SS1 - Sicherer Stopp 1 (Safe Stop 1)

 

Allgemeine Funktionsbeschreibung

Die Funktion Sicherer Stopp 1 bewirkt ein schnelles und sicheres Stoppen des Antriebs. Der Antrieb bremst eigenständig ab und aktiviert am Ende die antriebsinterne STO-Funktion (Safe Torque Off, Sicher abgeschaltetes Drehmoment). Dadurch bleibt der Antrieb drehmoment­frei und der Motor wird nicht länger mit Energie versorgt. (Im Gegensatz dazu, überwacht die Funktion Sicherer Stopp 2 anstelle von STO den Stillstand, ähnlich der SOS-Funktion.)

Die aktive STO-Funktion führt zu einer nachfolgenden Anlauf-/Wieder­anlaufsperre (siehe Abschnitt unten).

SS1 realisiert das funktional sichere Stoppen entsprechend Stopp-Kategorie 1 gemäß EN 60204-1.

SS1 ist die definierte Fallback-Funktion der sicherheitsbezogenen Funk­tionen SLS1 bis SLS4, SMS, SDIneg und SDIpos.

Überwachung durch den sicherheitsbezogenen FB bzw. das Safety-Modul

Das Überwachungsverhalten des Funktionsbausteins hängt von der Parametrierung des Safety-Moduls ab:

In beiden Fällen stoppt die SS1-Funktion den Motor und initiiert dann die STO-Funktion, um den Antrieb drehmomentfrei zu setzen.

Die Anforderung der Sicherheitsfunktion erfolgt zu Beginn des Zeitinter­valls  t1 (Signal 'S_SS1_Request' im Diagramm). t1 wird über den Geräteparameter SS1_StartDelayTime[t1] eingestellt.

SafeStop1.png

Innerhalb des Zeitintervalls t1 empfängt die Standard-Steuerung eben­falls die Anforderung aus dem angeschlossenen Prozess und startet die Motion Control-Funktion gemäß der in der Standard-Anwendung definierten Logik und Antriebsparametrierung.

Nach Ablauf von t1 wird der Antriebs abgebremst. Die maximal erlaubte Dauer t2 dieser Rampenphase ist durch den Geräteparameter SS1_RampMonitoringTime[t2] definiert.

Am Ende von t2 ist STO aktiviert.

Während t2 kann die Abbremsung durch Einstellen des Geräteparame­ters SS1_RampMonitoring = Aktiviert überwacht werden.

Falls die Rampenüberwachung deaktiviert ist, wird die Abbremskurve nicht überwacht. Während des Zeitintervalls t2 ist sogar eine Beschleuni­gung erlaubt. Der Stillstand wird erzwungen, wenn t2 mit der Aktivierung der STO-Funktion abläuft.

Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, wird die Abbremskurve überwacht und muss der parametrierten Rampe folgen (wie in der Abbil­dung gezeigt). Andernfalls wird STO als die definierte Fallback-Funktion aktiviert.

Wenn Geschwindigkeit Null erreicht wurde solange t2 noch nicht abge­laufen ist, ist eine definierte Geschwindigkeitstoleranz der Achse erlaubt (Parameter SS1_MinRampVelocity[v2]) und wird hinsicht­lich v2 überwacht.

Wenn der drehmomentfreie Status des Antriebs durch die korrekte Ausführung der SS1-Funktion erreicht wurde, steuert der Funktions­baustein S_SS1_SafetyActive  auf  SAFETRUE (siehe Diagramm).

Andernfalls, wenn die STO-Fallback-Funktion aufgrund eines erkannten Fehlers wie oben beschrieben aktiviert wurde, wird dies durch S_STO_SafetyActive = SAFETRUE angezeigt.

Fallback-Funktion

Wenn der parametrierte Wert SS1_RampMonitoringTime[t2] über­schritten wird, oder bei aktivierter Rampenüberwachung die parametri­erte Abbremsrampe nicht wie vorgegeben eingehalten wird oder die Geschwindigkeitstoleranz (v2 in der Abbildung) überschritten wird, wird automatisch die STO-Funktion als Fallback ausgeführt.

Anwendung

Die SS1-Funktion wird verwendet, wenn eine gesteuerte Abbremsung des Antriebs mit anschließendem drehmomentfreien Stillstand benötigt wird, z.B. nach einem sicherheitsrelevanten Ereignis.

SS1 ist geeignet, um eine große Schwungmasse so schnell wie möglich anzuhalten bzw. zu verlangsamen und von hohen Antriebsdrehzahlen so schnell wie möglich zum Stillstand zu gelangen. Typische Beispiele sind Schleifspindeln, Zentrifugen, Regalbediengeräte.

Wiederanlaufsperre nach SS1

Nach Aufhebung der Anforderung einer SS1-Funktion, indem Eingang S_SS1_Request von SAFEFALSE auf SAFETRUE gesteuert wird, ist automatisch eine Wiederanlaufsperre aktiv, um den unbeabsichtigten Wiederanlauf der Achse zu verhindern. Die Wiederanlaufsperre wird erst durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset des sicherheits­bezogenen Funktionsbausteins aufgehoben.

Hintergrund: Gemäß der zutreffenden Norm IEC 60204-1, führt die SS1-Funktion Stopp-Kategorie 1 aus. Diese Stopp-Kategorie bedingt eine nachfolgende Wiederanlaufsperre.

Relevante Geräteparameter des Safety-Moduls

So bearbeiten Sie die relevanten sicherheitsbezogenen Geräteparam­eter: Im EcoStruxure Machine Expert - Safety-'Geräte'-Fenster, ...

  1. Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das Safety-Modul im Gerätebaum.

  2. Blättern Sie im Geräteparametrierungseditor auf der rechten Seite bis zum relevanten Parameterbereich (siehe Tabellenüberschrift unten).

  3. Definieren Sie die in der nachfolgenden Tabelle beschriebenen Parameter für diese Sicherheitsfunktion.

HINWEIS:

Die hier eingegebenen Parameter sind hauptsächlich Überwa­chungsparameter. Sie definieren das Überwachungsver­halten und bestimmen damit, ob eine Sicherheitsfunktion wie definiert ausgeführt wird oder ob aufgrund eines erkannten Fehlers eine Fallback-Funktion ausgeführt werden muss. Die eigentliche Antriebsparametrierung (z.B. Abbremsparameter, etc.) müssen Sie in EcoStruxure Machine Expert definieren. Siehe Thema "Funktionsbes­chreibung".

Detailinformationen zu den Wertebereichen und Standardwerten dieser Parameter finden Sie im entsprechenden Kapitel zum verwendeten Sicherheitsmodul im Handbuch "Parameter und Prozessdaten der Sich­erheitsmodule".

Parameterbereich: Safe_Stop_1

SS1_StartDelayTime[t1]

Verzögerungszeit, nach der die Überwachung der Sicherheitsfunktion gestartet wird.

Dieser Wert muss der Zeitdauer entsprechen, die das gesamte Motion Control-System benötigt, um zu reagieren. Dies entspricht der Zeit, nach der die Standard-Steuerung die angeforderte Sicherheitsfunktion initiieren kann, nachdem sie die im Prozessdaten-Steuerwort kodierte Anforderung über den SERCOS-Bus empfangen hat.

Dieses Intervall wird im oben gezeigten Zeitdiagramm als t1 bezeichnet.

Der hier eingestellte Wert muss gleich oder größer als die Reaktionszeit des gesamten Systems sein, inklusive der Reaktionszeit des Standard-Systems. Der Wert darf nicht kleiner als die kürzest mögliche Reaktionszeit der beteiligten Komponenten sein, d.h. der frühest mögliche Zeitpunkt, zu dem der Antrieb abbremsen kann.

SS1_RampMonitoring

  • Deaktiviert: Keine Rampenüberwa­chung. Der Stillstand muss in der fest­gelegten Zeit SS1_RampMonitoringTime[t2] erreicht werden. Da die Abbrem­skurve nicht überwacht wird, ist während dieser Abbremszeit sogar eine Beschleunigung erlaubt.

  • Aktiviert: Rampenüberwachung. Die Abbremskurve muss der parametri­erten Rampe folgen.

    Die Steigung der Rampe wird vom System automatisch berechnet, auf Basis der Parameter SS1_StartDelayTime[t1], SS1_MaxRampVelocity[v1], SS1_MinRampVelocity[v2] und SS1_RampMonitoringTime[t2].

SS1_MaxRampVelocity[v1]

Der Parameter ist nur relevant, wenn die Rampenüberwachung aktiviert ist (siehe vorherige Tabellenzeile).

Der Wert beeinflusst die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS1_RampMonitoring).

SS1_RampMonitoringTime[t2]

Der Parameter definiert die Dauer in Millisekunden, nach der Geschwindigkeit Null erreicht werden muss (t2 in der Abbildung) und STO aktiviert wird.

Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, beeinflusst der Wert die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS1_RampMonitoring).

SS1_MinRampVelocity[v2]

Erlaubte Geschwindigkeitsabweichung (d.h. maximale Geschwindigkeit) während des Stillstands (v2 in der oberen Abbildung). Falls die Abweichung den definierten Wert übersteigt, wird die STO-Funktion als Fallback aktiviert.

Bei der SS1-Funktion wird die Position überwacht, nachdem Geschwindigkeit Null erreicht wurde und während t2 noch nicht abgelaufen ist, d.h. solange STO noch nicht aktiv ist.

Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, beeinflusst der Wert die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS1_RampMonitoring).

HINWEIS:

Die SS1-Funktion verhält sich wie die STO-Funktion, falls keine Werte im entsprechenden Geräteparameter-Bereich vorgegeben sind oder falls SS1_StartDelayTime[t1] und SS1_RampMonitoringTime[t2] auf 0 eingestellt sind.

WARNUNG

NICHTERFÜLLEN DER SICHERHEITSANFORDERUNGEN

  • Stellen Sie sicher, dass die Geräteparameter für das Sicherheits­modul Ihrer Risikoanalyse entsprechen.

  • Stellen Sie sicher, dass Ihre Risikoanalyse eine Auswertung für den Fall falsch eingestellter Geräteparameter enthält.

  • Validieren Sie die gesamte Sicherheitsfunktion in Bezug auf die eingestellten Geräteparameterwerte und prüfen Sie die Applikation sorgfältig.

Die Nichtbeachtung dieser Anweisungen kann Tod, schwere Körperverletzungen oder Sachschäden zur Folge haben.

Relevante Ein-/Ausgänge des Funktionsbausteins und Bit im Statuswort