SINAMICS S120/S110, SIMOTION D4xx Anschluss von … · Generell soll an dieser Stelle auch auf die...

FAQ Verdrahtung F-DIs mit F-DOs

SINAMICS S120/S110, SIMOTION D4xx Anschluss von F-DIs an F-DOs

Verbinden der F-DIs von SINAMICS/SIMOTION mit F-DOs verschiedener SIEMENS-Komponenten

SINAMICS S / SIMOTION D; Verschaltung F-DIs mit F-DOs Beitrags-ID: 39700013

I DT Safety Integrated Seite 2/44

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Vorbemerkung Diese „Frequently Asked Questions“ (FAQ) zum Thema „Safety Integrated“ zeigen anhand verschiedener Beispiele die Ansteuerung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen (Basic und Extended Functions) des SINAMICS S120/S110 sowie der SIMOTION D410/D4x5 mittels fehlersicheren digitalen Ausgängen (F-DOs) verschiedener SIEMENS-Komponenten.

Es werden diverse Beispiele der Verdrahtung zwischen fehlersicheren Eingängen (F-DIs) von SINAMICS/SIMOTION und fehlersicheren Ausgängen verschiedener SIEMENS-Komponenten vorgestellt.

Als F-DIs der SINAMICS/SIMOTION werden hier die Klemmen der CU305, der CU310, der CU320, des TM54F, der D410, der D4x5 sowie der Motor Modules (EP-Klemme) genutzt. Es werden die F-DOs folgender Komponenten betrachtet: SIMATIC ET200M, ET200S, ET200pro, das Modulare Sicherheitssystem (MSS) 3RK3 Basic sowie das SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842.

Der Aufbau des Dokuments orientiert sich an den verschiedenen SIMOTION/SINAMICS Komponenten. Aus dem Grund wiederholen sich die Informationen an verschiedenen Stellen. Es reicht aus das entsprechende Kapitel der verwendeten SIMOTION/SINAMICS Komponente zu lesen.

Generell soll an dieser Stelle auch auf die Möglichkeit der Ansteuerung der Safety-Funktionen über PROFIsafe hingewiesen werden. Diese Variante bietet zahlreiche Vorteile: Alle Sicherheitsfunktionen auf den einzelnen Antrieben können unabhängig voneinander angesteuert werden. Des Weiteren stehen über das Safety-Zustandswort alle Safety-Statussignale der Antriebe auf der fehlersicheren Steuerung zur Verfügung. Außerdem reduziert sich der Verdrahtungsaufwand sowie die Anzahl der benötigten F-Baugruppen. Ab Version V2.6 SP2 (SINAMICS S120) und V4.1 SP4 (SIMOTION) können auch die Basic Functions STO/SS1/SBC über PROFIsafe angesteuert werden, ohne dass dafür eine Lizenz oder ein safety-tauglicher Geber notwendig ist.

Wichtiger Hinweis Diese FAQ wurden sorgfältig erstellt, erheben aber keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Diese FAQ stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Der Anwender ist für den sachgemäßen Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich.

Diese FAQ entheben Sie nicht von der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser FAQ erkennen Sie an, dass Siemens über die nachfolgend beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen FAQ jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Dokument und anderen Siemens-Publikationen, wie z. B. Handbüchern, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.



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Inhaltsverzeichnis 1 Gewährleistung, Haftung und Support ......................................................... 4 2 Die Fragestellung............................................................................................ 5 3 Beispiele für SINAMICS S120 mit CU320...................................................... 6 3.1 Ansteuerung der Basic Functions über Klemmen ............................................ 6 3.1.1 ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320 ................................................... 7 3.1.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320............................... 11 3.1.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320................................................. 12 3.1.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU320 ............................................... 13 3.1.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU320 ..................................................... 14 3.1.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU320....................................... 15 3.2 Ansteuerung der erweiterten Safety-Funktionen über das TM54F................. 16 3.2.1 ET200S 4F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F .................................................. 17 3.2.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F .............................. 20 3.2.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F ................................................ 21 3.2.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an TM54F ............................................... 21 3.2.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an TM54F..................................................... 22 3.2.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an TM54F ...................................... 23 4 Beispiele für SINAMICS S120 mit CU310.................................................... 24 4.1 Ansteuerung der Basic Functions über Klemmen .......................................... 24 4.1.1 ET200S 4F-DO (P-/M-schaltend) an CU310 .................................................. 25 4.1.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU310............................... 28 4.1.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU310................................................. 29 4.1.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU310 ............................................... 30 4.1.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU310 ..................................................... 31 4.1.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU310....................................... 32 4.2 Ansteuerung der erweiterten Safety-Funktionen über das TM54F................. 33 5 Beispiele für SINAMICS S110 (CU305)........................................................ 34 5.1 ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305 ................................................. 35 5.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305............................... 38 5.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305................................................. 39 5.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU305 ............................................... 39 5.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU305 ..................................................... 40 5.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU305....................................... 41 6 Beispiele für SIMOTION D4x5...................................................................... 42 6.1 Ansteuerung der Basic Functions über Klemmen .......................................... 42 6.2 Ansteuerung der erweiterten Safety-Funktionen über das TM54F................. 42 7 Beispiele für SIMOTION D410...................................................................... 43 7.1 Ansteuerung der Basic Functions über Klemmen .......................................... 43 7.2 Ansteuerung der erweiterten Safety-Funktionen über das TM54F................. 43 8 Historie .......................................................................................................... 44



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1 Gewährleistung, Haftung und Support

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwen-dung der in diesen FAQ beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausge-schlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Le-bens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Ga-rantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Ver-schweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertrags-pflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorher-sehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässig-keit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ih-rem Nachteil ist hiermit nicht verbunden.

Copyright© 2009 Siemens I DT. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser FAQ oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens I DT zugestanden.

Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende E-Mail-Adresse an uns: [email protected]

mailto:[email protected]



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2 Die Fragestellung

Was ist bei der Ansteuerung der antriebsintegrierten Sicherheits-funktionen des SINAMICS S110/S120 sowie der SIMOTION D410/D4X5 über fehlersichere Digitalausgänge zu beachten und wie ist die Verdrahtung durchzuführen?

In diesen FAQ wird die oben genannte Frage anhand verschiedener Beispiele beantwortet.

Wie in der Vorbemerkung bereits erwähnt, ist das Dokument nach den verschiedenen SINAMICS- und SIMOTION-Komponenten gegliedert und zeigt Besipiele mit verschiedenen fehlersicheren Ausgangsbaugruppen der SIEMENS Produktfamilien SIMATIC ET200S/M, SIRIUS MSS sowie SIRIUS 3TK28.



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3 Beispiele für SINAMICS S120 mit CU320

WARNUNG Gemäß IEC 61131 Teil2, Kapitel 5.2 (2008) dürfen bei der Verschaltung der digitalen Eingänge der CU320 und der EP-Klemme des Motor Modules (STO-Klemmen) sowie der digitalen Eingänge des TM54F mit digitalen Halbleiterausgängen nur solche Ausgänge verwendet werden, die einen maximalen Reststrom von 0.5 mA im "AUS"- Zustand haben.

Diese FAQ beschreiben auch Möglichkeiten Baugruppen mit einem höhe-ren Reststrom als 0.5 mA durch Einsatz von Zusatzkomponenten (Relais-Modul 1 F-RO, Kontaktvervielfacher-Modul 3TK2830 oder einem Wider-stand) mit oben genannten digitalen Eingängen zu verschalten.

3.1 Ansteuerung der Basic Functions über Klemmen

In diesem Abschnitt wird die Ansteuerung der Basic Functions über die zu-lässigen digitalen Eingänge der CU320 (Kanal 1) und der EP-Klemme auf dem Motor-Module (Kanal 2) beschrieben.

In den Beispielen ist die Verdrahtung für den DI0 auf der CU320 und die EP-Klemme X21 an einem Booksize Single Motor Module dargestellt. Selbstverständlich können auch die anderen zulässigen DIs auf der CU320 (DI0 bis DI7 auf X122 und X132) genutzt werden. Bei Double Motor Modu-les wird die EP-Klemme für die zweite Achse über X22 angesteuert. Bei Chassis-Geräten hat die EP-Klemme die Bezeichnung X41. Werden Block-size Power Modules mit der CUA31 bzw. CUA32 genutzt, dann sind die Anschlüsse des Motor Modules (EP-Klemme) an X210 Pin 3 und 4 zu fin-den. Bei der Verdrahtung kann man sich an den folgenden Beispielen ori-entieren.

Weitere Informationen über die Klemmenbelegung sind der Dokumentation der ET200S/M/pro-Komponenten, des MSS, der SIRIUS Sicherheitsschalt-geräte 3TK284x sowie den verschiedenen Gerätehandbüchern des SINAMICS zu entnehmen.

Die digitalen Eingänge der CU320 und der EP-Klemme auf den Motor Mo-dules ziehen einen sehr kleinen Strom, der i.d.R. zu gering für die automa-tische Drahtbrucherkennung der F-DO-Baugruppen des ET200-Spektrums sowie der MSS ist. Aus dem Grund ist jeweils zu prüfen ob die Drahtbruch-erkennung der F-DO-Komponente deaktiviert werden muss.



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3.1.1 ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320

X12

2

Abbildung 1: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit 1 F-RO an CU320

Die hier gezeigte Variante sollte als bevorzugte Verschaltung zwischen ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) und SINAMICS verwendet werden. Bei dieser Art der Anbindung treten keinerlei Probleme hinsichtlich der Testim-pulse der F-DO-Baugruppe auf. Aus dem Grund sind auch keine Anpas-sungen auf Seiten des SINAMICS notwendig. Des Weiteren sind auch kei-ne Maßnahmen hinsichtlich der Restströme notwendig, da diese am 1 F-RO-Modul nicht auftreten.

Das 1F-RO Modul schaltet die Ausgänge intern über zwei Relais. Beide Relais besitzen Rücklesekontakte, welche über das Prozessabbild der Steuerung in Form eines Bits zur Verfügung gestellt werden. Im F-Programm muss mit diesem Rücklesewert der Vergleich zwischen Ansteu-ersignal und Schaltzustand durchgeführt werden um etwaige Abweichun-gen (z.B. durch Verkleben von Kontakten) zu diagnostizieren und geeignet zu reagieren.

Hinweis: Die Projektierung der Überwachung zwischen Ansteuerzustand und Rück-lesewert sowie die Reaktion bei einer Abweichung liegt in der Verantwor-tung des Anwenders.



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PM-E DC24V

L+ M

4 F-DO (P-/M-schaltend)

F-DO 0 F-DO 1 F-DO 3F-DO 2

P PPPM MMM

Peripherie ET200S

Schaltschrank

1 22 3

CU320

DI 0

M1Single Motor

Module

EP-KlemmeX21

M24V

3 4

X122

1

5

3TK2830A2

A1 13 14 23 24

DI Modul

DI x

51

52

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Abbildung 2: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit 3TK2830 an CU320

Alternativ zum 1 F-RO-Modul kann auch das Kontaktvervielfacher-Modul aus der 3TK28-Reihe (hier 3TK2830-1CB30) genutzt werden. Dieses Mo-dul bietet ebenfalls den Vorteil, dass keinerlei Maßnahmen hinsichtlich der Restströme und der Testpulse des 4 F-DO-Moduls getroffen werden müs-sen. Die hier beschriebene Beschaltung ist damit ebenfalls als Vorzugs-schaltung zu sehen.

Allerdings besitzt dieses Modul keine interne Überwachung zwischen An-steuerzustand und Schaltzustand der Ausgänge. Aus diesem Grund müs-sen die Ausgänge des Rückführkreises (Kontakte 51 und 52) über eine di-gitale Eingangsbaugruppe (DI-Modul) zurück gelesen und dem F-Programm zur Verfügung gestellt werden. Im F-Programm muss dann der Vergleich zwischen Ansteuersignal und Schaltzustand durchgeführt werden um etwaige Abweichungen (z.B. durch Verkleben von Kontakten) zu diag-nostizieren und geeignet zu reagieren.




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PM-E DC24V

L+ M



P PPPM MMM

R1

Peripherie ET200S

Schaltschrank

1 22 3

CU320

DI 0

M1Single Motor

Module

EP-KlemmeX21

M24V

3 4

X12

21

5

Abbildung 3: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit Widerstand an CU320

Diese Variante kann ebenfalls genutzt werden. Allerdings muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhal-tung des Pegels für logisch 0 an der EP-Klemme sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der DIs auf Seiten des SINAMICS be-trägt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200S 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal beträgt dieser jedoch bis zu 4 mA. Die maximal zulässige Spannung an den DIs der CU320 und der Motor Modules bei der ein LOW-Pegel er-kannt wird beträgt 5V. Der Innenwiderstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berechnung vernachlässigt werden. An R1 darf al-so maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:

Ω=≤ k25.1mA4V51R z.B. kann man R1 = Ωk2,1 wählen.

Die Verlustleistung an diesem Widerstand beträgt bei dauerhaft anstehen-der max. Plustoleranz (20%) ungeregelter Stromversorgungen:

1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk2,1 gilt P = 0.69W.

Der Widerstand R1 ist dauerhaft für diese Verlustleistung auszulegen. Beim Einsatz einer geregelten Stromversorgung (z.B. SITOP) beträgt die max. Plustoleranz der Ausgangsspannung 3%. Demzufolge fällt am Widerstand auch eine geringere Verlustleistung an.



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Des Weiteren kommen hier die Testimpulse (Hell- bzw. Dunkeltest) direkt an den DIs der SINAMICS-Komponenten an. Die Impulse des Dunkeltests (kurzzeitige Abschaltung bei logisch 1 am F-DO) mit einer Dauer von <1 msec stellen kein Problem dar. Die Helltests (kurzzeitiges Einschalten bei logisch 0 am F-DO) können bis zu 4 msec lang sein. Die EP-Klemme des Motor-Moduls wird alle 1 msec abgetastet und erkennt diesen Testpuls. Die digitalen Eingänge auf der CU320 werden bei Grundeinstellung nur alle 4 msec abgetastet; d.h. dort wird dieser Puls nicht erkannt.

Das stellt kein Problem dar, wenn nur die Funktion STO (mit oder ohne SBC) verwendet wird, da i.d.R. die zugehörige Diskrepanzzeit deutlich grö-ßer ist. Wird jedoch die Funktion SS1 genutzt, dann treten Diskrepanzfehler auf. Das liegt daran, dass ein Impuls den SS1-Timer startet und dieser nicht mehr abgebrochen werden darf (Forderung für die Stopp-Kategorie 1 gemäß EN 60204-1). Nach Ablauf der Diskrepanzzeit werden die Timer verglichen. Da der Timer nur auf einem Kanal gestartet wurde kommt es zum Diskrepanzfehler. Um das zu verhindern muss man über geeignete Parametereinstellungen dafür Sorge tragen, dass der Testpuls auf beiden Kanälen erkannt wird. Die Abtastzeit der digitalen Eingänge der CU320 muss also verringert werden. Dazu ist folgende Einstellung notwendig:

p0799 (auf CU) = 2 msec.

Zusätzlich ist noch zu beachten, dass die Testpulse auf den verschiedenen Kanälen (P und M) der F-DOs zu unterschiedlichen Zeiten geschaltet wer-den. Die Zeitdifferenz kann bis zu 0.8 sec betragen. Aus dem Grund muss die Diskrepanzzeit wie folgt erhöht werden.

p9650 = p9850 >= 900 msec.



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3.1.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320

R1

Schaltschrank

CU320

DI 0

M1Single Motor

Module

EP-KlemmeX21

M24V

3 4

1

5

Interface-modul

2L+ M

4/8 F-DI / 4F-DO (P-/M-schaltend)


P PPPM MMM

Anschlussmodul CM IO 12*M12

Dezentrale Peripherie ET200pro

Anschluss-modul CM IM

X9

34

X02

5 1

Abbildung 4: ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit Widerstand an CU320

Bei dieser Ansteuerung muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhaltung des Pegels für logisch 0 an der EP-Klemme sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der DIs auf Seiten des SINAMICS be-trägt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200pro 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal beträgt dieser jedoch bis zu 1,0 mA. Die maximal zulässige Span-nung an den DIs der CU320 und der Motor Modules bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innenwiderstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berechnung vernachlässigt werden. An R1 darf al-so maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:

Ω=≤ k5mA1

V51R z.B. kann man R1 = Ωk7.4 wählen.


1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk7.4 gilt P = 177mW.



Die Testpulse für den Hell- und Dunkeltest liegen im Bereich kleiner 1 msec und bedingen daher keine besonderen Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS.


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3.1.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU320

L+ M

SM326; DO 8 x DC24V/2A PM

F-DO 0 F-DO 7. . .

P PM M

Peripherie ET200M

Schaltschrank

5 617 19

2L+ 2M

34 35

CU320

DI 0

M1Single Motor

Module

EP-KlemmeX21

M24V

3 4

1

5

Abbildung 5: ET200M SM326; DO 8 x DC 24V/2A PM an CU320

Die Restströme der F-DOs der ET200M 8 F-DO Komponente betragen so-wohl für den P- als auch für den M-Kanal maximal 0.5 mA. Diese Werte werden von den DIs des SINAMICS toleriert, d.h. hier sind keine besonde-ren Beschaltungen für den direkten Anschluss notwendig.

Hinsichtlich der Testpulse verhält sich die P-/M-schaltende ET200M F-DO-Baugruppe genau so wie die 4 F-DO Baugruppe der ET200S, d.h. auch hier kommen die Testimpulse (Hell- bzw. Dunkeltest) direkt an den DIs der SINAMICS-Komponenten an. Die Impulse des Dunkeltests (kurzzeitige Ab-schaltung bei logisch 1 am F-DO) mit einer Dauer von <1 msec stellen kein Problem dar. Die Helltests (kurzzeitiges Einschalten bei logisch 0 am F-DO) können bis zu 4 msec lang sein. Die EP-Klemme des Motor-Moduls wird alle 1 msec abgetastet und erkennt diesen Testpuls. Die digitalen Ein-gänge auf der CU320 jedoch bei Grundeinstellung nur alle 4 msec; d.h. dort wird dieser Puls nicht erkannt.

Das stellt kein Problem dar, wenn nur die Funktion STO (mit oder ohne SBC) verwendet wird, da i.d.R. die zugehörige Diskrepanzzeit deutlich grö-


ßer ist. Wird jedoch die Funktion SS1 genutzt, dann treten Diskrepanzfehler auf. Das liegt daran, dass ein Impuls den SS1-Timer startet und dieser nicht mehr abgebrochen werden darf (Forderung für die Stopp-Kategorie 1 gemäß EN 60204-1). Nach Ablauf der Diskrepanzzeit werden die Timer verglichen. Da der Timer nur auf einem Kanal gestartet wurde kommt es zum Diskrepanzfehler. Um das zu verhindern muss man über geeignete Parametereinstellungen dafür Sorge tragen, dass der Testpuls auf beiden Kanälen erkannt wird. Die Abtastzeit der digitalen Eingänge der CU320 muss also verringert werden. Dazu ist folgende Einstellung notwendig:


Des Weiteren ist noch zu beachten, dass die Testpulse auf den verschie-denen Kanälen (P und M) der F-DOs zu unterschiedlichen Zeiten geschal-tet werden. Die Zeitdifferenz kann bis zu 1.6 sec betragen. Aus dem Grund muss die Diskrepanzzeit wie folgt erhöht werden.

p9650 = p9850 >= 1700 msec.


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3.1.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU320

L+ M

SM326; DO 10 x DC24V/2A

F-DO 0

F-DO9

. . .

Peripherie ET200M

Schaltschrank

3 617 19

2L+ 2M

35

F-DO1

CU320

DI 0

M1Single Motor

Module

EP-KlemmeX21

M24V

3 4

1

5

Abbildung 6: ET200M SM326; DO 10 x DC 24V/2A an CU320

Bei dieser F-DO-Baugruppe verfügen die einzelnen F-DOs lediglich über einen P-Ausgang der intern mit 2 Halbleiterschaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist für je 5 Ausgänge an einer gemeinsamen Klem-me (2M) verfügbar.

Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO sowohl den DI der CU320 (Kanal 1) als


auch die EP-Klemme des Motor Modules (Kanal 2) ansteuern. Ist eine Ver-drahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des SINAMICS S120 verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.

Bei dieser Baugruppe sind keine Maßnahmen aufgrund der Restströme er-forderlich, da diese immer kleiner 0.5 mA sind.

Auch die Testpulse für den Hell- bzw. Dunkeltest sind kleiner 1 msec, was keine besonderen Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS not-wendig macht.


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3.1.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU320 X1

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Abbildung 7: MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU320

In diesem Beispiel wird der P-/P-schaltende Halbleiterausgang des MSS Zentralmoduls Basic für die Ansteuerung der Safety-Funktionen auf dem SINAMICS genutzt. Dieser verfügt lediglich über einen P-Ausgang der in-tern mit 2 Halbleiterschaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist zentral an Klemme M verfügbar.

Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO sowohl den DI der CU320 (Kanal 1) als auch die EP-Klemme des Motor Modules (Kanal 2) ansteuern. Ist eine Ver-drahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des SINAMICS S120 verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.



Auch die Testpulse für den Dunkeltest sind kleiner 1 msec, was keine be-sonderen Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS notwendig macht.


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3.1.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU320

X12

2

Abbildung 8: SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU320

Am Beispiel des 3TK2842 wird die Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen über die sicheren elektronischen Ausgänge der SIRIUS Sicherheitsschalt-geräte gezeigt. Im Beispiel wird dazu der unverzögerte Ausgang an Klem-me 14 genutzt. Alternativ kann auch der verzögerte Ausgang (Klemme 28) genutzt werden. Die F-DOs verfügen lediglich über einen P-Ausgang der intern mit 2 Halbleiterschaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist an einer gemeinsamen Klemme (A2) verfügbar.

Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO sowohl den DI der CU320 (Kanal 1) als auch die EP-Klemme des Motor Modules (Kanal 2) ansteuern. Ist eine Ver-drahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des SINAMICS S120 verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.



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3.2 Ansteuerung der erweiterten Safety-Funktionen über das TM54F

Die erweiterten Safety-Funktionen können über das PROFIsafe-Telegramm oder das fehlersichere Terminal Module TM54F angesteuert werden. In diesem Abschnitt wird die Ansteuerung der fehlersicheren Digitaleingänge (F-DI) des TM54F über die verschiedenen F-DO-Baugruppen der SIMATIC-Familie, des MSS sowie SIRIUS Sicherheitsschaltgeräte 3TK284x beschrieben.

Voraussetzung für diese Verdrahtungsbeispiele ist die Verwendung des TM54F mit folgendem Ausgabestand (oder aktueller): 6SL3055-0AA00-3BA0 Version B.

In den Beispielen ist die Verdrahtung für den F-DI0 auf Klemme X521 des TM54F gezeigt. Selbstverständlich können auch die anderen zulässigen F-DIs (F-DI0 bis F-DI9 auf X521, X522, X531 und X532) genutzt werden. Bei allen angegebenen Beispielen sind die F-DIs des TM54F im STARTER- bzw. SCOUT-Projekt als „Öffner/Öffner-Kontakte“ zu parametrieren.


Die digitalen Eingänge der TM54F ziehen einen sehr kleinen Strom, der i.d.R. zu gering für die automatische Drahtbrucherkennung der F-DO-Baugruppen des ET200-Spektrums sowie der MSS ist. Aus dem Grund ist jeweils zu prüfen, ob die Drahtbrucherkennung der F-DO-Komponente de-aktiviert werden muss.

Die Testpulse für den Hell- bzw. Dunkeltest der F-DO-Baugruppen sind beim TM54F unkritisch, d.h. es sind hier keine Parameteranpassungen notwendig.



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3.2.1 ET200S 4F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F

PM-E DC 24V

L+ M


F-DO x

P M

1 F-RO

DC 24V

IN P IN M OUT 1 OUT 2

Peripherie ET200S

3 4 9 10 11 12

Schaltschrank

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

8M1

Abbildung 9: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit 1 F-RO an TM54F

Die hier gezeigte Variante sollte als bevorzugte Verschaltung zwischen ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) und TM54F verwendet werden. Bei die-ser Art der Anbindung sind keine Maßnahmen hinsichtlich der Restströme notwendig, da diese am 1 F-RO-Modul nicht auftreten.





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PM-E DC24V

L+ M



P PPPM MMM

Peripherie ET200S

Schaltschrank

1 2

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

M18

3TK2830A2

A1 13 14 23 24

DI Modul

DI x

x y

51

52

Abbildung 10: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit 3TK2830 an TM54F

Alternativ zum 1 F-RO-Modul kann auch das Kontaktvervielfacher-Modul aus der 3TK28-Reihe (hier 3TK2830-1CB30) genutzt werden. Dieses Mo-dul bietet ebenfalls den Vorteil, dass keinerlei Maßnahmen hinsichtlich der Restströme getroffen werden müssen. Die hier beschriebene Beschaltung ist damit ebenfalls als Vorzugsschaltung zu sehen.





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PM-E DC24V

L+ M



P PPPM MMM

Peripherie ET200S

Schaltschrank

1 2

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

2

3

6

M1R1 8

Abbildung 11: ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit Widerstand an TM54F

Diese Variante kann ebenfalls genutzt werden. Allerdings muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhal-tung des Pegels für logisch 0 an der Klemme DI 1- sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der F-DIs auf Seiten des TM54F beträgt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200S 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal be-trägt dieser jedoch bis zu 4 mA. Die maximal zulässige Spannung an den DIs der TM54F bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innen-widerstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berech-nung vernachlässigt werden. An R1 darf also maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk2,1 gilt P = 0.69W.




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3.2.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F

Interface-modul

2L+ M



P PPPM MMM


Schaltschrank



X9

34

X02

5 1

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

2

3

6

M1R1 8

Abbildung 12: ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) mit Widerstand an TM54F

Bei dieser Ansteuerung muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhaltung des Pegels für logisch 0 an der Klemme DI 1- sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der DIs auf Seiten des TM54F beträgt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200pro 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal be-trägt dieser jedoch bis zu 1,0 mA. Die maximal zulässige Spannung an den DIs der TM54F bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innen-widerstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berech-nung vernachlässigt werden. An R1 darf also maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:

Ω=≤ k5mA1



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk7.4 gilt P = 177mW.




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3.2.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an TM54F

L+ M


F-DO 0 F-DO 7. . .

P PM M

Peripherie ET200M

Schaltschrank

5 6

2L+ 2M

34 35

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

M18

Abbildung 13: ET200M SM326; DO 8 x DC 24V/2A PM an TM54F

Die Restströme der F-DOs der ET200M 8 F-DO Komponente betragen so-wohl für den P- als auch für den M-Kanal maximal 0.5 mA. Diese Werte werden von den DIs des TM54F toleriert, d.h. hier sind keine besonderen Beschaltungen für den direkten Anschluss notwendig.

3.2.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an TM54F

L+ M

SM326; DO 10 x DC24V/2A

F-DO 0

F-DO9

. . .

Peripherie ET200M

Schaltschrank

3 617 19

2L+ 2M

35

F-DO1

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

M18

Abbildung 14: ET200M SM326; DO 10 x DC 24V/2A an TM54F


Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-


tel 13) darf man mit einem F-DO beide Kanäle des F-DI auf dem TM54F ansteuern. Ist eine Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des F-DI der TM54F verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.



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3.2.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an TM54F

L+ M

Zentralmodul 3RK3 Basic

Q2

MSS (3RK3)

Schaltschrank

L+ M TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

M18

Abbildung 15: MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an TM54F

In diesem Beispiel wird der P-/P-schaltende Halbleiterausgang des MSS Zentralmoduls Basic für die Ansteuerung des F-DI0 der TM54F genutzt. Dieser verfügt lediglich über einen P-Ausgang der intern mit 2 Halbleiter-schaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist zentral an Klemme M verfügbar.

Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO beide Kanäle des F-DI auf dem TM54F ansteuern. Ist eine Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des F-DI der TM54F verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.




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3.2.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an TM54F

Schaltschrank

TM54F

DI 0

DI 1+

DI 1-

X 521

2

3

6

M18

Sicherheitsschaltgerät

3TK2842

A1 A2 14

M

L+

Abbildung 16: SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an TM54F


Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO beide Kanäle des F-DI auf dem TM54F ansteuern. Ist eine Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die beiden Kanäle des F-DI der TM54F verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.




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4 Beispiele für SINAMICS S120 mit CU310

Warnung Gemäß IEC 61131 Teil2, Kapitel 5.2 (2008) dürfen bei der Verschaltung der digitalen Eingänge der CU310 und der EP-Klemme (STO-Klemmen) sowie der digitalen Eingänge des TM54F mit digitalen Halbleiterausgängen nur solche Ausgänge verwendet werden, die einen maximalen Reststrom von 0.5 mA im "AUS"- Zustand haben.



In diesem Abschnitt wird die Ansteuerung der Basic Functions über die zu-lässigen digitalen Eingänge der CU310 (Kanal 1) und der EP-Klemme des Power Modules (Kanal 2) beschrieben.

In den Beispielen ist die Verdrahtung für den DI0 (auf X121) und die EP-Klemme (auf X120) gezeigt. Selbstverständlich können auch die anderen zulässigen DIs auf der CU310 (DI0 bis DI3 auf X121) genutzt werden.


Die digitalen Eingänge der CU310 und der EP-Klemme ziehen einen sehr kleinen Strom, der i.d.R. zu gering für die automatische Drahtbrucherken-nung der F-DO-Baugruppen des ET200-Spektrums sowie der MSS ist. Aus dem Grund ist jeweils zu prüfen ob die Drahtbrucherkennung der F-DO-Komponente deaktiviert werden muss.



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4.1.1 ET200S 4F-DO (P-/M-schaltend) an CU310

PM-E DC 24V

L+ M


F-DO x

P M

1 F-RO

DC 24V


Peripherie ET200S

3 4 9 10 11 12

Schaltschrank

CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

X12

0 (E

P)

X12

1

24V

M


Die hier gezeigte Variante sollte als bevorzugte Verschaltung zwischen ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) und SINAMICS verwendet werden. Bei dieser Art der Anbindung treten keinerlei Probleme hinsichtlich der Testim-pulse der F-DO-Baugruppe auf. Aus dem Grund sind auch keine Anpas-sungen auf Seiten des SINAMICS notwendig. Des Weiteren sind auch kei-ne Maßnahmen hinsichtlich der Restströme notwendig, da diese am 1 F-RO-Modul nicht auftreten.





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X12

0 (E

P)

X12

1


Alternativ zum 1 F-RO-Modul kann auch das Kontaktvervielfacher-Modul aus der 3TK28-Reihe (hier 3TK2830-1CB30) genutzt werden. Dieses Mo-dul bietet ebenfalls den Vorteil, dass keinerlei Maßnahmen hinsichtlich der Restströme und der Testpulse des 4 F-DO-Moduls getroffen werden müs-sen. Die hier beschriebene Beschaltung ist damit ebenfalls als Vorzugs-schaltung zu sehen.





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X12

0 (E

P)X

121


Diese Variante kann ebenfalls genutzt werden. Allerdings muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhal-tung des Pegels für logisch 0 an der EP-Klemme sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der DIs auf Seiten des SINAMICS be-trägt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200S 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal beträgt dieser jedoch bis zu 4 mA. Die maximal zulässige Spannung an den DIs/der EP-Klemme der CU310 bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innenwiderstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berechnung vernachlässigt werden. An R1 darf also maximal ei-ne Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk2,1 gilt P = 0.69W.


Des Weiteren kommen hier die Testimpulse (Hell- bzw. Dunkeltest) direkt an den DIs der SINAMICS-Komponenten an. Die Impulse des Dunkeltests (kurzzeitige Abschaltung bei logisch 1 am F-DO) mit einer Dauer von <1 msec stellen kein Problem dar. Die Helltests (kurzzeitiges Einschalten bei logisch 0 am F-DO) können bis zu 4 msec lang sein. Die EP-Klemme wird alle 1 msec abgetastet und erkennt diesen Testpuls. Die digitalen Eingänge auf der CU310 werden bei Grundeinstellung nur alle 4 msec abgetastet; d.h. dort wird dieser Puls nicht erkannt.



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Zusätzlich ist noch zu beachten, dass die Testpulse auf den verschiedenen Kanälen (P und M) der F-DOs zu unterschiedlichen Zeiten geschaltet wer-den. Die Zeitdifferenz kann bis zu 0.8 sec betragen. Aus dem Grund muss die Diskrepanzzeit wie folgt erhöht werden.

p9650 = p9850 >= 900 msec.

4.1.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU310

Interface-modul

2L+ M



P PPPM MMM


Schaltschrank



X9

34

X02

5 1

R1

CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

24V

M


Bei dieser Ansteuerung muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhaltung des Pegels für logisch 0 an der EP-Klemme sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der DIs auf Seiten des SINAMICS be-trägt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200pro 4 F-DO (PM) beträgt beim P-



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Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal beträgt dieser jedoch bis zu 1,0 mA. Die maximal zulässige Span-nung an den DIs der CU310 und der Motor Modules bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innenwiderstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berechnung vernachlässigt werden. An R1 darf al-so maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:

Ω=≤ k5mA1



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk7.4 gilt P = 177mW.


Die Testpulse für den Hell- und Dunkeltest liegen im Bereich kleiner 1 msec und bedingen daher keine besonderen Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS.

4.1.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU310

L+ M


F-DO 0 F-DO 7. . .

P PM M

Peripherie ET200M

Schaltschrank

5 617 19

2L+ 2M

34 35

CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

24V

M


Die Restströme der F-DOs der ET200M 8 F-DO Komponente betragen so-wohl für den P- als auch für den M-Kanal maximal 0.5 mA. Diese Werte werden von den DIs des SINAMICS toleriert, d.h. hier sind keine besonde-ren Beschaltungen für den direkten Anschluss notwendig.

Hinsichtlich der Testpulse verhält sich die P-/M-schaltende ET200M F-DO-Baugruppe genau so wie die 4 F-DO Baugruppe der ET200S, d.h. auch



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hier kommen die Testimpulse (Hell- bzw. Dunkeltest) direkt an den DIs der SINAMICS-Komponenten an. Die Impulse des Dunkeltests (kurzzeitige Ab-schaltung bei logisch 1 am F-DO) mit einer Dauer von <1 msec stellen kein Problem dar. Die Helltests (kurzzeitiges Einschalten bei logisch 0 am F-DO) können bis zu 4 msec lang sein. Die EP-Klemme wird alle 1 msec ab-getastet und erkennt diesen Testpuls. Die digitalen Eingänge auf der CU310 werden bei Grundeinstellung nur alle 4 msec abgetastet; d.h. dort wird dieser Puls nicht erkannt.



Des Weiteren ist noch zu beachten, dass die Testpulse auf den verschie-denen Kanälen (P und M) der F-DOs zu unterschiedlichen Zeiten geschal-tet werden. Die Zeitdifferenz kann bis zu 1.6 sec betragen. Aus dem Grund muss die Diskrepanzzeit wie folgt erhöht werden.

p9650 = p9850 >= 1700 msec.

4.1.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU310

L+ M

SM326; DO 10 x DC24V/2A

F-DO 0

F-DO9

. . .

Peripherie ET200M

Schaltschrank

3 617 19

2L+ 2M

35

F-DO1

CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

24V

M

Abbildung 22: ET200M SM326; DO 10 x DC 24V/2A an CU310

Bei dieser F-DO-Baugruppe verfügen die einzelnen F-DOs lediglich über einen P-Ausgang der intern mit 2 Halbleiterschaltern doppelt geschaltet


wird. Der M-Anschluss ist für je 5 Ausgänge an einer gemeinsamen Klem-me (2M) verfügbar.

Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO sowohl den DI der CU310 (an X121; Ka-nal 1) als auch die EP-Klemme des Power Modules (an X120; Kanal 2) an-steuern. Ist eine Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die bei-den Kanäle des SINAMICS S120 verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.


Auch die Testpulse für den Hell- bzw. Dunkeltest sind kleiner 1 msec, was keine besonderen Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS not-wendig macht.


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4.1.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU310

L+ M

Zentralmodul 3RK3 Basic

Q2

MSS (3RK3)

Schaltschrank

L+ M CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

24V

M


In diesem Beispiel wird der P-/P-schaltende Halbleiterausgang des MSS Zentralmoduls Basic für die Ansteuerung der Safety-Funktionen auf dem SINAMICS genutzt. Dieser verfügt lediglich über einen P-Ausgang der in-tern mit 2 Halbleiterschaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist zentral an Klemme M verfügbar.




Auch die Testpulse für den Helltest sind kleiner 1 msec, was keine beson-deren Parametereinstellungen auf Seiten des SINAMICS notwendig macht.


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4.1.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU310

Schaltschrank

CU310

DI 0

M1

1

5

7

8

24V

M


3TK2842

A1 A2 14

M

L+








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Auch bei der CU310 werden die erweiterten Safety-Funktionen entweder über das PROFIsafe-Telegramm oder die TM54F angesteuert.

Voraussetzung für diese Verdrahtungsbeispiele ist die Verwendung des TM54F mit folgendem Ausgabestand (oder aktueller): 6SL3055-0AA00-3BA0 Version B

Die Ansteuerung über das TM54F ist bei der CU310 identisch zur CU320. D.h. die entsprechenden Beispiele sind in Kapitel 3.2 zu finden.



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5 Beispiele für SINAMICS S110 (CU305)

WARNUNG Gemäß IEC 61131 Teil2, Kapitel 5.2 (2008) dürfen bei der Verschaltung der digitalen Eingänge der CU305 mit digitalen Halbleiterausgängen nur solche Ausgänge verwendet werden, die einen maximalen Reststrom von 0.5 mA im "AUS"- Zustand haben.


Der SINAMICS S110 (CU305) verfügt über 3 fehlersichere Digitaleingänge, die für die Ansteuerung der Safety-Funktionen (Basic und Extended) ge-nutzt werden können. Ein TM54F kann an diesen Umrichter nicht ange-schlossen werden. Hinsichtlich der Verdrahtung muss hier also nicht mehr zwischen Basic Functions und den erweiterten Funktionen unterschieden werden.

In den Beispielen ist die Verdrahtung für den F-DI0 (auf X130) dargestellt. Selbstverständlich können auch der F-DI1 (ebenfalls auf X130) und der F-DI2 (auf X131) genutzt werden. Allerdings ist anzumerken, dass die An-steuerung der Basic Functions (STO/SS1/SBC) immer über F-DI0 erfolgen muss.


Die F-DIs der CU305 ziehen einen sehr kleinen Strom, der i.d.R. zu gering für die automatische Drahtbrucherkennung der F-DO-Baugruppen des ET200-Spektrums sowie der MSS ist. Aus dem Grund ist jeweils zu prüfen ob die Drahtbrucherkennung der F-DO-Komponente deaktiviert werden muss.

Die Testpulse für den Hell- bzw. Dunkeltest der F-DO-Baugruppen sind bei der CU305 unkritisch, d.h. es sind hier keine Parameteranpassungen not-wendig.



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5.1 ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305

PM-E DC 24V

L+ M


F-DO x

P M

1 F-RO

DC 24V


Peripherie ET200S

3 4 9 10 11 12

Schaltschrank

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1


Die hier gezeigte Variante sollte als bevorzugte Verschaltung zwischen ET200S 4 F-DO (P-/M-schaltend) und SINAMICS verwendet werden. Hier sind keine Maßnahmen hinsichtlich der Restströme notwendig, da diese am 1 F-RO-Modul nicht auftreten.





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Schaltschrank

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1

PM-E DC24V

L+ M



P PPPM MMM

Peripherie ET200S

1 2

3TK2830A2

A1 13 14 23 24

DI Modul

x y

51

52

DI x


Alternativ zum 1 F-RO-Modul kann auch das Kontaktvervielfacher-Modul aus der 3TK28-Reihe (hier 3TK2830-1CB30) genutzt werden. Dieses Mo-dul bietet ebenfalls den Vorteil, dass keinerlei Maßnahmen hinsichtlich der Restströme getroffen werden müssen. Die hier beschriebene Beschaltung ist damit ebenfalls als Vorzugsschaltung zu sehen.





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Schaltschrank

R1

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1

PM-E DC24V

L+ M



P PPPM MMM

Peripherie ET200S

1 2


Diese Variante kann ebenfalls genutzt werden. Allerdings muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhal-tung des Pegels für logisch 0 an der Klemme DI 17- sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der F-DIs auf Seiten der CU305 beträgt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200S 4-F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal be-trägt dieser jedoch bis zu 4 mA. Die maximal zulässige Spannung an den F-DIs der CU305 bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der In-nenwiderstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Be-rechnung vernachlässigt werden. An R1 darf also maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk2,1 gilt P = 0.69W.




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5.2 ET200pro 4/8 F-DI / 4 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305

Interface-modul

2L+ M



P PPPM MMM


Schaltschrank



X9

34

X02

5 1

R1

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1


Bei dieser Ansteuerung muss beim M-Kanal der F-DOs ein Widerstand (R1) vorgesehen werden, um die Einhaltung des Pegels für logisch 0 an der Klemme DI 17- sicherzustellen.

Der maximal zulässige Reststrom der F-DIs auf Seiten der CU305 beträgt 0.5 mA. Der Reststrom der ET200pro 4 F-DO (PM) beträgt beim P-Kanal maximal 0.5 mA, d.h. hier ist kein Widerstand notwendig. Beim M-Kanal be-trägt dieser jedoch bis zu 1,0 mA. Die maximal zulässige Spannung an den DIs der CU305 bei der ein LOW-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Der Innen-widerstand der DIs ist hinreichend hoch und kann bei folgender Berech-nung vernachlässigt werden. An R1 darf also maximal eine Spannung von 5V abfallen, d.h. für R1 gilt:

Ω=≤ k5mA1



1R)V8.28(P

2

= . Für R1 = Ωk7.4 gilt P = 177mW.




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5.3 ET200M 8 F-DO (P-/M-schaltend) an CU305

L+ M


F-DO 0 F-DO 7. . .

P PM M

Peripherie ET200M

Schaltschrank

5 617 19

2L+ 2M

34 35

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1


Die Restströme der F-DOs der ET200M 8 F-DO Komponente betragen so-wohl für den P- als auch für den M-Kanal maximal 0.5 mA. Diese Werte werden von den DIs der CU305 toleriert, d.h. hier sind keine besonderen Beschaltungen für den direkten Anschluss notwendig.

5.4 ET200M 10 F-DO (P-/P-schaltend) an CU305

L+ M

SM326; DO 10 x DC24V/2A

F-DO 0

F-DO9

. . .

Peripherie ET200M

Schaltschrank

3 617 19

2L+ 2M

35

F-DO1

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1

Abbildung 30: ET200M SM326; DO 10 x DC 24V/2A an TM54F



Bei Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V (z.B. feste Verlegung innerhalb eines Schaltschrankes, siehe EN 60204-1:2006, Kapi-tel 13) darf man mit einem F-DO beide Kanäle des F-DI auf der CU305 an-steuern. Ist eine Verdrahtung mit Fehlerausschluss für Querschluss zu 24V nicht gegeben, können zwei F-DOs mit getrennter Verdrahtung auf die bei-den Kanäle des F-DI der CU305 verwendet werden. Diese zwei F-DOs müssen dann gleichzeitig angesteuert werden.



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5.5 MSS Zentralmodul 3RK3 Basic an CU305

X13

0F-

DI 0


In diesem Beispiel wird der P-/P-schaltende Halbleiterausgang des MSS Zentralmoduls Basic für die Ansteuerung des F-DI0 der CU305 genutzt. Dieser verfügt lediglich über einen P-Ausgang der intern mit 2 Halbleiter-schaltern doppelt geschaltet wird. Der M-Anschluss ist zentral an Klemme M verfügbar.





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5.6 SIRIUS Sicherheitsschaltgerät 3TK2842 an CU305

Schaltschrank

CU305

DI 16

DI 17+

DI 17-

1

2

3

7

8

24 V1

M1


3TK2842

A1 A2 14

L+

M







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6 Beispiele für SIMOTION D4x5

WARNUNG Gemäß IEC 61131 Teil2, Kapitel 5.2 (2008) dürfen bei der Verschaltung der digitalen Eingänge des SINAMICS Integrated und der EP-Klemme des Motor Modules (STO-Klemmen) sowie der digitalen Eingänge des TM54F mit digitalen Halbleiterausgängen nur solche Ausgänge verwendet werden, die einen maximalen Reststrom von 0.5 mA im "AUS"- Zustand haben.



Hinsichtlich der relevanten Klemmen X122 und X132 besteht kein Unter-schied zwischen den SIMOTION-Varianten D425, D435, D445 und der CU320 des SINAMICS S120. Für den SINAMICS Integrated können also die Beispiele aus Abschnitt 3.1 verwendet werden.

Für die Erweiterungskomponente CX32 können ebenfalls die Beispiele für die CU320 des SINAMICS S120 verwendet werden. Allerdings ist hier zu beachten, dass lediglich 4 DIs (DI0 bis DI3 auf Klemme X122) für die Si-cherheitsfunktionen zur Verfügung stehen.


Auch bei der SIMOTION D4x5 werden die erweiterten Safety-Funktionen entweder über das PROFIsafe-Telegramm oder die TM54F angesteuert.


Die Ansteuerung über das TM54F ist bei der SIMOTION D4x5 identisch zur CU320. D.h. die entsprechenden Beispiele sind in Kapitel 3.2 zu finden.



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7 Beispiele für SIMOTION D410

Warnung Gemäß IEC 61131 Teil2, Kapitel 5.2 (2008) dürfen bei der Verschaltung der digitalen Eingänge des SINAMICS Integrated und der EP-Klemme (STO-Klemmen) sowie der digitalen Eingänge des TM54F mit digitalen Halbleiterausgängen nur solche Ausgänge verwendet werden, die einen maximalen Reststrom von 0.5 mA im "AUS"- Zustand haben.



Hinsichtlich der relevanten Klemmen X121 und X120 besteht kein Unter-schied zwischen der SIMOTION D410 und der CU310 des SINAMICS S120. Für den SINAMICS Integrated können also die Beispiele aus Ab-schnitt 4.1 verwendet werden.


Auch bei der SIMOTION D410 werden die erweiterten Safety-Funktionen entweder über das PROFIsafe-Telegramm oder die TM54F angesteuert.


Die Ansteuerung über das TM54F ist bei der SIMOTION D410 identisch zur CU320. D.h. die entsprechenden Beispiele sind in Kapitel 3.2 zu finden.



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8 Historie

Version Datum Änderung

V1.0 12/2009 Erste Ausgabe

SINAMICS S120/S110, SIMOTION D4xx Anschluss von … · Generell soll an dieser Stelle auch auf die...

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