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SE-Power FS STO-Handbuch V1.4 - Afag Handhabungs
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1. Sicherheits schaltger t T1 Afag SE Power FS Nur relevante Anschl sse gezeichnet Ohne Querschlusserkennung T mm an em m a e m e e a e e a a e a a e a a e e e e e a e e e e a e m ee 1 Servopositionierregler mit Sicherheitsmodul nur relevante Anschl sse dargestellt 2 Not Halt Schalter 3 Schutzt r 4 Lichtgitter 5 Sicherheitsschaltger t Abbildung 7 Anschluss des SE Power FS Safety Modul STO Beispiel einphasiger Servopositionierregler SE Power FS 34 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Die Sicherheitsfunktion Sicher abgeschaltetes Moment STO kann durch verschiedene Ger te angefordert werden Der Schalter S1 kann z B ein Not Halt Schalter ein Schutzt r Schalter ein Lichtgitter oder ein Sicherheitsschaltger t sein Die Sicherheitsanforderung erfolgt 2 kanalig ber den Schalter S1 und f hrt zum 2 kanaligen Abschalten der Endstufe Ist die Abschaltung der Endstufe erfolgt wird dies durch den potentialfreien Kontakt C1 C2 ausgegeben Hinweise zum Schaltungsbeispiel Im Servopositionierregler mit Sicherheitsmodul ist keine Querschlusserkennung integriert Bei der direkten Verdrahtung von Lichtgittern erfolgt die Querschlusserkennung durch das Lichtgitter sofern dieses daf r ausgelegt ist Bei der Verwendung von Sicherheitsschaltger ten kann der Kontakt C1 C2 in den R ckf hrkreis des Sicherheitsschaltger ts integriert werden Das Schaltungsbeispi
2. 2 Mindestzeit Physikalische Verz gerungszeit bis die Bremse ge ffnet ist Diese Zeit kann durch gr eren Wert im Regler parametriert werden Tabelle 5 Zeitangaben zu Abbildung 4 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 27 Jafag 4 4 3 Zeitverhalten Aktivierung SS1 im Betrieb mit Wiederanlauf Das Zeitverhalten in Abbildung 5 basiert auf der Beispielschaltung f r SS1 in Abschnitt 5 3 2 ausgehend vom Steuersignal S1 f r K1 Die Zeitangaben finden Sie in Tabelle 6 Sicherheitsschaltger t 1 s1 IE geschlossen Kl Ei offen E gt DINS ien EI rat k j geschlossen E _ KI1_V B offen gt S B a gt STO A STO B TKIV SE Power FS Safety Module STO Status LED Se STO Safe Mareju Off d C1 C2 T_STO A B_OFF T_STO A B_ON SE Power FS i l Reglerfreigabe 0 DIN gt T_DRIVE_V l T_DIN5_SU Drehzahl Haltebremse optional UV T_DRIVE_V Endstufenfreigabe ae gt T BRAKE NV ON T_BRAKE V_OFF Abbildung 5 Zeitverhalten beim Aktivieren der Sicherheitsfunktion SS1 externe Beschaltung mit Wiederanlauf 28 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Zeit Beschreibung T_K1 Verz gerungszeit zwischen dem gt Datenblatt des Schalten von S1 und dem Schlie en des Sicherheitsschaltger ts unverz gerten Kontakts K1 T_K1_V Veerz gerungszeit zwischen S1 und dem Am Si
3. Abschnitt 9 1 4 Das Zeitverhalten selbst wird in Abschnitt 4 4 beschrieben 4 2 3 1 Diskrepanzzeit Der Ubergang zwischen sicherem und unsicherem Zustand wird durch Pegel nderungen an den Steuereing ngen STO A und STO B des Sicherheitsmoduls SE Power FS Safety Module STO eingeleitet Gem Spezifikation der Sicherheitsfunktion m ssen beide Pegel identisch sein andernfalls wird eine Fehlermeldung generiert Die Zustandsmaschine im Servopositionierregler berwacht intern die Treiberversorgungsspannungen als Folge der Ansteuerung der Steuereing nge Diese Pegel nderungen erfolgen z B aufgrund von Bauteiltoleranzen oder prellenden Ausg ngen von Sicherheitsteuerungen in der Regel nicht exakt gleichzeitig Die Firmware toleriert dies solange der zweite Eingang innerhalb einer definierten Zeit der sog Diskrepanzzeit folgt Wird diese berschritten generiert der Servopositionierregler eine Fehlermeldung Es ist eine Diskrepanzzeit von 100 ms voreingestellt Empfehlung Schalten Sie STO A und STO B immer gleichzeitig 4 2 3 2 Testimpulse Vor bergehende Testimpulse von Sicherheitssteuerungen werden toleriert f hren also nicht zur Anforderung der Funktion STO Die Toleranz gegen ber Testimpulsen von Sensoren mit OSSD Signalen ist f r den Betriebsbereich gem Anhang 9 1 4 Tabelle 21 ausgelegt Die zul ssige Testimpulsl nge ist abh ngig von der H he der Steuerspannung an den Eing ngen STO A und STO B Beispiel Eingangsspa
4. Ausf lle zu der Summe aller Ausf lle nach IEC 61508 Sicherheits Ger t f r die Ausf hrung von Sicherheitsfunktionen oder herbeif hren schaltger t eines sicheren Zustands der Maschine durch Abschalten der Energiezuf hrung zu gef hrlichen Maschinenfunktionen Die gew nschte Sicherheitsfunktion wird nur in Kombination mit weiteren Ma nahmen zur Risikominderung erreicht wobei die Abschaltung beispielsweise ein Servopositionierregler sein kann Sicherheits Integrit tslevel diskrete Stufen zur Festlegung der Anforderungen zur Sicherheitsintegrit t von Sicherheitsfunktionen nach IEC 61508 EN 62061 und EN ISO 13849 SE s Tabelle 26 Begriffe und Abk rzungen Ol 58 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 59 Afag Automation AG Fiechtenstrasse 32 4950 Huttwil Schweiz Tel 41 0 62 959 86 86 Fax 41 0 62 959 87 87 e mail sales afag com Internet www afag com
5. Das Sicherheitsschaltger t schaltet die Reglerfreigabe ab Wird die Reglerfreigabe des Servopositionierreglers abgeschaltet wird automatisch die Bewegung verz gert bei konfigurierter Bremse auf die Aktivierung der Bremse gewartet und anschlie end der Regelkreis abgeschaltet Nach einer im Sicherheitsschaltger t eingestellten Zeit wird die Endstufe 2 kanalig ber STO A B abgeschaltet Ist die Abschaltung der Endstufe erfolgt wird dies durch den potentialfreien Kontakt C1 C2 ausgegeben Hinweise zum Schaltungsbeispiel Das verwendete Sicherheitsschaltger t muss die Regler Freigabe X1 9 DIN5 ohne Zeitverz gerung abschalten und mit einer Zeitverz gerung die Eing nge STO A und STO B X40 1 3 Die erforderliche Zeitverz gerung ist abh ngig von der Anwendung und muss anwendungsspezifisch bestimmt werden Die Zeitverz gerung ist so auszulegen dass der Antrieb auch bei h chster Geschwindigkeit ber die Schnellhaltrampe im SE Power FS auf null abgebremst ist bevor STO A B abgeschaltet werden Die elektrische Installation ist entsprechend den Anforderungen der EN 60204 1 erfolgt Z B befinden sich das Sicherheitsschaltger t und der Servopositionierregler im gleichen Schaltschrank so dass ein Fehlerausschluss f r ein Quer bzw Erdschluss zwischen den Leitungen angenommen werden kann Abnahmepr fung des Schaltschranks auf fehlerfreie Verdrahtung Das Schaltungsbeispiel weist eine 2 kanalige Struktur auf die f r Kate
6. 3 nach EN 62061 IEC 61508 eingesetzt werden Das erreichbare Sicherheitsniveau h ngt von den weiteren Komponenten ab die zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion genutzt werden 3 2 Voraussetzungen f r den Produkteinsatz Stellen Sie diese Dokumentation dem Konstrukteur Monteur und dem f r die Inbetriebnahme zust ndigen Personal der Maschine oder Anlage an der dieses Produkt zum Einsatz kommt zur Verf gung Stellen Sie sicher dass die Vorgaben der Dokumentation stets eingehalten werden Ber cksichtigen Sie hierbei auch die Dokumentation zu den weiteren Komponenten und Modulen z B Servopositionierregler Leitungen usw Ber cksichtigen Sie die f r den Bestimmungsort geltenden gesetzlichen Regelungen sowie Vorschriften und Normen Regelungen der Pr forganisationen und Versicherungen nationale Bestimmungen Bei Not Halt Anwendungen muss ein Schutz gegen automatischen Wiederanlauf entsprechend der geforderten Sicherheitskategorie vorgesehen werden Dies kann z B ber ein externes Sicherheitsschaltger t erfolgen 3 2 1 Technische Voraussetzungen Allgemeine stets zu beachtende Hinweise f r den ordnungsgem en und sicheren Einsatz des Produkts Halten Sie die in den technischen Daten spezifizierten Anschluss und Umgebungsbedingungen des Sicherheitsmoduls gt Anhang 9 1 des Servopositionierreglers sowie aller angeschlossenen Komponenten ein Nur die Einhaltung der Grenzwerte bzw der Belastungsgr
7. FT STO A B_ON geschlossen Lg Status CL C2 LI ID OT offen emm e et CH ON rc vom SE Power FS ES EE EE EE abh ngig vom abh ngig vom Display Anzeige Betriebszustand H STO erreicht Betriebszustand EEE S EN O E T DRIVE Voo l i d STO STO Sicherheitszustand Moi a rma ange STO erreicht ange Nom intern HGB EEE En fordert ee lt T_STO A B_OFF 10 ms lt T_STO A B_ON 10 ms Abbildung 3 Basis Zeitverhalten beim Aktivieren und Deaktivieren der Sicherheitsfunktion STO Zeit Beschreibung Wert T_STO A B_OFF STO A B Schaltzeit von High auf Low gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_STO A B_ON STO A B Schaltzeit von Low auf High gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_C1 C2_OFF 1 C1 2 Schaltzeit ffnen gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 22 T_DRIVE_V Verz gerung des SE Power FS 0 10 ms Tabelle 4 Zeitangaben zu Abbildung 3 T_C1 C2_ON C1 2 Schaltzeit Schlie en gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 22 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 25 Jafag 4 4 2 Zeitverhalten Aktivierung STO im Betrieb mit Wiederanlauf Abbildung 4 zeigt das Zeitverhalten ausgehend vom Wegschalten der Steuerspannung an STO A B sowie den erforderlichen Ablauf um das Ger t wieder anlaufen zu lassen Die Zeitangaben finden Sie in Tabelle 5 Hinweise Die Haltebremsenansteuerung erfolgt ber das Grundger t nicht sicherheitsgerichtet Dargestellt ist das Austrudeln des Motors u
8. Safety Module STO f r den Servoregler SE Power FS CGE Zeichen nach EU EMV Richtlinie nach EU Maschinen Richtlinie Das Ger t ist f r den Einsatz im Industriebereich vorgesehen Im Wohnbereich m ssen evtl Ma nahmen zur Funkentst rung getroffen werden Tabelle 16 Technische Daten Zulassungen SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 53 M afag 9 1 3 Betriebs und Umweltbedingungen Transport Zul ssiger Temperaturbereich Luftfeuchtigkeit 95 bei max 40 C Umgebungstemperatur Maximale 0 maximal 4 im gesamten Produktlebenszyklus Transportdauer Tabelle 17 Technische Daten Transport Lagerung Zul ssiger C Temperaturbereich Luftfeuchtigkeit 95 nicht betauend bzw gegen Betauung gesch tzt Zul ssige H he lt 3000 ber NN Tabelle 18 Technische Daten Lagerung Umgebungsbedingungen Umgebungstemperatur C 40 au erhalb des Geh uses des eg E K hlung ber die Umgebungsluft im Servopositionierregler keine Zwangsbel ftung Zul ssige Aufstellh he lt 2000 ber NN Schutzart nm o IP20 montiert im SE Power FS Luftfeuchtigkeit Relative Luftfeuchte bis 90 nicht betauend nach EN 61800 5 1 Die integrierte Sicherheitstechnik erfordert die Einhaltung des Verschmutzungsgrades 2 und somit einen gesch tzten Einbauraum IP54 Dies ist durch geeignete Ma nahmen immer zu gew hrleisten z B durch Einbau in einen Schaltschrank Tabelle 19 Technis
9. Sicherheitsmodul STO links und MOV rechts Das Fenster Sicherheitsmodul ist in verschiedene Bereiche unterteilt 6 3 3 1 Info In diesem Feld werden die Ger tedaten angezeigt die bei der werksseitigen Inbetriebnahme auf dem Funktionalen Sicherheitsmodul abgespeichert wurden Typ Genaue Typbezeichnung z B FSM 2 0 STO Seriennummer Die Seriennummer wird bei der Produktion vergeben und auf dem Modul abgespeichert Sie ist eindeutig f r ein Produkt des jeweiligen Typs Revision Revisionsnummer der Hardware 6 3 3 2 Firmware Auf dem Funktionalen SE Power FS Safety Module STO befindet sich keine Firmware Dieses Feld enth lt daher f r diesen Modultyp keine Information 42 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 6 3 3 3 Status LEDs Jafag Die oberen drei LEDs bilden den Status der Zustandsmaschine innerhalb des Grundger tes SE Power FS ab siehe Tabelle 8 Der Status wird ber Kommunikationsobjekte aus dem SE Power FS gelesen und angezeigt Die unteren beiden LEDs zeigen den Status der Treiberversorgungsspannungen an Statusanzeige o Normalbetrieb o Safe Torque Off STO o Fehler Sicherheitskreis Normalbetrieb o Safe Torque Off STO o Fehler Sicherheitskreis o Normalbetrieb o Safe Torque Off STO o Fehler Sicherheitskreis o Normalbetrieb o Safe Torque Off STO Fehler Sicherheitskreis Tabelle 8 Bedeutung Alle LEDs Aus Das Funktionale Sicherheitsmodul ist
10. Signalen wird ohne vorherige Quittierung bei einem Start Befehl keine Bewegung erfolgen Tabelle 10 Fragen f r die Validierung nach EN ISO 13849 1 und 2 Beispiel a O a O a O a O a O a O a O a O O 3 Wurde der Validierungsplan inkl Analyse und Pr fung Ja O Nein O abgearbeitet und ein Validierungsbericht erstellt Es m ssen zumindest folgende Pr fungen im Rahmen der Validierung erfolgen a berpr fung der Komponenten Wird der SE Power FS a O Nein O mit dem Sicherheitsmodul FSM 2 0 STO verwendet Pr fung anhand der Typenschilder b Ist die Verdrahtung korrekt berpr fung anhand des Nein L Schaltplans Wurden etwaige Kurzschlussbr cken entfernt SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 45 Jafag 7 Bedienung und Betrieb 7 1 Verpflichtungen des Betreibers Die Funktionsf higkeit der Sicherheitseinrichtung ist in angemessenen Zeitabst nden zu pr fen Es liegt in der Verantwortung des Betreibers die Art der berpr fung und die Zeitabst nde im genannten Zeitraum zu w hlen Die Pr fung ist so durchzuf hren dass die einwandfreie Funktion der Sicherheitseinrichtung im Zusammenwirken aller Komponenten nachgewiesen wird 7 2 Wartung und Pflege Das Sicherheitsmodul ist wartungsfrei 7 3 Schutzfunktionen 7 3 1 Spannungs berwachung Die Eingangsspannungen an STO A und STO B werden berwacht Bei zu geringer oder hoher Eingangsspannung an STO A oder STO B wird di
11. Torque Om 34 Verz gern und sichere Momentabschaltung SS1 Safe Stop 1 36 Inlbetrtebnabme 38 Vor der Inbetriebnahme anno anno nano anne nnnennnennnennne nenn nennen 38 DIP Scha ltereinstelliG sense onen nee ee ae er 38 Parametrierung mit dem Afag GE CGommander nenn nenn nenne nennen 39 Typanzeige Regler und Gucherbetsmocdul nenn nnn nennen 40 Statusanzeige der Zustandsmaschine nenne nenne nenne nenne nenn 41 Fenster Gucherbetemodul nn nennen nenn nennen 41 Funktionstest ValdlerUnd nun 44 Bedienung und Betrieb u022202240020000n0no nenn Rune nnnn nenn nnnne nenne nnnn nenne nenn nnnenenne 46 Verpflichtungen des Betreibers nenn nnnn nenne nenn anne nenne nenn nennen 46 Wartung und Pflege non nnnn nun nnnennne anne anne anne anne nme nme nnnennnnnnne 46 SE UIZIUN KLIOME EE 46 Spannungs berwachung nenn enenne nenne nenne nenn nnenne nenn enennennnnn 46 berspannungs und Verpolschutz 46 Diagnose und St rungsbeseitigung nenn nenne nenne enennenenn 47 EHS 47 Ster ebe rafe Eine ee re ae unse 47 Umbau und ModultauSsch une 49 Tauschen des Gucherbetsmocdule A 49 Krier 49 Ausbau na EINDA EE 49 Au erbetriebnahme und Entsorgung n nannnennsnnnennsnnnerrsnrnrrnnnrnrenerennrrerrsnererennee 49 EHLSORGUNG BE 49 Ersatz der bisherigen Ger tegeneration SE Power durch den SE Power FS 50 e Ge EE 50 SE POWER EEN 50 nderungen der Anschlussverdrahtung seeeeeeseeeneeerinene
12. f r den Zustand STO an eine externe Steuerung Bezugspotential f r STO A Tabelle 7 Steckerbelegung X40 mn o leisieislelslel O Zur Sicherstellung der Funktion STO Safe Torque Off sind die Steuereing nge STO A und STO B zweikanalig in Parallelverdrahtung anzuschlie en siehe Abschnitt 5 3 1 Abbildung 7 Diese Anschaltung kann z B Teil eines Not Halt Kreises oder einer Schutzt r Anordnung sein 5 2 4 Mindestbeschaltung f r die Erstinbetriebnahme X40 Falls zur Erstinbetriebnahme des Servopositionierreglers noch keine sicherheitsgerichtete Anschaltung vorlieg kann der Servopositionierregler SE Power FS mit dem Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO mit einer Mindestbeschaltung entsprechend Abbildung 7 mit einem Not Halt Schalter 2 erfolgen Hinweis Sicherheitsfunktionen d rfen nie berbr ckt werden F hren Sie Mindestbeschaltungen der Eing nge STO A STO B und OV A OV B f r die Erstinbetriebnahme so aus dass diese zwangsweise entfernt werden m ssen wenn die endg ltige Sicherheitsbeschaltung erfolgt SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 33 Jafag 5 3 Schaltungsbeispiele 5 3 1 Sichere Momentabschaltung STO Safe Torque Off L230VAC N230VAC PE 24VDC ovoce LL al 1 afety R ckmeldung T1 ndstufen Freigabe Eingang SPS Ausgang SPS Ausgang SPS ITT Kon ne nn nn an en nee ee
13. nicht initialisiert nicht betriebsbereit Normalbetrieb d h nicht sicherer Zustand Das Sicherheitsmodul FSM 2 0 STO ist fehlerfrei initialisiert und betriebsbereit Sicherer Zustand SAFE TORQUE OFF d h die Leistungsendstufe des SE Power FS ist sicher abgeschaltet Sicherheitsbedingungen sind verletzt Der erfasste Status der beiden Treiberversorgungsspannungen entspricht keinem als g ltig definierten Zustand Die PWM wurde deaktiviert die Leistungsendstufe ist nicht sicher abgeschaltet d h es liegt ein nicht sicherer Zustand vor 6 3 3 4 Modultyp bernehmen Zustand Bedeutung der LEDs zur Statusanzeige im Fenster Sicherheitsmodul Im unteren Bereich des Fensters Sicherheitsmodul befindet sich Schaltfl che Modultyp bernehmen Modultyp bernehmen Diese Schaltfl che muss bet tigt werden um einen Modultausch zu best tigen Damit wird die integrierte Funktionale Sicherheit parametriert bzw projektiert Eine bis dahin anstehende Fehlermeldung aufgrund eines getauschten Modultyps wird anschlie end nach Speichern und Reset nicht mehr generiert SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 43 Jafag 6 4 Funktionstest Validierung N Hinweis Die Funktion STO muss nach der Installation und nach Ver nderungen der Installation validiert werden Diese Validierung ist vom Inbetriebnehmer zu dokumentieren Als Hilfe f r die Inbetriebnahme sind nachfolgend in Form v
14. C2_ON Schaltzeit ffnen ms lt STO A B_ON 5 ms T_C1 C2_OFF 1 STO A B_OFF STO A B_ON gt Tabelle 20 Tabelle 22 Technische Daten Elektrische Daten des R ckmeldekontaktes C1 C2 Hilfsversorgung 24V OV X40 Ausgang Ausf hrung Aus dem Servopositionierregler durchgeleitete Logikversorgungsspannung eingespeist an X9 nicht zus tzlich gefiltert oder stabilisiert Verpolungsgesch tzt berspannungsfest bis 60 V DC Nennspannung V 2 4 Nennstrom 100 kurzschlussfest max 300 mA Spannungsabfall V lt 1 bei Nennstrom Tabelle 23 Technische Daten Elektrische Daten des Hilfsversorgungs Ausgangs Galvanische Trennung Galvanisch getrennte STO A OV A Potentialbereiche STO B 0V B 24V OV Logikversorgung des Servopositionierreglers Tabelle 24 Technische Daten Galvanische Trennung X40 56 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag Verkabelung Max Kabell nge geschirmi mi Schirmung bei Verdrahtung au erhalb des Schaltschranks und Kabell ngen gt 30 m Schirmung bis in den Schaltschrank Leiterquerschnitt flexible Leiter Aderendh lse mit Isolierkragen zwei Leiter 2 x 0 25 mit Zwillingsaderendh lsen Anzugsdrehmoment M2 Nm 0 22 0 25 Tabelle 25 Technische Daten Verkabelung an X40 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 57 Jafag 10 Glossar Begriff Abk rzung Beschreibung CCF Common Cause Failure Fehler gemeins
15. CE Kennzeichen versehen Normen und Pr fwerte die das Produkt einh lt und erf llt finden Sie im Abschnitt Technische Daten gt Anhang 9 1 Die produktrelevanten EG Richtlinien entnehmen Sie bitte der Einbauerkl rung 14 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 4 Produktbeschreibung SE Power Safety Module STO 4 1 Produkt bersicht 4 1 1 Einsatzzweck Mit zunehmender Automatisierung gewinnt der Schutz von Personen vor gefahrbringenden Bewegungen immer gr ere Bedeutung Die funktionale Sicherheit beschreibt erforderliche Ma nahmen durch elektrische oder elektronische Einrichtungen um Gefahren durch Funktionsfehler zu vermindern oder zu beseitigen Im normalen Betrieb verhindern Schutzeinrichtungen den menschlichen Zugriff auf Gefahrenstellen In bestimmten Betriebsarten z B beim Einrichten m ssen sich Personen auch in Gefahrenbereichen aufhalten In diesen Situationen muss der Maschinenbediener durch antriebs und steuerungsinterne Ma nahmen gesch tzt werden Die integrierte funktionale Sicherheitstechnik bietet die steuerungs und antriebsseitigen Voraussetzungen zur optimalen Realisierung von Schutzfunktionen Die Aufw nde bei Planung und Installation sinken Durch den Einsatz integrierter funktionaler Sicherheitstechnik steigen Maschinenfunktionalit t und Verf gbarkeit im Vergleich zum Einsatz herk mmlicher Sicherheitstechnik Typ Beschreibung FSM 2 0 STO Sicherheitsmodul mit Funktion
16. STO und DIP Schaltern FSM 2 0 MOV Sicherheitsmodul mit erweiterten Sicherheitsfunktionen in Vorbereitung Tabelle 1 bersicht Sicherheits Aktivierungs Module f r den SE Power FS 4 1 2 Unterst tzte Ger te Das SE Power FS Safety Module STO kann ausschlie lich in Servopositionierreglern entsprechend Abschnitt 3 1 2 eingesetzt werden Die Servopositionierregler der Familie SE Power FS sind im Auslieferungszustand bereits mit dem bestellten Sicherheitsmodul STO oder MOV f r integrierte Funktionale Sicherheit ausger stet Bei der Ausf hrung mit eingesetztem SE Power FS Safety Module STO ist die Erweiterung auf die in diesem Produkthandbuch beschriebenen Sicherheitsfunktionen der integrierten funktionalen Sicherheit f r sicherheitsgerichtete Stopps m glich e F r die Ausf hrung mit eingesetztem GE Power FS Safety Module MOV in Vorbereitung ben tigen Sie die Anleitung SE Power FS MOV Handbuch in Vorbereitung SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 15 M afag 4 1 3 Bedienteile und Anschl sse Das SE Power FS Safety Module STO verf gt ber die folgenden Bedienteile Anschl sse und Anzeigeelemente FSM 2 0 STO SIL23 SILCL3 acc ENS1800 5 2 ENd2041 fCat 4 acc Ple EN I50 13849 1 1 Servopositionierregler SE Power FS mit Steckplatz f r Funktionale Sicherheitsmodule Digitale O Schnittstelle X40 zur Steuerung der STO Funktion Pin 1 der Schnittstelle X40 LED zur
17. Servoregler SE Power FS STO Handbuch Original Erg nzungsdokument zur Bedienungsanleitung Copyright by Afag Automation AG M afag M afag Inhaltsverzeichnis 1 teuer 8 1 1 DOKUM Cla E 8 2 VorWendele enee E 10 3 Sicherheit und Voraussetzungen f r den Produktemsatz Rene 11 3 1 SICH esse a ee E E 11 3 1 1 Allgemeine Gicherbetebumweise nenn nenne nenne nnenne nenne nennen 11 3 1 2 Bestimmungsgem e Verwendung nenn onenn name nenn nenn nenne nenn nennen 12 3 1 3 Vorhersehbare Feblamwencdung nenn nenn nenne nenn nenn nenne nenn nennen 12 3 1 4 Erreichbares Sicherheitsniveau Sicherheitsfunktion nach EN ISO 13849 1 EN SR 13 3 2 Voraussetzungen f r den Produkteinsatz nenn nenn nenne nenn nennen 13 3 2 1 Technische Voraussetzungen s ssesessensrererrrrrrrrrrrrrrrrrnrrnrrnrrnrruernrrnrrnernernereerne 13 3 2 2 Qualifikation des Fachpersonals Anforderungen an das Personal 14 3 2 3 Diagnosedeckungsgrad UC 14 3 2 4 Einsatzbereich und Zulasesungen none nnnnennnn nenne nenn nenn nenne nenne nnnenn 14 4 Produktbeschreibung SE Power Safety Module GIO nennen 15 4 1 PIOQUKTUBESLSICHL sosie a i i 15 4 1 1 EINSAIZZWECK EE 15 4 1 2 Unterst tzte Ger te nee ee la een 15 4 1 3 Bedienteile und Anschlusee nenn nenn nenne nenn nnne nenne nenn nun 16 4 2 Funktion und Anwendung Rene nenne nenn nenne nennenenennnnenennonnne nenne nennen 17 4 2 1 Beschreibung der Sicherheitsfunktion GI 18 4 2 2
18. Statusanzeige Status der funktionalen Sicherheit LU 2 O N DIP Schalter Aktivierung Konfiguration der Feldbus Kommunikation im Servopositionierregler Abbildung 1 Bedienteil und Anschl sse SE Power FS Safety Module STO 16 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 4 2 Funktion und Anwendung Das Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO besitzt die folgenden Leistungsmerkmale Erreichen der Funktion Safe Torque Off STO Potentialfreier R ckmeldekontakt f r den Betriebsstatus Ausf hrung als von au en steckbares Modul dadurch ist eine Nachr stung m glich Ausschlie lich geeignet f r Servopositionierregler der Produktfamilie SE Power FS Mit einem geeigneten externen Sicherheitsschaltger t und geeigneter Beschaltung des Grundger ts SE Power FS kann die Funktion Sicherer Halt SS1 realisiert werden SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 17 Jafag 4 2 1 Beschreibung der Sicherheitsfunktion STO Nutzen Sie die Funktion Sicher abgeschaltetes Moment Safe Torque Off STO wenn Sie in Ihrer Anwendung die Energiezufuhr zum Motor sicher abschalten m ssen Die Funktion Sicher abgeschaltetes Moment schaltet die Treiberversorgung f r die Leistungshalbleiter ab und verhindert somit dass die Leistungsendstufe die vom Motor ben tigte Spannung liefert siehe Abbildung 2 24 VDC 1 Sicherheitskreis Schalter Relais Sicherheitsschaltger t SE Pow
19. TO Statusleiste Typanzeige des Typanzeige des Reglers Sicherheitsmoduls Abbildung 9 Typanzeige des Sicherheitsmoduls und erweitertes Status Fenster 6 3 1 Typanzeige Regler und Sicherheitsmodul Am unteren Rand des SE Commander Hauptbildschirms befindet sich die Statusleiste Hier werden der Regler Typ und der Typ des integrierten Funktionalen SE Power FS Safety Module angezeigt siehe Abbildung 9 Zus tzlich werden Typ Seriennummer und Revision im Fenster Sicherheitsmodul angezeigt siehe Abschnitt 6 3 2 Statusanzeige der Zustandsmaschine 40 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 6 3 2 Statusanzeige der Zustandsmaschine Das Statusfenster permanent angezeigtes Fenster im Online Modus wurde um die Statusanzeige der Zustandsmaschine erweitert Hier wird der Status der Funktionalen Sicherheit in der Firmware des Grundger tes SE Power FS angezeigt siehe Abbildung 9 Dabei handelt es sich nicht um eine Darstellung des Status des SE Power FS Safety Module STO selbst Hier wird der Status der Zustandsmaschine im SE Power FS angezeigt der sich aus der Auswertung der Treiberversorgungsspannungen vom SE Power FS Safety Module STO ergibt Unabh ngig von der Anzeige kann die Leistungsendstufe des SE Power FS durch das Funktionale SE Power FS Safety Module STO bereits sicher abgeschaltet sein siehe auch Abschnitt 6 3 3 3 Status LEDs Der Status der internen Zustandsmaschine wird au erdem im Fenster Sicher
20. altpfad Endstufenfreigabe ber X1 21 Abschaltung der Leistungsendstufe Sperrung der PWM Signale Die Treiber f r die Leistungshalbleiter werden nicht mehr mit Pulsmustern angesteuert 2 Abschaltpfad Unterbrechung der Versorgung der sechs Endstufen Leistungshalbleiter IGBTs ber X3 mit Hilfe eines Relais Die Treiberversorgung f r die Leistungshalbleiter IGBT Optokoppler wird mit einem Relais getrennt Damit wird verhindert dass Pulsmuster PWM Signale an die Leistungshalbleiter gelangen Zus tzlich verf gt der SE Power ber einen potentialfreien R ckmeldekontakt X3 Pin 5 und 6 der als Diagnoseausgang das Vorhandensein der Treiberversorgung anzeigt 8 3 2 SE Power FS Die Ger te der Generation SE Power FS verf gen in Kombination mit dem SE Power FS Safety Module STO ber die Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off gem EN 61800 5 2 SIL3 bzw EN ISO 13849 1 Kat 4 PL e Die zwei Abschaltpfade werden ber die Steuereing nge STO A X40 1 und STO B X40 3 realisiert Der potentialfreie R ckmeldekontakt X40 Pin 5 und 6 ist ebenfalls vorhanden 8 3 3 nderungen der Anschlussverdrahtung Um eine bestehende Applikation mit STO vom SE Power auf den SE Power FS umzustellen sind folgende Anderungen in der Anschlussverdrahtung erforderlich 1 Abschaltpfad Verdrahtung Endstufenfreigabe X1 21 beibehalten und parallel auf STO A X40 1 f hren GNDA X40 2 mit 0 V X40 8 verbinden um das Bezugsp
21. amer Ursache nach EN ISO 13849 1 Average Diagnostic Coverage Diagnosedeckungsgrad nach IEC 61508 und EN 61800 5 2 Hardware Fault Tolerance Hardware Fehlertoleranz nach IEC 61508 Sicherheitskategorie nach EN ISO 13849 1 Stufen 1 4 Mean Time To dangerous Failure Zeit in Jahren bis der erste gef hrlichen Ausfall mit 100 Wahrscheinlichkeit aufgetreten ist nach EN ISO 13849 1 SN O NII LI 2 5 eb e MTTFd Nach EN 60204 1 Elektrische Sicherheit im Notfall durch Ausschalten der elektrischen Energie in der ganzen Installation oder einem Teil davon Not Aus Not Aus ist einzusetzen falls das Risiko eines elektrischen Schlags oder ein anderes Risiko elektrischen Ursprungs besteht Nach EN 60204 1 Funktionale Sicherheit im Notfall durch Stillsetzen einer Maschine oder bewegter Teile Not Halt ist dazu bestimmt einen Prozess oder eine Bewegung anzuhalten sofern dadurch eine Gef hrdung entstanden ist Output Signal Switching Device Ausgangssignale mit 24 V Pegel Taktung f r Fehleraufdeckung Not Halt PFD Probability of Failure on Demand Ausfallwahrscheinlichkeit im Anforderungsfall nach IEC 61508 PFH Probability of Dangerous Failures per Hour Gesamte Wahrscheinlichkeit eines gef hrlichen Ausfalls pro Stunde nach IEC 61508 L Performance Level nach EN ISO 13849 1 Stufen a e Safe Failure Fraction Verh ltnis der Ausfallraten sicherer und gef hrlicher aber erkennbarer
22. bener Leistungsendstufe angefordert Einbindung in die sicherheitsgerichtete Anschaltung pr fen 1 Die Meldungen der Fehlergruppe 51 sind nicht quittierbar Tabelle 13 St rungsmeldungen in Zusammenhang mit dem Sicherheitsmodul 48 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 8 Umbau und Modultausch 8 1 Tauschen des Sicherheitsmoduls 8 1 1 Reparatur H Eine Reparatur oder Instandsetzung des Moduls ist nicht zul ssig Falls erforderlich tauschen Sie das komplette Modul 8 1 2 Ausbau und Einbau s Informationen zum Aus und Einbau des Sicherheitsmoduls finden Sie hier Montage Demontage des Sicherheitsmoduls siehe Abschnitt 5 1 bernehmen der Seriennummer des getauschten Sicherheitsmoduls siehe Abschnitt 6 3 3 8 2 Au erbetriebnahme und Entsorgung Beachten Sie die Hinweise zur Demontage des Sicherheitsmoduls in Abschnitt 5 1 8 2 1 Entsorgung Beachten Sie die rtlichen Vorschriften zur umweltgerechten Entsorgung von Elektronik Baugruppen SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 49 M afag 8 3 Ersatz der bisherigen Ger tegeneration SE Power durch den SE Power FS 8 3 1 SE Power Die Ger te der bisherigen Ger tegeneration SE Power verf gen ber eine fest im Ger t integrierte Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off gem EN ISO 13849 1 Kat 3 PLd Die geforderte Zweikanaligkeit der STO Funktion wird ber zwei unabh ngige Abschaltpfade erreicht 1 Absch
23. bersicht Schnittstelle DNA 19 4 2 3 Steuereing nge STO A ODN A TSTIO BOV BIAAOl nennen 20 4 2 4 R ckmeldekontakt C1 C3IaaA0 nenne nenn nnenne nenne enennenenn 21 4 2 5 Hilfsversorgung 24V OV Lal 22 4 20 SIAlUSANZEI Io ee ee ae een 22 SS SE Re EE 22 4 3 Funktionalit ten im Grundger t GE Power EG 22 4 4 Z llverhalten anne nnn anne nnnnnnennnnnnennnnnnennnnnnennnnnnennnnnnennnennennnennnnnne 25 4 4 1 Basis Zeitverhalten GI 25 4 4 2 Zeitverhalten Aktivierung STO im Betrieb mit Wiederanlaut 26 4 4 3 Zeitverhalten Aktivierung SS1 im Betrieb mit Wiederanlauf 22000 28 5 Montage Dieter le 30 5 1 Montage Demontage nenn nenne nenn name nnnne nenn nano nenn nnnnennnnennnn namen 30 5 1 1 Sicherheitsmodul montieren Ran nnn anne nnn nano nnnennnennnennnennnennnn 31 2 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 9 1 2 5 2 5 2 1 5 2 2 9 2 3 9 2 4 5 3 5 3 1 5 3 2 6 1 6 2 6 3 6 3 1 6 3 2 6 3 3 6 4 7 1 1 2 1 3 1 3 1 1 3 2 1 4 7 4 1 7 4 2 8 1 8 1 1 8 1 2 8 2 8 2 1 8 3 8 3 1 8 3 2 8 3 3 8 3 4 9 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Sicherheitsmodul demontteren 31 Elektrische Installation Segpendt Zebosge engen ees Zeg niinn Age ed Zeen ef ee ER Sicherheitshinweise nenne nenne nenn nnenne nenn enennenennnn 32 DR Den EE ER ADS MOSEA EE 32 Mindestbeschaltung f r die Erstinbetriebnahme X40 2u0224002220 22200 33 EE 34 Sichere Momentabschaltung STO Safe
24. che Daten Umgebungsbedingungen 54 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 9 1 4 Elektrische Daten Steuereing nge STO A OV A STO B OV B X40 Zul ssige Restwelligkeit ou 31 0 typi Nennspannung ul m ma ul berspannungsabschaltung DN Nemnstrom mA Einschaltstrom mA 450 typisch Dauer ca 2 ms maximal 600 bei 28 8 V Einschalten Abschalten Schaltzeit von High auf Low 10 typisch maximal 20 bei 28 8 V STO A B_OFF Schaltzeit von Low auf High 1 typisch maximal 5 STO A B_ON Maximale positive us lt 300 bezogen auf Nennspannung 24 V und Testimpulsl nge bei 0 Signal Intervallen gt 2 s zwischen den Impulsen Tabelle 20 Technische Daten Elektrische Daten der Eing nge STO A und STO B Abschaltzeit bis Leistungsendstufe inaktiv und maximale Toleranzzeit f r Testimpulse Eingangsspannung STO A B Typische Abschaltzeit STO A B_OFF Maximale Toleranzzeit f r Testimpulse bei 24 V Signal Tabelle 21 Typische Abschaltzeit und minimale Toleranzzeit f r Testimpulse OSSD Signale SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 55 M afag R ckmeldekontakt C1 C2 X40 Ausf hrung FE Relaiskontakt Schlie er Max Spannung V DC lt 30 berspannungsfest bis 60 V DC Nennstrom mA lt 200 nicht kurzschlussfest Spannungsabfal Mo Er lt 1 Reststrom Kontakt uA lt 10 ge ffnet Schaltzeit Schlie en lt STO A B_OFF 5 ms T_C1
25. cherheitsschaltger t ffnen der r ckfallverz gerten Kontakte einstellbar K1 T_STO A B_OFF STO A B Schaltzeit von High auf Low Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_STO A B_ON STO A B Schaltzeit von Low auf High gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_DRIVE_V Verz gerung des SE Power FS T_DIN5 SU Zeit die DIN5 noch Low sein muss nach gt 20 ms dem Wiedereinschalten von STO A B und Statuswechsel des STO Moduls T_BRAKE_V_ON Ausschaltverz gerung der Haltebremse Abh ngig von der Bremse T_BRAKE_V_OFF Einschaltverz gerung der Haltebremse Abh ngig von der Bremse 1 Physikalische Verz gerungszeit bis die Bremse geschlossen ist 2 Mindestzeit Physikalische Verz gerungszeit bis die Bremse ge ffnet ist Diese Zeit kann durch gr eren Wert im Regler parametriert werden Tabelle 6 Zeitangaben zu Abbildung 5 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 29 Jafag 5 Montage und Installation 5 1 Montage Demontage Das Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO ist ausschlie lich f r die Integration in die Servopositionierregler SE Power FS geeignet Es kann nicht au erhalb des Servopositionierreglers betrieben werden N Warnung Gefahr des elektrischen Schlags bei nicht montiertem Sicherheitsmodul Ber hren von spannungsf hrenden Teilen f hrt zu schweren Verletzungen und AN kann zum Tod f hren Vor Ber hrung spannungsf hrender Teile bei Wartungs Instandsetzungs und Reinigungsarb
26. e Treiberversorgung f r die Leistungshalbleiter des Servopositionierreglers sicher abgeschaltet Die Leistungsendstufe PWM wird dadurch abgeschaltet 7 3 2 berspannungs und Verpolschutz Die Steuereing nge STO A und STO B sind gegen berspannungen und gegen Verpolung der Steuerspannung gesch tzt gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 Die an X40 herausgef hrte 24VDC Versorgungsspannung des Servopositionierreglers ist Kurzschlussfest 46 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag 7 4 Diagnose und St rungsbeseitigung 7 4 1 Zustandsanzeige 7 4 1 1 Anzeige am Sicherheitsmodul Der Betriebszustand wird direkt an der zweifarbigen LED des Sicherheitsmoduls angezeigt Zustand Beschreibung LED Aus Nicht sicher Zustand STO nicht aktiv Sicherheitsmodul oder Servopositionierregler hat keine Betriebsspannung Gr n Nicht sicher Zustand STO nicht aktiv Die Leistungsendstufe im Servopositionierregler f r die Speisung des Motors kann aktiv oder inaktiv sein Gelb Sicher Zustand STO aktiv Die Leistungsendstufe im Servopositionierregler f r die Speisung des Motors ist sicher abgeschaltet Tabelle 11 LED Anzeige am Sicherheitsmodul 7 4 1 2 Anzeige am Servopositionierregler Anzeige Beschreibung H Der Servopositionierregler befindet sich im Sicheren Zustand Dies ist nicht gleichbedeutend mit der Information ber den Status der Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off Dies kann nu
27. e nenn 52 Technische Daten Mechamsch nennen nenn 53 Technische Daten Zulassungen nenne nnnnne nennen 53 Technische Daten Transport nenne nenne nnnnne nennen nenne nnnnne nennen 54 Lechnisehe Daten Lagerung BE 54 Technische Daten Umgebungsbedingungen nennen ennnnnn nennen 54 Technische Daten Elektrische Daten der Eing nge STO A und STO B 55 Typische Abschaltzeit und minimale Toleranzzeit f r Testimpulse OSSD Signale 55 Technische Daten Elektrische Daten des R ckmeldekontaktes C1 C2 56 Technische Daten Elektrische Daten des Hilfsversorgungs AusgangsS 56 Technische Daten Galvanische Trennung TIsa0 02 56 Technische Daten Verkabelung an TSaA0 nennen nennen 57 Begnne UNG ADK TZUNGEN eure ae een 58 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Dieses Handbuch ist ein Erg nzungsdokument zur Bedienungsanleitung und ist g ltig f r Typ Bestellnummer SE Power FS Safety Module STO 50393463 Version dieser Sege SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Dokumentation Vorsicht Da es sich bei desem Handbuch um ein Erg nzungsdokument zur Bedienungsanleitung handelt ist dieses Dokument allein nicht ausreichend f r den Einbau und die Inbetriebnahme des Ger tes Bitte beachten Sie hierzu auch die Hinweise unter 1 1 Dokumentation Die in diesem Handbuch aufgef hrten Informationen beziehen sich auf folgende Hardwarevariante und Firm
28. eiten sowie bei langen Betriebsunterbrechungen 1 Die elektrische Ausr stung ber den Hauptschalter spannungsfrei schalten und gegen Wiedereinschalten sichern 2 Nach dem Abschalten mindestens 5 Minuten Entladezeit abwarten und auf Spannunggsfreiheit pr fen bevor auf den Servopositionierregler zugegriffen wird gt Hinweis Besch digung des Sicherheitsmoduls oder des Servopositionierreglers durch unsachgem e Handhabung Vor Montage und Installationsarbeiten Versorgungsspannungen ausschalten Versorgungsspannungen erst dann einschalten wenn Montage und Installationsarbeiten vollst ndig abgeschlossen sind Modul nie unter Spannung aus dem Servopositionierregler abziehen oder einstecken Beachten Sie die Handhabungsvorschriften f r elektrostatisch gef hrdete Bauelemente Ber hren Sie nicht die Platine und die Pins der Anschlussleiste im Servopositionierregler Greifen Sie das Sicherheitsmodul nur an der Frontplatte oder am Platinenrand 30 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 5 1 1 Sicherheitsmodul montieren 1 Das SE Power FS Safety Module STO in den leeren Steckplatz f r Funktionale Sicherheitsmodule einf hren so dass die Platine in den seitlichen F hrungen des Steckplatzes l uft 2 Sicherheitsmodul einschieben bei Erreichen der r ckseitigen Steckerleiste innerhalb des Servopositionierreglers vorsichtig bis zum Anschlag in die Steckerleiste dr cken 3 Abschlie e
29. el weist eine 2 kanalige Struktur auf die f r Kategorie 3 und 4 mit zus tzlichen Ma nahmen geeignet ist Welche zus tzlichen Ma nahmen erforderlich sind h ngt vom Anwendungsbereich und Sicherheitskonzept der Maschine ab SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 35 M afag 5 3 2 Verz gern und sichere Momentabschaltung SS1 Safe Stop 1 L230VAC N230VAC PE T 24VDC C E a E AE 5 en 2 _ 181 u FR n E GG ZS o 8 m D u en g Sy gt 2 5 ZS o A D S E ce D ne se oder gt lt i A E u O Fer ARERR d DEET m SE Power FS Nur relevante Anschl sse gezeichnet zech Servopositionierregler mit Sicherheitsmodul nur relevante Anschl sse dargestellt 2 Sicherheitsschaltger t 3 Lichtgitter 4 Schutzt r 5 Not Halt Schalter Abbildung 8 Schaltungsbeispiel Verz gern und sichere Momentabschaltung SS1 Safe Stop 1 Beispiel einphasiger Servopositionierregler SE Power FS 36 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag Die Sicherheitsfunktion Sicherer Stopp 1 SS1 Typ C kann durch verschiedene Ger te angefordert werden gt Abbildung 8 Der Schalter S1 in Abbildung 8 kann z B ein Not Halt Schalter ein Schutzt r Schalter oder ein Lichtgitter sein Die Sicherheitsanforderung erfolgt 2 kanalig ber den Schalter S1 und zum Sicherheitsschaltger t
30. enzen erm glicht ein Betreiben des Produkts gem den einschl gigen Sicherheitsrichtlinien Beachten Sie die Hinweise und Warnungen in dieser Dokumentation SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 13 Jafag 3 2 2 Qualifikation des Fachpersonals Anforderungen an das Personal Das Ger t darf nur von einer elektrotechnisch bef higten Person in Betrieb genommen werden die vertraut ist mit der Installation und dem Betrieb von elektrischen Steuerungssystemen den geltenden Vorschriften zum Betrieb sicherheitstechnischer Anlagen den geltenden Vorschriften zur Unfallverh tung und Arbeitssicherheit und der Dokumentation zum Produkt 3 2 3 Diagnosedeckungsgrad DC Der Diagnosedeckungsgrad h ngt von der Einbindung des Servopositionierreglers mit Sicherheitsmodul in die Steuerkette sowie von den umgesetzten Ma nahmen zur Diagnose ab Wenn bei der Diagnose eine St rung erkannt wird m ssen geeignete Ma nahmen zum Erhalt des Sicherheitsniveaus vorgesehen werden gt Hinweis Pr fen sie ob in Ihrer Applikation eine Querschlusserkennung des Eingangskreises und der Anschlussverdrahtung erforderlich ist Verwenden Sie ggf ein Sicherheitsschaltger t mit Querschlusserkennung f r die Ansteuerung des Sicherheitsmoduls 3 2 4 Einsatzbereich und Zulassungen Der Servopositionierregler mit eingebautem Sicherheitsmodul ist ein Sicherheitsbauteil nach Maschinenrichtlinie der Servopositionierregler ist mit dem
31. er Sicherheitsmodul Die Parametriersoftware Afag SE Commander wurde f r den Betrieb der Servopositionierregler Familie SE Power FS mit integriertem Funktionalem Sicherheitsmodul erweitert Die wesentlichen Erg nzungen sind Anzeige des Typs des integrierten Funktionalen SE Power FS Safety Module Statusanzeige der Zustandsmaschine der Firmware des Grundger tes SE Power FS Funktionen zur Projektierung der Kombination aus integriertem Funktionalem SE Power FS Safety Module und Servopositionierregler SE Power FS Unterst tzung der spezifizierten Warn und Fehlermeldungen o Das integrierte Funktionale SE Power FS Safety Module STO selbst erfordert ji keine Parametrierung SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 39 Jafag E 02 Afag SE Power ServoCommander Vers 4 0 SA 1 100 X Men leiste Symbolleiste Datei Parameter Fehler Optionen Hilfe Istwerte Positionierung c 4 Istgeschwindigkeit Sollgeschwindigkeit absolut Restwegmeldung 0 000 mm Eff Motorstrom Al Eff Motorspannung Anfahrverz gerung 0 000 s Position gt s Fahrzeit Pos A gt B Beschleunigungszeit 10 0 ms Fahrzeit Pos B gt A Brems beschleunigungszeit 10 0 ms Override 100 u Statusfenster az ug 200mm Sue ae 102 000 mm 5 Statusanzeige der Zustandsmaschine Hauptbildschirm SE Power FS 1kVA FSM 2 0 S
32. er FS Die Pegel der Eingangsspannung werden zwar bereichsweise berwacht das Sicherheitsmodul verf gt jedoch nicht ber eigene Fehlerbewertungsmechanismen und auch nicht ber die M glichkeit einer Fehleranzeige Hinweis Beim Quittieren von Fehlermeldungen werden immer auch alle quittierbaren Fehler bzgl der funktionalen Sicherheit quittiert gt Abschnitt 7 4 2 22 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Der Servopositionierregler SE Power FS berwacht den Status der Steuereing nge STO A und STO B Dadurch wird die Anforderung der Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off von der Firmware des Servopositionierreglers erkannt und nachfolgend verschiedene nicht sicherheitsgerichtete Funktionen ausgef hrt Erkennung der Abschaltung der Treiberversorgung f r die Leistungshalbleiter durch das Sicherheitsmodul Abschaltung der Antriebsregelung und der Ansteuerung der Leistungshalbleiter PWM Die Haltebremsansteuerung wird abgeschaltet wenn konfiguriert arundger teseitige Zustandsmaschine mit Bewertung der Ansteuerung Diskrepanzzeit Erkennung von anwendungsbezogenen Fehlerzust nden Diagnose der Hardware Status und Fehleranzeige ber Display digitale Ausg nge Feldbusse etc gt Hinweis Die Ansteuerung einer Bremse erfolgt durch die nicht sicherheitsgerichtete Firmware des Servopositionierreglers gt Hinweis Wird bei aktiver Endstufe einer der Steuereing nge STO A oder STO B dea
33. er FS Safety Module STO Leistungsendstufe im SE Power FS nur eine Phase dargestellt Treiberversorgung Motoranschluss LED gr n gelb Statusanzeige N O 0 A Go N R ckmeldekontakt Abbildung 2 Sicher abgeschaltetes Moment Funktionsprinzip beim GE Power FS 18 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Bei aktiver Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off ist die Energieversorgung zum Antrieb sicher unterbrochen Der Antrieb kann kein Drehmoment und somit auch keine gef hrlichen Bewegungen erzeugen Bei h ngenden Lasten oder anderen externen Kr ften sind zus tzliche Ma nahmen vorzusehen die ein Absacken sicher verhindern z B mechanische Haltebremsen Im Zustand STO Safe Torque Off erfolgt keine berwachung der Stillstandsposition Das Stillsetzen der Maschine muss sicherheitsgerichtet herbeigef hrt und sichergestellt werden z B ber ein Sicherheitsschaltger t Dies gilt insbesondere f r Vertikalachsen ohne selbsthemmende Mechanik Feststelleinheit oder Gewichtsausgleich gt Hinweis Es besteht die Gefahr des Anruckens des Antriebs bei Mehrfachfehlern im SE Power FS Falls w hrend des Zustands STO die Endstufe des Servopositionierreglers ausf llt gleichzeitiger Kurzschluss von 2 Leistungshalbleitern in unterschiedlichen Phasen kann es zu einer begrenzten Rast Bewegung des Rotors kommen Der Drehwinkel Weg entspricht einer Polteilung Beispiele Rotative Achse Sync
34. gang A f r die Funktion STO mit dem zugeh rigen OV A Pin 2 Bezugspotential Anforderung Safe Torque Off STO bei Low 0 Signal zusammen mit STO B STO B Pin 3 Steuereingang B f r die Funktion STO mit dem zugeh rigen OV B Pin 4 Bezugspotential Anforderung Safe Torque Off STO bei Low O Signal zusammen mit STO A R ckmeldekontakt f r den Zustand Safe Torque Off STO z B an eine externe Steuerung R ckmeldekontakt ge ffnet Safe Torque Off STO nicht aktiv R ckmeldekontakt geschlossen Safe Torque Off STO aktiv 24 V Pin 7 Hilfsversorgung z B f r sicherheitsgerichtete Peripherie 24 V DC 0 V Pin 8 Logikversorgung des Servopositionierreglers 1 Steuereing nge 24 V High aktiv angelehnt an EN 61131 2 Signalpegel abweichend siehe Abschnitt 9 Tabelle 20 Tabelle 2 Funktion der Anschl sse des Moduls Die Anschl sse sind in Gruppen untereinander und gegen ber der 24 V Versorgung des Grundger tes galvanisch getrennt gt Abschnitt 9 Tabelle 23 4 2 3 Steuereing nge STO A OV A STO B OV B X40 Mit den beiden Steuereing ngen STO A und STO B wird die Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off zweikanalig angefordert Sie erlauben den direkten Anschluss von sicheren Halbleiterausg ngen elektronische Sicherheitsschaltger te aktive Sicherheitssensoren z B Lichtgitter mit OSSD Signalen und von Schaltkontakten Sicherheitsschaltger te mi
35. gesteckt werden gt Hinweis Bei Sch den die aus unbefugten Eingriffen oder nicht bestimmungsgem er Verwendung entstehen erlischt der Gew hrleistungs und Haftungsanspruch gegen ber dem Hersteller 3 1 3 Vorhersehbare Fehlanwendung Zur nicht bestimmungsgem en Verwendung geh ren folgende vorhersehbare Fehlanwendungen der Einsatz in einem anderen Ger t als einem Servopositionierregler SE Power FS der Einsatz im Au enbereich der Einsatz im nicht industriellen Bereich Wohnbereich der Einsatz in Anwendungen bei denen das Abschalten zu gef hrlichen Bewegungen oder Zust nden f hren kann Hinweis Die Funktion STO ist bei Antrieben auf die ein permanentes Moment wirkt z B h ngende Lasten als alleinige Sicherheitsfunktion nicht ausreichend berbr ckung von Sicherheitseinrichtungen ist unzul ssig Reparaturen am Modul sind unzul ssig 12 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag i Die Funktion STO Safe Torque Off sch tzt nicht gegen elektrischen Schlag sondern ausschlie lich gegen gef hrliche Bewegungen gt SE Power FS Bedienungsanleitung 3 1 4 Erreichbares Sicherheitsniveau Sicherheitsfunktion nach EN ISO 13849 1 EN 61800 5 2 Das Sicherheitsmodul erf llt die Anforderungen der Pr fgrundlagen Kategorie 4 PL e nach EN ISO 13849 1 SIL CL 3 nach EN 61800 5 2 EN 62061 IEC 61508 und kann in Anwendungen bis Kat 4 PL e nach EN ISO 13849 1 und SIL
36. gorie 3 und 4 mit zus tzlichen Ma nahmen geeignet ist Welche zus tzlichen Ma nahmen erforderlich sind h ngt vom Anwendungsbereich und Sicherheitskonzept der Maschine ab SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 37 Jafag 6 Inbetriebnahme gt Hinweis Verlust der Sicherheitsfunktion Fehlende Sicherheitsfunktion kann zu schweren irreversiblen Verletzungen f hren z B durch ungewollte Bewegungen der angeschlossenen Aktorik Sicherheitsmodul nur betreiben in eingebautem Zustand und wenn alle Schutzma nahmen eingeleitet sind Sicherheitsfunktion zum Abschluss der Inbetriebnahme validieren gt Abschnitt 6 4 Falsche Verdrahtung Verwendung eines falschen Sicherheitsmoduls oder externer Bauteile die nicht entsprechend der Sicherheitskategorie ausgew hlt wurden f hren zu Verlust der Sicherheitsfunktion F hren Sie eine Risikobeurteilung f r Ihre Applikation durch und w hlen Sie die Beschaltung und die Bauteile entsprechend aus Beachten Sie die Beispiele gt Abschnitt 5 3 6 1 Vor der Inbetriebnahme F hren Sie folgende Schritte zur Vorbereitung der Inbetriebnahme durch 1 Sicherstellen dass das Sicherheitsmodul korrekt montiert ist siehe Abschnitt 5 1 2 Elektrische Installation pr fen Anschlusskabel Kontaktbelegung siehe Abschnitt 5 2 Alle PE Schutzleiter angeschlossen 6 2 DIP Schaltereinstellung Auf dem Sicherheitsmodul befinden sich DIP Schalter zur Aktivierung und Steue
37. heitsmodul angezeigt siehe Abschnitt 6 3 3 Fenster Sicherheitsmodul 6 3 3 Fenster Sicherheitsmodul F r den Betrieb der Servopositionierregler SE Power FS mit integriertem Funktionalem Sicherheitsmodul wurde die Parametriersoftware Afag SE Commander um das Fenster Sicherheitsmodul erg nzt Dieses Fenster wird entweder ber den Men punkt Parameter Funktionale Sicherheit Sicherheitsmodul oder ber die Schaltfl che Safety in der Symbolleiste f r den Schnellzugriff unterhalb der Men leiste ge ffnet siehe Abbildung 10 ro Afag SE Power SersoCommander Vers 4 0 SA 3 100 X O Date Parameter Fehler Optionen Hilfe Abbildung 10 Symbolleiste f r Schnellzugriff mit der Schaltfl che Safety Um die Bedeutung im Hinblick auf Funktionale Sicherheit zu unterstreichen ist die Schaltfl che Safety gelb gef rbt SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 41 Jafag Die Darstellung des Fensters Sicherheitsmodul ist abh ngig von dem jeweils integrierten Funktionalen Sicherheitsmodul Abbildung 11 zeigt dies am Beispiel der beiden Modultypen SE Power FS Safety Module STO und SE Power FS Safety Module MOV in Vorbereitung Sicherheitsmodul Info Typ FSM 2 0 STO Seriennummer 1144821873 Revision 1 0 Firmware Version Application KM Release Normalbetrieb Safe Torque Off STO WI Fehler Sicherheitskreis MOV ist in Vorbereitung Abbildung 11 Fenster
38. hronmaschine 8 polig gt Bewegung lt 45 an der Motorwelle Linearmotor Polteilung 20 mm gt Bewegung lt 20 mm am bewegten Teil 4 2 2 bersicht Schnittstelle X40 Das Sicherheitsmodul besitzt an der Frontseite einen 8 poligen Anschluss X40 f r Steuereing nge R ckmeldekontakt und eine 24 V Hilfsversorgung f r externe Sensoren gt Abschnitt 5 2 Die Sicherheitsfunktion STO wird ausschlie lich ber die zwei digitalen Steuereing nge STO A und STO B angefordert Eine sicherheitsgerichtete Beschaltung weiterer Schnittstellen am Grundger t SE Power FS ist nicht unbedingt erforderlich bzw vorgesehen H Eine Querschlusserkennung des Eingangskreises wird durch das Sicherheitsmodul nicht durchgef hrt ber einen potentialfreien R ckmeldekontakt Schlie er wird der Zustand des Servopositionierreglers an ein externes Sicherheitsschaltger t zur ck gemeldet Damit kann eine abw rtskompatible Anschaltung in einer gemischten Konfiguration bestehend aus SE Power bisherige Ger tegeneration mit der Funktionalit t Sicherer Halt ber den Anschluss X3 und dem SE Power FS realisiert werden gt Abschnitt 8 3 Die Schnittstelle X40 erlaubt den direkten Anschluss von aktiven und passiven Sensoren da eine 24 V Versorgungsspannung Hilfsversorgung mit zugeh rigem Bezugspotential herausgef hrt ist SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 19 Jafag Anschl sse Beschreibung STO A Pin 1 Steuerein
39. isiert werden Die Leistungsendstufe selbst ist dann schon sicher abgeschaltet Die Abarbeitung dieser Zustandsmaschine erfolgt im 10 ms Zyklus Damit ergibt sich insgesamt eine gestaffelte Reaktionsgeschwindigkeit gem Tabelle 3 Funktion Reaktionszeit Reaktion Schaltzeit von High T_STO gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 auf Low A B_OFF Schaltzeit von Low auf T_STO A B_ON Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 High Erfassung Ausfall Reaktion lt 125 us Ansteuerung der Leistungshalbleiter PWM wird Treiberversorgung abgeschaltet Haltebremse aktivieren treakion lt 10 ms Ansteuerung der Haltebremse nach Erfassung des Ausfalls der Treiberversorgung Signalbewertung und taeartion lt 10 ms Zustands berg nge in der internen Statusanzeige Zustandsmaschine ggf Ausl sen einer Fehlermeldung und Darstellung des Zustandes auf dem Display Tabelle 3 Erfassungs und Reaktionszeiten der Treiberversorgungsspannung 24 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag 4 4 Zeitverhalten Die Eing nge STO A und STO B sind funktional absolut gleichwertig daher ist die f Schaltreihenfolge von STO A STO B in allen Diagrammen austauschbar 4 4 1 Basis Zeitverhalten STO Abbildung 3 zeigt das Basis Zeitverhalten des Sicherheitsmoduls Die Zeitangaben finden Sie in Tabelle 4 SE Power FS Safety Module STO i STO A or Status LED ans STO Safe Torque Off aktiv S T_STO A B_OFF
40. it die Fehlermeldung beseitigt sind Fehlermeldung Bedeutung Haupt Sub index index 51 Kein unbekanntes Sicherheitsmodul Kein Sicherheitsmodul erkannt bzw unbekannter Modultyp Sicherheitsmodul Treiberversorgung fehlerhaft Interner Spannungsfehler des Sicherheitsmoduls Sicherheitsmodul Ungleicher Modultyp Typ oder Revision des Moduls passt nicht zur Projektierung Sicherheitsmodul Ungleiche Modulversion Typ oder Revision des Moduls wird nicht unterst tzt Sicherheitsmodul Diskrepanzzeit abgelaufen Sicherheitsmodul Ausfall Treiberversorgung bei aktiver PWM Ansteuerung Ma nahmen F r die Firmware und Hardware geeignetes Sicherheits Modul einbauen Eine f r das Sicherheits oder Feldbus Aktivierungs Modul geeignete Firmware laden vgl Typenbezeichnung auf dem Modul Modul vermutlich defekt Falls m glich mit einem anderen Modul tauschen Bei Modultausch Modultyp noch nicht projektiert Aktuell eingebautes Sicherheits Modul als akzeptiert bernehmen siehe Abschnitt 6 3 3 F r die Firmware und Hardware geeignetes Sicherheits Modul einbauen Eine f r das Modul geeignete Firmware laden vergleiche Typenbezeichnung auf dem Modul Steuereing nge STO A und STO B werden nicht gleichzeitig bet tigt Steuereing nge STO A und STO B sind nicht gleichsinnig beschaltet Diskrepanzzeit pr fen Der sichere Zustand wurde bei freigege
41. iten vollst ndig abgeschlossen sind Modul nie unter Spannung aus dem Servopositionierregler abziehen oder einstecken Beachten Sie die Handhabungsvorschriften f r elektrostatisch gef hrdete Bauelemente SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 11 M afag 3 1 2 Bestimmungsgem e Verwendung Das Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO dient als Erweiterung der Servopositionierregler SE Power FS zum Erreichen der Sicherheitsfunktion Sicher abgeschaltetes Moment Safe Torque Off STO mit SIL3 gem EN 61800 5 2 EN 62061 IEC 61508 bzw Kategorie 4 PL e gem EN ISO 13849 1 Der Servopositionierregler SE Power FS mit Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO ist ein Produkt mit sicherheitsrelevanten Funktionen und zum Einbau in Maschinen bzw automatisierungstechnischen Anlagen bestimmt und folgenderma en einzusetzen im technisch einwandfreien Zustand im Originalzustand ohne eigenm chtige Ver nderungen innerhalb der durch die technischen Daten definierten Grenzen des Produkts gt Anhang 9 1 im Industriebereich Die Funktionalen Sicherheitsmodule der Familie SE Power FS Safety Module k nnen in s mtlichen Servopositionierreglern der Produktfamilie SE Power FS betrieben werden die ber den Steckplatz f r Funktionale Sicherheitsmodule f r die Sicherheitstechnik verf gen Sie k nnen nicht in einen der Erweiterungssteckpl tze f r Technologiemodule TECH1 oder TECH2
42. ktiviert f hrt dies bei nicht angeschlossener Haltebremse zu einem ungebremsten Austrudeln des Antriebs Dies kann Sch den an der Maschine zur Folge haben Der Anschluss einer Haltebremse an den Servopositionierregler wird deshalb empfohlen Bitte pr fen Sie ob die von Ihnen verwendeten Motoren mit Haltebremse daf r ausgelegt sind den Motor im Fehlerfall ber die Haltebremse abzubremsen und still zu setzen Die Anforderung des sicheren Zustandes bei aktiver Ansteuerung der Leistungshalbleiter PWM ist m glich f hrt aber zu einer quittierbaren Fehlermeldung Im 10 ms Zyklus wird der Status beider Treiberversorgungsspannungen erfasst und bewertet Sind diese ber einen l ngeren Zeitraum ungleich wird eine Fehlermeldung ausgel st gt Abschnitt 7 4 2 Die Sicherheitsfunktion setzt voraus dass beide Signale den gleichen Status besitzen Nur w hrend einer bergangszeit der sog Diskrepanzzeit werden ungleiche Signale toleriert gt Abschnitt 4 2 3 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 23 M afag Diese Zustandsmaschine im Servopositionierregler SE Power FS hat parallel zu dem Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO einen eigenen Status Aufgrund der Bewertung der Diskrepanzzeit erreicht diese Zustandsmaschine den Sicheren Zustand m glicherweise erst mit deutlicher Verz gerung Entsprechend kann dieser Zustand auch erst mit deutlicher Verz gerung ber digitale Ausg nge oder einen Feldbus signal
43. leichstromversorgungen gen gen Verhalten bei Spannungsunterbrechungen etc Der Anschluss der Kabel erfolgt an einem Stecker dies erleichtert den Austausch des Sicherheitsmoduls Stellen Sie sicher dass keine Br cken o parallel zur Sicherheitsverdrahtung eingesetzt werden k nnen z B durch Verwendung des maximalen Aderqauerschnitts von 1 5 mm oder geeigneter Aderendh lsen mit Isolierkragen Verwenden Sie zum Durchschleifen von Leitungen zwischen benachbarten Ger ten Zwillings Aderendh lsen 5 2 2 ESD Schutz An nicht belegten Steckverbindern besteht die Gefahr dass durch ESD electrostatic discharge Sch den am Ger t oder anderen Anlagenteilen entstehen Erden Sie die Anlagenteile vor der Installation und verwenden Sie geeignete ESD Ausr stung z B Schuhe Erdungsb nder etc 5 2 3 Anschluss X40 Das SE Power FS Safety Module STO besitzt eine kombinierte Schnittstelle f r Steuerung und R ckmeldung ber den Steckverbinder X40 Ausf hrung am Ger t PHOENIX MINICOMBICON MG 1 5 8 GF 3 81 BK Stecker im Lieferumfang PHOENIX MINICOMBICON MC 1 5 8 STF 3 81 BK Anschluss entsprechend Abschnitt 9 1 4 Tabelle 25 32 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag Stecker Pin Bezeichnung Wert Beschreibung slov o ov Bezugspotential f r Hilfsversorgungsspannung 24 V DC Hilfsversorgungsspannung 24 V DC Logikversorgung des Servopositionierreglers herausgef hrt pen R ckmeldekontakt
44. lzugriff mit der Schaltfl che Safety 20022002200220022no 41 Fenster Sicherheitsmodul STO links und MOV rechte 42 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 5 Jafag Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8 Tabelle 9 Tabelle 10 Tabelle 11 Tabelle 12 Tabelle 13 Tabelle 14 Tabelle 15 Tabelle 16 Tabelle 17 Tabelle 18 Tabelle 19 Tabelle 20 Tabelle 21 Tabelle 22 Tabelle 23 Tabelle 24 Tabelle 25 Tabelle 26 bersicht Sicherheits Aktivierungs Module f r den SE Power ES 15 Funktion der Anschl sse des Moduls nenn nnnnnnnnnnnne nen 20 Erfassungs und Reaktionszeiten der Treiberversorgungsspannung s sssseerrseesenn 24 Zeitangaben zu Abbildung 3 25 Zeitangaben zu Abbildung A 27 Zeitangaben zu Abbildung 5 29 Steckerbelegung X40 nennen ennnnnne nennen 33 Bedeutung der LEDs zur Statusanzeige im Fenster Sicherheitsmodul 43 Fragen f r die Validierung nach EN ISO 12100 1 2010 Beispiel 44 Fragen f r die Validierung nach EN ISO 13849 1 und 2 Beispiel 45 LED Anzeige am Gcherhetemocu nn nnnnnnn nn nnnnnnnn nennen 47 Sieben Segment Anzeige am Gervopositonierredler nennen 47 St rungsmeldungen in Zusammenhang mit dem Sicherheitsmodu 48 Technische Daten Sicherheitskennzahlen nen nnnennnnnnnnennnnn
45. nabh ngig von Aktivierung Deaktivierung der Bremse Der Sollwert wird erst freigeschaltet wenn die Haltebremsverz gerung T_BRAKE_V abgelaufen ist Es wird ein Fehler ausgel st da die STO Eing nge bei aktiver Endstufe deaktiviert werden SE Power FS Safety Module STO 1 STO A STO B o an Status LED ___ STO Safe Torque Off aktiv C1 C2 wer T_STO A B_OFF a T_STO A B_ON SE Power FS Reglerfreigabe i i DIN T_DINS_LOW T_DIN5_SU Drehzahl Haltebremse optional T_DRIVE_V T_BRAKE_V_ON T_DRIVE_V T_LBRAKE_V_OFF Endstufenfrei gabe intern Abbildung 4 Zeitverhalten beim Aktivieren der Sicherheitsfunktion STO mit Wiederanlauf 26 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Zeit Beschreibung T_STO A B_OFF STO A B Schaltzeit von High auf Low Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_STO A B_ON STO A B Schaltzeit von Low auf High gt Abschnitt 9 1 4 Tabelle 20 T_DIN5 LOW Zeit die DIN5 Low sein muss bevor Oms STO A B wieder eingeschaltet wird T_DIN5 SU Zeit die DIN5 noch Low sein muss nach gt 20 ms dem Wiedereinschalten von STO A B und Statuswechsel des STO Moduls T_DRIVE_V Verz gerung des SE Power FS T_BRAKE_V_ON Ausschaltverz gerung der Haltebremse Abh ngig von der Bremse T_BRAKE_V_OFF Einschaltverz gerung der Haltebremse Abh ngig von der Bremse 1 Physikalische Verz gerungszeit bis die Bremse geschlossen ist
46. nd Sicherheitsmodul mit den beiden Schrauben an der Frontseite des Geh uses des Servopositionierreglers anschrauben Ziehen Sie die Schrauben mit ca 0 35 Nm an Abbildung 6 Montage Demontage 5 1 2 Sicherheitsmodul demontieren 1 Schrauben am Sicherheitsmodul herausdrehen 2 Sicherheitsmodul durch leichtes Hebeln an der Frontblende oder durch Ziehen am Gegenstecker um einige Millimeter l sen 3 Sicherheitsmodul aus dem Steckplatz ziehen SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 31 Jafag 5 2 Elektrische Installation 5 2 1 Sicherheitshinweise Bei der Installation m ssen die Anforderungen der EN 60204 1 erf llt werden N Warnung Gefahr des elektrischen Schlags bei Spannungsquellen ohne Schutzma nahmen IN Verwenden Sie f r die elektrische Logikversorgung ausschlie lich PELV Stromkreise nach EN 60204 1 Protective Extra Low Voltage PELV Ber cksichtigen Sie zus tzlich die allgemeinen Anforderungen an PELV Stromkreise gem der EN 60204 1 Verwenden Sie ausschlie lich Stromquellen die eine sichere elektrische Trennung der Betriebsspannung nach EN 60204 1 gew hrleisten Durch die Verwendung von PELV Stromkreisen wird der Schutz gegen elektrischen Schlag Schutz gegen direktes und indirektes Ber hren nach EN 60204 1 sichergestellt Elektrische Ausr stung von Maschinen Allgemeine Anforderungen Das im System verwendete 24 V Netzteil muss den Anforderungen der EN 60204 1 f r G
47. nnung f r STO A und STO B 24 V gt OSSD Signale mit einer Testimpulsl nge von 3 5 ms werden toleriert 4 2 4 R ckmeldekontakt C1 C2 X40 Bei nicht aktiver Funktion STO ist der R ckmeldekontakt ge ffnet Dies ist z B der Fall wenn nur eine der beiden Steuerspannungen STO A oder STO B anliegt bei abgeschalteter 24V Logikversorgungsspannung oder bei Ausfall der Versorgungsspannung Bei aktiver Funktion STO ist der Relaiskontakt geschlossen Der R ckmeldekontakt ist einkanalig ausgef hrt und darf zu Diagnosezwecken l nicht aber im Sicherheitskreis verwendet werden Tabelle 22 in Abschnitt 9 1 4 beschreibt die elektrischen Daten Tabelle 21 das Zeitverhalten des R ckmeldekontakts Beim Ein und Ausschalten der 24 V Versorgung des Grundger tes kann der Schaltzustand des Relais aufgrund des unterschiedlich schnellen Hochlaufs der internen Versorgungsspannungen kurzzeitig ca 100ms vom Zustand der Steuereing nge STO A und STO B abweichen SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 21 Jafag 4 2 5 Hilfsversorgung 24V OV X40 Der Servopositionierregler SE Power FS mit dem Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO stellt an X40 eine 24V Hilfsversorgung zur Verf gung Diese kann bei der Nutzung des R ckmeldekontaktes C1 C2 oder zur Versorgung externer aktiver Sensoren eingesetzt werden Tabelle 23 in Abschnitt 9 1 4 beschreibt die elektrischen Daten der Hilfsversorgung 4 2 6 Statusanzeige Zur Statusa
48. nzeige der Sicherheitsfunktion besitzt das Sicherheitsmodul eine LED auf der Frontseite siehe Abschnitt 7 4 1 Die Status LED zeigt den Betriebszustand des Moduls an gr n STO nicht aktiv gelb STO aktiv Die Anzeige entspricht dem Zustand des R ckmeldekontakts C1 C2 4 2 7 DIP Schalter Auf der Frontseite des Sicherheitsmoduls befinden sich DIP Schalter Diese haben keine sicherheitsgerichtete Funktion Die Bedeutung der einzelnen Schalter h ngt von dem eingesetzten Technologiemodul zur Feldbuskommunikation ab Mit Hilfe der DIP Schalter kann die Feldbus Kommunikation aktiviert deaktiviert oder z B eine Teilnehmer Adresse eingestellt werden 4 3 Funktionalit ten im Grundger t SE Power FS Die folgenden Funktionen im Grundger t SE Power FS sind nicht gem EN 61800 5 2 zertifiziert Sie sind funktionale Erg nzungen und bieten zus tzliche Diagnosem glichkeiten Vom Sicherheitsmodul erzeugte Fehlermeldungen wie z B berschreiten der Diskrepanzzeit werden durch die nicht sicherheitsrelevante Zustandsmaschine des Servopositionierreglers erfasst und bewertet Werden die Bedingungen f r einen Fehlerstatus erkannt wird eine Fehlermeldung generiert In diesem Fall kann nicht unter allen Umst nden gew hrleistet sein dass die Leistungsendstufe sicher abgeschaltet worden ist Das Sicherheitsmodul SE Power FS Safety Module STO steuert ausschlie lich die Bereitstellung der Treiberversorgung f r den Servopositionierregler SE Pow
49. on Beispiel Checklisten Fragen zur Risikominderung zusammengestellt Die folgenden Checklisten ersetzen keine sicherheitstechnische Ausbildung F r die Vollst ndigkeit der Checklisten kann keine Gew hr bernommen werden Nr Fragen Trifft zu Erledigt Wurden alle Betriebsbedingungen und alle dal Nein O Eingriffsverfahren ber cksichtigt Wurde die 3 Stufen Methode zur Risikominderung Nein O angewendet d h 1 Inh rent sichere Konstruktion 2 Technische und evtl erg nzende Schutzma nahmen 3 Benutzerinformation ber das Restrisiko Wurden die Gef hrdungen beseitigt oder die Risiken der Nein O Gef hrdungen soweit vermindert wie dies praktisch umsetzbar ist d Ist sichergestellt dass die durchgef hrten Ma nahmen Ja Nein O nicht neue Gef hrdungen schaffen 5 Sind die Benutzer hinsichtlich der Restrisiken ausreichend Ja O Nein O informiert und gewarnt Ist sichergestellt dass die Arbeitsbedingungen der Jal Nein O Bedienpersonen durch die ergriffenen Schutzma nahmen nicht verschlechtert worden sind Sind die durchgef hrten Schutzma nahmen miteinander dal Nein O vereinbar Wurden die Folgen ausreichend ber cksichtigt die durch IJa O Nein O den Gebrauch einer f r gewerbliche industrielle Zwecke konstruierten Maschine beim Gebrauch im nicht gewerblichen nicht industriellen Bereich entstehen k nnen Ist sichergestellt dass die durchgef hrten Ma nahmen die iJa O Nein O F higkeit der Maschine zu
50. otential zu verbinden 2 Abschaltpfad Verdrahtung Treiberversorgung X3 RELAIS jetzt auf STO B X40 3 f hren GNDB X40 4 mit 0 V X40 8 verbinden um das Bezugspotential zu verbinden R ckmeldekontakt Anschluss f r den R ckmeldekontakt X3 5 und X3 6 umlegen auf X40 5 und X40 6 gt Hinweis Im Betrieb verhalten sich die R ckmeldekontakte beim SE Power und beim SE Power FS kompatibel Bei abgeschalteter Logikversorgung 24 V ist das Verhalten unterschiedlich SE Power Kontakt geschlossen SE Power FS Kontakt offen 50 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 8 3 4 Hinweise zur Projektierung Der SE Power FS erm glicht eine h here Performance als der SE Power Wird dies ausgen tzt ist dies eine wesentliche Anderung der Maschine RN Hinweis Der Parametersatz des SE Power muss mit den gleichen Werten auf den Parametersatz des SE Power FS bertragen werden Werden diese Werte erh ht und es kommt dadurch zu einer Erh hung der Gef hrdung muss eine neue Risikobewertung der Maschine durchgef hrt werden EN Hinweis Nach dem Austausch des Servopositionierreglers muss eine Validierung der Sicherheitsfunktion entsprechend den Vorgaben des Maschinenherstellers durchgef hrt werden SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 51 Jafag 9 Technischer Anhang 9 1 Technische Daten 9 1 1 Sicherheitstechnik Sicherheitskennzahlen Sicherheitsfunktion STO Sichere Anlauf
51. r Erf llung ihrer Funktion nicht berm ig beeintr chtigen Tabelle 9 Fragen f r die Validierung nach EN ISO 12100 1 2010 Beispiel 44 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag Nr Fragen Trifft zu Erledigt Wurde eine Risikobeurteilung durchgef hrt Ja O Wurden eine Fehlerliste und ein Validierungsplan erstellt Ja O c Funktionspr fungen Bet tigung des Not Halts der Anlage Wird der Antrieb stillgesetzt Wird nur STO A aktiviert wird der Antrieb sofort stillgesetzt und wird nach Ablauf der Diskrepanzzeit der Fehler Diskrepanzzeitverletzung Anzeige 52 1 im SE Power FS gemeldet Nein O Ist das Sicherheitsschaltger t entsprechend den Nein O Anforderungen der Anwendung zertifiziert und verdrahtet J J J Ist ein Sicherheitsschaltger t an X40 verdrahtet worden J DI J J J J J Wird nur STO B aktiviert wird der Antrieb sofort stillgesetzt und wird nach Ablauf der Diskrepanzzeit der Fehler Diskrepanzzeitverletzung Anzeige 52 1 im SE Power FS gemeldet Wird ein Kurzschluss zwischen STO A und STO B erkannt Ja O Nein O oder ist ein geeigneter Fehlerausschluss definiert Nur bei Verwendung eines Sicherheitsschaltger tes mit Ja Nein O Auswertung des R ckmeldekontaktes C1 C2 Wird bei Kurzschluss von C1 nach C2 der Antrieb stillgesetzt Ist der Wiederanlauf verhindert D h bei bet tigtem Not Ja Nein O Halt und aktiven Enable
52. r an der LED des Sicherheitsmoduls abgelesen werden F r den unsicheren Zustand ist keine spezielle Anzeige vorgesehen es werden die normalen Statusanzeigen des Servopositionierreglers dargestellt Tabelle 12 Sieben Segment Anzeige am Servopositionierregler 7 4 2 St rungsmeldungen Wenn ein Fehler auftritt zeigt der Servopositionierregler eine Fehlermeldung zyklisch in der Sieben Segment Anzeige auf der Frontseite des Servopositionierreglerss an Die Fehlermeldung setzt sich aus einem E f r Error einem Hauptindex xx und ein Subindex y zusammen z B E 5 1 0 Warnungen haben die gleiche Nummer wie eine Fehlermeldung Im Unterschied dazu erscheint aber eine Warnung durch einen vorangestellten und nachgestellten Mittelbalken z B 1 7 0 In Tabelle 13 sind die f r die funktionale Sicherheit im Zusammenhang mit dem SE Power FS Safety Module STO relevanten Fehlermeldungen aufgelistet Weitere Informationen zu anderen Fehlermeldungen finden Sie in der zugeh rigen i Dokumentation z B den jeweiligen Produkthandb chern dem Softwarehandbuch oder den feldbusspezifischen Produkthandb chern Siehe 1 1 Dokumentation SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 47 Jafag Im Falle einer nicht quittierbaren Fehlermeldung m ssen Sie die Ursache gem den empfohlenen Ma nahmen zun chst beseitigen F hren Sie danach einen Reset des Servopositionierreglers durch und pr fen Sie ob die Fehlerursache und dam
53. rregler einfach in Betrieb nehmen k nnen SE Power Software Handbuch Beschreibung der Software SE Commander mit den einzelnen Funktionen SE Power CANopen Handbuch Beschreibung des implementierten CANopen Protokolls gem CiA DSP402 und DS301 SE Power FS STO Handbuch Beschreibung der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Sicherheitsmoduls STO 8 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag SE Power Profibus Handbuch Beschreibung des implementierten PROFIBUS DP Protokolls der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Feldbus Schnittstellen Moduls SE Power Profibus Interface SE Power EtherCAT Handbuch Beschreibung der Feldbusanschaltung mit EtherCAT unter Verwendung des CoE CANopen over EtherCAT Protokolls der technischen Daten und der Ger tefunktionalit t sowie Hinweise zur Installation und Betrieb des Feldbus Schnittstellen Moduls SE Power EtherCAT Interface SE Power FS Programmiierbeispiel Siemens S7 V5 5 Beschreibung zur Konfiguration und Programm vom Programmierbeispiel f r Siemens S7 V5 5 SE Power FS Programmierbeispiel Siemens S7 TIA V12 Beschreibung zur Konfiguration und Programm vom Programmierbeispiel f r Siemens S7 TIA V12 Diese Dokumente stehen zum Download auf unserer Homepage zur Verf gung www afag com SE Power FS STO Handbuch
54. rung der Feldbuskonfiguration Die Funktionalit t der DIP Schalter ist abh ngig von der verwendeten Feldbus Schnittstelle Stellen Sie die DIP Schalter ein wie in der Dokumentation zu den Servopositionierreglern SE Power FS oder den feldbusspezifischen Produkthandb chern beschrieben siehe 1 1 Dokumentation 38 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Jafag 6 3 Parametrierung mit dem Afag SE Commander F r die Funktionale Sicherheit besteht die Anforderung an eine Nachvollziehbarkeit von Anderungen Um dies sicherstellen zu k nnen werden auf dem integrierten Funktionalen SE Power FS Safety Module Angaben zum Modultyp zur Seriennummer und zur Revision gespeichert Im Grundger t SE Power FS werden seinerseits diese Daten als Vergleichswerte abgelegt Dadurch kann eine Anderung an den Komponenten erkannt werden Bei der Erkennung einer nderung z B einem Modultausch wird ein nicht quittierbarer Fehler ausgel st Um die Applikation mit dem Servopositionierregler wieder in Betrieb setzen zu k nnen muss die nderung projektiert werden Das bedeutet dass die nderung explizit bernommen bzw best tigt wird In Bezug auf die integrierten Funktionalen SE Power FS Safety Module STO und SE Power FS Safety Module MOV in Vorbereitung handelt es sich bei diesen nachvollziehbaren Anderungen um einen Modultausch Die Projektierung erfolgt im Fenster Sicherheitsmodul des Afag SE Commander siehe Abschnitt 6 3 3 Fenst
55. sperre STO Safe Torque Off nach EN 61800 5 2 mit SIL3 Sichere Anlaufsperre STO Safe Torque Off nach EN ISO 13849 1 mit Kategorie 4 und PL e SIL 3 Sicherheitsstufe Safety Integrity Level nach SIL CL3 EN 61800 5 2 4 Einstufung in Kategorie nach EN ISO 13849 1 Leistungsgrad Performance Level nach EN ISO 13849 1 K 97 5 Mittlerer Diagnosedeckungsgrad Average Diagnostic Coverage 1 Hardware Fehlertoleranz Hardware Failure Tolerance 99 2 Safe Failure Fraction Safe Failure Fraction 1 07x 10 Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls pro Stunde Probability of dangerous Failure per Hour 2 3x 10 Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls bei Anforderung Probability of dangerous Failure on Demand BEINE Ee Lel C Q Se Ki O Pr fintervall Proof Test Interval Gebrauchsdauer nach EN ISO 13849 1 Jahre 100 Mittlere Zeit bis zu einem gef hrlichen Ausfall Mean time to dangerous failure Rechnerisch 1450 Jahre begrenzt auf 100 Jahre Dee ef e ze Z E U Ur TI T T U I T BS Q Tabelle 14 Technische Daten Sicherheitskennzahlen 52 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag 9 1 2 Allgemein Mechanisch Abmessungen L x B x H ca 112 6 x 87 2 x 28 3 ewen Man Steckplatz Steckplatz f r Funktionale Sicherheitsmodule Werkstoff Hinweis wu RoHS konform Tabelle 15 Technische Daten Mechanisch Zulassungen SE Power FS
56. srrerrernerrnrierrnsrrerreren 50 Hinweise zur Projektierung nenn nun enenn nenn nnnne nenne nnnennnnenennnnnn 51 Technischer ANNANG E 52 Jafag 9 1 Technische Uaten 0000 nnnonnnn nun onnn nun anne anne anne anne nano nnnennnennnennnn 52 CS Wer NEE eu EE 52 9 1 2 EIERE 53 9 1 3 Betriebs und Umweltbedingungen nenn nenn nenne nene nenne nenn nennen 54 CN SR a Ee En RE ee 55 10 OS E 58 4 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Abbildung 2 Abbildung 3 Abbildung 4 Abbildung 5 Abbildung 6 Abbildung 7 Abbildung 8 Abbildung 9 Abbildung 10 Abbildung 11 Bedienteil und Anschl sse SE Power FS Safety Module GO 16 Sicher abgeschaltetes Moment Funktionsprinzip beim SE Power FS 18 Basis Zeitverhalten beim Aktivieren und Deaktivieren der Sicherheitsfunktion STO 25 Zeitverhalten beim Aktivieren der Sicherheitsfunktion STO mit Wiederanlauf 26 Zeitverhalten beim Aktivieren der Sicherheitsfunktion SS1 externe Beschaltung mit Ve E EES 28 Montage Demontage E 31 Anschluss des SE Power FS Safety Modul STO Beispiel einphasiger Servopositionierregler SE Power ES 34 Schaltungsbeispiel Verz gern und sichere Momentabschaltung SS1 Safe Stop 1 Beispiel einphasiger Servopositionierregler SE Power EG 36 Typanzeige des Sicherheitsmoduls und erweitertes Status Fenster 40 Symbolleiste f r Schnel
57. t Relaisausg ngen passive Sicherheitssensoren z B zwangsgef hrte Positionsschalter gt z B Abschnitt 5 2 3 Abbildung 7 Um die Sicherheitsfunktion STO Safe Torque Off anzufordern wird die 24 V Steuerspannung an beiden Steuereing ngen STO A und STO B abgeschaltet 0 V Wenn beide Steuereing nge gleichzeitig bzw innerhalb einer festgelegten Diskrepanzzeit abgeschaltet werden ist die Funktion STO aktiv F r die Steuereing nge STO A und STO B ist eine Unterspannungs berwachung integriert um ung ltige Spannungsbereiche f r die nachgeschalteten Folgeelektroniken auszuschlie en sowie eine Uberspannungs berwachung zum Schutz vor Uberspannung H Tabelle 20 in Abschnitt 9 1 4 beschreibt die technischen Daten f r de I Steuereing nge im spezifizierten Betriebsbereich von Logikspannungen F r den Eingangsspannungsbereich der Steuereing nge STO A und STO B sind Toleranzbereiche definiert Von der H he der Eingangsspannung h ngt die in den Komponenten des Sicherheitsmoduls z B Kondensatoren gespeicherte Energiemenge ab Bei Schaltvorg ngen m ssen diese Energiemengen auf bzw entladen werden Folglich ergeben sich von der Eingangsspannung abh ngige Werte f r die Abschaltzeit f r den bergang in den Sicheren Zustand STO und die Toleranzzeit gegen ber OSSD Signalen Pufferzeit 20 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag Die Anforderungen an das Zeitverhalten ergeben sich aus den technischen Daten im
58. vers 1 4 de 03 03 2014 9 M afag 2 Verwendete Symbole Information Wichtige Informationen und Hinweise Vorsicht Die Nichtbeachtung kann hohe Sachsch den zur Folge haben GEFAHR Die Nichtbeachtung kann Sachsch den und Personensch den zur Folge haben Vorsicht Lebensgef hrliche Spannung Der Sicherheitshinweis enth lt einen Hinweis auf eine eventuell auftretende lebensgef hrliche Spannung 10 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 M afag 3 Sicherheit und Voraussetzungen f r den Produkteinsatz 3 1 Sicherheit 3 1 1 Allgemeine Sicherheitshinweise Vorsicht Es gelten die Sicherheitshinweise der Bedienungsanleitung Die Bedienungsanleitung ist das Hauptdokument und ist vor der Installation und der Inbetriebnahme von allen Ger ten der Baureihe SE Power unabh ngig der Ausf hrung zwingend durchzulesen gt Hinweis Verlust der Sicherheitsfunktion Nicht Einhalten von Umgebungs und Anschlussbedingungen kann zum Verlust der Sicherheitsfunktion f hren Halten Sie die spezifizierten Umgebungs und Anschlussbedingungen ein insbesondere die Eingangsspannungstoleranzen gt Technische Daten Anhang 9 1 gt Hinweis Besch digung des Sicherheitsmoduls oder des Servopositionierreglers durch unsachgem e Handhabung Vor Montage und Installationsarbeiten Versorgungsspannungen ausschalten Versorgungsspannungen erst dann einschalten wenn Montage und Installationsarbe
59. wareversion des Servopositionierreglers SE Power und der Version des Parametrierprogramms Afag SE Commander Firmware ab Version 4 0 KM Release 1 1 Parametriersoftware ab Version 4 0 Hardware SE Power FS mit Safety Module STO FSM 2 0 ab Revision 1 5 SE Power FS STO Handbuch vers 1 4 de 03 03 2014 7 Jafag 1 Allgemeines 1 1 Dokumentation Zu den Servopositionierreglern der Reihe SE Power sind umfangreiche Dokumentationen vorhanden Dabei gibt es Hauptdokumente und Erg nzungsdokumente Die Dokumente enthalten Sicherheitshinweise die beachtet werden m ssen Hauptdokument vorliegend Dokumentation Beschreibung SE Power FS Bedienungsanleitung Beschreibt die technischen Daten die Ger tefunktionen die Anschl sse und Stecker Belegungen sowie die Handhabung der Servoreglerfamilie SE Power FS Es richtet sich an Personen die sich mit dem Servoregler SE Power FS vertraut machen wollen Vorsicht Die Bedienungsanleitung ist das Hauptdokument und vor der Installation und der Inbetriebnahme von allen Ger ten der Baureihe SE Power FS zwingend durchzulesen Erg nzungsdokumente zur Bedienungsanleitung vorliegend Dokumentation Beschreibung SE Power FS Kurzinstallationsanleitung Diese Anleitung liegt den Ger ten SE Power FS bei der Auslieferung bei und stellt einen Auszug aus der Bedienungsanleitung dar Die darin enthaltenen Installationsanweisungen stellen sicher dass sie den Servopositionie
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