Safety Integrated Sinamics S120

Safety Integrated Sinamics S120 Stručný přehled a novinky

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Možnosti využití bezpečnostních funkcí integrovaných v pohonech Sinamics - hardware

Hardware

Ovládání přes EP - svorky

Funkce jen STO, SS1, SBC Licence PROFIsafe

Ovládání přes F-DI modulu TM54F Pro všechny funkce každá Safety - osa musí mít snímač

Ovládání přes PROFIsafe Pro všechny funkce každá Safety - osa musí mít snímač

CU 320:

Topologie Podpora

1 vedení na CU, 1 vedení na MM

CU310: Oba signály na CU

Všechny signály na TM54F (EP-svorky lze volitelně využít také)

Všechny Safety-signály přes Fieldbus (EP-svorky lze volitelně využít také)


Strana2/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Ovládání bezpečnostních funkcí EP-svorky u víceosých pohonů

Hardware Funkce

DI0 – DI7 na konektoru X122 a X132

EP-svorka X21 (SMM) resp. EP-svorky X21 / X22 (DMM)

EP-svorka X41 na CIB

Licence PROFIsafe Topologie Podpora

SIMOTION D4x5 Strana3/22

SINAMICS CU320

15-18.června 2009

Motor Module Motor Module Booksize © Siemens s.r.o. 2009. Chassis Všechna práva vyhrazena

Safety Integrated

I IADT MC PM

Ovládání bezpečnostních funkcí EP-svorky u jednoosých pohonů EP-svorky pro Power Module na konektoru -X120

Hardware Funkce

DI0 – DI3 na konektoru -X121

Licence PROFIsafe

EP-svorky na svorkovnici -X9

SINAMICS CU310 SIMOTION D410

Topologie F-DI na konektoru X130 a X131

Podpora

SINAMICS CU305 EP-svorky pro Power Module na konektoru -X210

Power Module Chassis

SINAMICS CUA31/32 Strana4/22

15-18.června 2009

svorkovnice X9


Safety Integrated

I IADT MC PM

Řízení přes terminál TM54F Hardware Hardware Funkce Licence

10 bezpečných digitálních vstupů (F-DI) 4 bezpečných digitálních výstupů (F-DO) se zpětnou vazbou 3 nápájení senzorů 24 V (2 spínané, 1 pevné)

PROFIsafe

2 DRIVE-CLiQ-konektor

Topologie

2 oddělené konektory pro externích 24 V

Podpora

Funkce Pohony připojení na CU320 / D4x5 mohou být rozděleny až do 4 skupin Pro každou skupinu lze aktivovat příslušné Safety-funkce přes vstupy F-DI Možnost Safety-Reset přes vstup F-DI Interní Safety-stavové signály lze spojit funkcí AND a převést na výstup F-DO © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana5/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Přehled základních bezpečnostních funkcí

Bezpečnostní funkce pohonů dle IEC 61800-5-2

Hardware Funkce Licence PROFIsafe

Řízení přes EP-svorky + DI na CU3xx / D4xx / CX32

Safe Torque Off (STO) Safe Stop 1 (SS1) Safe Brake Control (SBC)

Topologie Podpora

Safety Integrated Basic Functions pro SINAMICS S120:

Řízení je realizováno přes EP-svorky a digitální vstupy řídicí jednotky

Basic funkce jsou k dispozici vždy (není nutná licence)

Basic funkce nevyžadují snímač © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana6/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Přehled rozšířených bezpečnostních funkcí

Bezpečnostní funkce pohonů dle IEC 61800-5-2

Hardware Funkce Licence

Řízení

PROFIsafe

přes

Topologie

modul

Podpora

TM54F

Safe Torque Off (STO)

řízení

Safe Stop 1 (SS1)

s protokolem

Safe Brake Control (SBC)

PROFIsafe

Safe Stop 2 (SS2)

přes

Safe Operating Stop (SOS)

PROFIBUS

Safely-Limited Speed (SLS)

nebo

Safe Speed Monitor (SSM)

PROFINET

Safety Integrated Extended Functions pro SINAMICS S120:

Řízení je realizováno přes terminálový modul TM54F nebo přes PROFIsafe na sběrnici PROFIBUS / PROFINET © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana7/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Přehled Safety-funkcí bezpečných pohonů Pohon/měnič

Aktuálně použitelné safety-funkce

Funkce

ET200S FC

STO, SS1, SLS

Licence

SINAMICS G120

STO, SS1, SLS, SBC

SINAMICS G120D

STO, SS1, SLS

SINAMICS G130/150

STO, SS1

SINAMICS S150

STO, SS1

SINAMICS S120 Chassis a Cabinet Modules

STO, SS1, SOS, SS2, SLS, SSM

SINAMICS S120 Booksize & Blocksize

STO, SS1, SOS, SS2, SLS, SSM, SBC

SINAMICS S110

STO, SS1, ©SOS, SS2, SLS,Všechna SSM,práva SBC Siemens s.r.o. 2009. vyhrazena

Hardware

PROFIsafe Topologie Podpora

Strana8/22

15-18.června 2009

Předpoklad => firmware V2.6 a nový hardware (MLFB: …3)

Safety Integrated

I IADT MC PM

Bezpečnostní funkce a licence EPsvorky

PROFIsafe nebo F-DI na TM54F

Funkce

Safe Torque Off (STO)

bez licence

Nutná licence bez licence

Licence

Safe Stop 1 (SS1)

bez licence


Safe Brake Control (SBC)

bez licence


Hardware

PROFIsafe

V2.6 SP4 jen Profisafe

Drive based SI Funktion

Topologie

Safe Stop 2 (SS2)

nelze

Nutná licence

Safe Operating Stop (SOS)

nelze

Nutná licence

Safely-Limited Speed (SLS)

nelze

Nutná licence

Safe Speed Monitoring (SSM)

nelze

Nutná licence

Podpora

Připravovaná změna pro Sinamics verze 2.6 SP4 Pro Basic SI-funkce přes PROFIsafe nebude potřeba licence a nebude vyžadován encodér © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena Strana9/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Objednací čísla licencí

Hardware Funkce Licence PROFIsafe

Při ovládání bezpečnostních funkcí přes PROFIsafe nebo TM54F je nutná licence. Každá osa potřebuje licenci. Licence se vztahuje na bezpečnostní funkce dané osy. Licence předkonfigurované na CF-kartě (SINAMICS, SIMOTION): přes Z-opci: Z = Fnn (nn= počet licencovaných os)

Topologie Podpora

Licence pro jednu osy (Certificate of License CoL):

SINAMICS: 6SL3074-0AA10-0AA0 SIMOTION: 6AU1820-2AF20-0AB0 Volné licence je nutné aktivovat v pohonech a zaregistrovat přes licenční manažér. TM54F Terminal Module: MLFB: 6SL3055-0AA00-3BA0 © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana10/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Řízení přes PROFIsafe - přehled

Hardware Funkce Licence PROFIsafe Topologie Podpora

Řízení přes bezpečnou komunikaci s PROFIsafe

F-Programm Sensorik © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana11/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Omezení při řízení přes PROFIsafe PROFIsafe auf PROFINET für SINAMICS ab V2.6 Hardware Funkce Licence PROFIsafe Topologie Podpora

aktivace Extended-funkcí Safety Integrated přes PROFIsafe a TM54F na jedné CU není možné. Současné použití Basic funkcí (aktivace přes svorky) a Extended funkcí je nadále možná. PROFIsafe-Routing přes SIMOTION D4x5 (DP-I-Slave) na integrované pohony SINAMICS S120 možná od V4.1.1 HF6 PROFIsafe-Routing přes SIMOTION D4x5 (DP-I-Slave) na druhé (taktsynchronní) DP-rozhraní je možné V4.1 SP2 (neplatí pro SIMOTION P!). PROFIsafe-křížová komunikace mezi ET200S-F a na SIMOTION D4x5 (DP-I-Slave) připojené pohony zatím ani ve V4.1 SP2 není možná. © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana12/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Aktivace bezpečnostních funkcí v integrovaných pohonech SINAMICS S120 přes TM54F (klasické zapojení) V4.1 SP1

Hardware

SIMATIC S7-300 DP-Master

Funkce Licence

PROFIBUS with PROFIsafe

PROFIsafe

I-Slave SIMOTION D4x5

I-Slave F-Host

Topologie

DRIVE-CLiQ

ET200S-F-CPU

SIMOTION CX32

Podpora

Sinamics Integrated + rozšíření přes CX32

TM54F

TM54F

Od verze Simotion V4.1 SP1 © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana13/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Aktivace bezpečnostních funkcí v externích pohonech SINAMICS S120 přes TM54F (klasické zapojení) V4.1 SP1

Hardware

SIMATIC S7-300 DP-Master

Funkce Licence


PROFIsafe

I-Slave SIMOTION D4x5

I-Slave F-Host

Topologie

SINAMICS S120

DP-Master 2. PB

ET200S-F-CPU

Podpora

Sinamics Integrated vše na Profibus DP

TM54F

TM54F

Od verze Simotion V4.1 SP1 © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana14/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

PROFIsafe s S7 F-CPU a SIMOTION D4x5 Routing na integrovaný SINAMICS S120

Hardware Funkce

V4.1 SP1 HF6

SIMATIC S7-300 F-CPU DP-Master F-Host

Licence

PROFIBUS with PROFIsafe F-Device Slave ET200S with F-I/O

PROFIsafe Topologie

F-Device I-Slave SIMOTION SIMOTION D4x5 CX32 DRIVE-CLiQ

Podpora

Profisafe-telegramy jsou routovány ze Simotion do Sinamics Integrated Od Simotion V4.1 SP1 HF6 Strana15/22

15-18.června 2009


Safety Integrated

I IADT MC PM

PROFIsafe s S7 F-CPU a SIMOTION D4x5 Routing na externí SINAMICS S120 (2. PROFIBUS)

Hardware Funkce

V4.1 SP2 SIMATIC S7-300 F-CPU DP-Master F-Host

Licence

PROFIBUS with PROFIsafe F-Device Slave ET200S with F-I/O

PROFIsafe Topologie

F-Device I-Slave SIMOTION D4x5

SINAMICS S120

DP-Master 2. PB

Podpora

Profisafe-telegramy jsou routovány ze Simotion do Sinamics Integrated do 2. Profibus DP Od Simotion V4.1 SP2 Strana16/22

15-18.června 2009


Safety Integrated

I IADT MC PM

PROFIsafe - IM151F externí SINAMICS S120 SIMOTION D4x5 je DP-Master bez SI-os (rozšířené funkce) V4.1 SP1

Simotion je DP-master Hardware integrované pohony ale Funkce nedostávají Profisave-t.

SIMOTION D4x5 DP-Master

Od Sinamics V2.6 Licence PROFIsafe


Topologie

I-Slave F-Host

Podpora

ET200S-F-CPU

Slave F-Device SINAMICS S120

QVK


Strana17/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

PROFIsafe - IM151F externí SINAMICS S120 SI-osy v SIMOTION D4x5 přes TM54F Alternativa k předchozí

V4.1 SP1

Hardware topologii. Safety v

pohonech D4x5 přes TM54F

Funkce

Licence Od Sinamics V4.1 SP1

SIMOTION D4x5 DP-Master TM54F

PROFIsafe


Topologie

I-Slave F-Host ET200S-F-CPU

Podpora

Slave F-Device SINAMICS S120

QVK


Strana18/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

PROFIsafe na PROFINET s S7 F-CPU (IO Controller a F-Host) a SINAMICS S120 V2.6

Hardware SIMATIC S7-300 F-CPU IO Controller F-Host

Funkce Licence

Simatic je Profinet PROFIsafe Controler, obsahuje F-program Topologie

Od Sinamics V2.6

PROFINET with PROFIsafe IO Device F-Device ET200S with F-I/O

IO Device F-Device SINAMICS S120

Podpora


Strana19/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Safe Stop splňující PL e (ISO 13849-1) a SIL 3 (IEC 62061) Základem pro zapojení v kat. 4 je řešení s přídavným stykačem Návod pro měnič SINAMICS G120 http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/30566267 Stykač lze umístit před nebo za měnič (podle varianty pro jedno nebo víceosý systém pohonů) Netz

- A2

- A3 SINAMICS Mehrachssystem

F-I/O

- A1

F-CPU

P24

STO

- K2.1

- K2.2

- K2.3

Motor

Motor

Motor


Strana20/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Cesta k PL e / ISO 13849-1 SINAMICS S120 (-A3) a stykač (-K1) jsou paralelní bloky v odpovídajícím safety-diagramu Pro stanovení Performance Levelu tohoto zapojení, je nutné vypočítat MTTFd ve smyslu ISO 13849-1 pro oba bloky Vzhledem k faktu, že obecně hodnoty MTTFd nejsou k dispozici, je nutné zjistit MTTFd pro toto zapojení náhradním způsobem. Verifikace ukazuje, že MTTFd a DC mají úroveň „High“. Podle histogramu (ISO 13849-1, obrázek 5) je patrné, že bylo dosaženo úrovně PL e Použitím normy ISO 13849-1, příloha K, Mohou být zjištěny hodnoty PFHd.


Strana21/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Možnosti určení úrovně PL dle ISO 13849-1 MTTFd: střední doba mezi výskyty poruchy Pro hrubý odhad MTTFd se používá tabulka z normy a MTTFd je statisticky v hodnotách 3, 10 nebo 30 let DC : diagnostické krytí, úroveň diagnostiky Statisticky – žádné, nízké (60-90%), střední (90-99%), vysoké CCF: faktor nasazení Norma ISO 13849-1 nabízí statistické hodnoty MTTFd pro celou řadu prvků Výpočet podle počtu sepnutí MTTFd = B10d / 0,1xnop CCF lze zjistit podle tabulky v příloze F Větší množství subsystémů (typicky 3 a více), dochází ke snížení úrovně PL


Strana22/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Cesta k SIL 3 / IEC 62061

The subsystem 3 (actuator) bezpečnostního systému (SRECS) je tvořen dvěma identickými elementy: - element 1: stykač - element 2: SINAMICS S120. Prostřednictvím architektury subsystémů popsaných v normě IEC 62061 je možné vypočítat pravděpodobnost vzniku nebezpečí PFHD


Strana23/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Zjištění hodnot PFH pro systém pohonů

CU320 PFH = 10 x 10-9 / h ALM/SLM není relevantní pro PFH TM54F PFH = 35 x 10-9 / h Single Motor Module PFH = 10 x 10-9 / h Snímač přes SMC20 PFH = 10 x 10-9 / h Double Motor Module PFH = 12 x 10-9 / h DRIVE-CLiQ-Motor (2 Stück) PFH = 2 x 26 x 10-9 / h

Suma: PFH = 1,29 x 10-7 / h

SIL 2 © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana24/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Další kroky k PL e / ISO 13849-1 a SIL 3 / IEC 62061 Aktuální status Dokument popisující metodiku dosažení PL e a SIL 3 je v přípravě. Tzn. Interní příprava na straně Siemens. Poté bude poslán k revizi společnosti BGIA Výsledek se očekává na podzim 2009 Dokument bude publikován standardně přes ProdIS Praktické pomůcky Prostřednictvím popsaných procesů lze stanovit úroveň PL SIL a PFHD pro reálnou aplikaci. Pro výpočet lze použít nástroj Safety Evaluation Tool a ve vstupním boxu zvolit “Third-party manufacturer“. Společnost BGIA vydala návod k použití normy ISO 13849-1 © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana25/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Vzorové aplikace na www.siemens.cz/safety Příklady zapojení a parametrování bezpečných pohonů a dalších bezpečnostních prvků v kombinaci s řízením SIMOTION nebo SIMATIC S7

Dokumentace Návody Katalogy © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana26/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Safety Evaluation Tool – Internet www.siemens.de/safety-evaluation-tool www.siemens.com/safety-evaluation-tool Nástroj pro stanovení bezpečnostních tříd SIL resp. PL dle aktuálních norem IEC 62061 resp. ISO EN13849-1 Uživatel zadá, použité bezpečnostní prvky a je proveden výpočet dle normy


Industry Sector

Děkuji za pozornost

Radek Novotný Siemens s.r.o. I IA&DT MC PM Tel: 541 191 767 Email: [email protected] Siemens s.r.o. Technická 15, 616 00 Brno


Safety Integrated Sinamics S120

Recommend Documents