SEW變頻器MOVIfit的PLC組態(tài)/S11安全控制設(shè)置流程分享

EBOX電子功率單元

功能：改變電壓及頻率,SEW程序部分,初始化及IPOS程序(AM1001).

ABOX通訊接線單元

功能：變頻器接線、與EBOX連接通訊,PN網(wǎng)卡/安全模塊S11.

PN通訊轉(zhuǎn)換模塊

功能：銅纜網(wǎng)絡(luò)電信號轉(zhuǎn)換成光纖.

該端子只有配PROFIsafe卡的S11模塊才有效

PROFIsafe選件S11B安全設(shè)計

? PROFIsafe選件S11B屬于內(nèi)置的安全電氣組件，配有安全數(shù)字輸入和輸出端（F- DI、F-DO）。

組件的安全設(shè)計以所有安全過程值都存在一個安全狀態(tài)為基礎(chǔ)。

在PROFIsafe選件S11B上，所有數(shù)字輸入端F-DI和數(shù)字輸出端F-DO的安全狀態(tài)值為“0”。

? 借助合適的監(jiān)控機制，通過雙通道冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以滿足EN 61508級別標(biāo)準(zhǔn)SIL3和EN ISO 13849-1功能等級e的要求。

識別出故障后，系統(tǒng)將通過轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)來做出響應(yīng)。

因此，安全功能通過安全輸入端和輸出端與上級安全控制器之間的PROFIsafe通訊來實現(xiàn)。

?24 V變頻器電源可以通過安全數(shù)字輸出端F-DO_STO來切斷，從而實現(xiàn)驅(qū)動裝置安全停止。

另請遵守前面提到的MOVIFIT?FC安全設(shè)計和手冊內(nèi)所有的安全技術(shù)規(guī)定 和安裝規(guī)定。

MOVIFIT-FC方框電路圖

STO (Safe Torque Off)－ 安全扭矩關(guān)斷

STO 功能啟用時，變頻器不向電機送電。驅(qū)動裝置無法生成扭矩。此安全功能相當(dāng)于EN 60204-1停止類別0的非受控停機。

必須通過一臺合適的外部安全控制器/安全繼電器切斷 STO輸入端。

v = 速度

t = 時間

t1 = STO 功能啟動的時間點

S11安全控制SEW負(fù)載啟動：

下面的接線圖說明了為保證安全切斷MOVIFIT?FC驅(qū)動裝置應(yīng)如何接線。

短接S11安全回路 ：給EBOX安全控制電源供電X29的5,6需要24V短接電源

MOVIFIT的安全S11的控制原理電路圖，安全電路控制逆變電路的控制電源，從而切斷電機的電源。

電機的接法

LED指示燈“F-STATE”

LED指示燈“STO”

通過PROFIsafe選件S11B進行調(diào)試

PROFIsafe地址的設(shè)置

在帶有PROFIsafe選件S11B的MOVIFIT接通24V電壓后，必須借助MOVITOOLSMotionStudio軟件對PROFIsafe設(shè)備地址（= F目標(biāo)地址）進行設(shè)置。允許的地址范圍為1至65534。

請注意，設(shè)備上的設(shè)置必須與總線主控設(shè)備配置軟件（例如西門子STEP7 HW Config）內(nèi)設(shè)置的PROFIsafe地址一致。

MOVITOOLSMotionStudio軟件內(nèi)的PROFIsafe設(shè)備地址（= F目標(biāo)地址）的設(shè)置通過MOVIFIT過程數(shù)據(jù)監(jiān)視器來實現(xiàn)，見下圖：

PROFIsafe選件在STEP7內(nèi)的配置

為確保帶PROFIsafe選件的MOVIFIT設(shè)備運行順利，STEP7內(nèi)的配置和參數(shù)設(shè)置要求必須使用5.4版本以上的選件包“DistributedSafety”。

1. 請確保安裝了最新版本的GSDml文件。

2. 在針對PROFINET IO進行總線配置時，請按照軟件手冊《MOVIFIT功能級別Classic...》和《MOVIFIT功能級別Technology...》內(nèi)的說明進行操作。

3. 請在插槽（“Slot”）1上對模塊“I/OF模塊（2個字節(jié)）”進行工程設(shè)計，然后輸入所需的I/O或外圍設(shè)備地址。下圖示例性地顯示了使用PROFINET版本時在功能級別“Classic”下MOVIFIT-FC的工程設(shè)計。

4.為PROFIsafe選件進行參數(shù)設(shè)定。

為PROFIsafe選件S11B進行參數(shù)設(shè)定

在MOVIFIT的插槽1上選擇F模塊。

點擊F模塊并在上下文菜單中選擇條目“PROFIsafe”。在標(biāo)簽卡“General” (常規(guī))下選擇條目“PROFIsafe”。下圖示例性地闡述了已參數(shù)化的PROFIsafe選件S11B的屬性。

在現(xiàn)場總線或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)啟動的過程中，針對PROFIsafe的運行，總線主控設(shè)備會以F參數(shù)組的形式向MOVIFIT的PROFIsafe選件發(fā)送與安全運行有關(guān)的參數(shù)。

這些參數(shù)在選件內(nèi)接受可靠性檢查。

只有在F參數(shù)組順利通過檢查后，PROFIsafe選件才開始與總線主控設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換 (DataExchange)。

下表介紹了發(fā)送給PROFIsafe選件的安全參數(shù)。對于PROFINET IO，可以使用以下參數(shù)：

參數(shù)“F_SIL”

借助該參數(shù)，F(xiàn)設(shè)備可檢查安全等級是否與F-Host一致。視風(fēng)險高低而定，針對這些安全相關(guān)的情況，安全電路分為不同的安全等級（SIL1至SIL 3，SIL= Safety-Integrity- Level）。

PROFIsafe選件S11B支持以下設(shè)置：

?F_SIL = SIL 3

參數(shù)“F_CRC_Length”

不同的F用戶數(shù)據(jù)（過程值）長度和不同的PROFIsafe版本要求不同的CRC檢驗值長度。該參數(shù)向F組件告知安全報文內(nèi)預(yù)期的CRC2關(guān)鍵數(shù)據(jù)長度。

參數(shù)“F_Par_Version”

該參數(shù)用于識別PROFIsafe選件S11B中所支持的PROFIsafe版本。對于PROFINET規(guī)格，支持PROFIsafe V2。

參數(shù)“F_Source_Add” PROFIsafe地址用于源 (F_Source_Add) 和目標(biāo) (F_Dest_Add) 的明確識別。

在網(wǎng)絡(luò)和站點范圍內(nèi)，源地址和目標(biāo)地址的組合必須唯一。

源地址F_Source_Add的分配取決于主控設(shè)備的工程設(shè)計，該分配通過STEP7自動完成。

參數(shù)“F_Dest_Add” 該參數(shù)用于輸入事先在MOVIFIT設(shè)備上通過MOVITOOLS MotionStudio軟件設(shè)定的PROFIsafe地址。

參數(shù)“F_Dest_Add”允許的值范圍在1和65534之間。

參數(shù)“F_WD_Time”

該參數(shù)決定PROFIsafe安全選件S11B的監(jiān)控時間。

在監(jiān)控時間內(nèi)，系統(tǒng)必須收到來自F-CPU的當(dāng)前有效安全報文。否則PROFIsafe選件S11B轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)。

在設(shè)置監(jiān)控時間時，一方面，監(jiān)控時間必須足夠長，以允許通訊過程中出現(xiàn)一定的報文延遲，另一方面，必須足夠短，以確保設(shè)備安全運行。

針對PROFIsafe選件S11B，可在1 ms到65535 ms的范圍內(nèi)以1 ms的步幅設(shè)置參數(shù)“F_WD_Time”。

PROFIsafe選件S11B在STEP7中的F外圍設(shè)備訪問

為實現(xiàn)安全通訊，PROFIsafe選件S11B共需要6個字節(jié)用于傳輸PROFIsafe報文，在過程圖像中也相應(yīng)地占據(jù)6個字節(jié)位置。其中2個字節(jié)（= 16 Bit）用于實際安全I/O數(shù)據(jù)

（F用戶數(shù)據(jù)），剩余的4個字節(jié)用于報文保護（參照PROFIsafe規(guī)定，“PROFIsafe- Header”）。

PROFIsafe選件S11B的F用戶數(shù)據(jù)

PROFIsafe F用戶數(shù)據(jù)內(nèi)各個數(shù)位的含義

F用戶數(shù)據(jù)的編碼遵循“PROFIdriveon PROFIsafe ”V1.0規(guī)定（PNO Order No. 3.272）。其中指定的“ROFIdriveSafety Block 1”映射到字節(jié)0。字節(jié)1與制造商有關(guān)，在S11B選件上用于安全輸入端和輸出端。

輸出數(shù)據(jù)

輸入數(shù)據(jù)

PROFIsafe選件S11B的故障狀態(tài)

安全部件內(nèi)的故障

PROFIsafe選件S11B可以識別一系列內(nèi)部和外部故障（在安全數(shù)字輸入端/輸出端 上）。故障類型、具體的故障反應(yīng)及排除措施說明參見章節(jié)“PROFIsafe選件S11B的故障列表”。安全部件內(nèi)有故障時，PROFIsafe選件S11B通常會鈍化模塊并用替換值取代過程值。期間，所有的安全過程值（F-DI和F-DO）被設(shè)為“0”（→安全狀態(tài)）。

排除故障后，PROFIsafe選件S11B再集成通過用戶確認(rèn)來進行。

再集成結(jié)束后，安全數(shù)字輸入端 (F-DI) 上的過程值可以使用，準(zhǔn)備好的輸出值被傳輸至安全數(shù)字輸出端 (F-DO.)。

PROFIsafe超時

在PROFIsafe安全通訊出現(xiàn)中斷或延遲時，PROFIsafe選件S11B在設(shè)定的監(jiān)控時 間“F_WD_Time”（參見F參數(shù)說明）結(jié)束后會同樣鈍化模塊并轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)。在安全控制器內(nèi)，監(jiān)控時間結(jié)束后相關(guān)的模塊被鈍化，從屬的安全過程值被設(shè)為“0”（→安全狀態(tài)）。

通常在鈍化狀態(tài)下，相關(guān)模塊的再集成必須通過用戶確認(rèn)來進行

PLC負(fù)載控制：組態(tài)movifit

雙擊打開MOVIFIT的屬性界面，對設(shè)備名稱及IP地址進行編輯，然后復(fù)制設(shè)備名稱，設(shè)備編號要與IP地址最后一位一致。

變頻器參數(shù)設(shè)定中的安全目標(biāo)地址必須與PLC組態(tài)的安全選件的目標(biāo)地址一致。

PROFIsafe設(shè)備地址（= F目標(biāo)地址）的設(shè)置

將帶PROFIsafe選件S11的MOVIPRO與DC24V電源連接后，必須用MOVITOOLSMotionStudio設(shè)置PROFIsafe設(shè)備地址（= F目標(biāo)地址）。允許的地址范圍為1至65534。

請注意，設(shè)備上的設(shè)置必須與總線主控設(shè)備配置軟件（例如西門子STEP7HW Config）內(nèi)經(jīng)參數(shù)化的PROFIsafe地址一致。

PROFIsafe選件S11在STEP7內(nèi)的工程設(shè)計

?請確保安裝了最新版本的GSD文件。

?請在插槽（“Slot”）1上對模塊“FmoduleI/O(2bytes)”進行工程設(shè)計，然后輸入相應(yīng)的I/O或外圍設(shè)備地址。下圖示例性地顯示了使用PROFINET版本時在功能級別“Classic”下MOVIPRO的工程設(shè)計。

?然后必須對PROFIsafe選件S11進行參數(shù)設(shè)定。

PROFIsafe選件S11的參數(shù)設(shè)定

在MOVIPRO的插槽1上選擇F module。

借助上下文菜單（鼠標(biāo)右鍵）打開菜單項“Properties”，然后選擇標(biāo)簽卡“PROFIsafe”或“F parameters”。下圖舉例顯示PROFIBUS設(shè)備。

PROFIsafe選件S11控制舉例

下面用于PROFIsafe選件S11安全功能控制說明的例子以下列前提條件為基礎(chǔ)：

?已建立一個安全程序和一個過程組，

?存在F控制程序單元。

安全功能和F外圍設(shè)備的控制及對外圍設(shè)備反饋信息的分析計算在示例中通過標(biāo)志實現(xiàn)。

注意，在STEP7內(nèi)標(biāo)志只允許用于標(biāo)準(zhǔn)用戶程序和安全程序聯(lián)結(jié)。標(biāo)志不能用作F 數(shù)據(jù)緩存器。

反應(yīng)時間

在設(shè)備和機器安全功能的設(shè)計和應(yīng)用中，反應(yīng)時間占據(jù)重要的地位。在根據(jù)安全功能的要求確定反應(yīng)時間時，必須將整個系統(tǒng)（從傳感器或控制設(shè)備到執(zhí)行器）納入考慮范圍。下列時間起決定作用：

?相連傳感器的響應(yīng)時間

?安全輸入端的內(nèi)部反應(yīng)時間（濾波時間 + 處理時間）

?PROFIsafe循環(huán)周期

?安全控制器的處理時間（循環(huán)周期）

?PROFIsafe監(jiān)控時間“F_WD_Time”

?PROFIsafe選件S11的內(nèi)部反應(yīng)時間

?執(zhí)行器的反應(yīng)和開關(guān)時間

PROFIsafe選件S11的故障列表

審核編輯：劉清