Vertaling van de oorspronkelijke handleiding Veilige stilstandmonitor DA101S / / 2013

Transcriptie

1 Vertaling van de oorspronkelijke handleiding Veilige stilstandmonitor DA101S / / 2013

2 Inhoud 1 Inleiding Gebruikte pictogrammen Veiligheidsinstructies Leveringsomvang Beoogd gebruik Voorwaarden voor de configuratie van de hardware Productonafhankelijke verplichtingen Productafhankelijke verplichtingen Functie Blokschema Functioneringsprincipe Schakelfunctie Schakelpunt instelling Schakeluitgangen en Transistoruitgang Y Impulsgevers (sensoren) Sensorbewaking Impulsvergelijking ingang 1 en Mechanische specificaties aan schakelnokken en openingen Foutmelding Terugmeldcontact Montage Montage van het apparaat Montage van de impulsgevers (sensoren) Rangschikking van de schakelnokken Voorbeeld tandheugel Voorbeeld nokschijf Elektrische aansluiting Aansluitingen (overzicht) Voedingsspanning Schakelpunt instelling Impulsgevers (sensoren) Terugmeldcontact

3 7.6 Schakeluitgangen en Transistoruitgang Y Inbedrijfstelling Weergave-elementen LED-weergave en schakelgedrag Algemeen Externe fout interne fout Onderhoud, reparatie en afvoer Technische gegevens Keuringen / toelatingen Begrippen en afkortingen...25 Het huidige document is een vertaling van de oorspronkelijke handleiding. 3

4 1 Inleiding De handleiding is bestanddeel van het apparaat. De handleiding is geschreven voor vakkundige personen zoals bedoeld in de EMC-richtlijn, laagspanningsrichtlijn en veiligheidsvoorschriften. De handleiding bevat informatie over de juiste omgang met het product. Lees de handleiding vóór het gebruik door, zodat u vertrouwd raakt met gebruiksvoorwaarden, installatie en bedrijf. Volg de veiligheidsinstructies op. 1.1 Gebruikte pictogrammen Instructie voor het uitvoeren van een handeling > Reactie, resultaat Verwijzing Belangrijke aanwijzing Bij het niet in acht nemen hiervan worden functies mogelijk niet goed uitgevoerd of ontstaan er storingen. Informatie Aanvullende aanwijzing. LED uit LED aan LED knippert LED knippert snel 2 LED s knipperen afwisselend 4

5 2 Veiligheidsinstructies Volg de informatie in de handleiding op. Ondeskundig gebruik kan ertoe leiden dat functies mogelijk niet goed worden uitgevoerd. Als gevolg daarvan kan het tot materiële schade of letsel bij personen tijdens het bedrijf van de installatie komen. Neem daarom alle instructies voor de installatie en het gebruik van het apparaat in dit document in acht. Volg ook de veiligheidsinstructies voor het gebruik van de totale installatie op. Wanneer de instructies of normen niet in acht worden genomen, met name bij ingrepen in en/of veranderingen aan het apparaat, is elke aansprakelijkheid en garantie uitgesloten. Het apparaat mag uitsluitend door een elektromonteur die is geschoold in de veiligheidstechniek, ingebouwd, aangesloten en in bedrijf gesteld worden. Neem de relevante technische normen in het kader van de desbetreffende toepassing in acht. Houd bij de installatie rekening met de eisen van de norm EN Alle leidingen moeten worden gelegd en aangesloten volgens de EN ISO D.5.2 (Veiligheid van machines Onderdelen van besturingssystemen met een veiligheidsfunctie). Wanneer het apparaat niet goed functioneert moet u contact opnemen met de fabrikant. Ingrepen in het apparaat zijn niet toegestaan. Koppel het apparaat vóór begin van de werkzaamheden los van de externe spanning. Schakel indien nodig tevens onafhankelijk gevoede relaisbelastingkringen uit. Voer na de installatie van het systeem een complete, functionele controle uit. Gebruik het apparaat alleen bij gespecificeerde omgevingscondities ( 11 Technische gegevens). Vraag de fabrikant naar bijzondere omgevingscondities. Toepassing is uitsluitend toegestaan binnen het beoogde gebruik ( 4 Beoogd gebruik). 5

6 3 Leveringsomvang 1 Veilige stilstandmonitor DA101S inclusief 5 Combicon-stekkers met schroefklemmen 1 Vertaling van de oorspronkelijke handleiding Veilige stilstandmonitor Artikelnummer Mocht een van de genoemde bestanddelen niet aanwezig of beschadigd zijn, neem dan a.u.b. contact op met een van de ifm-filialen. 4 Beoogd gebruik Het apparaat is een 2-kanaals systeem voor impulsverwerking dat een onderschrijding van het toerental of een stilstand van een object herkent. Voor de evaluatie gebruikt het apparaat 2 impulsgevers (pnp-schakelende sensoren met maakcontact -functie). De veilige toestand is wanneer de uitgangscontacten (13-14 en 23-24) van het apparaat geopend zijn. ifm electronic gmbh verleent geen garantie voor de functie en het samenspel van het apparaat met apparaten van een andere fabrikant. De geschiktheid van het apparaat voor een bepaald toepassingsdoel kan niet worden gegarandeerd en dient door de gebruiker zelf te worden gewaarborgd. Het apparaat kan worden gebruikt in toepassingen tot PL e volgens ISO SIL 3 volgens IEC SIL CL 3 volgens EN

7 4.1 Voorwaarden voor de configuratie van de hardware Het apparaat dient met inachtneming van de volgende voorwaarden te worden gebruikt: Productonafhankelijke verplichtingen De veiligheidstechnische vereisten van de betreffende applicatie moeten overeenkomen met de hier vermelde basisvereisten. De technische gegevens vermeld in deze handleiding moeten worden aangehouden. Bij alle extern op het systeem aangesloten veiligheidsstroomkringen moet het ruststroomprincipe worden aangehouden. Door administratieve maatregelen moet in het gebruik de volgende punten gewaarborgd worden: De in het bedrijf zijnde apparaten van het type Veilige stilstandmonitor, DA101S moeten binnen een tijdspanne van maximaal 6 maanden (intermitterend bedrijf) een inschakelingsproces (zelftest) uitvoeren. De zelftest volgt nadat de voedingsspanning is ingeschakeld. ( 7.2 Voedingsspanning) De veiligheidsrelevante relaiscontacten met de juiste zekering van 3,6 A als kortsluitings- / overbelastingsbeveiliging beschermd worden. ( 7.6 Schakeluitgangen en 23-24) Productafhankelijke verplichtingen Bij fouten binnen het apparaat die de als veilig gedefinieerde toestand activeren, dient het apparaat te worden vervangen. Een defect apparaat dient naar de fabrikant te worden teruggestuurd. 7

8 5 Functie 5.1 Blokschema 24 V DC E1 E2 L+ L- S34 S43 S33 S44 Y2 Y6 Y4 Y DC inputs switchpoint power DC controller 1 controller 2 K1 K2 fault Y : Voedingsspanning 2: Ingangen 3: Schakelpunt instelling (bruggen) 4: Terugmeldcontact 5: Schakeluitgangen stilstand 6: Transistoruitgang fout 5.2 Functioneringsprincipe Het apparaat is een 2-kanaals systeem voor impulsverwerking dat een onderschrijding van het toerental of stilstand herkent. Daarvoor neemt het apparaat de pulsreeksen van 2 aangesloten impulsgevers op. De microprocessoren berekenen de frequentie die daaruit voortkomt. Door de frequentie van de werkelijke en gewenste waarde constant te vergelijken, herkent het apparaat het onderschrijden van de ingestelde schakelpunten. 8

9 5.3 Schakelfunctie In de zin van een veilige stilstandmelding trekt de uitgangsrelais bij onderschrijden van het schakelpunt of bij stilstand aan. De uitgangsrelais K1/K2 schakelen (trekken aan), als het ingestelde schakelpunt lager dan 5 % is. Deze schakelen terug (vallen af) als het ingestelde schakelpunt hoger dan 5 % is. [Hz] f 1,05 1,00 0,95 5 % + 5 % t Schakelfunctie bijv. schakelpunt instelling 1 Hz 1: Schakeluitgangen sluiten Melding stilstand 2: Schakeluitgangen openen Melding geen stilstand 5.4 Schakelpunt instelling Via een extern ingangscircuit kan uit 4 ingestelde waarden een schakelpunt worden geselecteerd (0,2 / 0,5 / 1 / 2 Hz). ( 7.3 Schakelpunt instelling) 5.5 Schakeluitgangen en Elk ingangskanaal werkt op een uitgangsrelais. De maaktcontacten van de uitgangsrelais K1/K2 zijn in serie geschakeld. De schakeluitgangen zijn gesloten wanneer beide uitgangsrelais geschakeld hebben. Met de schakeluitgangen kan bijv. een deurvergrendeling worden aangestuurd. 9

10 5.6 Transistoruitgang Y7 De transistoruitgang Y7 geeft een signaal uit zonder veiligheidsfunctie voor de communicatie met een PLC. Status Tijdens bedrijf (geen fouten) Fout Transistoruitgang Y7 HIGH (IN) LOW (UIT) De karakteristieke gegevens van de uitgang zijn compatibel met de karakteristieke gegevens van de ingang van positieve ingangen van het type 1, 2, 3 volgens EN Impulsgevers (sensoren) Als impulsgevers worden 2 pnp-schakelende sensoren met uitgangsfunctie maakcontact aan het apparaat aangesloten. De positie van de sensoren en de uitvoering van het te detecteren element is niet willekeurig omdat een sensor steeds gedempt moet zijn. ( 6.3 Rangschikking van de schakelnokken) 5.8 Sensorbewaking Om een valse stilstandmelding te vermijden worden de sensoren tijdens het bedrijf van de installatie constant bewaakt Impulsvergelijking ingang 1 en 2 Door de impulsen continu te vergelijken wordt nagegaan of de impulsfrequenties van de twee sensoren van elkaar afwijken. Als tijdens het bedrijf een sensor uitvalt door een mechanische of elektrische fout, dan worden de anders identieke impulsreeks (f1 f2) onderbroken. Dit wordt in de zin van de veilige stilstandsbewaking niet als onderschrijding van het toerental beschouwd. De uitgangsrelais K1/K2 schakelen niet, er verschijnt een foutmelding Mechanische specificaties aan schakelnokken en openingen De puls/pause-rangschikking van de schakelnokken en openingen zorgt ervoor dat minstens een sensor steeds gedempt is. Daardoor mag de opening tussen de schakelnokken niet zodanig groot zijn dat beide sensoren gelijktijdig voor een opening staan en niet gedempt worden. 10

11 Het apparaat bewaakt permanent of aan deze verplichting is voldaan. Bij een schending van deze verplichting ontstaat er een storing en wordt het apparaat in de veilige stand gebracht. ( 6.3 Rangschikking van de schakelnokken) 5.9 Foutmelding Als het apparaat een storing herkent, worden de schakeluitgangen in de veilige toestand gehouden. De LED Fault brandt en de transistoruitgang Y7 wordt geopend (toestand LOW ). Definitie veilige toestand : Uitgangsrelais K1/K2 vallen af Schakeluitgangen en worden geopend geen stilstandsmelding De foutmelding wordt door het onderbreken van de voedingsspanning teruggezet Terugmeldcontact Het apparaat bewaakt met een terugmeldcontact de positie van de vergrendeling. Als een beweging start, vallen de uitgangsrelais K1/K2 af. De schakeluitgangen worden geopend. De uitgangs-led s K1/K2 knipperen als het terugmeldcontact geopend is. Als de ingangsfrequentie groter is dan het schakelpunt en het terugmeldcontact wordt geopend, knipperen de uitgangs-led s K1/K2 Bij een daaropvolgende stilstand en als het retourcircuit open blijft, trekken de uitgangsrelais K1/K2 niet aan. De schakeluitgangen blijven geopend. Er komt geen foutmelding. Transistoruitgang Y7 blijft gesloten (toestand HIGH ). ( 7.5 Terugmeldcontact) 11

12 6 Montage 6.1 Montage van het apparaat Het apparaat op een DIN-rail in een stof- en waterdichte behuizing monteren (min. IP54 - vervuilingsgraad 2). 6.2 Montage van de impulsgevers (sensoren) Impulsgevers mechanisch gescheiden van elkaar monteren. (Niet samen aan een bevestigingselement.) 6.3 Rangschikking van de schakelnokken De schakelnokken en de openingen moeten zodanig geplaatst zijn dat steeds minstens een sensor gedempt is ( 5.8 Sensorbewaking) Voorbeeld tandheugel D 3 x D D 3 x D 5 x D Mechanische specificaties 12

13 6.3.2 Voorbeeld nokschijf D 5 x D 3 x D D Mechanische specificaties 13

14 7 Elektrische aansluiting Gebruik alleen 60/75 C koperdraden. Gebruik niet bezette klemmen niet als steunpuntklemmen. 7.1 Aansluitingen (overzicht) A3 A2 A1 A3 A2 S33 Y4 S34 S43 Y5 Y6 S44 Y7 A1 L- Y2 L+ C C1 C2 C Combicon-stekker Stekker Klem Aansluiting A1 L-, L+ Voedingsspanning ( 7.2) 14 Y2 Schakelpunt instelling (bruggen) ( 7.3) A2 Y4, Y5 Terugmeldcontact ( 7.5) Y6 Schakelpunt instelling (bruggen) ( 7.3) Y7 Transistoruitgang ( 7.7) A3 S34, S43 Impulsingangen ( 7.4) S33, S44 Schakelpunt instelling (bruggen) Voedingsspanning sensoren C1 13, 14 Schakeluitgang 1 C2 23, 24 Schakeluitgang 2 ( 7.3) ( 7.4) ( 7.6)

15 7.2 Voedingsspanning Voedingsspanning van het apparaat aansluiten op de aansluitklemmen L+ en L-. In geval van storing kan het apparaat om veiligheidsredenen alleen door scheiding van de voedingsspanning opnieuw gestart worden. Het is daarom aan te raden om een RESET-knop in serie met L+ te installeren. 24 V DC 24 V DC RESET A1 L- Y2 L+ A1 L- Y2 L+ Voedingsspanning RESET-knop Het externe voedingsapparaat moet een veilige scheiding hebben. In geval van storing mag de voedingsspanning de waarde van 60 V DC voor maximaal 200 ms overschrijden zonder de waarde van 120 V DC te overschrijden. Nadat de voedingsspanning of een RESET is geactiveerd, voert het apparaat een zelfdiagnose uit. Deze zelfdiagnose duurt ca. 6 seconden. Daarna is het apparaat gereed voor gebruik. 15

16 7.3 Schakelpunt instelling Het gewenste schakelpunt met een vast bedrade brug aan de klemmen S33, S44, Y2 of Y6 instellen. Schakelpunt alleen in spanningsvrije toestand wijzigen. In de ingeschakelde toestand veroorzaakt een wijziging in het ingangscircuit een foutmelding van het apparaat. Ingangscircuit Ingangscircuit 0,2 Hz S33 S44 Y2 Y6 1,0 Hz S33 S44 Y2 Y6 0,5 Hz S33 S44 Y2 Y6 2,0 Hz S33 S44 Y2 Y6 7.4 Impulsgevers (sensoren) PNP-schakelende sensoren met functie maakcontact gebruiken. Voedingsspanning van de sensoren op de klemmen S33 und S44 aansluiten. Massaverbinding van de sensoren op klemmen L- und Y4 aansluiten. 1 2 L- L+ L- L+ A1 L- Y2 L+ E1 E2 A2 Y4 Y5 Y6 Y7 A3 S33 S34 S43 S44 24 V DC 24 V DC Impulsgevers (sensoren) 16 Stroomopname van de sensoren in acht nemen. Sensoren extern voeden als de stroomopname hoger ligt dan de stroombelasting van de klemmen S33 en S44 ( 11 Technische gegevens).

17 7.5 Terugmeldcontact Terugmeldcontact op ingang A2 (Y4-Y5) aansluiten. Karakteristieke gegevens van de ingang in acht nemen ( 11 Technische gegevens). Als de bewakingsfunctie niet nodig is, kunnen de klemmen Y4-Y5 permanent overbrugd worden. A2 Y4 Y5 Y6 Y7 A2 Y4 Y5 Y6 Y7 Zonder bewaking met brug 1: Terugmeldcontact (verbreker) 7.6 Schakeluitgangen en De te sturen last aansluiten op uitgangen C1 (13-14) en/of C2 (23-24). Maximale und minimale belasting in acht nemen ( 11 Technische gegevens). C C ,6 A K1 3,6 A K2 L1 L+ N GND L1 L+ N GND Schakeluitgangen 17

18 7.7 Transistoruitgang Y7 Transistoruitgang Y7 op de signaalingang van de PLC aansluiten. Karakteristieke gegevens van de uitgang in acht nemen ( 11 Technische gegevens). A2 Y4 Y5 Y6 Y7 Fault SPS Transistoruitgang 18

19 8 Inbedrijfstelling Het apparaat is na het activeren van de voedingsspanning en de zelfdiagnose gereed voor gebruik. Na montage en elektrische aansluiting controleren of het apparaat veilig functioneert. 9 Weergave-elementen E1 K1 K2 E2 Power Fault Weergave-elementen LED Kleur Betekenis (tijdens bedrijf) E 1 geel Ingangssignaal kanaal 1 K 1 Uitgangsrelais kanaal 1 E 2 geel Ingangssignaal kanaal 2 K 2 Uitgangsrelais kanaal 2 Power groen Voedingsspanning Fault rood Fout Gedetailleerde toestandsbeschrijving en foutbeschrijving ( 9.1 LED-weergave en schakelgedrag) 19

20 9.1 LED-weergave en schakelgedrag Algemeen Status Power Fault K1, K2 E1, E2 Uitgangen 13-14, Transistor Y7 Stilstand *) IN HIGH geen stilstand *) UIT HIGH Terugmeldcontact (verbreker) *) UIT HIGH Over-/onderspanning *) *) *) HIGH Gebruikte pictogrammen ( 1.1) *) huidige status Externe fout Status Power Fault K1, K2 E1, E2 Uitgangen 13-14, Transistor Y7 S33 en S44 Kortsluiting tegen UIT LOW massa of U B Ingangen 1 en 2 gelijktijdig 0 UIT LOW Relaisstoring, bijv. contacten vastgelast door overbelasting of UIT LOW levensduur bereikt Ontoelaatbaar impulsverschil tussen UIT LOW de ingangen (f1 f2) Ontoelaatbare schakelpuntomstelling tijdens het bedrijf UIT LOW Gebruikte pictogrammen ( 1.1) 20

21 9.1.3 interne fout Status Power Fault K1, K2 E1, E2 Uitgangen 13-14, Transistor Y7 Interne fout apparaat UIT LOW Via de LED Power wordt een knippercode uitgevoerd. Deze knippercode zorgt ervoor dat de fabrikant de interne fout van het apparaat kan analyseren. Wordt de foutmelding ondanks het onderbreken van de voedingsspanning niet teruggezet, moet het apparaat vervangen worden ( Productafhankelijke verplichtingen). 10 Onderhoud, reparatie en afvoer Bij vakkundig gebruik zijn er geen maatregelen voor onderhoud en reparatie noodzakelijk. Productonafhankelijke voorwaarden in acht nemen ( 4.1.1). Na een storing het apparaat op veilige werking controleren. Het apparaat mag alleen door de fabrikant gerepareerd worden. Voer het apparaat na gebruik milieuvriendelijk af conform de geldige nationale voorschriften. 21

22 11 Technische gegevens Safety Standstill Monitor Verwerkingssystemen 1: Combicon stekker met schroefklemmen 2: Bevestiging op draagrail Made in Germany Producteigenschappen Safety Standstill Monitor Bewakingunit voor stilstand in veiligheidstoepassingen met aanloopbewaking voor 2 pnp schakelende sensoren 4 schakelpunten instelbaar Foutmelding Voldoet aan: EN ISO : Categorie 4 PL e IEC 61508: SIL 3 Toepassingsgebied Toepassing aanloopoverbrugging Elektrische eigenschappen Elektrische uitvoering Bewaking van draaiende of lineaire bewegingen op onderschreiden van een ingestelde waarde (stilstand) Na de eerste keer inschakelen van de voedingsspanning wacht de stilstandmonitor eerst op pulsen op de ingang voordat bij een volgende stilstand de vrijgavecontacten worden gesloten. De afscherming kan niet worden geöpend voordat de machine is gestart. Relais Voedingsspanning Stroomopname Beschermklasse [V] [ma] 24 DC (19, DC); incl. 5 % rimpel 200 II Opwarmtijd [s] 6 Sensorvoeding 24 V DC / 50 ma Ingang Ingangseigenschappen impulsingangen S34, S43: "1": 11 V, 10 ma "0": 5 V, 2 ma ingangsspanning: 36 V Ingangsfrequentie [Hz]

23 Uitgangen Uitgangsfunctie Contactbelasting 2 veiligheids gerelateerde schakeluitgangen (potentiaalvrije contacten); 1 storingsuitgang (Pschakelend) 6 A, 250 V AC / 24 V DC ( 6 ma) Schakelcycli (mechanisch) > x 10³ Schakelcycli (elektrisch) 1: schakelcycli; 2: schakelstroom Max. schakelvermogen AC1: 250 V / 6 A (DIN EN / EN ) AC15: 230 V / 3 A DC1: 24 V / 6 A DC13: 24 V / 5 A / 0.1 Hz UL 508: B300 / R300 Kortsluitbeveiliging De contacten zijn af te zekeren voor een maximale stroom van < 3,6 A. Schakelpunten 0,2 / 0,5 / 1,0 / 2,0 Hz Schakelfunctie schakeluitgangen en gesloten bij stilstand Transistoruitgang Y7 geopend (LOW) bij fout Nauwkeurigheid / Afwijkingen Hysterese [%] ± 5 Omgevingsvariabelen Omgevingstemperatuur [ C] Beschermklasse IP 20 Veiligheidsclassificatie Levensduur TM (Mission Time) Testinterval T1 Veiligheidstechnische [h] [jaar] [1/h] , (20 jaar) 0,5 betrouwbaarheid PFHd 3,38 E-09 Mechanische eigenschappen Materiaal behuizing PA (Polyamide) Gewicht [kg] 0,288 Aanwijzen / bedieningen Weergave Spanning groen Fout rood Schakelstatus 2x geel Ingangssignaal 2x geel Elektrische aansluiting Aansluiting Toebehoren Toebehoren (bijgeleverd) Stekkerplaats Phoenixkontakt MSTBO Combicon stekker met schroefklemmen 23

24 Opmerkingen Opmerkingen Aanvullende richtlijnen in samenhang met de culus toelating (UL 508): Maximale omgevingstemperatuur 55 C (in schakelkast). De veiligheidsfunctionaliteit wordt niet door UL beoordeeld. De toelating is in overeenstemming met de UL 508 voor algemene applicaties. Alleen 60/75 C koperen aders gebruiken. Voor gebruik in omgevingen met een vervuilingsgraad 2. Gelijke polariteit (fase) op de uitgangscontacten. Verpakkingseenheid [stuk] 1 ifm electronic gmbh Friedrichstraße Essen Technische wijzigingen voorbehouden. DA101S Keuringen / toelatingen Het apparaat is getest en gecertificeerd door TÜV-Nord. Het apparaat is ontwikkeld en getest met inachtneming van de volgende richtlijnen en normen: 2006/42/EG Machinerichtlijn 2004/108/EG EMC-richtlijn 73/23/EEG resp. 93/68 laagspanningsrichtlijn ISO : 2008 Veiligheid van machines - veiligheidsrelevante delen van besturingen IEC 61508: 2011 Functionele veiligheid van veiligheidsgerelateerde elektrische/ elektronische/programmeerbare elektronische systemen EN : (1997) (voor zover van toepassing) Elektrische uitrusting van machines UL

25 13 Begrippen en afkortingen Cat. Categorie Categorie Classificatie van de veiligheidsrelevante delen van een besturing met betrekking tot hun resistentie t.o.v. fouten. CCF Common Cause Failure Uitval als gevolg van een gezamenlijke oorzaak. DC Diagnostic Coverage Dekkingsgraad foutendiagnose MTTF Mean Time To Failure Gemiddelde tijd tot fout MTTF D PFH (PFH D ) Mean Time To Dangerous Failure Probability of (dangerous) Failure per Hour Gemiddelde tijd tot een tot gevaar leidende uitval. Waarschijnlijkheid van een (tot gevaar leidende) uitval per uur PL Performance Level PL conform ISO SIL Safety Integrity Level SIL 1-4 conform IEC PLC Programmable Logic Controller 25