichen Genehmigung von
Rockwell Automation.
In diesem Handbuch verwenden wir die folgenden Hinweise, um Sie auf bestimmte Sicherheitsaspekte aufmerksam zu
machen:
WARNUNG: Dieser Hinweis macht Sie auf Vorgehensweisen oder Zustände aufmerksam, die zu einer Explosion in einer
explosionsgefährdeten Umgebung und damit zu Verletzungen, Tod, Sachschäden oder wirtschaftlichen Verlusten führen
können.
ACHTUNG: Dieser Hinweis macht Sie auf Vorgehensweisen und Zustände aufmerksam, die zu Verletzungen oder Tod,
Sachschäden oder wirtschaftlichen Verlusten führen können. Die mit „Achtung“ gekennzeichneten Hinweise helfen Ihnen,
eine Gefahr zu erkennen, die Gefahr zu vermeiden und die Folgen abzuschätzen.
WICHTIG Dieser Hinweis enthält Informationen, die für den erfolgreichen Einsatz und das Verstehen des Produkts besonders wichtig
sind.
Außerdem können sich am oder im Gerät Aufkleber befinden, die spezielle Vorsichtsmaßnahmen beschreiben.
STROMSCHLAGGEFAHR: Aufkleber am oder im Gerät, beispielsweise an einem Antrieb oder Motor, machen Sie auf das
mögliche Anliegen gefährlicher Spannung aufmerksam.
VERBRENNUNGSGEFAHR: Aufkleber am oder im Gerät, beispielsweise an einem Antrieb oder Motor, machen Sie darauf
aufmerksam, dass Oberflächen gefährliche Temperaturen aufweisen können.
GEFAHR DER LICHTBOGENBILDUNG: Aufkleber am oder im Gerät, beispielsweise an einem MCC (Motor Control Center),
machen Sie auf die Möglichkeit der Lichtbogenbildung aufmerksam. Lichtbögen können zu schweren Verletzungen oder
zum Tod führen. Tragen Sie eine geeignete persönliche Schutzausrüstung. Befolgen Sie alle gesetzlichen Vorschriften
hinsichtlich sicherer Arbeitspraktiken und persönlicher Schutzausrüstung (PPE).Inhalt
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Zusammenfassung der Änderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Konventionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Weitere Informationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Kapitel 1
Sicherheitskonzept Zertifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Wichtige Überlegungen zur Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Leistungsdefinition der Sicherheitskategorie 3 . . . . . . . . . . . . . . . 10
Stoppkategorie – Definitionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Performance Level und Safety Integrity Level (SIL) CL3 . . . . . . 11
Funktionale Abnahmeprüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
PFD und PFH – Definitionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
PFD- und PFH-Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Sicherer Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Sicherheitsreaktionszeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Überlegungen zur Sicherheitsklassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Kontaktinformationen für den Fall eines
Sicherheitsoptionsfehlers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Kapitel 2
Installation und Verkabelung Zugreifen auf den Steuerungsanschluss des Antriebs. . . . . . . . . . . . . . 16
Konfigurieren des Sicherheitsfreigabejumpers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Unterbrechen der Stromversorgung des Antriebssystems . . . . . . . . . 21
Vergewissern Sie sich, dass an den PowerFlex 755- und
PowerFlex 753-Frequenzumrichtern null Volt anliegen . . . . . . . 21
Vergewissern Sie sich, dass an den PowerFlex 755T-
Antriebsprodukten null Volt anliegen.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Installieren Sie das optionale Sicherheitsmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Verdrahtung des optionalen Sicherheitsmoduls . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Anforderungen für Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Anschlusszuordnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Jumpereinstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Funktionsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Kapitel 3
Betrieb des optionalen Safe- Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Torque-Off-Moduls Verdrahtungsbeispiele für die Stoppkategorien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 3Inhalt
Anhang A
Spezifikationen, Zertifizierungen Spezifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
und CE-Konformität Umgebungsspezifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Zertifizierungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Einhaltung der EU-Richtlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Maschinenrichtline (2006/42/EG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
EMV-Richtlinie (2004/108/EG und 2014/30/EU) . . . . . . . . . . 38
4 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Vorwort
In diesem Handbuch wird erläutert, wie das optionale Safe-Torque-Off-Modul
der PowerFlex® 750-Serie in Anwendungen mit Safety Integrity Level
(SIL) CL3, Performance Level [PLe] oder Kategorie (KAT.) 3 verwendet
werden kann. Es enthält Beschreibungen der sicherheitstechnischen Anforde-
rungen, wie PFD- und PFH-Werte sowie Informationen zur Anwendungs-
verifizierung und bietet Anweisungen zur Installation, Konfiguration sowie
Fehlerbehebung des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls.
Lesen Sie dieses Handbuch, wenn Sie für die Konstruktion, Installation,
Konfiguration oder Fehlerbehebung von Sicherheitsanwendungen
verantwortlich sind, in denen das optionale Safe-Torque-Off-Modul der
PowerFlex 750-Serie eingesetzt wird.
Das optionale 20-750-S-Safe-Torque-Off-Modul ist für die folgenden
Frequenzumrichter der PowerFlex 750-Serie geeignet:
• Nicht regenerative PowerFlex 755TL-Frequenzumrichter mit niedrigen
Oberwellen
• Regenerative PowerFlex 755TR-Frequenzumrichter
• PowerFlex 755TM-Antriebssysteme mit regenerativen Busversorgungen
und Umrichtern mit gemeinsamem Bus
• Frequenzumrichter der PowerFlex 755-Serie
• Frequenzumrichter der PowerFlex 753-Serie
Im gesamten Handbuch bezieht sich der Begriff PowerFlex 755T-
Antriebsprodukte auf PowerFlex 755TL-Frequenzumrichter, PowerFlex
755TR-Frequenzumrichter und PowerFlex 755TM-Antriebssysteme.
Sie sollten ein grundlegendes Verständnis zu elektrischen Schaltkreisen
besitzen und mit diesen Produkten vertraut sein. Sie müssen auch hinsichtlich
Erstellung, Bedienung und Wartung von Sicherheitssystemen geschult und
erfahren sein.
Zusammenfassung der Diese Publikation enthält neue und aktualisierte Informationen, wie in der
folgenden Tabelle angegeben.
Änderungen
Thema Seite
Neue Sicherheitsspezifikationen (einschließlich PFD- und PFH-Werte) für PowerFlex 755T- 12
Antriebsprodukte.
Aktualisierte Informationen zum sicheren Zustand und neue Spezifikationen zur 13
Sicherheitsreaktionszeit für PowerFlex 755T-Antriebsprodukte.
Aktualisierter Abschnitt „Zugreifen auf den Steuerungsanschluss des Antriebs“ mit Referenzen 16…19
auf PowerFlex 755T-Antriebsprodukte.
Aktualisierte Abbildungen zu den Jumpereinstellungen und neue Abbildung für 20…21
PowerFlex 755T-Antriebsprodukte.
Neuer Abschnitt „Unterbrechen der Stromversorgung des Antriebssystems“. 21
Aktualisierter Abschnitt „Verdrahtungsbeispiele für die Stoppkategorien“ mit neuen 31…33
Informationen zu Guardmaster®-Sicherheitsrelais.
Neues Verdrahtungsbeispiel für Stoppkategorien mit POINT Guard I/O™-Modulen. 34
Aktualisierte Tabelle „Umgebungsspezifikationen“. 36
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 5Vorwort
Konventionen In diesem Handbuch sind Konfigurationsparameter mit ihrer Nummer,
gefolgt vom Namen in Klammern aufgeführt.
Beispiel: P24 [ÜberDrehz.-Antw.].
Terminologie In dieser Tabelle sind die in diesem Handbuch verwendeten Abkürzungen
definiert.
Abkürzung Vollständiger Begriff Definition
1oo2 One out of Two (Einer von zwei) Bezieht sich auf die Arbeitsweise eines zweikanaligen Sicherheitssystems.
KAT. Kategorie Klassifizierung der sicherheitsrelevanten Teile eines Steuerungssystems hinsichtlich ihrer
Widerstandsfähigkeit gegenüber Fehlern und ihres anschließenden Verhaltens während des
Fehlerzustands. Diese Klassifizierung wird durch die strukturelle Anordnung der Teile,
Fehlererkennung und/oder durch ihre Zuverlässigkeit erzielt (Quelle: EN ISO 13849-1).
CL Claim Limit (Anspruchsgrenze) Die maximale SIL-Klassifizierung, die für ein sicherheitsbezogenes elektrisches Steuerungssubsystem
hinsichtlich der architektonischen Einschränkungen und der systematischen Sicherheitsintegrität in
Anspruch genommen werden kann (Quelle: IEC 62061).
EN Europäische Norm Die offizielle europäische Industrienorm.
ESD (Emergency ShutDown) Notabschaltsysteme Ein System, das in der Regel unabhängig vom Hauptsteuerungssystem und so konzipiert ist, dass es
ein Betriebssystem sicher herunterfährt.
HFT Hardwarefehlertoleranz Die HFT ist gleich n, wobei n+1 Fehler zum Ausfall der Sicherheitsfunktion führen können. Eine HFT
von 1 bedeutet, dass die Sicherheitsfunktion nach 2 Fehlern ausfällt.
HIM (Human Interface Module) Bedieneinheit Ein Modul, das zum Konfigurieren eines Geräts verwendet wird.
IEC (International Electrotechnical Commission) Die International Electrotechnical Commission (IEC) ist die weltweit führende Organisation, die
Internationale Elektrotechnik-Kommission internationale Normen für alle elektrischen, elektronischen und zugehörigen Technologien
ausarbeitet und veröffentlicht.
IGBT (Insulated Gate Bi-polar Transistors) Typischer Leistungsschalter, der zum Steuern der Hauptstromversorgung verwendet wird.
Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode
ISO (International Organization for Standardization) Die International Organization for Standardization ist ein internationales Normengremium, das sich
Internationale Organisation für Normung aus Vertretern verschiedener nationaler Normengremien zusammensetzt.
PELV (Protective Extra Low Voltage) Ein elektrisches System, bei dem die Spannung unter normalen Umständen und beim Auftreten eines
Schutz-Kleinspannung Fehlers die Kleinspannung nicht überschreiten kann. Ausnahme sind Erdschlussfehler in anderen
Schaltkreisen.
PFD (Probability of Dangerous Failure on Demand) Die mittlere Wahrscheinlichkeit, dass ein System seine vorgegebene Funktion auf Anforderung nicht
Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden ausführt.
Ausfalls bei Anforderung
PFH (Probability of Dangerous Failure per Hour) Die Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls in einem System pro Stunde.
Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls pro Stunde
PL Performance Level Sicherheitseinstufung gemäß EN ISO 13849-1
SELV (Safety Extra Low Voltage) Schaltkreis mit Ein sekundärer Schaltkreis, der so konstruiert und geschützt ist, dass seine Spannungen unter
Sicherheits-Kleinspannung (SELV) normalen Bedingungen und beim Auftreten einzelner Fehler einen sicheren Wert nicht überschreiten.
SIL (Safety Integrity Level) Sicherheits-Integritätslevel Eine Maß für die Fähigkeit von Produkten, das Risiko zu senken, dass ein gefährlicher Ausfall auftreten
kann.
STO (Safe Torque Off) Sichere Drehmomentabschaltung Mit der Safe-Torque-Off-Funktion (STO) soll eine unerwartete Rotation des Motor in einem Notfall
verhindert werden, wenn der Frequenzumrichter an der Stromversorgung angeschlossen bleibt. Wenn
STO aktiviert ist, kann die Drehmomentleistung nicht auf den Frequenzumrichter übertragen werden,
sodass eine mögliche Rotation der Motorwelle gestoppt und verhindert wird.
6 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Vorwort
Weitere Informationen In den folgenden Dokumenten sind weitere Informationen zu zugehörigen
Rockwell Automation-Produkten enthalten.
Publikation Beschreibung
PowerFlex 750-Series Products with TotalFORCE Control Technical Data, Enthält ausführliche Informationen zu folgenden Themen:
Publikation 750-TD100 • Spezifikationen der Frequenzumrichter- und Busversorgung
• Technische Daten der optionalen Module
• Nennwerte für Sicherungen und Leistungsschalter
PowerFlex 755TM IP00 Open Type Kits Technical Data, Publikation 750-TD101 Enthält ausführliche Informationen zu folgenden Themen:
• Bausatzauswahl
• Bausatzgrößen und -spezifikationen
• Technische Daten der optionalen Module
PowerFlex 750-Series Products with TotalFORCE™ Control Installation Enthält die grundlegenden Schritte zum Installieren von PowerFlex 755TL-Frequenzumrichtern,
Instructions, Publikation 750-IN100 PowerFlex 755TR-Frequenzumrichtern und PowerFlex 755TM-Busversorgungen.
PowerFlex 755TM IP00 Open Type Kits Installation Instructions, Enthält Anweisungen zum Installieren von IP00-Bausätzen des Typs „offen“ in vom Anwender
Publikation 750-IN101 bereitgestellten Gehäusen.
Enthält ausführliche Informationen zu folgenden Themen:
PowerFlex Drives with TotalFORCE Control Programming Manual, • E/A-, Steuerungs- und Rückführungsoptionen
Publikation 750-PM100 • Parameter und Programmierung
• Fehler, Alarmmeldungen und Fehlerbehebung
PowerFlex 750-Serie Frequenzumrichter der Serie Installationsanleitung, Enthält Informationen zur Installation des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls in
Publikation 750-IN001 Frequenzumrichtern der PowerFlex 750-Serie.
PowerFlex 750-Serie PowerFlex-Frequenzumrichter der Serie 750 – Enthält Informationen zur Montage, Installation und Konfiguration von Frequenzumrichtern der
Programmierhandbuch, 750-PM001 PowerFlex 750-Serie.
Enhanced PowerFlex 7-Class Human Interface Module (HIM) User Manual, Enthält Informationen zur Verwendung des 20-HIM-A6-Bedienfelds zum Konfigurieren von
Publikation 20HIM-UM001 Frequenzumrichtern der PowerFlex 750-Serie und des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls.
Online-Hilfe, die eine Beschreibung der verschiedenen Elemente der Connected Components
Online-Hilfe von Connected Components Workbench Workbench™-Software enthält.
PowerFlex Safe Speed Monitor Safety Reference Manual, Enthält Informationen zum Installieren und Konfigurieren des optionalen Safe-Speed-Monitor-
Publikation 750-RM001 Moduls in Frequenzumrichtern der PowerFlex 750-Serie.
System Design for Control of Electrical Noise Reference Manual, Informationen, Beispiele und Techniken zur Minimierung von Systemausfällen, die durch
Publikation GMC-RM001 elektrische Störungen verursacht werden.
Safety Guidelines for the Application, Installation and Maintenance of Solid Beschreibt wichtige Unterschiede zwischen elektronischen Steuerungen und festverdrahteten
State Control, Publikation SGI-1.1 elektromechanischen Geräten.
Sie können Publikationen unter
http://www.rockwellautomation.com/global/literature-library/overview.page
anzeigen oder herunterladen. Wenn Sie die gedruckte Version einer
technischen Dokumentation anfordern möchten, wenden Sie sich an Ihren
Allen-Bradley-Distributor oder den Rockwell Automation-
Vertriebsbeauftragten.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 7Vorwort Notizen: 8 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017
Kapitel 1
Sicherheitskonzept
In diesem Kapitel ist das Konzept der Sicherheits-Performance Level
beschrieben. Außerdem erfahren Sie, wie das optionale Safe-Torque-Off-
Modul der PowerFlex® 750-Serie die Erforderungen für SIL CL3-, KAT. 3-
oder PLe-Anwendungen erfüllen kann.
Thema Seite
Zertifizierung 9
Funktionale Abnahmeprüfungen 11
PFD und PFH – Definitionen 12
PFD- und PFH-Daten 12
Sicherer Zustand 13
Sicherheitsreaktionszeit 13
Überlegungen zur Sicherheitsklassifizierung 14
Kontaktinformationen für den Fall eines Sicherheitsoptionsfehlers 14
Zertifizierung Das optionale Safe-Torque-Off-Modul der PowerFlex 750-Serie ist für die
Verwendung in Sicherheitsanwendungen bis einschließlich SIL 3 gemäß
EN 61800-5-2, IEC 61508 und EN 62061, Performance Level PLe und
Kategorie 3 gemäß EN ISO 13849-1 zertifiziert. Die sicherheitstechnischen
Anforderungen basieren auf den aktuellen Normen zum Zeitpunkt der
Zertifizierung.
Die TÜV Rheinland Group hat das optionale Safe-Torque-Off-Modul der
PowerFlex 750-Serie zur Verwendung in sicherheitsgerichteten Anwendungen
zugelassen, bei denen der ausgeschaltete Zustand als sicherer Zustand gilt.
Alle Beispiele in diesem Handbuch basieren darauf, dass ein ausgeschalteter
Zustand als sicherer Zustand für typische Maschinensicherheits- und
Notabschaltsysteme (ESD) erreicht wurde.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 9Kapitel 1 Sicherheitskonzept
Wichtige Überlegungen zur Sicherheit
Der Systemanwender ist für Folgendes verantwortlich:
• Einrichtung, Sicherheitseinstufung und Validierung von Sensoren oder
Aktoren, die am System angeschlossen sind.
• Durchführung einer Risikobeurteilung auf Systemebene und die
Neubeurteilung des Systems bei jeder Änderung.
• Zertifizierung des Systems für den gewünschte Performance Level.
• Projektverwaltung und Abnahmeprüfungen.
• Programmierung der Anwendungssoftware und Konfiguration der
Sicherheitsoptionen in Übereinstimmung mit den Informationen in
diesem Handbuch.
• Kontrolle des Zugriffs auf das System.
• Analyse aller Konfigurationseinstellungen und Auswahl der
entsprechenden Einstellungen, um die erforderliche
Sicherheitseinstufung zu erzielen.
WICHTIG Gewähren Sie beim Anwenden der funktionalen Sicherheit nur qualifizier-
ten, autorisierten sowie geschulten und erfahrenen Mitarbeitern Zugriff.
ACHTUNG: Bedenken Sie beim Konzipieren Ihres Systems, wie die Mitarbeiter
die Maschine verlassen können, wenn die Tür verriegelt wird, solange sie sich
noch in der Maschine befinden. Eventuell sind für Ihre spezielle Anwendung
zusätzliche Schutzvorrichtungen erforderlich.
Leistungsdefinition der Sicherheitskategorie 3
Um Sicherheitskategorie 3 gemäß EN ISO 13849-1 zu erreichen, müssen die
sicherheitsrelevanten Teile gemäß diesen Richtlinien konstruiert sein:
• Die sicherheitsrelevanten Teile von maschinellen Steuerungssystemen
und/oder ihre Schutzeinrichtungen sowie ihre Komponenten müssen in
Übereinstimmung mit den relevanten Normen entwickelt, konstruiert,
ausgewählt, montiert und kombiniert worden sein, damit sie den
erwarteten Bedingungen standhalten können.
• Die grundlegenden Sicherheitsprinzipien müssen angewandt werden.
• Ein einzelner Ausfall eines der Teile führt nicht zum Ausfall der
gesamten Sicherheitsfunktion.
• Die sicherheitsrelevanten Teile des Steuerungssystems müssen einen
mittleren durchschnittlichen Diagnosedeckungsgrad aufweisen.
• Die mittlere Zeitspanne bis zum gefährlichen Ausfall aller redundant
ausgelegten Kanäle muss groß sein.
• Es müssen Maßnahmen gegen Ausfälle mit gemeinsamer Ursache
ergriffen werden.
10 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Sicherheitskonzept Kapitel 1
Stoppkategorie – Definitionen
Die Auswahl einer Stoppkategorie für jede Stoppfunktion muss durch eine
Risikobeurteilung bestimmt werden.
• Stoppkategorie 0 wird durch eine sofortige Unterbrechung der
Stromversorgung des Aktors erzielt, die zu einem unkontrollierten
Auslaufen bis zum Stopp führt. Durch die sicherheitsgerichtete
Drehmomentabschaltung kann ein Stopp der Stoppkategorie 0
ausgeführt werden.
• Stoppkategorie 1 wird erzielt, wenn die Maschinenaktoren zum
Erreichen des Stopps mit Strom versorgt werden. Die Stromversorgung
der Aktoren wird nach Erreichen des Stillstands unterbrochen.
WICHTIG Beim Entwickeln einer Maschinenanwendung müssen Timing und Abstand
für ein Auslaufen bis zum Stillstand (Stoppkategorie 0 oder sicherheitsge-
richtete Drehmomentabschaltung) berücksichtigt werden. Weitere Informa-
tionen hinsichtlich Stoppkategorien und Safe-Torque-Off finden Sie in den
Normen EN 60204-1 und EN 61800-5-2.
Performance Level und Safety Integrity Level (SIL) CL3
Für sicherheitsgerichtete Steuerungssysteme, Performance Level (PL) gemäß
EN ISO 13849-1 und SIL gemäß IEC 61508 und EN 62061 muss die
Fähigkeit des Systems, seine Sicherheitsfunktionen ausführen zu können,
eingestuft werden. Bei einer Risikobeurteilung und beim Bestimmen der
erreichten Levels müssen alle sicherheitsrelevanten Komponenten des
Steuerungssystems berücksichtigt werden.
Ausführliche Informationen zu den Anforderungen für die PL- und SIL-
Bestimmung finden Sie in den Normen EN ISO 13849-1, IEC 61508 und
EN 62061.
Funktionale Die Normen zur funktionalen Sicherheit erfordern die Ausführung funktiona-
ler Abnahmeprüfungen für die im System verwendeten Komponenten.
Abnahmeprüfungen Abnahmeprüfungen werden in benutzerdefinierten Intervallen ausgeführt und
hängen von den PFD- und PFH-Werten ab.
WICHTIG Ihre jeweilige Anwendung bestimmt den Zeitrahmen für das Prüfintervall.
Überprüfen Sie nach der Installation, Modifikation oder Wartung des
Frequenzumrichters, ob die Sicherheitsfunktion ordnungsgemäß funktio-
niert. Weitere Informationen finden Sie unter Funktionsprüfung auf
Seite 27.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 11Kapitel 1 Sicherheitskonzept
PFD und PFH – Definitionen Sicherheitsgerichtete Systeme können für den Betrieb in einer Betriebsart mit
niedriger Anforderungsrate oder einer Betriebsart mit hoher Anforderungs-
rate/Dauermodus klassifiziert werden.
• Betriebsart mit niedriger Anforderungsrate: wenn der Betrieb des
sicherheitsgerichteten Systems maximal einmal pro Jahr angefordert
wird oder wenn die Anforderungsintervalle nicht größer sind als das
doppelte Prüfintervall.
• Betriebsart mit hoher Anforderungsrate/Dauermodus: wenn der
Betrieb des sicherheitsgerichteten Systems öfter als einmal pro Jahr
angefordert wird oder wenn die Anforderungsintervalle größer sind als
das doppelte Prüfintervall.
Der SIL-Wert für ein sicherheitsgerichtetes System mit niedriger Anforde-
rungsrate bezieht sich direkt auf die Größenordnungsbereiche der
durchschnittlichen Wahrscheinlichkeit, die sicherheitsgerichtete Funktion
auf Anforderung nicht ausführen zu können, oder einfach ausgedrückt, auf
die durchschnittliche Versagenswahrscheinlichkeit (PFD). Der SIL-Wert für
ein sicherheitsgerichtetes System mit hoher Anforderungsrate/Dauermodus
bezieht sich direkt auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines gefährli-
chen Ausfalls pro Stunde (PFH).
PFD- und PFH-Daten PFD- und PFH-Berechnungen basieren auf den Gleichungen aus Teil 6 der
Norm IEC 61508.
Diese Tabellen stellen Daten für ein Prüfintervall von 20 Jahren zur Verfügung
und demonstrieren die Auswirkungen verschiedener
Konfigurationsänderungen an den Daten im schlimmsten Fall.
Tabelle 1 – PFD und PFH für PowerFlex 753- und PowerFlex 755-Frequenzumrichter
PowerFlex 753- und PowerFlex 755- PowerFlex 755- PowerFlex 755-
PowerFlex 755-
Attribut Frequenzumrichter, Frequenzumrichter, Frequenzumrichter,
Frequenzumrichter, Baugröße 8 Baugröße 9 Baugröße 10
Baugrößen 1 bis 7
PFD 3,29E-05 1,73E-04 2,65E-04 3,56E-04
PFH (1/Stunde) 3,75E-10 1,99E-09 3,04E-09 4,09E-09
SIL CL 3 3 3 3
PL e e e e
Kategorie 3 3 3 3
HFT 1 (1oo2) 1 (1oo2) 1 (1oo2) 1 (1oo2)
Einsatzzeit 20 Jahre 20 Jahre 20 Jahre 20 Jahre
Tabelle 2 – PFD und PFH für PowerFlex 755T-Antriebsprodukte
Attribut FU-Baugröße 8 FU-Baugröße 9 FU-Baugröße 10 FU-Baugröße 11 FU-Baugröße 12
PFD 2,48E-04 2,74E-04 3,00E-04 3,26E-04 3,52E-04
PFH (1/Stunde) 2,86E-09 3,15E-09 3,45E-09 3,75E-09 4,05E-09
SIL CL 3 3 3 3 3
PL e e e e e
Kategorie 3 3 3 3 3
HFT 1 (1oo2) 1 (1oo2) 1 (1oo2) 1 (1oo2) 1 (1oo2)
Einsatzzeit 20 Jahre 20 Jahre 20 Jahre 20 Jahre 20 Jahre
12 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Sicherheitskonzept Kapitel 1
Sicherer Zustand Der sichere Zustand umfasst den gesamten Betrieb außerhalb des anderen
Überwachungs- und Stoppverhaltens, das als Teil des optionalen Safe Torque
Off-Moduls definiert ist.
Wenn ein Fehler erkannt wird, der den sicheren Zustand erfordert, wechselt
das optionale Sicherheitsmodul in den sicheren Zustand. Hierzu zählen Fehler,
die sich auf die Integrität der Hardware oder Firmware auswirken. Der sichere
Zustand des Frequenzumrichters ist so definiert, dass er die Bereitstellung einer
krafterzeugenden Energie durch den Motor verhindert. Weitere Informationen
zum sicheren Zustand finden Sie in der Norm IEC 61800-5-2.
WICHTIG Der Frequenzumrichter befindet sich im sicheren Zustand, wenn die
Sicherheitsfunktion installiert wurde und der FU-Status „Not enabled“
(Nicht aktiviert) lautet. Der Zustand „Ready“ (Bereit) ist KEIN sicherer
Zustand, selbst wenn keine Bewegung vorliegt.
ACHTUNG: Wenn bestimmte externe Einflüsse vorliegen (z. B. herabfallende
schwebende Lasten) sind möglicherweise zusätzliche Maßnahmen erforderlich,
um eine Gefahr zu vermeiden.
Sicherheitsreaktionszeit Bei der Sicherheitsreaktionszeit handelt es sich um den Zeitraum von einem
sicherheitsbezogenen Ereignis als Systemeingang bis zu dem Zeitpunkt, zu dem
sich das System im sicheren Zustand befindet.
Die Sicherheitsreaktionszeit von einem Eingangssignalzustand, der einen
Sicherheitsstopp auslöst, bis zur Einleitung des konfigurierten Stopptyps ist in
Tabelle 3 erläutert.
Tabelle 3 – Sicherheitsreaktionszeit
Antriebsfamilie Wert, max.
PowerFlex 753-Frequenzumrichter 10 ms
Baugrößen 1 bis 7
PowerFlex 755-Frequenzumrichter 10 ms
Baugrößen 1 bis 10
PowerFlex 755T-Frequenzumrichterprodukte 10 ms
Baugrößen 8 bis 12
WICHTIG Eine Eingangssignalbedingung in einem Zeitintervall, das kürzer als die
Reaktionszeit ist, kann möglicherweise dazu führen, dass die
Sicherheitsfunktion nicht ausgeführt wird. Wiederholte Anforderungen
der Sicherheitsfunktion, die kürzer vorhanden sind als die Reaktionszeit,
können möglicherweise zu einer falschen Fehlererkennung führen.
Abbildung 1 – Diagramm zur Sicherheitsreaktionszeit
SE
SP
Safe Torque Off
Safety Reaction Time
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 13Kapitel 1 Sicherheitskonzept
Überlegungen zur Die erreichbare Sicherheitsklassifizierung einer Anwendung, die das in den
Frequenzumrichtern der PowerFlex 750-Serie installierte Sicherheitsmodul
Sicherheitsklassifizierung verwendet, hängt von zahlreichen Faktoren, FU-Optionen und vom Motortyp
ab.
Für Anwendungen, die auf eine sofortige Unterbrechung der Stromversorgung
des Aktors angewiesen sind, was zu einem unkontrollierten Auslaufen bis zum
Stopp führt, kann eine Sicherheitsklassifizierung bis einschließlich SIL CL3,
PLe und Kategorie 3 erzielt werden.
Kontaktinformationen für Wenn eines der sicherheitszertifizierten Geräte ausgefallen ist, wenden Sie sich
an den für Sie zuständigen Rockwell Automation-Distributor. Bei diesem
den Fall eines Ansprechpartner haben Sie folgende Möglichkeiten:
Sicherheitsoptionsfehlers • Geben Sie das Gerät an Rockwell Automation zurück, damit der Fehler
für die betroffene Bestellnummer ordnungsgemäß protokolliert werden
und eine Fehleraufzeichnung erfolgen kann.
• Fordern Sie (gegebenenfalls) eine Fehleranalyse an, um die mögliche
Fehlerursache zu ermitteln.
14 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Kapitel 2
Installation und Verkabelung
Dieses Kapitel enthält Informationen zur Installation, zu Jumpereinstellungen
und zur Verdrahtung des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls der PowerFlex®
750-Serie.
Thema Seite
Zugreifen auf den Steuerungsanschluss des Antriebs 16
Konfigurieren des Sicherheitsfreigabejumpers 20
Unterbrechen der Stromversorgung des Antriebssystems 21
Verdrahtung des optionalen Sicherheitsmoduls 25
Funktionsprüfung 27
Die Installation muss von qualifizierten Fachkräften in Übereinstimmung mit
den folgenden Schritten ausgeführt werden. Das optionale Safe-Torque-Off-
Modul wurde als Teil des sicherheitsgerichteten Steuerungssystems einer
Maschine konzipiert. Vor der Installation muss eine Risikobeurteilung
vorgenommen werden, bei der die Spezifikationen des optionalen Safe-Torque-
Off-Moduls mit allen vorhersehbaren Betriebs- und Umgebungseigenschaften
des Steuerungssystems verglichen werden.
Eine Sicherheitsanalyse des vom FU gesteuerten Maschinenabschnitts ist
erforderlich, um bestimmen zu können, wie oft die Sicherheitsfunktion
während der Maschinenlebensdauer auf ordnungsgemäßen Betrieb getestet
werden soll.
ACHTUNG: Die folgenden Informationen sind lediglich eine Leitlinie für die
richtige Installation. Rockwell Automation, Inc. kann im Zusammenhang mit
der ordnungsgemäßen Installation dieser Ausrüstung keine Verantwortung
für die Konformität oder Nichtkonformität mit jeglichen nationalen, lokalen
oder anderen Codes übernehmen. Wenn Vorschriften bei der Installation
ignoriert werden, besteht die Gefahr von Verletzungen und/oder einer
Beschädigung der Geräte.
WICHTIG Prüfen Sie während Installation und Instandhaltung die Release Notes Ihrer
FU-Firmware auf bekannte Abweichungen und vergewissern Sie sich, dass
keine sicherheitsrelevanten Abweichungen vorliegen.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 15Kapitel 2 Installation und Verkabelung
Zugreifen auf den Gehen Sie wie folgt vor, um die FU-Abdeckungen abzunehmen und auf die
Freigabejumper zuzugreifen.
Steuerungsanschluss des
Antriebs ACHTUNG:
• Gefahr eines elektrischen Schlags. Vergewissern Sie sich, dass alle AC- und
DC-Spannungsversorgungen in Übereinstimmung mit den Anforderungen
von ANSI/NFPA 70E, Teil II, ausgeschaltet und verriegelt bzw. entsprechend
gekennzeichnet sind.
• Stellen Sie zur Vermeidung eines elektrischen Schlags sicher, dass sich die
Spannung an den Zwischenkreiskondensatoren entladen hat, bevor Sie
Arbeiten am FU vornehmen. Messen Sie die DC-Busspannung an den
+DC- und –DC-Klemmen oder an den Prüfpunkten (die entsprechenden
Positionen können Sie dem Benutzerhandbuch Ihres FUs entnehmen). Die
Spannung muss gleich null sein.
• Im Safe-Torque-Off-Modus liegen eventuell am Motor weiterhin gefährliche
Spannungen an. Ziehen Sie zur Vermeidung eines elektrischen Schlags die
Stromversorgungskabel am Motor ab und vergewissern Sie sich, dass die
Spannung gleich null ist, bevor Sie Arbeiten am Motor vornehmen.
1. Nehmen Sie die FU-Abdeckung ab
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 1 bis 5
a. Drücken Sie die Verriegelungslaschen zusammen und ziehen Sie das
Unterteil der Abdeckung heraus.
b. Ziehen Sie die Abdeckung nach unten und vom Chassis weg.
16 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 6 bis 7
a. Lösen Sie die Schrauben der Tür.
b. Hebeln Sie die Tür vorsichtig auf, um sie zu entfernen.
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 8 bis 10
PowerFlex 755T-Antriebsprodukte, Baugrößen 8 bis 12
Dargestellt sind Frequenzumrichter
der PowerFlex 750-Serie,
Baugrößen 8 bis 10
a. Drehen Sie die oberen Schrauben heraus.
b. Lösen Sie die unteren Schrauben.
c. Entfernen Sie die rechte Frontabdeckung.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 17Kapitel 2 Installation und Verkabelung
2. Dieser Schritt bezieht sich auf PowerFlex 755- und PowerFlex 753-
Frequenzumrichter.
• Heben Sie die Chassisabdeckung an (Frequenzumrichter der
Baugröße 1).
• Heben Sie die Halterung des Bedienfelds (HIM) an
(Frequenzumrichter der Baugrößen 2 bis 7).
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter, Baugröße 1
a. Lösen Sie die Sicherungsschraube.
b. Lösen Sie die Verriegelungslaschen der Chassisabdeckung mit einem
Schraubendreher.
c. Heben Sie das Chassis an, bis die Lasche einrastet.
18 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 2 bis 7
a. Lösen Sie die Sicherungsschraube.
b. Heben Sie die Bedieneinheit an, bis die Lasche einrastet.
PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 8 bis 10 und
PowerFlex 755T-Antriebsprodukte, Baugrößen 8 bis 12
Dargestellt sind PowerFlex 755- und
PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 8 bis 10
a. Lösen Sie die Sicherungsschraube.
b. Heben Sie die Bedieneinheit an, bis die Lasche einrastet.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 19Kapitel 2 Installation und Verkabelung
Konfigurieren des Die Frequenzumrichter der PowerFlex 750-Serie werden ab Werk mit
installiertem Sicherheitsfreigabejumper (SAFETY) geliefert. Der Jumper, der
Sicherheitsfreigabejumpers sich auf der Hauptsteuerplatine befindet, muss entfernt werden, wenn das
optionale Safe-Torque-Off-Modul verwendet wird.
WICHTIG Wird der Sicherheitsjumper (SAFETY) nicht entfernt, kann am Frequenzum-
richter beim Ausführen eines Startbefehls eine Störung auftreten.
Der Di0-Digitalausgang auf der Hauptsteuerplatine kann als Hardware-
Reglerfreigabefunktion festgelegt werden, indem der Hardware-
Reglerfreigabejumper entfernt wird. Wenn dieser Jumper entfernt wird, kann
der Frequenzumrichter erst in Betrieb genommen werden, wenn der Di0-
Digitaleingang aktiviert wurde. Der Di0-Eingang hat keinen Einfluss auf den
Betrieb des optionalen Sicherheitsmoduls. Wenn Sie den Di0-Eingang als
Hardware-Reglerfreigabe verwenden, darf der Hardware-Reglerfreigabejumper
nicht entfernt werden.
Abbildung 2 – Lage der Jumper des PowerFlex 753-Frequenzumrichters
Sicherheitsfreigabe
Hardware-Reglerfreigabe (Jumper eingesetzt)
(Jumper entfernt)
PowerFlex 753-
Frequenzumrichter
Abbildung 3 – PowerFlex 755-Frequenzumrichter – Lage der Jumpers (nur Baugrößen 1 bis 7)
Sicherheitsfreigabe
(Jumper entfernt)
PowerFlex 755-
Frequenzumrichter
Hardware-Reglerfreigabe (Jumper eingesetzt)
PowerFlex 755-Frequenzumrichter (Baugrößen 8, 9 und 10) sind nicht mit
einem Sicherheitsfreigabejumper ausgestattet.
20 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
Abbildung 4 – Lage der Jumper der PowerFlex 755T-Antriebsprodukte
Sicherheitsfreigabe
(Jumper entfernt)
PowerFlex 755TL-,
PowerFlex 755TR- und
PowerFlex 755TM-
Steuerungssockel
Hardware-
Reglerfreigabe
(Jumper eingesetzt)
Unterbrechen der Unterbrechen Sie vor der Installation die Stromversorgung des Antriebssys-
tems und vergewissern Sie sich vor dem Ausführen von Arbeiten am Frequen-
Stromversorgung des zumrichter, dass die Spannung an den Zwischenkreiskondensatoren abgebaut
Antriebssystems wurde. Die Spannung muss an allen Prüfpunkten 0 Volt betragen.
ACHTUNG: Um beim Warten des Frequenzumrichters die Gefahr eines
elektrischen Schlags zu vermeiden, muss eine Möglichkeit für die Verriegelung/
Kennzeichnung der externen, einphasigen 120/240-V-Leistungsquelle und,
sofern vorhanden, einer externen unterbrechungsfreien Stromversorgung mit
120 V bereitgestellt werden.
1. Unterbrechen und verriegeln Sie die gesamte Eingangsleistung,
einschließlich aller externen Leistungsquellen (z. B. ein Active Front
End oder eine andere Gleichstromquelle).
2. Schalten Sie alle ggf. vorhandenen externen, einphasigen 120/240-V-
Leistungsquellen aus und verriegeln Sie diese.
ACHTUNG: Wenn ein optionales Sicherheitsmodul bei eingeschaltetem FU
installiert oder entfernt wird, besteht die Gefahr von Sachschäden. Stellen Sie
zur Vermeidung einer Beschädigung des Geräts sicher, dass sich die Spannung
an den Zwischenkreiskondensatoren entladen hat, bevor Sie Arbeiten am FU
vornehmen.
Vergewissern Sie sich, dass an den PowerFlex 755- und
PowerFlex 753-Frequenzumrichtern null Volt anliegen
Messen Sie an den PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichtern
(Baugrößen 1 bis 7) die Zwischenkreisspannung an der Netzklemmenleiste
zwischen folgenden Klemmen:
• +DC- und –DC-Klemmen
• +DC-Klemme und Chassis
• –DC-Klemme und Chassis.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 21Kapitel 2 Installation und Verkabelung
Messen Sie bei PowerFlex 755- und PowerFlex 753-Frequenzumrichtern
(Baugrößen 8 bis 10) die Zwischenkreisspannung an den Prüfpunktsockeln
DC+ und DC– an der Vorderseite des Leistungsmoduls.
Vergewissern Sie sich, dass an den PowerFlex 755T-
Antriebsprodukten null Volt anliegen.
1. Führen Sie für regenerative Frequenzumrichter mit niedrigen Oberwel-
len und Versorgungen mit gemeinsamem Bus die Schritte a bis d aus.
a. Schalten Sie im Leistungseingangseinschub den Lasttrennschalter in
die ausgeschaltete Position.
b. Warten Sie 15 Minuten und öffnen Sie dann die Gehäuseklappe.
c. Schließen und verriegeln Sie das Schnappschloss am
Leistungsschalter.
d. Verriegeln Sie den Schmelzsicherungsschalter.
2. Führen Sie für Umrichter mit gemeinsamem Bus die Schritte a bis e aus.
a. Bringen Sie den Lasttrennschalter in die ausgeschaltete Position.
b. Warten Sie 15 Minuten und öffnen Sie dann die Gehäuseklappe.
c. Schließen und verriegeln Sie den gekapselten Schalter.
d. Verriegeln Sie den Schmelzsicherungsschalter.
e. Wenn ein Steuerungseinschub verwendet wird, bringen Sie den
Drehschalter in die ausgeschaltete Position und verriegeln Sie den
Schalter.
ACHTUNG: Zur Vermeidung eines elektrischen Schlags muss vor Ausführen
von Wartungsarbeiten sichergestellt werden, dass keine AC-Eingangs- und
Zwischenkreisspannung vorhanden ist. Dazu wie folgt vorgehen:
• Vergewissern Sie sich mithilfe der Prüfpunktsockel R/L1, S/L2 und T/L3 im
Eingangseinschub, dass keine AC-Eingangsspannung vorhanden ist, indem
Sie L zu L und L zu GND messen.
• Vergewissern Sie sich mithilfe der Prüfpunktsockel R, S und T im
Eingangseinschub, dass keine AC-Eingangsspannung vorhanden ist, indem
Sie L zu L und L zu GND messen.
• Vergewissern Sie sich mithilfe der Prüfpunkte +DC zu –DC im Eingangs-
einschub, dass keine Zwischenkreisspannung vorhanden ist, indem Sie die
Werte von +DC zu –DC, +DC zu GND und –DC zu GND messen.
3. Messen Sie für regenerative Frequenzumrichter mit niedrigen Oberwel-
len und Versorgungen mit gemeinsamem Bus die AC-Eingangs- und
Zwischenkreisspannung an den folgenden Prüfpunktsockeln im
Leistungseinschub:
• Messen Sie L zu L und L zu Chassis-Erdung mithilfe der Testpunkte
R/L1, S/L2 und T/L3 des Leistungsschalterausgangs (CB1).
• Messen Sie L zu L und L zu Chassis-Erdung mithilfe der Testpunkte
R, S und T des Schmelzsicherungsausgangs (FD1).
• Messen Sie +DC zu –DC, +DC zu Chassis-Erdung und –DC zu
Chassis-Erdung Mithilfe der DC-Bus-Prüfpunkte +DC und –DC.
22 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
Die Spannung muss an allen Prüfpunkten 0 Volt betragen.
Dargestellt ist der Eingangseinschub für
Baugröße 9, IP21, UL-Typ 1
ACHTUNG: Zur Vermeidung eines elektrischen Schlags muss sichergestellt
werden, dass die Buskondensatoren vor der Wartung vollständig entladen
sind. Vergewissern Sie sich mithilfe der Prüfpunkte +DC bis –DC an allen
Leistungsmodulen, dass keine Zwischenkreisspannung vorhanden ist, indem
Sie die Werte von +DC zu –DC, +DC zu GND und –DC zu GND messen.
4. Messen Sie bei Umrichtern mit gemeinsamem Bus die Zwischenkreis-
spannung aller Leistungsmodule und vergewissern Sie sich, dass an den
Zwischenkreiskondensatoren keine Spannung vorhanden ist. Messen Sie
+DC zu –DC, +DC zu Chassis-Erdung und –DC zu Chassis-Erdung
mithilfe der DC-Bus-Prüfpunkte +DC und –DC.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 23Kapitel 2 Installation und Verkabelung
5. Messen Sie die 240-V-AC-Steuerspannung an den entsprechenden
Klemmen:
• Messen Sie für regenerative Frequenzumrichter mit niedrigen Ober-
wellen und Versorgungen mit gemeinsamem Bus im Leistungsein-
gangseinschub die Klemmen L und N an der Klemmenleiste TB2:
• Messen Sie bei Steuerungseinschüben Klemme L an FH2-2 und
Klemme N an der Klemmenleiste TB4.
Installieren Sie das optionale So installieren Sie das optionale Safe-Torque-Off-Modul:
Sicherheitsmodul 1. Drücken Sie die Modulsteckerleiste fest in den gewünschten Anschluss.
WICHTIG Das optionale Safe-Torque-Off-Modul kann an einen beliebigen
Anschluss des FUs installiert werden. Wenn das Modul jedoch in
einer Integrated Motion-Anwendung verwendet wird, muss es in
Anschluss 6 installiert werden.
2. Ziehen Sie die oberen und unteren Halteschrauben fest.
– Empfohlenes Anzugsdrehmoment = 0,45 Nm
– Empfohlener Schraubendreher = T15 Torx
WICHTIG Ziehen Sie die Halteschrauben nicht zu fest an.
Dargestellt sind PowerFlex 755- und
PowerFlex 753-Frequenzumrichter,
Baugrößen 8 bis 10
24 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
Verdrahtung des optionalen Befolgen Sie beim Installieren des optionalen Sicherheitsmoduls die folgenden
Richtlinien zur Verdrahtung:
Sicherheitsmoduls
• Kupferdraht mit einer Nennisolierspannung von mindestens 600 V wird
empfohlen.
• Steuerungskabel müssen getrennt von Versorgungskabeln in einem
Abstand von mindestens 0,3 m verlegt werden.
Tabelle 4 – Spezifikationen für die Reihenklemme des optionalen Sicherheitsmoduls
Leiterquerschnitt
Drahttyp Abisolierlänge
Maximum Minimum
0,8 mm2 0,3 mm2 Abgeschirmtes Kabel mit 10 mm
(AWG 18) (AWG 28) mehreren Leitern (0,39")
Tabelle 5 – Bezeichnungen der TB2-Klemmen
Optionales 20-750-S- Klemme Name Beschreibung
Safe-Torque-Off-Modul
SP+ +24 Volt Sicherheitsspannung Vom Anwender bereitzustellende Versorgung:
SP+ SP- Sicherheitsspannung 24 Volt ±10 %
SE+ SE- SP- 45 mA typisch
Bezugspotenzial
Sd Sd
SE+ +24 Volt Sicherheitsfreigabe Vom Anwender bereitzustellende Versorgung:
Sicherheitsfreigabe 24 Volt ±10 %
SE- 25 mA typisch
Bezugspotenzial
Sd Shield Abschlusspunkt für Leiterabschirmungen, wenn
Sd Shield keine EMV-Platte oder Abzweigdose installiert ist.
TB2 Sicherheitseingang Anschlussbeispiel
Common SP-
+24V SP+
Netzteil SE- Common
SE+ +24V
Sd Sd
Verkabelung
Die Sicherheitseingangsverdrahtung muss durch Kabelkanäle, Kabelführun-
gen, bewehrte Kabel o. ä. gegen externe Beschädigungen geschützt werden.
Abgeschirmtes Kabel erforderlich. Beachten Sie für eine ordnungsgemäße
Abschirmung die Installationsanforderungen gemäß EN 61800-3 und die
EMV-Richtlinie wie in den folgenden Publikationen beschrieben:
• Installationsanleitung für AC-Antriebe der PowerFlex 750-Serie,
Publikation 750-IN001
• PowerFlex 750-Series Products with TotalFORCE™ Control Installation
Instructions, Publikation 750-IN100
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 25Kapitel 2 Installation und Verkabelung
Anforderungen für Stromversorgung
Die externe Stromversorgung muss der Niederspannungsrichtlinie 2014/35/
EG entsprechen. Hierfür ist die Einhaltung der Richtlinie EN61131-2 für
programmierbare Steuerungen (Teil 2 – Geräteanforderungen und Tests) und
einer der folgenden Richtlinien erforderlich:
• EN60950 – SELV (Sicherheits-Kleinspannung)
• EN60204 – PELV (Schutz-Kleinstspannung)
• IEC 60536 Schutzklasse III (SELV oder PELV)
• UL 508 Schaltkreis mit beschränkter Spannung
• 24 V DC ±10 % muss von einem Netzteil bereitgestellt werden, das mit
IEC 60204 und IEC 61558-1 konform ist.
Empfehlungen zu bestimmten Netzteilen finden Sie in der Publikation
750-IN100, PowerFlex 750-Series Products with TotalFORCE Control
Installation Instructions.
Informationen zur Planung finden Sie in der Publikation 1770-4.1, Richtlinien
zur störungsfreien Verdrahtung und Erdung von industriellen Automatisie-
rungssystemen.
Anschlusszuordnung
Wenn das optionale Sicherheitsmodul in einer Integrated Motion-Anwendung
verwendet wird, muss es in Anschluss 6 installiert werden.
Es kann immer nur ein optionales Sicherheitsmodul installiert werden.
Mehrere optionale Module oder Installationen mit doppelten optionalen
Modulen werden nicht unterstützt.
Jumpereinstellungen
Vergewissern Sie sich, dass der Jumper für die Hardware-Reglerfreigabe
(ENABLE) auf der Hauptsteuerplatine installiert ist. Die Lage finden Sie auf
Seite 20. Falls der Jumper nicht installiert ist, zeigt das Gerät beim Einschalten
eine Störung an.
Vergewissern Sie sich, dass der Jumper für die Sicherheitsfreigabe (SAFETY)
auf der Hauptsteuerplatine entfernt wurde. Die Lage finden Sie auf Seite 20.
26 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Installation und Verkabelung Kapitel 2
Funktionsprüfung Überprüfen Sie den ordnungsgemäßen Betrieb der Sicherheitsfunktion nach
der ersten Installation des optionalen Sicherheitsmoduls. Testen Sie die
Sicherheitsfunktion in den durch die Sicherheitsanalyse bestimmten
Intervallen, die auf Seite 15 beschrieben ist.
Vergewissern Sie sich, dass beide Sicherheitskanäle gemäß Tabelle 6
funktionieren.
Tabelle 6 – Kanalbetrieb und -verifizierung
Status der FU nicht FU nicht FU nicht FU aktiviert
Sicherheitsfunktion aktiviert aktiviert aktiviert (Bereit)
Sicherheitskanalbetrieb
Optionales
Sicherheitsmodul Keine Spannungs- Spannung liegt an Keine Spannungs- Spannung liegt an
Klemmen SP+ und SP– versorgung versorgung
(Sicherheitsleistung)
Optionales
Sicherheitsmodul Keine Spannungs- Keine Spannungs- Spannung liegt an Spannung liegt an
Klemmen SE+ und SE– versorgung versorgung
(Sicherheitsfreigabe)
WICHTIG Wenn hinsichtlich der Verdrahtung oder Schaltung, die die Eingänge für
Sicherheitsfreigabe (SE) oder Sicherheitsleistung (SP) steuert, eine
bestimmte Zeit lang ein externer Fehler vorliegt, erkennt das optionale
Sicherheitsmodul diesen Zustand nicht. Wenn der externe Fehlerzustand
behoben wird, lässt das optionale Sicherheitsmodul einen Aktivierungszu-
stand zu.
Die maximale Sicherheitsklassifizierung kann nur erreicht werden, wenn
beide Sicherheitseingänge (SP und SE) durch eine entsprechende
zweikanalige Komponente aktiviert werden. Wenn die Sicherheitsfunktion
wiederholt nur von einem Eingang aktiviert wird, kann dies zu einer
falschen Fehlererkennung führen.
TIPP Das optionale Sicherheitsmodul verfügt nicht über einen Ausgang für den
Sicherheitsstatus.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 27Kapitel 2 Installation und Verkabelung Notizen: 28 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017
Kapitel 3
Betrieb des optionalen Safe-Torque-Off-
Moduls
Dieses Kapitel enthält Informationen zum Betrieb und Beispielschaltpläne für
die Stoppkategorien des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls der PowerFlex®
750-Serie.
Thema Seite
Betrieb 29
Verdrahtungsbeispiele für die Stoppkategorien 31
Betrieb Das optionale Safe-Torque-Off-Modul der PowerFlex 750-Serie (siehe
Abbildung 5) deaktiviert die Ausgangs-IGBTs des Frequenzumrichters, indem
entweder die Stromversorgung zur integrierten Schaltung des Gatesteuerungs-
treibers unterbrochen oder der Ausgang der integrierten Schaltung des
Gatesteuerungstreibers deaktiviert wird. Dadurch wird verhindert, dass die
Ausgangsleistungsgeräte des Antriebs in das Muster schalten, das erforderlich
ist, um Wechselstrom für den Motor zu generieren.
Das optionale Sicherheitsmodul kann in Kombination mit anderen
Sicherheitsgeräten verwendet werden, um die Anforderungen von IEC 61508,
IEC 61800-5-2 SIL 3, EN ISO 13849-1 PL e und Kategorie 3 für die
sicherheitsgerichtete Drehmomentabschaltung (Safe Torque Off, STO) zu
erfüllen.
WICHTIG Das optionale Sicherheitsmodul eignet sich lediglich für die Ausführung
mechanischer Funktionen am Antriebssystem oder an den betroffenen
Bereichen einer Maschine. Es bietet keine elektrische Sicherheit.
Das optionale Sicherheitsmodul darf nicht als Steuerung zum Starten
und/oder Stoppen des Frequenzumrichters verwendet werden.
WICHTIG Das optionale Sicherheitsmodul sorgt nicht für eine Eliminierung gefährli-
cher Spannungen am FU-Ausgang. Vor dem Ausführen von Arbeiten an der
Elektrik des Frequenzumrichters oder Motors muss der Frequenzumrichter
ausgeschaltet und die Sicherheitsmaßnahmen müssen befolgt werden.
Weitere Informationen finden Sie unter Unterbrechen der Stromversorgung
des Antriebssystems auf Seite 21.
ACHTUNG: Falls im FU zwei Ausgangs-IGBTs ausfallen, wenn das optionale
Sicherheitsmodul die FU-Ausgänge auf den AUS-Zustand überwacht hat,
kann der FU Energie für eine Umdrehung von bis zu 180° in einem 2-poligen
Motor bereitstellen, bevor die Momentenbildung im Motor eingestellt wird.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 29Kapitel 3 Betrieb des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls
Im normalen Betrieb werden die Eingänge für Sicherheitsleistung (SP) und
Sicherheitsfreigabe (SE) des optionalen Sicherheitsmoduls mit 24 V DC
versorgt. Wenn die Eingänge für Sicherheitsfreigabe oder Sicherheitsleistung
ausgeschaltet sind, werden die Ausgänge der integrierten Schaltung des
Gatesteuerungstreibers und die IGBT-Auslösung deaktiviert. Der Parameter
933 [Start Inhibits] zeigt an, dass die IGBTs gesperrt sind, und die
Bedieneinheit zeigt an, dass der Frequenzumrichter nicht aktiviert wurde.
ACHTUNG: Das optionale Sicherheitsmodul selbst leitet die Aktion für den
Auslauf bis zum Stopp ein. Es sind zusätzliche Schutzmaßnahmen
erforderlich, wenn eine Anwendung eine andere Stoppaktion erfordert.
Abbildung 5 – Save-Torque-Off-Schaltung des Frequenzumrichters
Eingangs-
wechselspannung
Frequenzumrichter
der PowerFlex 750-Serie
+24 V DC
Stopp
Start
Start/Stopp-Bezugspotenzial
24-V-DC-Bezugspotenzial
Jumper:
ENABLE installiert
SAFETY entfernt
Gatesteuerung
Sicherheits- SP+
leistung
SP–
Sicherheits-
aktivierung SE+
SE–
Sd
Sd
Motor
30 Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017Betrieb des optionalen Safe-Torque-Off-Moduls Kapitel 3
Verdrahtungsbeispiele für Die folgenden Schaltpläne zeigen Beispiele der zweikanaligen Verdrahtung für
Stoppkategorie 0 und Stoppkategorie 1 der Frequenzumrichter der PowerFlex
die Stoppkategorien 750-Serie mit Guardmaster®-Sicherheitsrelais. Zu den Beispielen zählen die
folgenden Antriebsfamilien:
• PowerFlex 753- und PowerFlex 755-Frequenzumrichter, Baugrößen
1 bis 10
• PowerFlex 755T-Antriebsprodukte, Baugrößen 8 bis 12
Abbildung 6 – Stoppkategorie 0
Netzleitung
Eingangsleistung
24V DC 0V DC COM
Frequenzumrichter
Guardmaster der PowerFlex 750-Serie
440R-D22R2 24V DC
Sicherheitsrelais mit
zwei Eingängen STOPP
A1 L12 START
Aux
(PAC) START/STOP COM
A2
DI L11
24 V DC COM
S11 Y32 Reset
Jumper:
S21 S34 ENABLE installiert
SAFETY entfernt
LOGIC 0 Aux
1 (PAC)
2
8 3
7 4 Gatesteuerung
6 5
Gray
S12 13
SensaGuard™- Pink SP+
Sicherheitsschalter S22 14 SP–
S32 23 SE+
S42 24 SE–
Sd
Sd
Motor
Tabelle 7 – Guardmaster-Sicherheitsrelais mit zwei Eingängen – Zusammenfassung
Attribut Beschreibung
Schaltkreis ist mit geschlossener Schutztür dargestellt und das System ist
Schaltkreisstatus betriebsbereit für die normale FU-Funktion.
Dies ist ein zweikanaliges System mit Überwachung des Safe-Torque-Off-Schalt-
kreises und des FUs. Beim Öffnen der Schutztür werden die Eingangsschaltungen
(S12 und S22) auf die Guardmaster-Sicherheitsrelaiseinheit umgeschaltet. Die
Arbeitsprinzip Ausgangsschaltungen (13, 14 und 23, 24) sorgen für die Auslösung des Freigabe-
schaltkreises und führen zum Auslaufen des Motors bis zum Stopp. Zum erneuten
Starten des FUs muss zunächst die Guardmaster-Sicherheitsrelaiseinheit zurückge-
setzt werden. Danach muss ein gültiger Startbefehl an den FU folgen.
Ein einzelner Fehler, der an den Guardmaster-Sicherheitseingangsschaltungen
Fehlererkennung erkannt wird, führt zur Verriegelung des Systems beim nächsten Betrieb und hat
keinen Verlust der Sicherheitsfunktion zur Folge.
Rockwell Automation-Publikation 750-UM002H-DE-P – Februar 2017 31Sie können auch lesen
