Fonction Inverter Enable

Description fonctionnelle

La fonction Inverter Enable (IE) permet d'amener les variateurs à un état d'arrêt sécurisé défini.

Au sens des normes pertinentes, les exigences de la catégorie d'arrêt 0 (Safe Torque Off, STO) et de la catégorie d'arrêt 1 (Safe Stop 1, SS1) peuvent être satisfaites. Les deux catégories mènent à un moteur sans couple tandis que SS1 prend cet état après un temps prédéfini. Suite à l'analyse des dangers et des risques, il peut être nécessaire de choisir un frein supplémentaire en guise d'option liée à la sécurité (pour les charges suspendues par exemple).

Les variantes Lexium 62 E/F offrent également la possibilité d'exécuter des fonctions de sécurité avancées comme la fonction Safely Limited Speed (SLS) avec le Safety Logic Controller TM5CSLC•00FS et le logiciel EcoStruxure Machine Expert - Safety associé.

Domaine d'opération (fonction de sécurité désignée)

Les Lexium 62 Servo Drives sont disponibles dans les variantes à deux voies Inverter Enable C/D/G. Ces variantes ont été développées pour exécuter la fonction Inverter Enable conformément aux niveaux SIL 3 ou PL e. A cette fin, il doit exister une connexion double voie. C'est pourquoi les variantes C/D/G de l'équipement sont munies de la connexion supplémentaire CN11.

Pour atteindre le niveau SIL 3 / PL e / catégorie 4, le système est limité à 100 axes par fonction de sécurité.

Les variantes C/D/G peuvent être connectées dans une configuration à une seule voie. Dans ce cas, le deuxième contact est ponté. A cet effet, une proposition d'application distincte est fournie (pour plus d'informations, reportez-vous à la section Proposition d'application - Variantes C/D/G simple voie avec pontage).

Les variantes C/D/G à double voie peuvent être raccordées dans différentes conditions pour lesquelles il est possible d'éliminer certaines erreurs potentielles. S'il est impossible d'éliminer une erreur potentielle, des mesures supplémentaires doivent être appliquées (impulsions de test ou diagnostic).

Comme les variantes C/D/G peuvent être connectées en configuration simple voie ou double voie, une combinaison de ces applications est possible. Pour vérifier l'application en fonction de la connexion appropriée, il existe une procédure de test.

Principe de fonctionnement

• Une fois que le dispositif d'arrêt d'urgence est activé, un processus contrôlé de rampe décroissante a lieu pour le variateur.

• Au cours de ce processus, la tension du bus CC augmente jusqu'au déclenchement de la résistance de freinage.

• Dans la résistance de freinage, l'énergie retournée par le moteur est convertie en chaleur.

• Le disjoncteur d'alimentation K1 et/ou le signal Inverter Enable doivent rester activés jusqu'à l'arrêt du variateur.

• Au plus tard après le temps normal de rampe décroissante, le signal Inverter Enable est désactivé par les contacts temporisés de K3.

• Après quoi le variateur est dans un état d'arrêt sécurisé défini.

Schéma de principe de la fonction Inverter Enable

1 triphasé (AC)

2 contacteur secteur K1

3 IP54 (armoire de commande) ou niveau supérieur

4 partie couverte par la fonction de sécurité

5 alimentation du Lexium 62 Drive System (non incluse dans la fonction de sécurité)

6 appareil de commutation relatif à la sécurité K3

7 bouton d'arrêt d'urgence

État sécurisé défini

Inverter Enable est synonyme de "Safe Torque Off (STO)" selon IEC 61800-5-2. Cet état sans couple s'installe automatiquement lorsque des erreurs sont détectées. C'est donc l'état sécurisé défini du variateur.

Mode de fonctionnement

Le circuit lié à la sécurité muni de la fonction InverterEnable a été développé pour réduire l'usure du contacteur secteur. Lorsque le bouton d'arrêt ou d'arrêt d'urgence est activé, le contacteur secteur n'est pas mis hors circuit. L'arrêt sécurisé défini est réalisé par la suppression de "InverterEnable" pour l'opto-couple à l'étage de puissance. Ainsi, les signaux PWM ne peuvent pas contrôler l'étage de puissance, ce qui empêche un démarrage des variateurs (verrouillage du motif d'impulsions).

Vous pouvez utiliser la fonction Inverter Enable pour implémenter la fonction de contrôle "arrêt en cas d'urgence" (EN 60204-1) pour les catégories d'arrêt 0 et 1. Utilisez un circuit de sécurité externe approprié pour empêcher le redémarrage accidentel du variateur après un arrêt, comme l'exige la directive européenne Machines.

Catégorie d'arrêt 0

Pour l'arrêt de catégorie 0 (Safe Torque Off, STO), le variateur continue de tourner jusqu'à l'arrêt complet (sous réserve qu'il n'y ait pas de forces externes qui l'en empêchent). La fonction de sécurité STO a pour objectif d'éviter un démarrage non intentionnel, pas d'arrêter un moteur. Il s'agit donc d'un arrêt sans assistance, tel que défini par la norme IEC 60204-1.

En présence d'influences extérieures, le temps jusqu'à l'arrêt complet dépend des propriétés physiques des composants utilisés (poids, couple, frottement, etc.) et des mesures supplémentaires telles que des freins mécaniques peuvent s'avérer nécessaires pour empêcher toute occurrence de danger. Cela signifie que s'il y a danger pour le personnel ou les équipements, vous devez prendre des mesures appropriées (voir la section Analyse des dangers et des risques).

Catégorie d'arrêt 1

Pour les arrêts de catégorie 1 (Safe Stop 1, SS1), vous pouvez demander un arrêt contrôlé via le Logic Motion Controller. L'arrêt contrôlé par le Logic Motion Controller n'est pas concerné par les aspects de sécurité ; il n'est pas surveillé et n'est pas exécuté de la manière définie dans le cas de coupure d'alimentation ou de détection d'erreur. La désactivation finale dans l'état de sécurité défini est obtenue par la désactivation de l'entrée Inverter Enable. Sa mise en oeuvre doit faire appel à un appareil de commutation de sécurité externe avec temporisation de sécurité (voir la section Proposition d'application).

Indépendamment de la fonction de sécurité, les erreurs détectables qui n'affectent pas cette fonction sont reconnues par le contrôleur et le démarrage du variateur est empêché via la mise hors circuit du contacteur secteur. Le contacteur K2 empêche l'activation du contacteur secteur.

Exécution de la fonction muting

Pour exécuter la fonction muting, déterminez le temps de réaction de la fonction avant la mise hors tension sans la fonction Inverter Enable au sein de l'application. Si un temps de réponse est requis en raison de l'évaluation de risque de la machine, le temps de réponse total de la machine doit être pris en compte. Autrement dit, il convient de considérer les composants liés aux fonctions de sécurité depuis le capteur jusqu'à l'arbre d'entraînement ou aux mécanismes entraînés. Le temps de réaction déterminé doit correspondre aux résultats de l'analyse des dangers et des risques.

Fonctions de sécurité avancées - Principe de fonctionnement

Le concept de sécurité s'appuie sur le principe général selon lequel le déplacement lié à la sécurité est effectué par le contrôleur et le variateur. Le système de sécurité surveille la bonne exécution du déplacement et, en cas d'écart, il lance le niveau de repli requis (par exemple, l'état sécurisé défini).

L'exemple suivant illustre la fonction SLS (Safe Limited Speed) :

Une barrière immatérielle est connectée à une entrée numérique liée à la sécurité. Dès qu'une personne franchit la barrière immatérielle et s'introduit dans la zone protégée, l'information est transmise au Safety Logic Controller (SLC) et au Logic Motion Controller (LMC) via le bus Sercos. Le LMC effectue ensuite le déplacement qui convient, par exemple en décélérant puis en se déplaçant lentement. Après un délai réglable, ce déplacement lent est contrôlé par le Lexium 62 E/F. Le dépassement de la valeur de seuil réglable (vitesse élevée, par exemple) déclenche le niveau de repli approprié (l'état de sécurité défini, par exemple).

Application de la fonction de sécurité SLS :

Fonctions de sécurité avancées - Inverter Enable via entrée matérielle

Les variantes Lexium 62 E/F ont été développées principalement pour réaliser les fonctions de sécurité avancées. Elles sont munies de l'entrée matérielle pour double voie Inverter Enable sur le connecteur CN11. Le connecteur CN6 prend également en charge la fonction Inverter Enable simple voie pour les variantes C/D/G. Néanmoins, seule cette fonction Inverter Enable double voie doit être utilisée pour les variantes Lexium 62 E/F. L'appareil doit être configuré et paramétré à l'aide du logiciel. Lorsqu'elle est câblée, la fonction Safe Torque Off (STO) peut être déclenchée via les entrées Inverter Enable IEA/IEB ou le bus Sercos. Il est possible de configurer le module de sécurité Lexium 62 Drive System pour ignorer l'entrée matérielle. Dans ce cas, la fonction STO ne peut être activée que par une demande sur le bus Sercos. Si l'entrée matérielle n'est pas ignorée, les deux demandes (entrée matérielle et bus Sercos) sont vérifiées et la fonction STO (Safe Torque Off) est déclenchée si au moins une demande est active. La configuration par défaut prend en compte l'entrée matérielle.

Fonctions de sécurité avancées - Etat sécurisé défini

Validité du cas de sécurité

Pour plus d'informations, contactez votre Représentant de Schneider Electric.

Interface et contrôle