SAFETY-AT058B-DE-E, Sicherheitsfunktion:Muting-Produkte ... · 2. Muting-Funktion eines...

Sicherheitsfunktion: Muting-Produkte Lichtgitter, RightSight™,

Guardmaster®-Sicherheitsrelais

Sicherheitsbewertung: PLe, Kat. 4 gemäß EN ISO 13849-1:2008

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 3

Wichtige Hinweise für den Anwender 3

Umsetzung der Sicherheitsfunktion 4

Allgemeine Hinweise zur Sicherheit 5

Installation und Verdrahtung 7

Konfi guration 11

Berechnung des Performance Level (PL) 18

Verifi kations- und Validierungsplan 23

Zusätzliche Hilfsmittel 28

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EinleitungIn dieser Sicherheitsapplikation wird erläutert, wie Sie ein MSR42-Sicherheitsrelais und ein MSR45E-Erweiterungsmodul mit einem GSR SI-Sicherheitsrelais für die Überwachung eines 440L GuardShield™-Lichtgitters verdrahten, konfi gurieren und integrieren, um ein Muting-System Typ L mit 2 Sensoren (Muting-Funktion in eine Richtung) mit zusätzlicher Not-Halt-Funktion aufzubauen. Wenn ein Objekt das Erkennungsfeld des Lichtgitters unterbricht und dieses nicht mittels Muting-Funktion überbrückt ist oder wenn ein Fehler im Überwachungsschaltkreis erkannt wird, schaltet das MSR42/MSR45E das redundante Paar 100S-Schütze aus und stoppt damit die gefährliche Bewegung. Wenn der Not-Halt-Taster gedrückt wird, schaltet das GSR SI die Schütze aus und stoppt damit die gefährliche Bewegung.

Wenn ein Objekt der festgelegten Größe die Muting-Sensoren in der entsprechenden Reihenfolge und innerhalb des konfi gurierten Zeitintervalls passiert, wird das Lichtgitter überbrückt. Das Objekt kann somit das Lichtgitter passieren, ohne dass die Bewegung angehalten wird. Die Muting-Funktion wird beendet, sobald das Objekt das Erkennungsfeld des Lichtgitters verlässt.

Um im überwachten Bereich verbliebene Objekte entfernen zu können, wird eine von der Muting-Funktion abhängige Überbrückungsfunktion bereitgestellt.

Wenn ein Objekt das Erkennungsfeld des Lichtgitters aus der „nicht überbrückten“ Richtung unterbricht oder die Muting-Sensoren im konfi gurierten Zeitintervall nicht in der richtigen Reihenfolge passiert, schaltet das MSR42/MSR45E die Schütze aus.

Wichtige Hinweise für den AnwenderDie Betriebseigenschaften elektronischer Geräte unterscheiden sich von denen elektromecha-nischer Geräte. In der Publikation SGI-1.1, Safety Guidelines for the Application, Installation, and Maintenance of Solid-State Controls (erhältlich bei Ihrem Rockwell Automation-Vertriebsbüro oder online unter http://www.rockwellautomation.com/literature), werden einige wichtige Unterschiede zwischen elektronischen und festverdrahteten elektromechanischen Geräten erläutert. Aufgrund dieser Unterschiede und der vielfältigen Einsatzbereiche elektronischer Geräte müssen die für die Anwendung dieser Geräte verantwortlichen Personen sicherstellen, dass die Geräte zweckgemäß eingesetzt werden.

Rockwell Automation ist in keinem Fall verantwortlich oder haftbar für indirekte Schäden oder Folgeschäden, die durch den Einsatz oder die Anwendung dieses Geräts entstehen.

Die in diesem Handbuch aufgeführten Beispiele und Abbildungen dienen ausschließlich zur Veranschaulichung. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen der jeweiligen Anwendung kann Rockwell Automation keine Verantwortung oder Haftung für den tatsächlichen Einsatz der Produkte auf der Grundlage dieser Beispiele und Abbildungen übernehmen.

Rockwell Automation übernimmt keine patentrechtliche Haftung in Bezug auf die Verwendung von Informationen, Schaltkreisen, Geräten oder Software, die in dieser Publikation beschrieben werden.

Die Vervielfältigung des Inhalts dieser Publikation, ganz oder auszugsweise, bedarf der schriftlichen Genehmigung von Rockwell Automation.

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Umsetzung der Sicherheitsfunktion: RisikobeurteilungAnhand der Risikobeurteilung wird der erforderliche Performance Level ermittelt. Er bezeichnet den Grad der Risikominderung, die durch die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen erreicht wird. Ein Bestandteil des Verfahrens zur Risikominderung besteht darin, die Sicherheitsfunktionen der Maschine festzulegen. In diesem Dokument gehen wir von einem geforderten Performance Level (PLr) für jede Sicherheitsfunktion von PLe, Kategorie 4, aus. Ein Sicherheitssystem, das PLe, Kategorie 4, oder höher erreicht, kann als zuverlässige Steuerung betrachtet werden.

Von: Risikobeurteilung (ISO 12100)

Umsetzung und PL- Bewertung

Identifikation der Sicherheitsfunktionen1

Spezifikation der Eigenschaften jeder Sicherheitsfunktion2

Bestimmung der erforderlichen PL (PLr) für jede Sicherheitsfunktion3

Sicherheitsfunktion Lichtgitter-MutingDiese Anwendung umfasst drei Sicherheitsfunktionen:

1. Über ein Lichtgitter ausgelöster Not-Halt der gefährlichen Bewegung

2. Muting-Funktion eines Lichtgitters

3. Über einen Not-Halt-Taster ausgelöster Not-Halt der gefährlichen Bewegung

Dieses System führt einen Stopp der Kategorie 0 aus. Die Bewegung kann dabei bis zum Stillstand auslaufen.

Anforderungen der SicherheitsfunktionDurch die Unterbrechung des Lichtgitters wird die Stromversorgung des Motors getrennt und somit die gefahrbringende Bewegung gestoppt und verhindert. Der Motor läuft bis zum Stillstand aus (Stopp der Kategorie 0). Beim Zurücksetzen des Lichtgitters wird die gefährliche Achsbewegung erst dann fortgesetzt und der Motor erst dann mit Strom versorgt, wenn eine sekundäre Aktion (Startknopf niedergedrückt) erfolgt. Die Muting-Funktion des Lichtgitters sorgt dafür, dass automatisch zugeführtes Material in den geschützten Bereich gelangen kann. Es werden mehrere Sensoren konfi guriert, um zugeführtes Material zu erkennen und die Muting-Funktion nach IEC/TS 62046 auszulösen und zu überwachen. Fehler am Lichtgitter, an den Muting-Sensoren, den Verdrahtungsklemmen oder an der Sicherheitssteuerung werden vor der nächsten Sicherheitsanforderung erkannt. Das Lichtgitter muss nach ISO 13855 in einem solchen sicheren Abstand von der Gefahr angebracht sein, dass die gefährliche Bewegung stoppt, bevor der Anwender die Gefahr erreicht. Die Sicherheitsfunktion kann in diesem Beispiel die Energieversorgung für Motoren mit einem Nennstrom bis zu 9 A, 600 V AC, ein- bzw. ausschalten. Die Sicherheitsfunktion erfüllt die Anforderungen für Kategorie 4, Performance Level „e“ (Kat 4, PLe), gemäß EN ISO 13849-1 und SIL3 gemäß IEC 62061 sowie gemäß ANSI B11.19.

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Sie fi nden in diesem Handbuch Hinweise, die Sie auf Sicherheitsaspekte aufmerksam machen.

Allgemeine SicherheitshinweiseWenden Sie sich an Rockwell Automation, um mehr Informationen über unsere Dienstleistung der Risikobeurteilung zu erfahren.

Warnung: Dieser Hinweis macht Sie auf Vorgehensweisen und Zustände

aufmerksam, die in explosionsgefährdeten Umgebungen zu einer Explosion und

damit zu Verletzungen oder Tod, Sachschäden oder wirtschaftlichen Verlusten

führen können.

WICHTIG Dieser Hinweis enthält Informationen, die für den erfolgreichen Einsatz und

das Verstehen des Produkts besonders wichtig sind.

Achtung: Dieser Hinweis macht Sie auf Vorgehensweisen und Zustände

aufmerksam, die zu Verletzungen oder Tod, Sachschäden oder wirtschaftlichen

Verlusten führen können. Achtungshinweise helfen Ihnen, eine Gefahr zu erkennen,

die Gefahr zu vermeiden und die Folgen abzuschätzen.

Stromschlaggefahr: An der Außenseite oder im Inneren des Geräts, z. B. eines

Antriebs oder Motors, kann ein Etikett dieser Art angebracht sein, um Sie darauf

hinzuweisen, dass möglicherweise eine gefährliche Spannung anliegt.

Verbrennungsgefahr: An der Außenseite oder im Inneren des Geräts, z. B. eines

Antriebs oder Motors, kann ein Etikett dieser Art angebracht sein, um Sie darauf

hinzuweisen, dass die Oberflächen möglicherweise gefährliche Temperaturen

aufweisen.

WICHTIGDieses Anwendungsbeispiel richtet sich an fortgeschrittene, entsprechend

geschulte Anwender, die sich mit den Anforderungen an Sicherheitssyteme

auskennen.

Achtung: Eine Risikobeurteilung sollte durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass

alle Tätigkeiten-/Gefährdungskombinationen identifiziert und berücksichtigt wurden.

Die Risikobeurteilung erfordert ggf. zusätzliche Maßnahmen, um das Risiko auf ein

tolerierbares Niveau zu reduzieren Sicherheitsschaltkreise müssen Berechnungen zur

Sicherheitsentfernung berücksichtigen, die nicht Bestandteil dieses Dokuments sind.

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Beschreibung der funktionalen SicherheitDurch Unterbrechung des Erkennungsfelds des Lichtgitters oder durch Fehler in der Muting-Reihenfolge bzw. hinsichtlich des zeitlichen Rahmens wird eine gefährliche Bewegung gestoppt oder verhindert. Das 440L-Lichtgitter und zwei RightSight-Muting-Sensoren sind mit dem MSR42-Sicherheitsrelais verbunden. Das MSR42 ist mit einem MSR45E-Erweiterungsmodul verbunden, das zwei Schließer-Sicherheitskontakte bereitstellt, die die Stromzufuhr zu den 100S-Schützspulen über die GSR SI-Sicherheitskontakte steuern. Wenn das MSR42/MSR45E die Sicherheitskontakte öff net, wird die gefährliche Bewegung gestoppt. Wenn alle Signale der Sicherheitseingänge korrekt sind, keine Fehler erkannt werden und der Reset-Taster gedrückt wird, schaltet das MSR42 seine Sicherheitskontakte ein und speist damit die Schützspulen über das GSR SI.

Der Not-Halt-Taster ist mit dem GSR SI verbunden, das den Not-Halt-Taster mittels Impulsprüfung auf Betätigung oder Fehler überwacht. Wird der Not-Halt-Taster betätigt, öff net das GSR SI seine Sicherheitskontakte und die gefährliche Bewegung wird gestoppt. Wenn alle Signale der Sicherheitseingänge korrekt sind, keine Fehler erkannt werden und der Reset-Taster gedrückt (zwischen 0,25 und 3,0 Sekunden) und dann losgelassen wird, schaltet das GSR SI seine Sicherheitskontakte erneut ein und speist damit die Schützspulen.

Zusammenfassend bedeutet dies, dass die Schütze abschalten, wenn das nicht per Muting-Funktion überbrückte Lichtgitter blockiert ist. Wird die Blockierung des Lichtgitters aufgehoben und der entsprechende Reset-Taster gedrückt, werden die Schütze eingeschaltet.

Bei einem ordnungsgemäß mittels Muting-Funktion überbrücktem Lichtgitter kann das Erkennungsfeld unterbrochen werden, ohne dass die Sicherheitsschütze abschalten. Wenn das Lichtgitter überbrückt ist, wird die Muting-Leuchte eingeschaltet.

MateriallisteBestellnummer Beschreibung Menge

440L-P4KL1280YDGuardShield™-Sicherheits-Lichtgitter, Aufl ösung 30 mm, Schutzfeldhöhe

1280 mm, 64 Strahlen, integrierte Laserausrichtung1

889D-F8AB-2DC-Mikro-Steckverbinder (M12), Buchse, gerade, 8-polig, PVC-Kabel,

gelb, ungeschirmt, 24 AWG, IEC-Farbcodierung, kein Anschluss, 2 m1

440G-A27011

Fotoelektrischer Sensor PHOTOSWITCH, RightSight, Refl exionssteuerung

mit Polarisationsfi lter, rot, DC – 2 Komplementärausgänge für Hell-/

Dunkelschaltung, Quelle (PNP), 4-poliger DC-Mikro-Steckverbinder mit

Anschlusskabel 152 mm (6 Zoll)

2

889D-F4AC-2DC-Mikro-Steckverbinder (M12), Buchse, gerade, 8-polig, PVC-Kabel,

gelb, ungeschirmt, 22 AWG, IEC-Farbcodierung, kein Anschluss, 2 m2

60-2649 60-2649 Montagehalterung mit Kugelgelenk 2

92-89 92-89 Refl ektor 2

440R-P226AGS-NNR MSR42-Multifunktionssteuergerät für GuardShield-Lichtgitter 1

800FM-G611MX10

800F Drucktaste – Metall, geschützt, blau, R, Metallmontageelement,

1 Schließer- Kontakt, 0 Öff ner- Kontakt, Standard, Standardpackung

(Anzahl 1)

1

855EE-G24L5

Control Tower-Warnleuchte, vormontiert, 25 cm Stangenmontage mit

Kappe, graues Gehäuse, 24 V AC/DC Vollspannung, bernsteinfarbene

blinkende LED

1

445L-AF6150Optisches Schnittstellenwerkzeug (erforderlich für die Konfi guration des

MSR42)

445R-ACABL1 Flachkabel 10-polig für 1 Erweiterung

800F-1YP3800F Not-Halt-Station, 1 Bohrung, Kunststoff , PG, Rückstellung durch

Rechtsdrehung, 40 mm, unbeleuchtet, 2 Öff ner1

440R-S12R2Guardmaster®-Sicherheitsrelais, 1 zweikanaliger Universaleingang,

1 Öff ner, elektronischer Hilfsausgang1

100S-C09ZJ23C MCS 100S-C Sicherheitsschütz, 9 A, 24 V DC 2

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Installation und VerdrahtungAusführliche Informationen zur Installation und Verdrahtung fi nden Sie in den Produkthandbü-chern, die im Abschnitt Zusätzliche Hilfsmittel aufgeführt sind.

Ein Sicherheits-Lichtgitter bietet keine physische Barriere zwischen einer Person und der gefähr-lichen Bewegung. Das Sicherheits-Lichtgitter muss mit ausreichend Abstand von der gefährlichen Bewegung aufgebaut werden, damit eine Person, die ihre Hand durch das Lichtgitter steckt, die gefährliche Bewegung erst erreichen kann, nachdem diese angehalten wurde. Dieser Abstand wird als Sicherheitsabstand bezeichnet.

Der erforderliche Sicherheitsabstand (Ds) ist je nach Aufbau unterschiedlich und muss deshalb für jede Anwendung separat berechnet werden. In diesem Anwendungshinweis wird die ANSI-Formel verwendet:

Ds = K x (Ts + Tc + Tr – Tbm) + Dpf.

K: die „übliche“ Handgeschwindigkeit in 63 Zoll (160,02 cm) pro Sekunde

Ts: die Anhaltezeit der Maschine

Tc: Ansprechzeit des Sicherheitssystems

Tr: Ansprechzeit des Präsenzabtastungsgeräts

Tbm: Zusätzliche Zeit für die Bremsenüberwachung (falls vorhanden), um Variationen der normalen Anhaltezeit zu kompensieren

Dpf: Der Abstand, den eine „Standardhand“ durch das Lichtgitter bewegt werden könnte, bevor sie erkannt wird. Hierbei handelt es sich um einen festen Wert basierend auf der Aufl ösung des Lichtgitters

In diesem Anwendungshinweis lauten die Werte wie folgt:

K: 63 Zoll pro Sekunde (160 cm)

Ts: 500 ms – (0,5 s) rein zum Zweck dieses Anwendungshinweises. Die Anhaltezeit muss in jeder Anwendung gemessen werden

Tc: 39 ms = 18 ms (MSR42) + 6 ms (MSR45E) + 15 ms (K1/K2)

Tr: 20 ms

Tr + Tc = 20 + 39 = 59 ms = 0,059 s

Tbm: 0 – wird in dieser Anwendung nicht verwendet

Dpf: 78,7 mm (3,1 Zoll)

DS = (63 x (0,5 + 0,059)) + 3,1 = 38,3 Zoll (97,3 cm)

Das Lichtgitter darf nicht näher als 38,3 Zoll (97,3 cm) von der gefährlichen Bewegung montiert werden.

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Gleiche Berechnung nach ISO 13855

S = (K x T) + C

S: Mindestentfernung, in Millimetern (mm)

K: ist ein Parameter in Millimetern pro Sekunde (mm/s), abgeleitet von Daten zur Annäherungsgeschwindigkeit des Körpers oder von Teilen des Körpers

T: Gesamte Anhaltezeit in Sekunden

C: ist die Eindringentfernung in mm

In diesem Anwendungshinweis lauten die Werte wie folgt:

K = 1600 mm pro Sekunde

T = 559 ms (Anhaltezeit der Maschine 500 ms + LC 20 ms + 18 ms (MSR42) + 6 ms (MSR45E) + 15 ms (K1/K2)

C = 8(d-14), jedoch nicht kleiner als 0, wobei d die Aufl ösung des Lichtgitters ist

S = 1600 x 0,559 + 8(14 -14)

Das Lichtgitter darf nicht näher als 894 mm (ca. 35 Zoll) von der gefährlichen Bewegung, vor der es schützt, montiert werden.

Mit der MSR42 Konfi gurationssoftware können auch Sicherheitsabstände berechnet werden.

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SystemüberblickBei einem Muting-System Typ L mit 2 Sensoren (Muting-Funktion in eine Richtung) können Lasten oder Objekte das Lichtgitter in einer Richtung passieren, ohne dass die geschützte Maschine bzw. der Prozess abgeschaltet wird. Die geschützte Maschine bzw. der Prozess wird jedoch abgeschaltet, wenn ein Objekt oder eine Person versucht, das Lichtgitter in der anderen Richtung zu passieren. Das System schaltet die geschützte Maschine auch dann ab, wenn ein Objekt die Muting-Bedingungen nicht erfüllt. Ein Muting-System Typ L mit 2 Sensoren wird häufi g eingesetzt, um den Ausgabebereich einer Maschine oder eines Prozesses zu schützen. Typische Einsatzorte für diese Form von Muting-Funktion ist beispielsweise die Ausgabe eines automatischen Palettiersystems oder einer automatischen Montagemaschine.

Um die Muting-Funktion auszulösen, muss ein Objekt in der richtigen Reihenfolge erst Sensor 1, dann Sensor 2 und schließlich das Lichtgitter passieren. Die Zeitdauer zwischen den Strahlunterbrechungen wird überwacht und darf die festgelegten Zeiten nicht überschreiten. Die Gesamtzeit, die das System mittels Muting-Funktion überbrückt wird, wird ebenfalls überwacht. Das geschützte System wird abgeschaltet, wenn eine der festgelegten Zeiten überschritten wird. Die Sensoren und das Lichtgitter müssen so angeordnet werden, dass alle drei an einem Punkt im Prozess gleichzeitig unterbrochen werden. Die Sensoren und das Lichtgitter müssen in der gleichen Reihenfolge, in der sie zum Auslösen der Muting-Reihenfolge passiert wurden, wiederhergestellt werden. Ein neues Objekt kann den Ablauf (Unterbrechung von Sensor 1) erst dann starten, wenn das vorherige Objekt das Lichtgitter passiert hat. Das geschützte System wird abgeschaltet, wenn einer der Sensoren unterbrochen wird, bevor das vorherige Objekt das Lichtgitter passiert hat. Die Muting-Funktion wird solange angehalten, bis das Objekt das Erkennungsfeld des Lichtgitters verlassen hat.

Das 440L-Lichtgitter überwacht sich selbst und seine Ausgänge auf Fehler und reagiert im Fehlerfall durch Ausschalten seiner beiden Ausgänge. Das MSR42 überwacht die Lichtgitterausgänge und die Sensorausgänge. Das MSR42 kontrolliert, dass es die Signale von Sensoren und Lichtgitter in der richtigen Reihenfolge und innerhalb der festgelegten Zeiten empfängt. Erkennt das MSR42 einen Fehler an seinen Eingängen oder einen internen Fehler, schaltet es die MSR45E-Sicherheitskontakte aus und schaltet damit das geschützte System ab.

Das MSR 42 überwacht die 100S-Schütze über Öff ner-Kontakte der in Reihe geschalteten Schütze zur Bereitstellung einer EDM-Funktion. Das MSR42 reagiert nicht auf seine Starttaste und schaltet nicht die MSR45E-Sicherheitskontakte ein, wenn das Lichtgitter unterbrochen wird, ein Fehler erkannt wird oder wenn sich die 100S-Schütze nicht im korrekten AUS-Zustand befi nden. Das MSR42 betreibt und überwacht eine Muting-Leuchte. Sollte die Leuchte durchbrennen oder entfernt werden, überbrückt das MSR42 das Lichtgitter nicht.

Das GSR SI überwacht den Zustand des Not-Halt-Drucktasters. Es prüft auf Fehler, weil seine Impulsausgänge über die Not-Halt-Kontakte verbunden sind und es die Eingänge überwacht. Das GSR SI überwacht sich selbst auf interne Fehler. Ein Fehler im Not-Halt-Stromkreis, ein interner Fehler oder ein Drücken des Not-Halt-Tasters bewirkt, dass das GSR SI seine Sicherheitskontakte öff net und damit das geschützte System abschaltet.

Das GSR überwacht die 100S-Schütze über Öff nerkontakte der in Reihe geschalteten Schütze als Teil des Rücksetzkreises. Das GSR SI reagiert nicht auf seinen Reset-Taster und schaltet nicht die Sicherheitskontakte ein, wenn der Not-Halt-Taster nicht freigegeben wurde, ein Fehler erkannt wird oder wenn sich die 100S-Schütze nicht im korrekten AUS-Zustand befi nden.

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Schaltplan

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Konfi gurationZur Konfi guration für unterschiedliche Anwendungen verfügt das 440L-Lichtgitter über DIP-Schalter. In dieser Anwendung werden die Standardeinstellungen verwendet.

Es ist keine Änderung der Schalterstellungen notwendig! Übernehmen Sie die Standard-Schalterstellungen.

Konfi guration des GSR SI-Sicherheitsrelais für die überwachte Rückstellung von Hand

Empfänger – Voreinstellung ab Werk

Schalter Schalterfunktion Standard-einstellung Beschreibung

1 Modusaktivierung – Kombination aktiviert einen der

folgenden Modi: Nur Schutz (Automatischer Start),

Einschaltarretierung, manueller Start

EIN

Nur Schutz

2 EIN

3 MPCE: Überwachung deaktivieren EIN Deaktiviert

4 Feste Ausblendung (Blanking) aktivieren AUS Deaktiviert

5Gleitende Ausblendung (Blanking) aktivieren –

Ein StrahlAUS

Schalter 5 und 6 können nicht gleichzeitig „EIN“ sein

6Gleitende Ausblendung (Blanking) aktivieren –

Zwei StrahlenAUS

7 Strahlcodierung festlegen AUS Deaktiviert

8 Nicht verwendet AUS

Sender – Voreinstellung ab Werk

Schalter Schalterfunktion Standard-einstellung Beschreibung

1 Strahlcodierung festlegen AUS Deaktiviert

2 Maschinentestsignal AUSAUS: Signal High-aktiv – Keine Verbindung oder Verbindung Schließerkontakt

EIN: Signal Low-aktiv – Verbindung Öff nerkontakt

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Konfi guration des MSR42Gehen Sie wie folgt vor.

1. Öff nen Sie die MSR42-Konfi gurationssoftware. Siehe MSR42-Konfi gurationssoftware 440r-um005

Konfi guration des GSR SI-Sicherheitsrelais für die überwachte Rückstellung von Hand

2. Wählen Sie „MSR42“.

3. Wählen Sie „Confi guration“.

4. Wählen Sie: „Muting other device (OSSDs)“.

5. Klicken Sie auf „OK“.

6. Wählen Sie „2 sensor L-type“. Die in diesem Schritt ausgewählten Zeiträume dienen nur der Veranschaulichung. Die in einer spezifi schen Anwendung geeigneten Zeiten hängen von der Größe und Geschwindigkeit des Objekts ab.

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7. Legen Sie für t(sens) [s] 3,6 Sekunden fest.

8. Legen Sie für t(espe) [s] 3 Sekunden fest.

9. Legen Sie für t(mute) [min] 3 Minuten fest.

10. Legen Sie für t(mdo) [s] 30 Sekunden fest.

11. Klicken Sie auf „OK“.

12. Wählen Sie im Menü IN1 „Start“.

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13. Wählen Sie im Menü IN 2 „Start release“.

14. Beachten Sie, dass nun „Design OK“ angezeigt wird.

15. Klicken Sie auf „File“. Wählen Sie „Print confi guration control Document“.

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Beachten Sie, dass hierin die zuvor festgelegten Zeiten (t(sense) usw.) und die in der Berechnung des Sicherheitsabstands verwendeten Reaktionszeiten enthalten sind. Drucken Sie dieses Dokument als Bestandteil der Systemdokumentation aus.

16. Im Handbuch 440r-um005 erfahren Sie, wie Sie die optische Schnittstelle mit PC und MSR42 verbinden, um die gerade erstellte Konfi guration in das MSR42 zu laden.

17. Zum Laden müssen Sie die Gerätenummer des MSR eingeben. Sie fi nden die Seriennummer an der Seite des MSR42.

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18. Klicken Sie, sobald die Kommunikation hergestellt ist, auf „File“und wählen Sie „PC -> MSR42 (Download)“.

19. Geben Sie „ABGM“ ein (komplett in Großbuchstaben).

20. Der Ladevorgang wird gestartet.

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Berechnung des Performance Level (PL)Die Funktionale Sicherheitsspezifi kation für dieses Projekt erfordert einen Performance Level von PLd (mindestens) und eine Struktur von Kat. 3 (mindestens). Für PLd wird ein PFHd-Wert von kleiner als 1.0 E-06 für die gesamte Sicherheitsfunktion benötigt.

Dieses SISTEMA-Projekt umfasst drei Sicherheitsfunktionen:

1. Über ein Lichtgitter ausgelöster Not-Halt der gefährlichen Bewegung

2. Muting-Funktion eines Lichtgitters

3. Über einen Not-Halt-Taster ausgelöster Not-Halt der gefährlichen Bewegung

Die erreichten Performance Level der einzelnen Sicherheitsfunktionen werden im Folgenden beschrieben.

Elektromechanische Geräte wie Not-Halt-Taster und Sicherheitsschütze haben eine begrenzte Betriebsdauer, die direkt davon abhängig ist, wie häufi g diese Geräte betätigt werden. In den folgenden Berechnungen wird davon ausgegangen, dass der Not-Halt-Taster 730 (365 x 2) Mal pro Jahr betätigt wird. Bei den Schützen, deren Betätigung das Ergebnis eines Einschalt-/Rückstellvorgangs, dem Drücken eines Not-Halt-Tasters, der Unterbrechung des Erkennungsfelds des Lichtgitters oder eines Fehlers im Muting-Prozess sein kann, wird von einer Betätigung von insgesamt 8.760 (24 x 365) Mal pro Jahr ausgegangen.

Bei allen anderen Komponenten handelt es sich um elektronische Komponenten, bei denen im Wesentlichen von einer unendlichen Betriebsdauer ausgegangen wird.

Die Sicherheitsfunktion des über ein Lichtgitter ausgelösten Not-Halts der gefährlichen Bewegung kann wie folgt dargestellt werden.

Hinsichtlich der funktionalen Sicherheit für den über eine Lichtgitter-Sicherheitsfunktion ausgelösten Not-Halt einer gefährlichen Bewegung gelten folgende Daten:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des Lichtgitters:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems der MSR42-Logik:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems der MSR45E-Logik:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des 100S-Schützausgangs:

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Die Muting-Funktion einer Lichtgitter-Sicherheitsfunktion kann wie folgt dargestellt werden.

Hinsichtlich der funktionalen Sicherheit für die Muting-Funktion einer Lichtgitter-Sicherheitsfunktion gelten folgende Daten:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des Muting-Sensoreingangs:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des Lichtgittereingangs:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems der MSR42-Logik:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems der MSR45E-Logik:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des 100S-Schützausgangs:

Die Sicherheitsfunktion des über einen Not-Halt-Taster ausgelösten Not-Halts der gefährlichen Bewegung kann wie folgt dargestellt werden.

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Hinsichtlich der funktionalen Sicherheit für den über eine Not-Halt-Sicherheitsfunktion ausgelösten Not-Halt einer gefährlichen Bewegung gelten folgende Daten:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des Not-Halt-Eingangs:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems der GSR SI-Logik:

Daten der funktionalen Sicherheit des Subsystems des 100S-Sicherheitsschützausgangs:

Beachten Sie, dass die Daten für Not-Halt und Sicherheitsschütze MTTFd-, DCavg- und CCF-Daten enthalten. Dies ist deshalb der Fall, weil es sich hierbei um elektromechanische Geräte handelt. Die Bewertungen der funktionalen Sicherheit elektromechanischer Geräte umfassen Angaben dazu, wie häufi g diese Geräte betätigt werden, ob die Geräte eff ektiv auf Fehler überwacht werden und ob sie korrekt spezifi ziert und installiert sind.

SISTEMA berechnet die MTTFd mittels B10d-Daten für die Schütze und der geschätzten Verwendungshäufi gkeit, die beim Erstellen des SISTEMA-Projekts eingegeben wurde.

Der DCavg (99 %) für die Schütze wurde der Tabelle der Ausgangsgeräte der Norm EN ISO 13849-1, Anhang E, entnommen. „Direkte Überwachung“.

Der DCavg (99 %) für den Not-Halt wurde der Tabelle der Eingangsgeräte der Norm EN ISO 13849-1, Anhang E, entnommen. „Gegenseitige Überwachung“.

Der CCF-Wert wird anhand des in Anhang F der Norm EN ISO 13849-1 umrissenen Bewertungspro-zesses ermittelt. Der vollständige CCF-Bewertungsprozess muss bei der tatsächlichen Umsetzung einer Anwendung erfolgen. Es muss eine Bewertung von mindestens 65 Punkten erreicht werden.

Verifi kations- und ValidierungsplanVerifi kation und Validierung tragen entscheidend zur Vermeidung von Fehlern während der Planung und Entwicklung eines Sicherheitssystems bei. EN ISO 13849-2 gibt die Anforderungen für die Validierung vor. Die Norm verlangt einen dokumentierten Plan, um die Erfüllung aller Anforderungen an die funktionale Sicherheit zu bestätigen.

Die Verifi zierung besteht in einer Analyse des daraus resultierenden Sicherheitssystems. Der Performance Level (PL) des Sicherheitssystems wird so berechnet, dass die Erfüllung des benötigten Performance Level (PLr required) sichergestellt ist. Das Software-Tool SISTEMA, das in der Regel für diese Berechnungen eingesetzt wird, trägt zur Erfüllung der Anforderungen von EN ISO 13849-1 bei.

Die Validierung ist ein Funktionstest des Sicherheitssystems und dient dazu, festzustellen, ob das System den spezifi zierten Sicherheitsanforderungen gerecht wird. Bei der Validierung wird getestet, ob alle sicherheitsbezogenen Ausgänge entsprechend auf die dazugehörigen sicherheitsbezogenen Eingänge reagieren. Der Funktionstest sollte normale Betriebsbedingungen ebenso beinhalten wie potenziell fehlerbehaftete Betriebszustände. Die Validierung des Sicherheitssystems wird durch eine Prüfl iste dokumentiert.

Vor der Validierung des GSR-Sicherheitsrelaissystems ist zu prüfen, ob das GSR-Relais entsprechend der Installationsanleitung verdrahtet und konfi guriert wurde.

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Checkliste für die Verifizierung und Validierung der Sicherheitsfunktion des GSR-LichtgittersAllgemeine Maschineninformationen

Maschinenname/Modellnummer

Seriennummer der Maschine

Kundenname

Prüfdatum

Namen der Prüfer

Schaltbild Nummer

Guardmaster-Sicherheitsrelais

Verif izierung der Konf iguration von Sicherheitsverdrahtung und -relaisPrüfschrit t Verif izierung Bestanden/

Nicht bestandenÄnderungen/

Modif ikationen

Führen Sie eine Sichtprüfung daraufhin durch, ob der Sicherheitsrelaisschaltkreis wie in den Schaltplänen dokumentiert verdrahtet ist.

Führen Sie eine Sichtprüfung daraufhin durch, ob die Drehschaltereinstellungen des Sicherheitsrelais entsprechend der Dokumentation korrekt sind.

Verifizierung des Normalbetriebs – Das Sicherheitsrelaissystem reagiert korrekt auf alle normalen Start-, Stopp-, Not-Halt- und RücksetzbefehlePrüfschrit t Verif izierung Bestanden/


Modif ikationen

Lösen Sie einen Startbefehl aus. Beide Schütze müssen für einen normalen Ausführungszustand der Maschine einschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.

Lösen Sie einen Stoppbefehl aus. Beide Schütze müssen für einen normalen Stoppzustand der Maschine ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.

Drücken Sie im Betrieb den Not-Halt-Drucktaster. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausschalten und öff nen. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie den Schritt für alle Not-Halt-Drucktaster.

Drücken Sie im gestoppten Zustand den Not-Halt-Drucktaster und lösen Sie einen Startbefehl aus. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausgeschaltet und off en bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie den Schritt für alle Not-Halt-Drucktaster.

Lösen Sie einen Rücksetzbefehl aus. Beide Schütze müssen ausgeschaltet bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.

Verifizierung des unnormalen Betriebs – Das Sicherheitsrelaissystem reagiert korrekt auf alle vorhersehbaren Fehler mit entsprechender Diagnose.Prüfung des Not-Halt-Eingangs

Prüfschrit t Validierung Bestanden/Nicht bestanden

Änderungen/Modif ikationen

Entfernen Sie im Betrieb den Draht von Kanal 1 vom Sicherheitsrelais. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb den Kanal 1 des Sicherheitsrelais gegen +24 V DC kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb den Kanal 1 des Sicherheitsrelais gegen (–) 0 V DC kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb die Kanäle 1 und 2 der Sicherheitsrelais kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.

Prüfungen des GSR-LogiksystemsPrüfschrit t Validierung Bestanden/


Modif ikationen

Entfernen Sie im Betrieb die eindrahtige Sicherheitsverbindung zwischen zwei benachbarten Sicherheitsrelais im System. Alle Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie den Schritt für alle Sicherheitsverbindungen. Diese Prüfung gilt nicht für Schaltkreise mit einem Relais.

Drehen Sie im Betrieb den Logik-Drehschalter am Sicherheitsrelais. Alle Schütze müssen ausgeschaltet bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie den Schritt für alle Sicherheitsrelais im System.

Prüfung des SicherheitsschützausgangsPrüfschrit t Validierung Bestanden/


Modif ikationen

Entfernen Sie im Betrieb das Schütz-Feedback vom Sicherheitsrelais. Alle Schütze müssen eingeschaltet bleiben. Lösen Sie einen Stoppbefehl gefolgt von einem Rücksetzbefehl aus. Das Relais darf nicht neu starten oder zurücksetzen. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.

25

Checkliste für die Verifizierung und Validierung der Sicherheitsfunktion des GSR-LichtgittersAllgemeine Maschineninformationen



Kundenname

Prüfdatum

Namen der Prüfer

Schaltbild Nummer




Modif ikationen

Führen Sie eine Sichtprüfung daraufhin durch, ob der Sicherheitsrelaisschaltkreis wie in den Schaltplänen dokumentiert verdrahtet ist.

Führen Sie eine Sichtprüfung des Lichtgitters daraufhin durch, ob das Lichtgitter wie dokumentiert konfi guriert ist.


Verifizierung des Normalbetriebs – Das Sicherheitsrelaissystem reagiert korrekt auf alle normalen Start-, Stopp-, Not-Halt- und RücksetzbefehlePrüfschrit t Verif izierung Bestanden/


Modif ikationen



Unterbrechen Sie im Betrieb das Lichtgitter. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausschalten und öff nen. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Lichtgitter.

Unterbrechen Sie im gestoppten Zustand das Lichtgitter und lösen Sie einen Startbefehl aus. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausgeschaltet und off en bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.


Verifizierung des unnormalen Betriebs – Das Sicherheitsrelaissystem reagiert korrekt auf alle vorhersehbaren Fehler mit entsprechender Diagnose.Prüfung des Lichtgittereingangs







Prüfungen des GSR-LogiksystemsPrüfschrit t Validierung Bestanden/


Modif ikationen





Modif ikationen


26

Checkliste für die Verifizierung und Validierung der Sicherheitsfunktion des GSR-Lichtgitters mit Muting-FunktionAllgemeine Maschineninformationen



Kundenname

Prüfdatum

Namen der Prüfer

Schaltbild Nummer




Modif ikationenFühren Sie eine Sichtprüfung daraufhin durch, ob der Sicherheitsrelaisschaltkreis wie in den Schaltplänen dokumentiert verdrahtet ist.

Führen Sie eine Sichtprüfung des Lichtgitters daraufhin durch, ob das Lichtgitter wie dokumentiert konfi guriert ist.

Führen Sie eine Sichtprüfung des Muting-Relais des Lichtgitters daraufhin durch, ob das Muting-Relais wie dokumentiert konfi guriert ist.


Prüfschrit t Verif izierung Bestanden/Nicht bestanden




Lösen Sie im Betrieb eine Muting-Sequenz aus und unterbrechen Sie das Lichtgitter. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausschalten und öff nen. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Lichtgitter.

Unterbrechen Sie im Betrieb das Lichtgitter. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausgeschaltet und off en bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Lichtgitter.

Unterbrechen Sie im gestoppten Zustand das Lichtgitter und lösen Sie einen Startbefehl aus. Beide Schütze müssen für einen normalen, sicheren Zustand ausgeschaltet und off en bleiben. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais.


Verifizierung des unnormalen Betriebs – Das Sicherheitsrelaissystem reagiert korrekt auf alle vorhersehbaren Fehler mit entsprechender Diagnose.Prüfung des Eingangs von Lichtgitter und Muting-Funktion







Entfernen Sie im Betrieb den Draht von Kanal 1 vom Lichtgitterrelais. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Lichtgitterrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb den Kanal 1 des Lichtgitterrelais gegen +24 V DC kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Lichtgitterrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb den Kanal 1 des Lichtgitterrelais gegen (–) 0 V DC kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Lichtgitterrelais. Wiederholen Sie diesen Schritt für Kanal 2.

Schließen Sie im Betrieb die Kanäle 1 und 2 des Lichtgitterrelais kurz. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Lichtgitterrelais.

Lösen Sie im Betrieb eine fehlerhafte Muting-Reihenfolge aus. Beide Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Lichtgitterrelais.

Checkliste für die Verifizierung und Validierung der Sicherheitsfunktion des GSR-Lichtgitters mit Muting-FunktionPrüfungen des Logiksystems von GSR und Muting-Relais des Lichtgitters





Entfernen Sie im Betrieb eine verdrahtete Verbindung zwischen dem Lichtgitterrelais und dem Sicherheitsrelais. Alle Schütze müssen ausschalten. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Statusanzeige der Maschine und die ordnungsgemäße LED-Anzeige des Sicherheitsrelais. Wiederholen Sie den Schritt für alle verdrahteten Verbindungen.



Modif ikationen


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Hauptverwaltung für Antriebs-, Steuerungs- und InformationslösungenAmerika: Rockwell Automation, 1201 South Second Street, Milwaukee, WI 53204 USA, Tel: +1 414 382 2000, Fax: +1 414 382 4444Europa/Naher Osten/Afrika: Rockwell Automation NV, Pegasus Park, De Kleetlaan 12a, 1831 Diegem, Belgien, Tel: +32 2 663 0600, Fax: +32 2 663 0640 Asien/Australien/Pazifikraum: Rockwell Automation, Level 14, Core F, Cyberport 3, 100 Cyberport Road, Hong Kong, China, Tel: +852 2887 4788, Fax: +852 2508 1846

Deutschland: Rockwell Automation GmbH, Parsevalstraße 11, 40468 Düsseldorf, Tel: +49 (0)211 41553 0, Fax: +49 (0)211 41553 121Schweiz: Rockwell Automation AG, Industriestrasse 20, CH-5001 Aarau, Tel: +41(62) 889 77 77, Fax: +41(62) 889 77 11, Customer Service – Tel: 0848 000 277Österreich: Rockwell Automation, Kotzinastraße 9, A-4030 Linz, Tel: +43 (0)732 38 909 0, Fax: +43 (0)732 38 909 61

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Publikation SAFETY-AT058B-DE-E – Januar 2013 Copyright © 2013 Rockwell Automation, Inc. Alle Rechte vorbehalten.

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Date post:	23-May-2020
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