SS2 - Sicherer Stopp 2 (Safe Stop 2)

Allgemeine Funktionsbeschreibung

Die Funktion Sicherer Stopp 2 bewirkt ein schnelles und sicheres Stoppen eines Motors. Der Antrieb bremst eigenständig ab und der anschließende Stillstand wird überwacht (ähnlich der SOS-Funktion). Dadurch wird der Motor weiterhin mit Energie versorgt, um von außen wirkenden Kräften standzuhalten und die Lageregelung bleibt zum Zweck der Stillstandsüberwachung aktiv.

(Im Gegensatz dazu, aktiviert die Funktion Sicherer Stopp 1 abschließend die STO-Funktion, anstelle der SS2-Stillstandsüberwachung.)

SS2 kann ein sicherheitsbezogenes Stoppen entsprechend Stopp-Kategorie 2 gemäß EN 60204-1 realisieren.

Überwachung durch den sicherheitsbezogenen FB bzw. das Safety-Modul

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

Falls die Rampenüberwachung deaktiviert ist, ist die Überwachung passiv, bis das Zeitintervall t2 abgelaufen ist (siehe Abbildung und Beschreibung unten).

Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, überwacht das Safety-Modul die durch die Abbremsrampe spezifizierte Abbremsung des Motors.

In beiden Fällen stoppt die SS2-Funktion den Motor und führt dann die SS2-Stillstandsüberwachung aus.

Die Anforderung der Sicherheitsfunktion erfolgt zu Beginn des Zeitintervalls t₁ (Signal 'S_SS2_Request' im Diagramm). t₁ wird über den Geräteparameter SS2_StartDelayTime[t1] eingestellt.

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 Antrieb abgebremst. Die maximal erlaubte Dauer t₂ dieser Rampenphase ist durch den Geräteparameter SS2_RampMonitoringTime[t2] definiert.

Am Ende von t₂ muss die Geschwindigkeit = 0 und die Stillstandsüberwachung (ähnlich der SOS-Funktion) aktiviert sein.

Während t₂ kann die Abbremsung durch Einstellen des Geräteparameters SS2_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 muss spätestens vor Ablauf von t₂ erreicht werden. Andernfalls wird STO als die definierte Fallback-Funktion aktiviert.

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.

Nachdem eine Geschwindigkeit von Null erreicht wurde und während t₂ noch nicht abgelaufen ist, ist eine Geschwindigkeitstoleranz der Achse erlaubt und wird hinsichtlich v₂ überwacht.

Wenn der überwachte SS2-Stillstand erfolgreich erreicht ist, steuert der Funktionsbaustein S_SS2_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 SS2_RampMonitoringTime[t2] überschritten wird oder bei aktivierter Rampenüberwachung die parametrierte Abbremsrampe nicht wie vorgegeben eingehalten wird oder die Positionsstoleranz (s_Tol) überschritten wird, wird automatisch die STO-Funktion als Fallback ausgeführt.

Anwendung

Die SS2-Funktion wird verwendet, wenn eine gesteuerte Abbremsung des Antriebs mit anschließender Stillstandsüberwachung benötigt wird, z.B. während der Inbetriebnahme oder nach einem sicherheitsrelevanten Ereignis.

SS2 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.

Relevante Geräteparameter des Safety-Moduls

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

Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das Safety-Modul im Gerätebaum.
Blättern Sie im Geräteparametrierungseditor auf der rechten Seite bis zum relevanten Parameterbereich (siehe Tabellenüberschrift unten).
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_2
SS2_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.
SS2_RampMonitoring	Deaktiviert: Keine Rampenüberwachung. Der Stillstand muss in der festgelegten Zeit SS2_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 SS2_StartDelayTime[t1], SS2_MaxRampVelocity[v1], SS2_MinRampVelocity[v2] und SS2_RampMonitoringTime[t2].
SS2_MaxRampVelocity[v2]	Der Parameter ist nur relevant, wenn die Rampenüberwachung aktiviert ist (siehe vorherige Tabellenzeile). Der Wert beeinflusst die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS2_RampMonitoring).
SS2_RampMonitoringTime[t2]	Der Parameter definiert die Dauer in Millisekunden, nach der Geschwindigkeit Null erreicht werden muss (t2 in der Abbildung) und die SS2-Stillstandsüberwachung (ähnlich der SOS-Funktion) aktiviert wird. Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, beeinflusst der Wert die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS2_RampMonitoring).
SS2_MaxRampVelocity[v2]	Erlaubte Geschwindigkeitsabweichung (d.h. maximale Geschwindigkeit) während des Stillstands (v₂ in der Abbildung oben). Falls die Abweichung den definierten Wert übersteigt, wird die STO-Funktion als Fallback aktiviert. Bei der SS2-Funktion wird die Position überwacht, nachdem Geschwindigkeit Null erreicht wurde und während t₂ noch nicht abgelaufen ist, d.h. solange die SS2-Stillstandsüberwachung (ähnlich der SOS-Funktion) noch nicht aktiv ist. Falls die Rampenüberwachung aktiviert ist, beeinflusst der Wert die Steigung der Abbremsrampe (siehe Parameter SS2_RampMonitoring).
SS2_PositionTolerance[sTol]	Erlaubte Abweichung von der überwachten Stillstandsposition. Falls die Abweichung den definierten Wert übersteigt, wird die STO-Funktion als Fallback aktiviert.

HINWEIS:

Die SS2-Funktion verhält sich wie eine SOS-Funktion, falls im entsprechenden Geräteparameterbereich keine Werte festgelegt 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

Anforderung der Überwachungsfunktion über Bausteineingang S_SS2_Request = SAFEFALSE

Anzeige des Funktionsstatus an Bausteinausgang S_SS2_SafetyActive (SAFETRUE = Sicherheitsfunktion aktiviert)

und Bit 7 im DWORD, ausgegeben an AxisStatus (TRUE = Sicherheitsfunktion aktiviert).