Integrierter Antrieb Integrated Drive EMCA-EC-67-

Integrierter Antrieb
Integrated Drive
EMCA-EC-67-...
de
Beschreibung
STO
en
Description
STO
es
Descripción
STO
fr
Description
STO
it
Descrizione
STO
zh
STO
Safe torque off (STO)
8039972
1603
[8039936]
EMCA-EC-67-...
Symbole/Symbols:
Warnung
Warning
Advertencia
Avertissement
Allarme
警告
Vorsicht
Caution
Atención
Attention
Prudenza
小心
Hinweis
Note
Nota
Nota
Attenzione
注意
Umwelt
Environment
Medio ambiente
Environnement
Ambiente
环境
Einbau und Inbetriebnahme darf nur durch Fach­
personal mit entsprechender Qualifikation gemäß
dieser Bedienungsanleitung durchgeführt
werden.
Installation and commissioning may only be per­
formed in accordance with these instructions by
technicians with appropriate qualifications.
El montaje y la puesta a punto sólo deben ser rea­
lizados por personal especializado debidamente
cualificado y según estas instrucciones de utiliza­
ción.
Le montage et la mise en service doivent exclusi­
vement être réalisés par un personnel spécialisé
disposant des qualifications adéquates, confor­
mément à la notice d’utilisation.
Le operazioni di montaggio e messa in servizio
devono essere eseguite solo da personale spe­
cializzato provvisto di apposita qualifica, in con­
formità alle istruzioni per l’uso.
安装调试必须由具备相应资质的员按
照操手册来实施。
Zubehör
Accessories
Accesorios
Accessoires
Accessori
附
Deutsch – Integrierter Antrieb EMCA-EC-67-... (Originalbetriebsanleitung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
English – Integrated Drive EMCA-EC-67-... (Translation of the original instructions) . . . . . . . . . . . . .
22
Español – Accionamiento integrado EMCA-EC-67-... (Traducción del manual original) . . . . . . . . . . .
41
Français – Actionneur intégré EMCA-EC-67-... (Traduction de la notice originale) . . . . . . . . . . . . . . .
60
Italiano – Attuatore integrato EMCA-EC-67-... (Traduzione delle istruzioni originali) . . . . . . . . . . . . .
79
文 – 集成式动器 EMCA-EC-67-... (原版操手册的译本) ............................
98
2
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603
EMCA-EC-67-...
Deutsch – Integrierter Antrieb EMCA-EC-67-...
Inhaltsverzeichnis
Zielgruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
4
4
1
Sicherheit und Voraussetzungen für den Produkteinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.1
Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1
Sicherheitshinweise zur Sicherheitsfunktion STO (Safe torque off ) . . . . . . . . .
1.1.2
Bestimmungsgemäße Verwendung der STO-Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3
Sicherheitskennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4
Vorhersehbare Fehlanwendung für die STO-Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5
Diagnosedeckungsgrad (Diagnostic coverage/DC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Voraussetzungen für den Produkteinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1
Qualifikation des Fachpersonals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2
Einsatzbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3
Angegebene Richtlinien und Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
6
7
7
7
7
8
8
8
8
2
Funktion und Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.1
2.2
2.3
Beschaltung der Steuereingänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Funktionsbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[X6] Schnittstelle STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1
Schaltzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2
Schaltzeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3
Reaktion auf Testimpulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4
Hilfsversorgung +24V LOGIC OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
11
13
13
14
14
14
3
Installation und Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.1
3.2
3.3
3.4
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hinweise zur Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verpflichtung des Maschinenbetreibers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
17
18
18
4
Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
4.1
4.2
4.3
Sicherheitstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektrische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Produktkonformität und Zulassungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
20
21
1.2
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
3
EMCA-EC-67-...
Zielgruppe
Diese Dokumentation wendet sich ausschließlich an ausgebildete Fachleute der Steuerungs- und
Automatisierungstechnik, die Erfahrungen mit der Installation, Inbetriebnahme, Parametrierung, Pro­
grammierung und Diagnose von elektrischen Antriebssystemen besitzen.
Service
Wenden Sie sich bei technischen Fragen an Ihren regionalen Ansprechpartner von Festo.
Dokumentation
Alle verfügbaren Dokumente passend zum Auslieferungszustand des Produkts
è www.festo.com/pk.
Das vorliegende Dokument beschreibt ausschließlich die Verwendung der Sicherheitsfunktion
„Sicher abgeschaltetes Moment“ (Safe torque off/STO) nach EN 61800-5-2, die im EMCA imple­
mentiert ist. Die vollständige Beschreibung des Produkts umfasst folgende Dokumente:
Bezeichnung
Inhalt
Kurzdokumentation
EMCA-...
Handbuch
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
kurze Geräte- und Funktionsbeschreibung zur Erstinformation
Handbuch
GDCE-EMCA-EC-S1-...
Handbuch
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
Handbuch
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
Hilfesystem zur Software FCT
(Hilfe zum PlugIn EMCA)
Spezialdokumentation
EMCA-EC_UL-...
Geräte- und Funktionsbeschreibung
– Montage
– Installation (Pin-Belegungen)
– Antriebsfunktionen
– Inbetriebnahmehinweise
– Fehlermeldungen
– Technische Daten
Beschreibung der Sicherheitsfunktion „Sicher abgeschaltetes
Moment“ (Safe torque off/STO)
Beschreibung zum Geräteprofil FHPP (Festo Handling and
Positioning Profile)
Beschreibung zum Geräteprofil CiA 402
Online-Hilfe des Festo Configuration Tool (FCT) zur
Inbetriebnahme und Parametrierung
Anforderungen zum Betrieb des Produkts in den USA und
Kanada entsprechend Zertifizierung von Underwriters
Laboratories Inc. (UL)
1)
nur relevant für Produktvarianten mit Busschnittstelle
2)
nur relevant für Produktvarianten mit I/O-Schnittstelle
Tab. 1
4
Dokumentationen zum Produkt
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
Weitere Informationen zum Produkt stehen auf dem Support Portal von Festo zur Verfü­
gung (è www.festo.com/sp).
– Bedienungsanleitungen der konfigurierbaren elektromechanischen Antriebe von Festo
– Funktionsbausteine für CoDeSys
– Zertifikate, Konformitätserklärung
Übersicht zum Zubehör (Katalog) è www.festo.com/catalogue
Versionsstand
Die vorliegende Dokumentation bezieht sich auf folgenden Ausgabestand des Geräts:
– Revision 1.0.0
Die Revision des Geräts lässt sich mit Hilfe des Product Key ermitteln. Der Product Key ist ein 11-stel­
liger alphanumerischer Code auf dem Typenschild, der das Produkt eindeutig kennzeichnet. Der Pro­
duct Key lässt sich als Suchbegriff im Support Portal von Festo eingeben (è www.festo.com/sp). Nach
erfolgreicher Suche zeigt das Support Portal die Revision zusammen mit weiteren Produktdaten an.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
5
EMCA-EC-67-...
1
Sicherheit und Voraussetzungen für den Produkteinsatz
1.1
Sicherheit
Bei der Inbetriebnahme von elektrischen Antrieben:
Sicherheits- und Warnhinweise in den Dokumentationen zum Produkt (è Tab. 1) und den Doku­
mentationen der eingesetzten Komponenten unbedingt beachten.
Vor Montage- und Installationsarbeiten Versorgungsspannung ausschalten und gegen versehent­
liches Wiedereinschalten sichern. Versorgungsspannung erst wieder einschalten, wenn Montageund Installationsarbeiten vollständig abgeschlossen sind.
Stecker nie unter Spannung abziehen oder einstecken.
Handhabungsvorschriften für elektrostatisch gefährdete Bauelemente beachten.
Regler erst freigeben, wenn der Antrieb fachgerecht installiert und vollständig parametriert ist.
Keine Reparaturen am Gerät durchführen. Bei Defekt Gerät austauschen.
1.1.1
Sicherheitshinweise zur Sicherheitsfunktion STO (Safe torque off )
Hinweis
Zur Erreichung der Sicherheitskennwerte nach EN ISO 13849-1:
Risikobeurteilung der Applikation durchführen.
Auswahl der Bauelemente und ihre Verdrahtung entsprechend der erforderlichen
Kategorie nach EN ISO 13849-1 durchführen.
Vorsicht
Der Verlust der Sicherheitsfunktion kann zu schweren, irreversiblen Verletzungen füh­
ren, z.B. durch unerwartete Bewegungen der Aktuatorik.
Anschlüsse von Sicherheitseinrichtungen nicht überbrücken.
Eingangsspannungsbereiche des Geräts einhalten è Kapitel4.
STO-Funktion erst verwenden, nachdem alle erforderlichen Schutzmaßnahmen ein­
gerichtet wurden und in Funktion sind.
STO-Funktion zum Abschluss der Inbetriebnahme validieren.
Vorsicht
Schwere Verletzungen durch selbsttätige Bewegung der antriebslosen Aktuatorik beim
Abschalten der Leistungsendstufe. Die STO-Funktion ist bei Antrieben, auf die ein
permanentes Moment wirkt (z.B. durch hängende Lasten) als alleinige Sicherheits­
funktion nicht ausreichend.
Antriebslose Aktuatorik bei Bedarf mechanisch stillsetzen, z.B. über eine Bremse.
Dies gilt insbesondere für Vertikalachsen ohne selbsthemmende Mechanik, Feststel­
leinheit oder Gewichtsausgleich.
Bewegungen der Aktuatorik bei hängenden Lasten oder anderen externen Kräften
sicher verhindern, z. B. mit mechanischer Haltebremse.
6
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
1.1.2
Bestimmungsgemäße Verwendung der STO-Funktion
Der EMCA unterstützt die Sicherheitsfunktion Sicher abgeschaltetes Moment (Safe torque off/STO)
nach EN61800-5-2. Die STO-Funktion dient bestimmungsgemäß zum Abschalten des Drehmoments
des integrierten Motors und verhindert den unerwarteten Wiederanlauf des Motors. Der Einsatz der
STO-Funktion darf nur für Anwendungen erfolgen, für die die genannten Sicherheitskennwerte ausrei­
chen.
1.1.3
Sicherheitskennwerte
Die STO-Funktion des Integrierten Antriebs EMCA erfüllt die Anforderungen für folgende Sicherheits­
kennwerte:
– PLd/Kat.3 nach ENISO13849-1 (Performance Level/PL)
– SIL 2 nach EN61800-5-2 (Safety Integrity Level/SIL)
– SILCL2 nach EN62061 (Claim Limit/CL)
Das erreichbare Sicherheitsniveau hängt von den weiteren Komponenten ab, die zur Realisierung der
Sicherheitsfunktion verwendet werden.
Die Ansteuerung des Geräts muss über den Anschluss [X6] mit der für die Anwendung geforderten Kate­
gorie nach EN ISO 13849-1 erfolgen, z. B. über ein externes Sicherheitsschaltgerät.
1.1.4
Vorhersehbare Fehlanwendung für die STO-Funktion
Zur nicht bestimmungsgemäßen Verwendung gehören folgende Fehlanwendungen:
– Überbrücken der Sicherheitsfunktion
– Einsatz in Anwendungen, bei denen das Abschalten zu gefährlichen Bewegungen oder Zuständen
führen kann
Die STO-Funktion schützt nicht gegen elektrischen Schlag, sondern ausschließlich gegen gefährliche
Bewegungen!
1.1.5
Diagnosedeckungsgrad (Diagnostic coverage/DC)
Der Diagnosedeckungsgrad (è Kapitel4) wird von der Einbindung des Geräts in die Steuerkette und
den zur Diagnose umgesetzten Maßnahmen bestimmt.
Um den angegebenen Diagnosedeckungsgrad zu erreichen, muss der Zustand des Rückmeldekontakts
bei jeder Anforderung der STO-Funktion durch die Steuerung ausgewertet werden.
Wenn das Signal des Rückmeldekontaktes nicht dem erwarteten Wert entspricht, kann eine potenziell
gefährliche Störung vorliegen. Für diesen Fall müssen geeignete Maßnahmen zum Erhalt des
Sicherheitsniveaus vorgesehen werden.
Hinweis
Der EMCA kann einen Querschluss im Eingangskreis nicht selbst erkennen.
Notwendigkeit einer Querschlusserkennung für Eingangskreis und Anschlussver­
drahtung in Ihrer Anwendung prüfen.
Bei Bedarf ein Sicherheitsschaltgerät mit Querschlusserkennung verwenden.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
7
EMCA-EC-67-...
1.2
Voraussetzungen für den Produkteinsatz
Für den ordnungsgemäßen und sicheren Einsatz des Produkts in einer Maschine oder Anlage:
Vollständige Dokumentation des Produkts folgenden Fachkräften zur Verfügung stellen
– dem Konstrukteur und dem Monteur der Maschine oder Anlage
– dem für die Inbetriebnahme zuständigen Personal
Dokumentation während des gesamten Produktlebenszyklus aufbewahren.
Einhaltung aller Vorgaben der Dokumentation des Geräts sicherstellen è Tab. 1.
Dokumentationen zu weiteren Komponenten (z.B.Leitungen) berücksichtigen.
Alle für den Bestimmungsort geltenden gesetzlichen Regelungen und folgende Dokumente berück­
sichtigen:
– Vorschriften und Normen
– Regelungen der Prüforganisationen und Versicherungen
– Nationale Bestimmungen
Für den ordnungsgemäßen und sicheren Einsatz der STO-Funktion:
Risikobeurteilung für Ihre Maschine oder Anlage durchführen.
Spezifizierte Sicherheitskennwerte einhalten èKapitel4,Technische Daten.
Anschluss- und Umgebungsbedingungen, insbesondere die Spannungsbereiche des Produkts und
aller angeschlossenen Komponenten, einhalten. Nur die Einhaltung der Grenzwerte bzw. der Belas­
tungsgrenzen ermöglicht den Betrieb des Produktes gemäß den angegebenen Sicherheitsricht­
linien.
1.2.1
Qualifikation des Fachpersonals
Die Funktion darf nur von einer elektrotechnisch befähigten Person des Maschinenherstellers in die
Maschine integriert werden. Die qualifizierte Fachkraft muss vertraut sein mit den Themen:
– Installation und Betrieb von elektrischen Steuerungssystemen
– geltende Vorschriften zum Betrieb sicherheitstechnischer Anlagen
– geltende Vorschriften zur Unfallverhütung und Arbeitssicherheit
– Dokumentation zum Produkt
1.2.2
Einsatzbereich
Das Gerät ist mit dem CE-Kennzeichen versehen. Die produktrelevanten EG-Richtlinien sind in der Kon­
formitätserklärung aufgeführt. Bestimmte Konfigurationen des Produkts besitzen eine Zertifizierung
von Underwriters Laboratories Inc. (UL) für die USA und Kanada (Dokumentation è Tab. 1). Weitere
Informationen:
– Zertifikate und Konformitätserklärung è www.festo.com/sp
– Normen und Prüfwerte èKapitel4, Technische Daten
1.2.3
Angegebene Richtlinien und Normen
Ausgabestand
2006/42/EG
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
8
IEC 61508:2010-04
EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
Im Dokument angegebene Richtlinien und Normen
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
2
Funktion und Anwendung
Die Sicherheitsfunktion Sicher abgeschaltetes Moment (Safe torque off/STO) ermöglicht das 2-kana­
lige, sichere Abschalten des integrierten Motors.
Die Sicherheitsfunktion wird ausschließlich über die Steuereingänge des Anschlusses [X6] STO des
Geräts angefordert. Eine sicherheitsgerichtete Beschaltung weiterer Schnittstellen des Geräts ist nicht
erforderlich.
Anschluss [X6] „Safe torque off/STO“
Fig. 1
Anschluss [X6] „Safe torque off/STO“ unter dem Deckel
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
9
EMCA-EC-67-...
2.1
Beschaltung der Steuereingänge
Zum Schutz vor unerwartetem Anlauf muss die Ansteuerung des Geräts über den An­
schluss [X6] mit der für die Anwendung geforderten Kategorie nach EN ISO 13849-1 er­
folgen. Erreichbares Sicherheitsniveau der STO-Funktion è Kapitel 1.1.3.
An die Steuereingänge (èTab. 8) können folgende Komponenten zur Anforderung der STO-Funktion
angeschlossen werden:
– sichere Halbleiterausgänge (elektronische Sicherheitsschaltgeräte, aktive Sicherheitssensoren,
z. B.Lichtgitter mit OSSD-Signalen (Output signal switching device/OSSD)
– Schaltkontakte (Sicherheitsschaltgeräte mit Relaisausgängen, passive Sicherheitssensoren,
z. B.zwangsgeführte Positionsschalter)
2
S1
1
3
3
S1
1
3
2
4
1
3
S1
Sender
STO 1
STO 2
GND
2
1
S1
EMCA
1
2
1
2
EMCA mit STO-Schnittstelle
(nur relevante Anschlüsse dargestellt)
Not-Halt-Schalter
Fig. 2
10
4
2
3
Rückführkreis
6
Eingangskreis
5
[X4]
4
+24 V DC
0 V DC
3
+24 V
[X6]
1
2
NC1
NC2
1
4
4
OSSD1
2
Empfänger
OSSD2
Safety Rückmeldung
Eingang SPS:
0 V DC
+24 V DC
3
4
5
5
4
Schutztür (alternativ zu 2 )
Lichtgitter (alternativ zu 2 )
Sicherheitsschaltgerät (alternativ zu 2 )
Schaltungsbeispiel (ohne Querschlusserkennung)
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
2.2
Funktionsbeschreibung
Die Anforderung der STO-Funktion erfolgt 2-kanalig über den Schalter S1 , indem die Steuerspannung
(+24 V DC, Logic è Fig. 2) an beiden Steuereingängen STO 1 und STO 2 abgeschaltet wird.
Die Steuereingänge sollten gleichzeitig geschaltet werden. Die Diskrepanzzeit zwischen den beiden
Eingängen wird überwacht (max. 50 ms). Bei Überschreitung der zulässigen Diskrepanzzeit wird eine
Diagnosemeldung ausgegeben. Die Überwachung der Diskrepanzzeit ist nur informativ. Die Überwa­
chung der Diskrepanzzeit ist nicht Teil der Sicherheitsfunktion.
Der EMCA überwacht den Status der Steuereingänge. Die Steuereingänge sind gleichwertig. Sobald an
einem der Steuereingänge das 0-Signal (0 V) anliegt, reagiert der EMCA wie folgt:
– Kanal 1 (STO 1): Solange am Eingang STO 1 ein 0-Signal anliegt, werden die Endstufentreiber nicht
mit Spannung versorgt. Der Motor erzeugt kein Drehmoment.
– Kanal 2 (STO 2): Solange am Eingang STO 2 ein 0-Signal anliegt, werden keine PWM-Signale an den
Treiberbaustein weitergegeben. Der Motor erzeugt kein Drehmoment.
Verhalten des Antriebs bei Anforderung der STO-Funktion
– Verhalten des Antriebs bei laufendem Motor: Die Bewegung des Antriebs wird nicht über eine
Bremsrampe verlangsamt. Der Antrieb bewegt sich durch Massenträgheit oder externe Kräfte un­
kontrolliert weiter, bis er von selbst zum Stillstand kommt.
– Verhalten des Antriebs bei stehendem Motor: Der Antrieb steht ungeregelt und kann sich durch
externe Kräfte bewegen.
Das 2-kanalige Abschalten des Motors wird durch den Rückmeldekontakt NC1/NC2 (Halbleiterrelais)
angezeigt (è Tab. 8). Über den Rückmeldekontakt kann der Zustand der STO-Funktion zur Diagnose
z. B. an ein externes Sicherheitsschaltgerät gemeldet werden. Der Rückmeldekontakt ist sicherheits­
technisch nicht bewertet.
+24 V DC
1
STO 1
STO 2
+24 V DC Lastspannung
2
6
1
2
3
6
Eingangskreis (z.B. Sicherheitsschaltgerät)
Versorgungsspannung Bustransmitter für die
PWM-Signale
Fig. 3
4
6
3
4
3
Treiberversorgung
Mosfet-Endstufe
„Sicher abgeschaltetes Moment“ (Safe torque off/STO) – Funktionsprinzip
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
11
EMCA-EC-67-...
Vorsicht
Schwere Verletzungen durch selbsttätige Bewegung der antriebslosen Aktuatorik beim
Abschalten der Leistungsendstufe. Die STO-Funktion ist bei Antrieben, auf die ein
permanentes Moment wirkt (z. B. durch hängende Lasten) als alleinige Sicherheits­
funktion nicht ausreichend.
Antriebslose Aktuatorik bei Bedarf mechanisch stillsetzen, z.B. über eine Bremse.
Dies gilt insbesondere für Vertikalachsen ohne selbsthemmende Mechanik, Feststel­
leinheit oder Gewichtsausgleich.
Bewegungen der Aktuatorik bei hängenden Lasten oder anderen externen Kräften
sicher verhindern z. B. mit mechanischer Haltebremse.
Hinweis
Ansteuerung von Motoren mit integrierter Haltebremse (nur EMCA-EC-...-...-B).
Die Ansteuerung der Haltebremse erfolgt durch die nicht sicherheitsgerichtete Firm­
ware des Geräts. Beim Abschalten der Endstufe erfolgt keine Verlangsamung des An­
triebs über eine Bremsrampe. Die Haltebremse wird sofort geschlossen.
Prüfen, ob die integrierte Haltebremse die Aktuatorik stillsetzen kann.
Mechanische Trägheit der Haltebremse beachten.
Höheren Verschleiß der Haltebremse gegenüber der automatischen Bremsenan­
steuerung im Normalbetrieb berücksichtigen.
Hinweis
Ausfall der Endstufe.
Fällt die Endstufe des Geräts bei aktiver STO-Funktion aus, kann der Antrieb durch eine
begrenzte Rast-Bewegung des Rotors anrucken. Der maximale Drehwinkel/Weg ent­
spricht der Polteilung des verwendeten Motors.
12
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
2.3
[X6] Schnittstelle STO
2.3.1
Schaltzustände
Steuereingänge STO
Solange an beiden Steuereingängen 1-Signal (+24 V DC) anliegt, kann der Motor betrieben werden
(STO-Funktion ist inaktiv). Sobald an einem oder beiden Steuereingängen 0-Signal anliegt (0V DC),
wird die Spannungsversorgung des Motors unterbrochen. Wenn beide STO-Eingänge 1-Signal bekom­
men, muss die Reglerfreigabe erneut erfolgen.
Rückmeldekontakt (NC1/NC2)
Der Rückmeldekontakt ist geschlossen, wenn die STO-Funktion aktiv ist.
Der Rückmeldekontakt ist geöffnet:
– bei Ausfall der Versorgungsspannung
– bei inaktiver STO-Funktion
STO 1
STO 2
NC1/NC2
Zustand
1
1
hochohmig
(geöffnet)
1
0
hochohmig
(geöffnet)
0
1
Normalbetrieb
– Endstufe ist eingeschaltet.
– STO-Funktion ist inaktiv.
Die STO-Funktion wurde 1-kanalig angefordert, z. B. bei Ausfall
eines Kanals:
– Endstufe wird 1-kanalig abgeschaltet.
– Motor kann nicht mehr betrieben werden.
– STO-Funktion ist inaktiv.
0
0
Tab. 3
niederohmig
(geschlossen)
Die STO-Funktion wurde 2-kanalig angefordert:
– Endstufe wird 2-kanalig abgeschaltet.
– Motor kann nicht mehr betrieben werden.
– STO-Funktion ist aktiv.
Schaltlogik der Steuereingänge STO 1/STO 2
Schaltzustände [X6]
Steuereingänge STO 1/STO 21)
STO deaktivieren
STO aktivieren
Rückmeldekontakt NC1/NC2
geschlossen: max. Innenwiderstand
geöffnet: Reststrom
1)
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[μA]
40
2
Zwischenbereich ist undefiniert.
Tab. 4
Elektrische Daten der Schaltzustände [X6]
Die Steuereingänge sind gegen Verpolung geschützt, besitzen jedoch keine Spannungs­
überwachung. Falls erforderlich, muss eine Spannungsüberwachung durch zusätzliche
Maßnahmen realisiert werden.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
13
EMCA-EC-67-...
2.3.2
Schaltzeiten
Die Energiemenge, die in den Komponenten der STO-Funktion (z. B. Kondensatoren) gespeichert ist,
hängt von der Höhe der Eingangsspannung ab. Abhängig vom Schaltvorgang müssen diese Energie­
mengen aufgeladen oder entladen werden. In Abhängigkeit von der Eingangsspannung ergeben sich
daher unterschiedliche Werte für den Übergang in den sicheren Zustand (STO) und für die Toleranzzeit
(Pufferzeit) gegenüber OSSD-Signalen.
Signal1)
Schaltzeit1)
STO 1/STO 2
STO aktivieren
STO deaktivieren
Rückmeldekontakt schließen
Rückmeldekontakt öffnen
NC
1)
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
Weitere elektrische Daten è Kapitel 4.2.
Tab. 5
Schaltzeiten
2.3.3
Reaktion auf Testimpulse
Kurze Testimpulse einer Sicherheitssteuerung werden toleriert, führen also nicht zur Anforderung der
STO-Funktion. Die zulässige Pulsbreite ist abhängig von der Höhe der Steuerspannung an den Ein­
gängen STO 1 und STO 2.
Steuereingänge STO 1/STO 2 [X6]1)
Max. zulässige Pulsbreite
für 0-V-Testimpulse bei 24-V-Signal
für 24-V-Testimpulse bei 0-V-Signal
Min. Zeit zwischen den Testimpulsen
für 0-V-Testimpulse bei 24-V-Signal
für 24-V-Testimpulse bei 0-V-Signal
1)
[ms]
[ms]
0,6
10
[ms]
[ms]
60
4
Weitere elektrische Daten è Kapitel 4.2.
Tab. 6
Testimpulse der Eingänge STO 1 und STO 2
2.3.4
Hilfsversorgung +24V LOGIC OUT
An [X6.3] steht eine 24-V-Hilfsversorgung zur Verfügung. Bezugspotenzial (0V) ist Pin 2 am Spannungs­
versorgungsanschluss [X4] (intern gebrückt mit [X6.6]).
Die Hilfsversorgung kann optional zur Versorgung externer, aktiver Sensoren verwendet werden.
Weitere elektrische Daten è Kapitel4.2.
14
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
3
Installation und Inbetriebnahme
Warnung
Gefahr des elektrischen Schlags bei Spannungsquellen ohne Schutzmaßnahmen.
Für die elektrische Versorgung ausschließlich PELV-Stromkreise (Protective extralow voltage/PELV) nach EN60204­1 verwenden.
Zusätzlich die allgemeinen Anforderungen an PELV-Stromkreise gemäß der
EN 60204-1 berücksichtigen.
Ausschließlich Spannungsquellen verwenden, die eine sichere elektrische Trennung
der Betriebs- und Lastspannung nach EN 60204-1 gewährleisten.
3.1
Installation
Vorsicht
Unerwartete und unbeabsichtigte Bewegungen des Antriebs bei Montage-, In­
stallations- und Wartungsarbeiten.
Vor den Arbeiten: Energieversorgungen ausschalten. Die Wegnahme des Freigabe­
signals am EMCA reicht nicht aus.
Energieversorgungen gegen versehentliches Wiedereinschalten sichern.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
15
EMCA-EC-67-...
Hinweise zur Installation:
Vollständige Information zur elektrischen Installation des Geräts beachten è Tab. 1.
Handhabungsvorschrift für elektrostatisch gefährdete Bauelemente einhalten.
Steuereingänge 2-kanalig in Parallelverdrahtung anschließen.
Stecker [X6] aus dem Lieferumfang des Geräts verwenden.
Anschluss [X6]
Ausführung
Stecker am EMCA
Gegenstecker
3-794636-6 (Hersteller: Tyco Electronics AMP), Stiftleiste, 6-polig
794617-6 (Hersteller: Tyco Electronics AMP),
Crimpkontakte (Hersteller: Tyco Electronics AMP):
– AWG24 ... AWG20: 794606-1 (Streifen); 794610-1 (lose)
– AWG30 ... AWG26: 794607-1 (Streifen); 794611-1 (lose)
Tab. 7
Anschluss STO-Schnittstelle [X6]
[X6] – schwarz
Tab. 8
Pin
Bezeichnung
Beschreibung
1
NC1
2
NC2
3
+24 V DC
LOGIC OUT
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
Rückmeldekontakt:
– potenzialfrei
– niederohmig, wenn die STO-Funktion 2-kanalig ange­
fordert und aktiviert wurde
Ausgang Logikspannung (von [X4]), Bezugspotenzial (0V)
ist Pin [X6.6] bzw. [X4.2] (intern gebrückt)
Nicht überlastfest! Max. 100 mA zulässig.
Steuereingänge für STO-Funktion
Bezugspotenzial 0 V
Pin-Belegung STO-Schnittstelle (Safe torque off ) [X6] am EMCA
Hinweis
Geräteschaden bei Überlast.
Pin [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) ist nicht überlastfest! Maximal 100mA zulässig.
Hinweis
Die STO-Funktion darf nie gebrückt werden.
Sicherstellen, dass keine Brücken o. Ä. parallel zur Sicherheitsverdrahtung einge­
setzt werden können.
16
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
3.2
Hinweise zur Inbetriebnahme
Die vollständige Inbetriebnahme des Geräts durch den Maschinenhersteller wird in der
Dokumentation GDCE-EMCA-EC-... und in der Online-Hilfe zum EMCA-PlugIn der FCT-Soft­
ware beschrieben.
Empfehlung bei Erst-Inbetriebnahme ohne vollständige Sicherheitstechnik:
– Mindestbeschaltung mit Not-Halt-Schaltgerät und 2-kanalige Abschaltung über die
Steuereingänge STO 1 [X6.4] und STO 2 [X6.5]
– Beschaltung so ausführen, dass sie zwangsweise entfernt werden muss, wenn die
endgültige Sicherheitsbeschaltung erfolgt.
Hinweis
Falsche Verdrahtung oder Verwendung ungeeigneter Bauteile führt zum Verlust der
STO­Funktion oder zur Nicht-Einhaltung der Anforderungen nach ENISO13849­1 (Kate­
gorie).
Vor der Inbetriebnahme:
Sicherstellen, dass die Verwendung der Bauteile und ihre Verdrahtung entsprechend
der erforderlichen Kategorie nach ENISO13849-1 erfolgt ist.
Elektrische Installation (Anschlusskabel, Kontaktbelegung) prüfen.
STO-Funktion zum Abschluss der Installation und nach jeder Änderung der In­
stallation validieren.
STO-Funktion erst verwenden, nachdem alle Schutzmaßnahmen eingerichtet wurden
und in Funktion sind.
Zum Funktionstest der STO-Funktion:
1. Jeden Kanal einzeln abschalten, Reaktion des Motors und des Rückmeldekontakts kontrollieren.
2. Beide Kanäle abschalten und Reaktionen kontrollieren.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
17
EMCA-EC-67-...
3.3
Diagnose
Diagnose
Beschreibung
Rückmeldekontakt1)
Der Rückmeldekontakt der STO-Funktion (NC1/NC2) kann von einer überge­
ordneten Steuerung ausgewertet werden. Der geschlossene Rückmeldekon­
takt zeigt an, dass die STO-Funktion aktiv ist.
Bei Anforderung der STO-Funktion wird die Störungsmeldung „Safe torque
off“ (0x34) erzeugt. Die Meldung kann als Fehler, Warnung oder Information
konfiguriert werden. Ein Eintrag in den Diagnosespeicher ist optional mög­
lich.
Störungsmeldung
0x34
1)
Diese Diagnose ist sicherheitstechnisch nicht bewertet.
Tab. 9
Diagnosemöglichkeiten der STO-Funktion
Weitere Informationen und vollständige Liste der Meldungen è Beschreibung zum
verwendeten EMCA.(è Tab. 1).
3.4
Verpflichtung des Maschinenbetreibers
Die umgesetzte Sicherheitsfunktion muss während der Einsatzdauer der Maschine einem regelmäßigen
und dokumentierten Funktionstest durch eine Fachkraft unterzogen werden. Die Festlegung der Häufig­
keit muss durch den Maschinenbetreiber und auf Basis der Angaben des Maschinenherstellers
erfolgen.
Den EMCA mindestens einmal pro Jahr prüfen.
18
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
4
Technische Daten
Die allgemeinen technischen Daten, Betriebs- und Umgebungsbedingungen, die
technischen Daten des Antriebs und weitere Anschlussdaten finden Sie in der
Beschreibung des Integrierten Antriebs EMCA è Handbuch GDCE-EMCA-EC-...
Weitere Informationen è www.festo.com/sp.
4.1
Sicherheitstechnik
Sicherheitskennzahlen und Sicherheitsangaben
Sicherheitsfunktion
STO
Kategorie
Performance Level bis
Safety Integrity Level bis
3
PL d
SIL 2
SIL Claim Limit
SILCL 2
DCavg
[%]
HFT
90
1
Safe Torque Off
(Sicher abgeschaltetes Moment)
nachEN ISO 13849-1
nachEN ISO 13849-1
nachEN 61800-5-2
(Sicherheits­Integritätslevel)
nachEN 62061
(SIL-Anspruchsgrenze)
Average Diagnostic Coverage
(Mittlerer Diagnosedeckungsgrad)
è Kapitel1.1.3
Hardware Failure Tolerance
(Hardware-Fehlertoleranz)
Safe Failure Fraction nach IEC 61508
(Anteil sicherer Ausfälle)
Probability of dangerous failure per hour
(Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden
Ausfalls pro Stunde)
SFF
[%]
> 90
PFH
[1/Std.]
1 x 10-9
[Jahre]
[Jahre]
20
Prüfintervall
20
nachEN ISO 13849-1
Die STO-Funktion wurde von einer unabhängigen Prüfstelle
zertifiziert. Zertifikat EMCA è www.festo.com/sp.
Für den Einsatz in Systemen ab Kategorie 1 nach
ENISO13849­1 geeignet.
T
Proof Test Interval
Gebrauchsdauer
Baumusterprüfung
Bauteil/Funktion
Tab. 10
Technische Daten: Sicherheitskennzahlen und Sicherheitsangaben
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
19
EMCA-EC-67-...
4.2
Elektrische Daten
Steuereingänge STO 1/STO 2 [X6]
Nennspannung
[V DC] 24 (bezogen auf 0V an [X4] )
Spannungsbereich
[V DC] 19,2 … 28,8
Zul. Restwelligkeit
[%]
5 (bezogen auf Nennspannung 24 V)
Überspannungssicherheit bis
[V]
60
Nennstrom
[mA]
15
Einschaltstrom
[mA]
200
Eingangsspannungsschwellen (Zwischenbereich ist undefiniert.)
STO deaktivieren
[V DC] 18
STO aktivieren
[V DC] 5
Schaltzeit STO-Funktion aktivieren
[ms]
5
Schaltzeit STO-Funktion deaktivieren
[ms]
4
Max. zul. Pulsbreite
für 0-V-Testimpulse bei 24-V-Signal
[ms]
0,61)2)
für 24-V-Testimpulse bei 0-V-Signal
[ms]
10
Min. Zeit zwischen den Testimpulsen
für 0-V-Testimpulse bei 24-V-Signal
[ms]
60
für 24-V-Testimpulse bei 0-V-Signal
[ms]
4
Schutzfunktion
Schutz gegen Verpolung
1)
Dieser Wert bezieht sich auf einen Einfachimpuls. Doppel- oder Mehrfachimpulse können andere Werte erfordern.
2)
Längere 0-V-Testimpulse oder Doppel-/Mehrfachimpulse des Sicherheitsschaltgeräts erfordern eine Erhöhung des Spannungs­
pegels bis hin zur oberen Grenze des zulässigen Spannungsbereichs des EMCA.
Tab. 11
Technische Daten: Elektrische Daten der Eingänge STO 1 und STO 2
Rückmeldekontakt NC [X6]
Ausführung
Max. Spannung
Überspannungsfestigkeit
Nennstrom
Max. Innenwiderstand
(Kontakt geschlossen)
Reststrom (Kontakt geöffnet)
Schaltzeit Schließen
Schaltzeit Öffnen
Galvanische Trennung
Tab. 12
20
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[μA]
[ms]
[ms]
Halbleiterrelais
30
60
100
40
2
10
60
über Optokoppler
Technische Daten: Elektrische Daten des Rückmeldekontakts
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
EMCA-EC-67-...
Hilfsversorgung +24V DC, Pin 3 an [X6]
Nennspannung
– Aus dem Antrieb herausgeführte
Spannung (eingespeist an [X4] )
Nennstrom
Tab. 13
[V DC]
24
[mA]
100 (max.)
nicht überlastfest
Technische Daten: Elektrische Daten des Hilfsversorgungsausgangs
Signalleitungen
Max. Leitungslänge
Leiterquerschnitt
Tab. 14
4.3
[m]
[mm²]
30
0,05 … 0,36
Technische Daten: Verkabelung an [X6]
Produktkonformität und Zulassungen
Produktkonformität und Zulassungen
CE­Zeichen (Konformitätserklärung
è www.festo.com/sp)
Zulassungen2)
1)
nach EU-Maschinen-Richtlinie 2006/42/EG
nach EU-EMV-Richtlinie 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us – Recognized (OL)
Die Komponente ist für den Einsatz im Industriebereich vorgesehen. Außerhalb von industriellen Umgebungen, z. B. in Gewerbeund Wohn-Mischgebieten, müssen evtl. Maßnahmen zur Funkentstörung getroffen werden.
2)
nur gültig für Produktvarianten mit entsprechender Kennzeichnung
Tab. 15
Produktkonformität und Zulassungen
Anforderungen zur Einhaltung der von UL zertifizierten Bedingungen beim Betrieb des
Produkts in den USA und Kanada sind in der separaten UL-Dokumentation aufgeführt.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Deutsch
21
EMCA-EC-67-...
English – Integrated Drive EMCA-EC-67-...
Table of contents
Target group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
23
23
1
Safety and requirements for using the product . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
1.1
Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1
Safety instructions for the STO safety function (Safe torque off ) . . . . . . . . . . . .
1.1.2
Intended use of the STO function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3
Safety characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4
Foreseeable misuse of the STO function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5
Diagnostic coverage (DC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Requirements for product use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1
Training of specialized personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2
Range of application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3
Specified directives and standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
25
26
26
26
26
27
27
27
27
2
Function and application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
2.1
2.2
2.3
Circuitry of the control ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[X6] STO interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1
Switching statuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2
Switching times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3
Reaction to test pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4
Auxiliary supply +24 V LOGIC OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
30
32
32
33
33
33
3
Installation and commissioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
3.1
3.2
3.3
3.4
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Notes on commissioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obligations of the machine operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
36
37
37
4
Technical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
4.1
4.2
4.3
Safety equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Product conformity and certifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
39
40
1.2
22
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
Target group
This documentation is intended exclusively for technicians trained in control and automation techno­
logy who have experience in installation, commissioning, parameterisation, programming and dia­
gnostics of electrical drive systems.
Service
Please consult your regional Festo contact if you have any technical problems.
Documentation
For all available documents relevant to the delivery status of the product
è www.festo.com/pk.
This document only describes the usage of the safety function “Safely switched off torque” (Safe
torque off/STO) in accordance with EN 61800-5-2, which is implemented in the EMCA. The complete
description of the product includes the following documents:
Designation
Contents
Brief documentation
EMCA-...
Manual
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
Brief device and functional description for initial information
Manual
GDCE-EMCA-EC-S1-...
Manual
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
Manual
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
Help system for the FCT software
(help for the EMCA plug-in)
Special documentation
EMCA-EC_UL-...
Device and functional description
– Mounting
– Installation (pin allocations)
– Drive functions
– Commissioning instructions
– Error messages
– Technical data
Description of the safety function “Safely switched-off torque”
(Safe torque off/STO)
Description of the device profile FHPP (Festo Handling and
Positioning Profile)
Description of the device profile CiA 402
Online help of the Festo Configuration Tool (FCT) for commis­
sioning and parameterisation
Requirements for operating the product in the USA and
Canada in accordance with certification by Underwriters Labor­
atories Inc. (UL)
1)
Only relevant for product variants with bus interface
2)
Only relevant for product variants with I/O interface
Tab. 1
Documentation on the product
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
23
EMCA-EC-67-...
Further information about the product is available in the Festo Support Portal
(è www.festo.com/sp).
– Operating instructions for configurable electromechanical drives from Festo
– Function elements for CoDeSys
– Certificates, declaration of conformity
Overview of accessories (catalogue) è www.festo.com/catalogue
Version
This documentation refers to the following version of the device:
– Revision 1.0.0
The version of the device can be determined using the product key. The product key is an 11-character
alphanumeric code on the product label that uniquely identifies a product. The product key can be
entered as a search term in the Festo Support Portal (è www.festo.com/sp). After the search has
taken place, the Support Portal displays the version together with additional product data.
24
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
1
Safety and requirements for using the product
1.1
Safety
When commissioning electrical drives:
Always observe the safety instructions and warnings in the documentation of the product
(è Tab. 1) and the documentation of the components used.
Before mounting and installation work, switch off supply voltage and secure it against being
switched on again. Only switch on the supply voltage again when mounting and installation work is
complete.
Never remove or insert a plug connector when the motor controller is powered.
Observe the handling specifications for electrostatically sensitive devices.
Only enable the controller if the drive has been professionally installed and fully parameterised.
Do not carry out repairs on the device. If defective, replace the device.
1.1.1
Safety instructions for the STO safety function (Safe torque off )
Note
In order to achieve safety characteristics according to EN ISO 13849-1:
Conduct a risk assessment of the application.
Select the components and connect them in accordance with the required category
in accordance with EN ISO 13849-1.
Caution
Failure of the safety function can result in serious, irreversible injuries, e.g. due to unex­
pected movements of the actuators.
Do not bypass the connections for safety equipment.
Observe the input voltage ranges of the device è Chapter4.
Only use the STO function when all of the necessary safeguards have been set up
and are functional.
Validate the STO function to complete commissioning.
Caution
Severe injuries as a result of uncontrolled movement of the passive actuators when
switching off the power output stage. The STO function is insufficient as the sole safety
function for drives that are subject to permanent torque (e.g. through suspended
loads).
Shut down the passive actuators mechanically, if required, e.g. via a brake. This
especially applies to vertical axes without automatic locking arrangement, clamping
units or counterbalancing.
Reliably prevent movement of the actuators by suspended loads or other external
forces, e.g. with a mechanical holding brake.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
25
EMCA-EC-67-...
1.1.2
Intended use of the STO function
The EMCA supports the STO safety function (Safe torque off/STO) in accordance with EN61800-5-2.
The STO function is intended to disconnect the torque from the integrated motor and prevents the un­
expected restart of the motor. The STO function may only be used for applications in which the spe­
cified safety characteristics suffice.
1.1.3
Safety characteristics
The STO function of the integrated drive EMCA satisfies the requirements for the following safety char­
acteristic values:
– PLd/cat.3 in accordance with ENISO13849-1 (Performance Level/PL)
– SIL 2 in accordance with EN61800-5-2 (Safety Integrity Level/SIL)
– SIL CL 2 in accordance with EN62061 (Claim Limit/CL)
The achievable safety level depends on the other components that are used to implement the safety
function.
The device must be activated via the connection [X6] with the category required for the application in
accordance with EN ISO 13849-1, e.g. via an external safety relay.
1.1.4
Foreseeable misuse of the STO function
Unintended use includes the following misuses:
– Bypassing of the safety function
– Applications where switching off can result in hazardous movements or conditions
The STO function does not provide protection against electric shock, only against dangerous move­
ments!
1.1.5
Diagnostic coverage (DC)
Diagnostic coverage (è Chapter4) depends on how the device is integrated in the control chain and on
the measures implemented for the diagnostics.
In order to achieve the specified diagnostic coverage, the status of the acknowledgment contact must
be evaluated by the control system every time the STO function is requested.
If the signal of the acknowledgment contact does not have the expected value, a potentially dangerous
malfunction may exist. In this case, appropriate measures must be implemented to maintain the safety
level.
Note
The EMCA cannot detect a cross circuit in the input circuit by itself.
Find out if cross-circuit detection is needed for the input circuit and wiring in your
application.
If required, use a safety switching device with cross-circuit detection.
26
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
1.2
Requirements for product use
For correct and safe use of the product in a machine or system:
Provide the complete product documentation of the product to the following specialists
– the design engineer and the installer of the machine or system
– the personnel responsible for commissioning
Have the documentation available throughout the entire product lifecycle.
Ensure compliance with all of the specifications in the documentation for the device è Tab. 1.
Also take into consideration the documentation for the other components (e.g. cables).
Take into consideration all of the legal regulations that are applicable for the installation site, as
well as the following documents:
– regulations and standards
– regulations of the testing organisations and insurers
– national specifications
For correct and safe use of the STO function:
Conduct a risk assessment for your machine or system.
Comply with the specified safety characteristics è Chapter4, Technical data.
Comply with the connection and environmental conditions - in particular the voltage ranges of the
product and all connected components. Only compliance with the limit values and load limits will
enable operation of the product in compliance with the specified safety regulations.
1.2.1
Training of specialized personnel
The function should only be integrated into the machine by a qualified electrical technician of the ma­
chine manufacturer. The qualified technician must be familiar with:
– installation and operation of electrical control systems
– applicable regulations for operating safety-engineering systems
– applicable regulations for accident prevention and operational safety
– documentation for the product
1.2.2
Range of application
The device has the CE marking. The product-relevant EC directives are listed in the declaration of con­
formity. Certain configurations of the product have been certified by Underwriters Laboratories Inc. (UL)
for the USA and Canada (documentation è Tab. 1). Additional information:
– Certificates and the declaration of conformity è www.festo.com/sp
– Standards and test values è Chapter 4, Technical data
1.2.3
Specified directives and standards
Version status
2006/42/EC
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
IEC 61508:2010-04
EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
Directives and standards specified in the document
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
27
EMCA-EC-67-...
2
Function and application
The securely switched-off torque safety function (Safe torque off/STO) enables 2-channel, secure dis­
connection of the integrated motor.
The safety function is requested solely via the control ports of the STO connection [X6] of the device.
Safety-oriented circuitry for additional interfaces of the device is not required.
Connection [X6] “Safe Torque off/STO”
Fig. 1
28
Connection [X6] “Safe Torque off/STO” under the lid
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
2.1
Circuitry of the control ports
To protect against unintended start-up, the device must be powered via the connection
[X6] with the category required for the application in accordance with EN ISO 13849-1.
Attainable safety level of the STO function è Chapter 1.1.3.
The following components can be connected to the control ports (è Tab. 8) to request the STO function:
– Safe semiconductor outputs (electronic safety switching devices, active safety sensors, e.g. light
curtains with OSSD signals) (Output signal switching device/OSSD)
– Switch contacts (safety switching devices with relay outputs, passive safety sensors, e.g. forced
position switches)
2
S1
1
3
3
0 V DC
+24 V DC
1
3
Safety feedback
2
4
1
3
S1
Receiver
Transmitter
STO 1
STO 2
GND
2
1
S1
EMCA
1
2
1
2
EMCA with STO interface
(only relevant connections illustrated)
Emergency stop switches
Fig. 2
4
2
3
Feedback circuit
6
Input circuit
5
[X4]
4
+24 V DC
0 V DC
3
+24 V
1
2
NC1
NC2
[X6]
1
4
4
OSSD1
2
OSSD2
PLC input:
S1
3
4
5
5
4
Guard door (alternative to 2)
Light curtain (alternative to 2)
Safety switching device (alternative to 2)
Switching example (without cross-circuit detection)
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
29
EMCA-EC-67-...
2.2
Functional description
The STO function is requested over 2 channels via switch S1, whereby the control voltage (+24 V DC,
logic è Fig. 2) is switched off at both control ports STO 1 and STO 2.
The control ports should be switched simultaneously. The discrepancy time between the two inputs is
monitored (max. 50 ms). If the permissible discrepancy time is exceeded, a diagnostic message is gen­
erated. Monitoring of the discrepancy time is only informative. Monitoring of the discrepancy time is not
a part of the safety function.
The EMCA monitors the status of the control ports. The control ports are of equal value. As soon as
logic 0 (0 V) is present at one of the control ports, the EMCA reacts as follows:
– Channel 1 (STO 1): As long as logic 0 is present at the STO 1 input, the output stage drivers are not
supplied with voltage. The motor will not generate a torque.
– Channel 2 (STO 2): As long as logic 0 is present at the STO 2 input, no pulse-width modulation sig­
nals will be forwarded to the driver component. The motor will not generate a torque.
Behaviour of the drive when the STO function is requested
– Behaviour of the drive with a running motor: The movement of the drive is not decelerated via a
braking ramp. The drive continues to move uncontrolled through inertia or external forces until it
comes to a standstill by itself.
– Behaviour of the drive with a stopped motor: The drive is uncontrolled and can move through external
forces.
The 2-channel shut-down of the motor is indicated by the acknowledgment contact NC1/NC2 (semicon­
ductor relay) (è Tab. 8). The status of the STO function can be reported to an external safety switching
device for diagnostics, for example, via the acknowledgment contact. The acknowledgment contact is
not evaluated for safety purposes.
+24 V DC
1
STO 1
STO 2
+24 V DC load voltage
2
6
1
2
Input circuit (e.g. safety switching device)
Bus transmitter supply voltage for
the pulse-width modulation signals
Fig. 3
30
3
6
4
6
3
4
3
Driver supply
MOSFET output stage
“Safely switched off torque” (Safe torque off/STO) – functional principle
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
Caution
Severe injuries as a result of uncontrolled movement of the passive actuators when
switching off the power output stage. The STO function is insufficient as the sole safety
function for drives that are subject to permanent torque (e.g. through suspended
loads).
Shut down the passive actuators mechanically, if required, e.g. via a brake. This
especially applies to vertical axes without automatic locking arrangement, clamping
units or counterbalancing.
Reliably prevent movement of the actuators by suspended loads or other external
forces, e.g. with a mechanical holding brake.
Note
Control of motors with an integrated holding brake (only EMCA-EC-...-...-B).
The holding brake is activated by the non-safety-relevant firmware of the device. When
the output stage is switched off, there is no deceleration of the drive via a braking ramp.
The holding brake is closed immediately.
Check whether the integrated holding brake can stop the actuators.
Note the mechanical inertia of the holding brake.
Take into consideration the higher wear of the holding brake in comparison to auto­
matic brake control in normal operation.
Note
Failure of the output stage.
If the output stage of the device fails when an STO function is active, it may result in
the drive jerking through a limited detent movement of the rotor. The maximum rotation
angle/travel corresponds to the pole pitch of the motor used.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
31
EMCA-EC-67-...
2.3
[X6] STO interface
2.3.1
Switching statuses
STO control ports
As long as a logic 1 (+24 V DC) is present at both control ports, the motor can be operated (STO func­
tion is inactive). If there is a logic 0 (0 V DC) at one or both of the control ports, the power to the motor
is interrupted. If both STO inputs receive logic 1, the controller enable must be issued again.
Acknowledgment contact (NC1/NC2)
The acknowledgment contact is closed when the STO function is active.
The acknowledgment contact is open:
– When there is a supply voltage failure
– If the STO function is inactive
STO 1
STO 2
NC1/NC2
Status
1
1
High impedance
(open)
1
0
High impedance
(open)
0
1
Normal operation
– Output stage is switched on.
– STO function is inactive.
The STO function has been requested on 1 channel, e.g. in
the event of a failure of a channel:
– The output stage is switched off on 1 channel.
– The motor can no longer be operated.
– STO function is inactive.
0
0
Tab. 3
Low impedance
(closed)
The STO function has been requested on 2 channels:
– The output stage is switched off on 2 channels.
– The motor can no longer be operated.
– The STO function is active.
Switching logic of the control ports STO 1/STO 2
Switching statuses [X6]
Control ports STO 1/STO 21)
Deactivate STO
Activate STO
Acknowledgment contact NC1/NC2
Closed: Max. internal resistance
Open: Residual current
1)
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[μA]
40
2
Intermediate area is undefined.
Tab. 4
Electrical data of switching statuses [X6]
The control ports are also protected against polarity reversal, but are not equipped with
voltage monitoring. If required, voltage monitoring must be realized through additional
measures.
32
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
2.3.2
Switching times
The amount of energy stored in the components of the STO function (e.g. capacitors) depends on the input
voltage level. These amounts of energy must be charged or discharged depending on the switching opera­
tion. Depending on the input voltage, this results in different values for the transition to the safe status (STO)
and the tolerance time (buffer time) regarding OSSD signals.
Signal1)
Switching time1)
STO 1/STO 2
Activate STO
Deactivate STO
Close acknowledgment contact
Open acknowledgment contact
NC
1)
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
Other electrical data è Chapter 4.2.
Tab. 5
Switching times
2.3.3
Reaction to test pulses
Short test pulses from a safety control are tolerated and thus do not trigger the STO function. The per­
missible pulse width is dependent on the control voltage level at inputs STO 1 and STO 2.
Control ports STO 1/STO 2 [X6]1)
Maximum permissible pulse width
for 0 V test pulse with 24 V signal
for 24 V test pulse with 0 V signal
Min. time between test pulses
for 0 V test pulse with 24 V signal
for 24 V test pulse with 0 V signal
1)
[ms]
[ms]
0.6
10
[ms]
[ms]
60
4
Other electrical data è Chapter 4.2.
Tab. 6
Test pulses of inputs STO 1 and STO 2
2.3.4
Auxiliary supply +24 V LOGIC OUT
A 24 V auxiliary supply is available at [X6.3]. Reference potential (0 V) is pin 2 at voltage supply connection
[X4] (internally bridged with [X6.6]).
The auxiliary supply can be optionally used to power external, active sensors.
Other electrical data è Chapter 4.2.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
33
EMCA-EC-67-...
3
Installation and commissioning
Warning
Danger of electric shock from voltage sources without protective measures.
Use for the electrical power supply only PELV circuits (Protective extra-low voltage/
PELV) in accordance with EN 60204-1.
Also observe the general requirements for PELV circuits in accordance with EN 60204-1.
Use only voltage sources which guarantee reliable electrical isolation of the operat­
ing and load voltage in accordance with IEC 60204-1.
3.1
Installation
Caution
Unexpected and unintended movement of the drive during mounting, installation and
maintenance work.
Before starting work: Switch off power supplies. Removal of the enable signal at
the EMCA is not sufficient.
Secure the power supplies against accidental reactivation.
34
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
Installation instructions:
Observe all of the information on electrical installation of the device è Tab. 1.
Comply with the handling specifications for electrostatically sensitive devices.
Connect the control ports in 2 channels with parallel wiring.
Use the plug connector [X6] included in the scope of delivery of the device.
Connection [X6]
Design
Plug connector at the EMCA
Counterplug
3-794636-6 (manufacturer: Tyco Electronics AMP), pin strip, 6-pin
794617-6 (manufacturer: Tyco Electronics AMP),
Crimp contacts (manufacturer: Tyco Electronics AMP):
– AWG24 ... AWG20: 794606-1 (strips); 794610-1 (loose)
– AWG30 ... AWG26: 794607-1 (strips); 794611-1 (loose)
Tab. 7
Connection STO interface [X6]
[X6] – black
Tab. 8
Pin
Designation
Description
1
NC1
2
NC2
3
+24 V DC
LOGIC OUT
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
Acknowledgment contact:
– Potential-free
– Low impedance if the STO function has been requested
and activated via 2 channels
Logic voltage output (from [X4]), reference potential (0 V) is
pin [X6.6] or [X4.2] (internally bridged)
Not overload-proof! Max. 100 mA permissible.
Control ports for STO function
Reference potential 0 V
Pin assignment of STO interface (safe torque off ) [X6] at the EMCA
Note
Damage to the device in the event of an overload.
Pin [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) is not overload-proof! Maximum 100 mA permissible.
Note
The STO function must never be bridged.
Make sure that no jumpers, etc. can be used parallel to the safety wiring.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
35
EMCA-EC-67-...
3.2
Notes on commissioning
The complete commissioning of the device by the machine manufacturer is described in
the documentation GDCE-EMCA-EC-... and in the Online Help for the EMCA plug-in of
the FCT software.
Recommendation for first commissioning without complete safety equipment:
– Set-up at least with emergency stop switching device and 2-channel shut-down via
the control ports STO 1 [X6.4] and STO 2 [X6.5]
– Implement the set-up in such a way that it must be forcibly removed when the final
protection wiring is carried out.
Note
Incorrect wiring or use of inappropriate components will result in failure of the STO
function or non-compliance with the requirements of ENISO13849­1 (category).
Prior to commissioning:
Make sure that components are used and wired in accordance with the required
category according to ENISO13849-1.
Check the electrical installation (connecting cable, pin allocation).
Validate the STO function to conclude the installation process and after every modi­
fication to the installation.
Only use the STO function when all of the necessary safeguards have been set up
and are functional.
For a performance test of the STO function:
1. Switch off each channel individually and check the reaction of the motor and the acknowledgment
contact.
2. Switch off both channels and check the reactions.
36
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
3.3
Diagnostics
Diagnostics
Description
Acknowledgment
contact1)
The acknowledgment contact of the STO function (NC1/NC2) can be evaluated by
a higher-order controller. The closed acknowledgment contact indicates that the
STO function is active.
When the STO function is requested, the fault message “Safe torque off ”
(0x34) is generated. The message can be configured as an error, a warning or
as information. An entry in the diagnostic memory is optional.
Error message
0x34
1)
This diagnosis is not evaluated in terms of safety equipment.
Tab. 9
Diagnostics options of the STO function
For additional information and complete list of the messages è Description for the EMCA
used. (è Tab. 1).
3.4
Obligations of the machine operator
The implemented safety function must be subjected to a regular and documented performance test by
a specialist during the the machine's period of use. The frequency of these tests must be determined
by the machine operator based on the specifications of the machine manufacturer.
Check the EMCA at least once per year.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
37
EMCA-EC-67-...
4
Technical data
The general technical data, operating and ambient conditions, technical data of the drive
and additional connection data can be found in the description of the EMCA integrated
drive è Manual GDCE-EMCA-EC-...
For additional information è www.festo.com/sp.
4.1
Safety equipment
Safety reference data and safety specifications
Safety function
STO
Category
Performance Level up to
Safety Integrity Level up to
3
PL d
SIL 2
SIL Claim Limit
SILCL 2
Safe Torque Off
(safely switched-off torque)
In accordance with EN ISO 13849-1
In accordance with EN ISO 13849-1
In accordance with EN 61800-5-2
(Safety integrity level)
In accordance with EN 62061
(SIL Claim Limit)
Average Diagnostic Coverage
è Chapter1.1.3
Hardware Failure Tolerance
Safe failure fraction in accordance with
IEC 61508
Probability of dangerous failure per hour
DCavg
[%]
90
HFT
SFF
[%]
1
> 90
PFH
[1/hr.]
1 x 10-9
[Years]
[Years]
20
Inspection interval
20
In accordance with EN ISO 13849-1
The STO function has been certified by an independent test­
ing body. EMCA certificate è www.festo.com/sp.
Suitable for use in category 1 systems and above in accord­
ance with ENISO13849­1.
T
Proof Test Interval
Service life
Type test
Component/function
Tab. 10
38
Technical data: Safety reference data and safety specifications
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
4.2
Electrical data
Control ports STO 1/STO 2 [X6]
Nominal voltage
[V DC] 24 (relative to 0 V at [X4] )
Voltage range
[V DC] 19.2 … 28.8
Permitted residual ripple
[%]
5 (relative to nominal voltage 24 V)
Overvoltage-safe up to
[V]
60
Nominal current
[mA]
15
Starting current
[mA]
200
Input voltage thresholds (Intermediate range is undefined.)
Deactivate STO
[V DC] 18
Activate STO
[V DC] 5
Activate STO function switching time
[ms]
5
Deactivate STO function switching time
[ms]
4
Max. permissible pulse width
for 0 V test pulse with 24 V signal
[ms]
0.61)2)
for 24 V test pulse with 0 V signal
[ms]
10
Min. time between test pulses
for 0 V test pulse with 24 V signal
[ms]
60
for 24 V test pulse with 0 V signal
[ms]
4
Protective function
Protection against polarity reversal
1)
This value refers to a simple pulse. Double or multiple pulses can require other values.
2)
Longer 0-V test pulses or double/multiple pulses of the safety switching device require an increase of the voltage level up to
the upper limit of the permissible voltage range of the EMCA.
Tab. 11
Technical data: Electrical data for the inputs STO 1 and STO 2
Acknowledgment contact NC [X6]
Design
Max. voltage
Overvoltage strength
Nominal current
Max. internal resistance (contact closed)
Residual current (contact open)
Switching time closing
Switching time opening
Galvanic isolation
Tab. 12
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[μA]
[ms]
[ms]
Semiconductor relay
30
60
100
40
2
10
60
Via optocoupler
Technical data: Electrical data of the acknowledgment contact
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
39
EMCA-EC-67-...
Auxiliary supply +24 V DC, pin 3 at [X6]
Nominal voltage
– Voltage taken from the drive
(supplied at [X4])
Nominal current
Tab. 13
[V DC]
24
[mA]
100 (max.)
Not overload-proof
Technical data: Electrical data of the auxiliary supply output
Signal lines
Max. cable length
Conductor cross-section
Tab. 14
4.3
[m]
[mm²]
30
0.05 … 0.36
Technical data: Cabling at [X6]
Product conformity and certifications
Product conformity and certifications
CE marking (declaration of conformity
è www.festo.com/sp)
Approvals2)
1)
In accordance with EU Machinery Directive 2006/42/EC
In accordance with EU EMC Directive 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us - Recognised (OL)
The component is intended for industrial use. Outside of industrial environments, e.g. in commercial and mixed-residential areas,
actions to suppress interference may have to be taken.
2)
Only valid for product variants with corresponding marking
Tab. 15
Product conformity and certifications
Requirements for observing the UL certified conditions if the product is operated in
the USA or Canada can be found in the separate UL documentation.
40
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 English
EMCA-EC-67-...
Español – Accionamiento integrado EMCA-EC-67-...
Contenido
Destinatarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asistencia técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Documentación técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
42
42
1
Seguridad y requisitos para el uso del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
1.1
Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1
Instrucciones de seguridad para la función de seguridad STO (Safe torque off )
1.1.2
Uso previsto de la función STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3
Valores característicos de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4
Uso incorrecto previsible de la función STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5
Cobertura del diagnóstico (Diagnostic coverage/DC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Requisitos para el uso del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1
Cualificación del personal técnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2
Campo de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3
Normas y directivas especificadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
44
45
45
45
45
46
46
46
46
2
Función y aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
2.1
2.2
2.3
Esquema de conexión de las entradas de mando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Descripción del funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[X6] Interfaz STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1
Estados de conmutación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2
Tiempos de maniobra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3
Reacción a pulsos de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4
Alimentación auxiliar +24V LOGIC OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48
49
51
51
52
52
52
3
Instalación y puesta a punto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
3.1
3.2
3.3
3.4
Instalación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Notas sobre la puesta a punto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnóstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obligaciones de la empresa explotadora de la máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
55
56
56
4
Especificaciones técnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
4.1
4.2
4.3
Técnica de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Datos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conformidad de producto y certificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
58
59
1.2
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
41
EMCA-EC-67-...
Destinatarios
Esta documentación está destinada exclusivamente a especialistas en automatización y control, con
experiencia en instalación, puesta en funcionamiento, parametrización, programación y diagnóstico
de sistemas de accionamiento eléctrico.
Asistencia técnica
Ante cualquier problema técnico, póngase en contacto con el representante regional de Festo.
Documentación técnica
Todos los documentos disponibles son aptos para el estado de suministro del producto
è www.festo.com/pk.
El presente documento describe exclusivamente la utilización de la función de seguridad
“Desconexión segura del par” (Safe torque off/STO) conforme a EN 61800-5-2, implementada
en el EMCA. La descripción completa del producto incluye los siguientes documentos:
Nombre
Contenido
Documentación resumida
EMCA-...
Manual
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
Descripción resumida del equipo y del funcionamiento
como información preliminar
Descripción del equipo y del funcionamiento
– Montaje
– Instalación (asignación de clavijas)
– Funciones de accionamiento
– Instrucciones de puesta a punto
– Mensajes de error
– Especificaciones técnicas generales
Descripción de la función de seguridad “Desconexión segura
del par” (Safe torque off/STO)
Descripción del perfil de equipo FHPP (Festo Handling and
Positioning Profile)
Descripción del perfil de equipo CiA 402
Manual
GDCE-EMCA-EC-S1-...
Manual
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
Manual
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
Sistema de ayuda para el software FCT
(ayuda del plugin EMCA)
Documentación especial
EMCA-EC_UL-...
Ayuda en línea de Festo Configuration Tool (FCT) para
la puesta a punto y la parametrización
Requisitos para el funcionamiento del producto en Estados
Unidos y Canadá conforme a la certificación de
Underwriters Laboratories Inc. (UL)
1)
Solo relevante para variantes del producto con interfaz bus
2)
Solo relevante para variantes del producto con interfaz E/S
Tab. 1
42
Documentación del producto
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
Más información sobre el producto disponible en el Portal de soporte técnico de Festo
(è www.festo.com/sp).
– Instrucciones de utilización de los accionamientos electromecánicos configurables
de Festo
– Módulos funcionales para CoDeSys
– Certificados, declaración de conformidad
Resumen de accesorios (catálogo) è www.festo.com/catalogue
Versión
La presente documentación se refiere a la siguiente versión del equipo:
– Revisión 1.0.0
La revisión del equipo se puede averiguar con ayuda del “product key”. El “product key” es un código
de 11 caracteres alfanuméricos situado en la placa de características, que identifica el producto
inequívocamente. El “product key” se puede introducir como término de búsqueda en el Portal de
soporte técnico de Festo (è www.festo.com/sp). Tras realizar la búsqueda, el Portal de soporte
técnico muestra la revisión junto con otros datos del producto.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
43
EMCA-EC-67-...
1
Seguridad y requisitos para el uso del producto
1.1
Seguridad
Durante la puesta a punto de accionamientos eléctricos:
Respetar obligatoriamente las advertencias e indicaciones de seguridad recogidas en
la documentación del producto (è Tab. 1) y en la documentación de los componentes utilizados.
Antes de los trabajos de montaje e instalación, desconectar la tensión de alimentación y asegurarla
contra reconexiones involuntarias. Volver a conectar la tensión de alimentación solo cuando los
trabajos de montaje e instalación hayan finalizado por completo.
Nunca desenchufar ni enchufar los conectores mientras estén bajo tensión.
Respetar las directivas sobre manipulación de elementos sensibles a las descargas electrostáticas.
Habilitar el controlador solo cuando el accionamiento esté instalado correctamente y parametrizado
completamente.
No realizar reparaciones en el aparato. Sustituir el aparato si presentara algún defecto.
1.1.1
Instrucciones de seguridad para la función de seguridad STO (Safe torque off )
Nota
Para alcanzar los valores característicos de seguridad conforme a EN ISO 13849-1:
Realizar una evaluación de riesgos de la aplicación.
Seleccionar los componentes y ejecutar su cableado conforme a la categoría
necesaria según EN ISO 13849-1.
Atención
La pérdida de la función de seguridad puede causar daños graves e irreversibles, p. ej.
debido a movimientos inesperados de los actuadores.
No puentear las conexiones de dispositivos de seguridad.
Respetar los márgenes de tensión de entrada del aparato è Capítulo4.
Utilizar la función STO solo cuando todas las medidas de seguridad necesarias estén
configuradas y en funcionamiento.
Validar la función STO para terminar la puesta a punto.
Atención
Lesiones graves a causa de movimientos automáticos de los actuadores sin accionamiento
al desconectar el paso de salida de potencia. La función STO no es suficiente como única
función de seguridad en accionamientos en los que actúa un par permanente (p. ej. cargas
en suspensión).
En caso necesario, detener manualmente los actuadores sin accionamiento, p. ej.
mediante un freno. Esto es válido especialmente para ejes verticales sin sistema
mecánico autobloqueante, unidad de bloqueo ni contrapeso.
En caso de cargas en suspensión u otras fuerzas externas, evitar de modo seguro los
movimientos de los actuadores, p. ej. con un freno de inmovilización mecánico.
44
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
1.1.2
Uso previsto de la función STO
El EMCA es compatible con la función de seguridad de “desconexión segura del par” (Safe torque off/
STO) conforme a EN61800-5-2. El uso previsto de la función STO es la desconexión del par de giro del
motor integrado para evitar un arranque inesperado del motor. La función STO solo puede utilizarse en
aplicaciones para las que son suficientes los valores característicos de seguridad mencionados.
1.1.3
Valores característicos de seguridad
La función STO del accionamiento integrado EMCA cumple con los requisitos de los siguientes valores
característicos de seguridad:
– PLd/cat.3 conforme a ENISO13849-1 (nivel de prestaciones/PL)
– SIL 2 conforme a EN61800-5-2 (Safety Integrity Level/SIL)
– SILCL2 conforme a EN62061 (Claim Limit/CL)
El nivel de seguridad alcanzable depende del resto de los componentes que se utilizan para la puesta
en práctica de la función de seguridad.
El mando del aparato debe realizarse a través de la conexión [X6] con la categoría requerida para la
aplicación según EN ISO 13849-1, p. ej. mediante un dispositivo de desconexión de seguridad externo.
1.1.4
Uso incorrecto previsible de la función STO
Entre los usos no previstos se incluyen los siguientes:
– Puenteo de la función de seguridad
– Utilización en aplicaciones en las que la desconexión puede causar movimientos o estados peligrosos
¡La función STO no protege contra el choque eléctrico, sino exclusivamente contra movimientos peligrosos!
1.1.5
Cobertura del diagnóstico (Diagnostic coverage/DC)
La cobertura del diagnóstico (è Capítulo 4) se determina en función de la integración del aparato en la
cadena de mando y de las medidas aplicadas para el diagnóstico.
Para lograr la cobertura del diagnóstico indicada, es necesario que el control evalúe el estado del
contacto de recibo cada vez que se solicita la función STO.
Si la señal del contacto de recibo no corresponde al valor esperado, podría existir una avería potencialmente
peligrosa. Para estos casos es necesario prever medidas adecuadas para mantener el nivel de seguridad.
Nota
El EMCA no puede detectar un circuito cruzado en el circuito de entrada.
Compruebe si su aplicación requiere una detección de circuitos cruzados del circuito
de entrada y del cableado de conexiones.
Si es necesario, utilizar un dispositivo de desconexión de seguridad con detección
de circuitos cruzados.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
45
EMCA-EC-67-...
1.2
Requisitos para el uso del producto
Para el uso correcto y seguro del producto en una máquina o instalación:
Poner la documentación completa del producto a disposición del siguiente personal técnico:
– el ingeniero diseñador y el personal de montaje de la máquina o instalación
– personal responsable de la puesta a punto
Conservar la documentación durante todo el ciclo de vida del producto.
Asegurarse de que las especificaciones de la documentación del aparato se observan en todo
momento è Tab. 1.
Observar la documentación de los demás componentes (p. ej. cables).
Respetar todas las reglamentaciones legales específicas del lugar de destino y los siguientes
documentos:
– las directivas y normas
– las reglamentaciones de las organizaciones de inspección y empresas aseguradoras
– las disposiciones nacionales
Para el uso debido y seguro de la función STO:
Realizar una evaluación de riesgos de la máquina o instalación.
Respetar los valores característicos de seguridad especificados èCapítulo 4, especificaciones técnicas.
Observar las condiciones ambientales y de conexión, en particular, los márgenes de tensión del
producto y de todos los componentes conectados. Solo si se respetan los valores límite y los límites
de carga es posible utilizar el producto conforme a las directivas de seguridad especificadas.
1.2.1
Cualificación del personal técnico
La función solo debe ser integrada en la máquina por una persona con formación electrotécnica capacitada
por el fabricante de la máquina. El personal técnico cualificado debe estar familiarizado con las siguientes
cuestiones:
– Instalación y funcionamiento de sistemas de mando eléctricos
– directivas vigentes para la operación de instalaciones de seguridad
– Directivas vigentes para la prevención de accidentes y seguridad laboral
– Documentación del producto
1.2.2
Campo de aplicación
El aparato dispone de marcado CE. Las directivas CE correspondientes al producto están indicadas en
la declaración de conformidad. Determinadas configuraciones del producto han sido certificadas por
Underwriters Laboratories Inc. (UL) para Estados Unidos y Canadá (documentación è Tab. 1). Más
información:
– Certificados y declaración de conformidad è www.festo.com/sp
– Normas y valores de ensayo è Capítulo 4, Especificaciones técnicas
1.2.3
Normas y directivas especificadas
Estado de versión
2006/42/CE
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
46
CEI 61508:2010-04
EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
Directivas y normas especificadas en el documento
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
2
Función y aplicación
La función de seguridad de “desconexión segura del par” (Safe torque off/STO) permite la desconexión
segura del motor integrado a través de 2 canales.
La función de seguridad se solicita únicamente a través de las entradas de mando de la conexión [X6]
STO del aparato. No es necesaria la conexión segura de otras interfaces del aparato.
Conexión [X6] “Safe torque off/STO”
Fig. 1
Conexión [X6] “Safe torque off/STO” debajo de la tapa
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
47
EMCA-EC-67-...
2.1
Esquema de conexión de las entradas de mando
Para evitar un arranque inesperado, el mando del aparato se debe realizar a través de la
conexión [X6] con la categoría requerida para la aplicación según EN ISO 13849-1. Nivel
de seguridad alcanzable de la función STO è Capítulo 1.1.3.
En las entradas de mando (èTab. 8) se pueden conectar los siguientes componentes con los que
solicitar la función STO:
– Salidas de semiconductores seguras (dispositivos de desconexión de seguridad electrónicos, sensores
de seguridad activos, p. ej. barreras de luz con señales OSSD: output signal switching device/OSSD)
– Contactos de conmutación (dispositivos de desconexión de seguridad con salidas de relés,
sensores de seguridad pasivos, p. ej. conmutadores de posición guiados)
2
S1
1
3
3
1
3
2
4
1
3
S1
Emisor
STO 1
STO 2
GND
EMCA
2
1
4
2
S1
1
3
Circuito
de retorno
6
Circuito
de entrada
5
[X4]
4
+24 V DC
0 V DC
3
+24 U
[X6]
1
2
NC1
NC2
1
4
4
OSSD1
2
Receptor
OSSD2
S1
Retroseñal Safety
Entrada PLC:
0 V DC
+24 V DC
2
5
4
1
EMCA con interfaz STO
3 Puerta de protección (alternativa a 2)
(solo se representan las conexiones
4 Rejilla de difracción óptica (alternativa a 2)
relevantes)
5 Dispositivo de desconexión de seguridad
2 Pulsador de parada de emergencia
(alternativa a 2)
Fig. 2
Ejemplo de circuito (sin detección de circuitos cruzados)
48
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
2.2
Descripción del funcionamiento
La función STO se solicita a través de 2 canales mediante el pulsador S1 desconectando la tensión
de mando (+24 V DC, Logic è Fig. 2) en las dos entradas de mando, STO 1 y STO 2.
Las entradas de mando deben conmutarse al mismo tiempo. El tiempo de discrepancia entre las dos
entradas se controla (máx. 50 ms). Si se sobrepasa el tiempo de discrepancia permitido, se emite un
mensaje de diagnóstico. El control del tiempo de discrepancia solo sirve de información. El control del
tiempo de discrepancia no forma parte de la función de seguridad.
El EMCA controla el estado de las entradas de mando. Las entradas de mando son equivalentes. En
cuanto una de las entradas de mando registre la señal 0 (0 V), el EMCA reaccionará del siguiente modo:
– Canal 1 (STO 1): mientras la entrada STO 1 registre una señal 0, los controladores del paso de salida
no recibirán tensión. El motor no genera ningún par de giro.
– Canal 2 (STO 2): mientras la entrada STO 2 registre una señal 0, no se transmitirá ninguna señal
PWM al bloque de controladores. El motor no genera ningún par de giro.
Comportamiento del accionamiento al solicitar la función STO
– Comportamiento del accionamiento con el motor en marcha: el movimiento del accionamiento
no se ralentiza a través de una rampa de frenado. El accionamiento sigue moviéndose de manera
incontrolada debido a la inercia de la masa o a fuerzas externas hasta detenerse por sí solo.
– Comportamiento del accionamiento con el motor parado: El accionamiento no está sometido
a la regulación por lo que podría moverse a causa de fuerzas externas.
La desconexión del motor a través de 2 canales se visualiza mediante el contacto de recibo NC1/NC2
(relé de semiconductor; è Tab. 8). El estado de la función STO se puede transmitir a un dispositivo
de desconexión de seguridad externo a través del contacto de recibo, p. ej. para fines de diagnóstico.
El contacto de recibo no se evalúa en cuanto a la seguridad.
+24 V DC
1
STO 1
STO 2
+24 V DC de tensión de carga
2
6
3
6
4
6
3
1
Circuito de entrada (p. ej. Dispositivo
3 Alimentación del controlador
de desconexión de seguridad)
4 Paso de salida Mosfet
2 Tensión de alimentación del transmisor
de bus para las señales PWM
Fig. 3
“Desconexión segura del par” (Safe torque off/STO) – Principio de funcionamiento
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
49
EMCA-EC-67-...
Atención
Lesiones graves a causa de movimientos automáticos de los actuadores sin accionamiento
al desconectar el paso de salida de potencia. La función STO no es suficiente como única
función de seguridad en accionamientos en los que actúe un par permanente (p. ej. cargas
en suspensión).
En caso necesario, detener manualmente los actuadores sin accionamiento, p. ej.
mediante un freno. Esto es válido especialmente para ejes verticales sin sistema
mecánico autobloqueante, unidad de bloqueo ni contrapeso.
En caso de cargas en suspensión y otras fuerzas externas, evitar de modo seguro los
movimientos de los actuadores, p. ej. con un freno de inmovilización mecánico.
Nota
Control de motores con freno de inmovilización integrado (solo EMCA-EC-...-...-B).
El control del freno de inmovilización se realiza mediante el firmware no orientado
a la seguridad del aparato. Al desconectar el paso de salida, no se produce una
ralentización del accionamiento a través de una rampa de frenado. El freno de
inmovilización se cerrará inmediatamente.
Comprobar si el freno de inmovilización integrado puede detener los actuadores.
Tener en cuenta la inercia del freno de inmovilización.
Tener en cuenta el mayor desgaste del freno de inmovilización frente al accionamiento
automático del freno en servicio normal.
Nota
Avería del paso de salida.
En caso de fallar el paso de salida del aparato con la función STO activa, el accionamiento
podría sufrir sacudidas a causa de la retención limitada del movimiento del rotor. El ángulo
de giro/paso máximo equivale a un paso polar del motor utilizado.
50
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
2.3
[X6] Interfaz STO
2.3.1
Estados de conmutación
Entradas de mando STO
Mientras se mantenga la señal 1 (+24 V DC) en las dos entradas de mando, podrá funcionar el motor
(función STO desactivada). En cuanto haya una señal 0 (0 V DC) en una o en ambas entradas de mando
se interrumpirá la alimentación del motor. Cuando las dos entradas STO reciban la señal 1, será
necesario habilitar de nuevo el regulador.
Contacto de recibo (NC1/NC2)
El contacto de recibo está cerrado cuando la función STO está activa.
El contacto de recibo está abierto:
– cuando se produce un fallo en la tensión de alimentación
– cuando la función STO está inactiva
STO 1
STO 2
NC1/NC2
Estado
1
1
1
0
0
1
De alta
impedancia
(abierto)
De alta
impedancia
(abierto)
Servicio normal
– El paso de salida está conectado.
– La función STO está inactiva.
La función STO se ha solicitado a través de 1 canal, p. ej. en caso
de avería de un canal:
– El paso de salida se desconecta a través de 1 canal.
– Ya no se puede hacer funcionar el motor.
– La función STO está inactiva.
0
0
De baja
impedancia
(cerrado)
La función STO se ha solicitado a través de 2 canales:
– El paso de salida se desconecta a través de 2 canales.
– Ya no se puede hacer funcionar el motor.
– La función STO está activa.
Tab. 3
Lógica de conmutación de las entradas de mando STO 1/STO 2
Estados de conmutación [X6]
Entradas de mando STO 1/STO 21)
Desactivar STO
Activar STO
Contacto de recibo NC1/NC2
Cerrado: resistencia interna máx.
Abierto: Corriente residual
1)
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[μA]
40
2
El margen intermedio es indefinido.
Tab. 4
Datos eléctricos de los estados de conmutación [X6]
Las entradas de mando están protegidas contra el cambio de polaridad, pero no disponen
de supervisión de la tensión. Si es necesario, deberá realizarse una supervisión de la tensión
mediante medidas adicionales.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
51
EMCA-EC-67-...
2.3.2
Tiempos de maniobra
La cantidad de energía almacenada en los componentes de la función STO (p. ej. condensadores)
depende del nivel de la tensión de entrada. Dependiendo del proceso de conmutación deberán
cargarse o descargarse dichas cantidades de energía. Dependiendo de la tensión de entrada,
se obtienen valores diferentes para la transición al estado seguro (STO) y para el tiempo de tolerancia
(tiempo de amortiguación) frente a las señales OSSD.
Señal1)
Tiempo de maniobra1)
STO 1/STO 2
Activar STO
Desactivar STO
Cerrar contacto de recibo
Abrir contacto de recibo
NC
1)
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
Otros datos eléctricos è Capítulo 4.2.
Tab. 5
Tiempos de maniobra
2.3.3
Reacción a pulsos de prueba
Se toleran los pulsos de prueba cortos de controles de seguridad, es decir, no originan una solicitud de
la función STO. El ancho de pulso permitido depende de lo elevada que sea la tensión de mando en las
entradas STO 1 y STO 2.
Entradas de mando STO 1/STO 2 [X6]1)
Ancho de pulso máx. admisible
Para pulsos de prueba de 0 V con una señal de 24 V
Para pulsos de prueba de 24 V con una señal de 0 V
Tiempo mín. entre los pulsos de prueba
Para pulsos de prueba de 0 V con una señal de 24 V
Para pulsos de prueba de 24 V con una señal de 0 V
1)
[ms]
[ms]
0,6
10
[ms]
[ms]
60
4
Otros datos eléctricos è Capítulo 4.2.
Tab. 6
Pulsos de prueba de las entradas STO 1 y STO 2
2.3.4
Alimentación auxiliar +24V LOGIC OUT
En [X6.3] está disponible una alimentación auxiliar de 24 V. El potencial de referencia (0V) es la clavija
2 de la conexión de alimentación [X4] (puenteado internamente con [X6.6]).
La alimentación auxiliar se puede utilizar opcionalmente para la alimentación de sensores externos
activos.
Otros datos eléctricos è Capítulo 4.2.
52
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
3
Instalación y puesta a punto
Advertencia
Peligro de choque eléctrico en fuentes de tensión sin medidas de seguridad.
Para la alimentación eléctrica, utilizar exclusivamente circuitos PELV (Protective
Extra-Low Voltage, tensión de protección muy baja) según EN60204­1.
Observar también los requisitos generales para circuitos PELV según EN 60204-1.
Utilizar exclusivamente fuentes de alimentación que garanticen la desconexión eléctrica
segura de la tensión de funcionamiento y de la carga conforme a EN 60204-1.
3.1
Instalación
Atención
Movimientos inesperados e involuntarios del accionamiento durante los trabajos
de montaje, instalación y mantenimiento.
Antes de realizar los trabajos: desconectar las alimentaciones de energía. No
es suficiente con que desaparezca la señal de vía libre en el EMCA.
Asegurar las alimentaciones de energía contra una reconexión accidental.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
53
EMCA-EC-67-...
Notas acerca de la instalación:
Observar la información completa sobre la instalación eléctrica del aparato è Tab. 1.
Respetar la directiva de manipulación para elementos sensibles a las descargas electrostáticas.
Conectar las entradas de mando por 2 canales cableándolas en paralelo.
Utilizar el conector [X6] incluido en el volumen de suministro del aparato.
Conexión [X6]
Ejecución
Conector de EMCA
3-794636-6 (fabricante: Tyco Electronics AMP), regleta de clavijas,
6 contactos
794617-6 (fabricante: Tyco Electronics AMP),
contactos de crimpado (fabricante: Tyco Electronics AMP):
– AWG24... AWG20: 794606-1 (tiras); 794610-1 (sueltos)
– AWG30... AWG26: 794607-1 (tiras); 794611-1 (sueltos)
Clavija
Tab. 7
Conexión de interfaz STO [X6]
[X6] – negro
Tab. 8
Clavija Nombre
Descripción
1
NC1
2
NC2
3
+24 V DC
LOGIC OUT
Contacto de recibo:
– Sin potencial
– De baja impedancia cuando la función STO se ha
solicitado y activado a través de 2 canales.
Salida de tensión de lógica (desde [X4]), el potencial de
referencia 0V es la clavija [X6.6] o [X4.2] (puenteado
internamente)
¡No resistente a sobrecargas! Máx. 100 mA permitidos.
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
Entradas de mando para función STO
Potencial de referencia 0 V
Asignación de clavijas de la interfaz STO (Safe torque off ) [X6] en el EMCA
Nota
Daños en el aparato en caso de sobrecarga.
¡La clavija [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) no es resistente a sobrecargas! 100mA
permitidos como máximo.
Nota
La función STO no se debe puentear nunca.
Asegurarse de que no se puedan utilizar puentes o similares paralelamente al
cableado de seguridad.
54
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
3.2
Notas sobre la puesta a punto
La puesta a punto completa del aparato por parte del fabricante de la máquina
se describe en la documentación GDCE-EMCA-EC-... y en la ayuda en línea para el plugin
EMCA del software FCT.
Recomendación para la primera puesta a punto sin estar activos todos los sistemas
de seguridad:
– Conexionado mínimo con dispositivo de desconexión de parada de emergencia
y desconexión de 2 canales a través de las entradas de mando STO 1 [X6.4] y STO 2 [X6.5]
– Realizar el conexionado de modo que se tenga que retirar obligatoriamente cuando
se realice el conexionado definitivo.
Nota
Un cableado incorrecto o el uso de componentes inadecuados pueden mermar la
función STO o provocar el incumplimiento de los requisitos según EN ISO 13849-1
(categoría).
Antes de la puesta a punto:
Asegurarse de que el uso de los componentes y su cableado se realizan conforme
a la categoría necesaria según ENISO13849-1.
Comprobar la instalación eléctrica (cables de conexión, asignación de contactos).
La función STO debe ser validada una vez finalizada la instalación y después de cada
cambio realizado en la instalación.
Utilizar la función STO solo cuando todas las medidas de seguridad estén configuradas
y en funcionamiento.
Para la comprobación del funcionamiento de la función STO:
1. Desconectar cada canal por separado, controlar la reacción del motor y del contacto de recibo.
2. Desconectar ambos canales y controlar las reacciones.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
55
EMCA-EC-67-...
3.3
Diagnóstico
Diagnóstico
Descripción
Contacto de recibo1)
El contacto de recibo de la función STO (NC1/NC2) se puede evaluar desde
un control de nivel superior. El contacto de recibo cerrado indica que la
función STO está activa.
En caso de solicitar la función STO, se genera el mensaje de error “Safe
torque off ” (0x34). El mensaje se puede configurar como error, advertencia
o información. Opcionalmente es posible introducirlo en la memoria de
diagnóstico.
Mensaje de fallo
0x34
1)
Este diagnóstico no se evalúa en cuanto a la seguridad.
Tab. 9
Opciones de diagnóstico de la función STO
Más información y lista completa de mensajes è Descripción con respecto al EMCA
utilizado (è Tab. 1).
3.4
Obligaciones de la empresa explotadora de la máquina
Durante la vida útil de la máquina, el personal técnico deberá realizar regularmente y documentar
comprobaciones funcionales de la función de seguridad implementada. La frecuencia debe ser
determinada por la empresa explotadora de la máquina en base a las especificaciones del fabricante
de la máquina.
Comprobar el EMCA como mínimo una vez al año.
56
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
4
Especificaciones técnicas
Las especificaciones técnicas generales, las condiciones ambientales y de funcionamiento, los
datos técnicos del accionamiento y otros datos de conexión, se encuentran en la descripción
del accionamiento integrado EMCA è Manual GDCE-EMCA-EC-...
Más información è www.festo.com/sp.
4.1
Técnica de seguridad
Índices de seguridad e indicaciones de seguridad
Función de seguridad
STO
Categoría
Nivel de prestaciones hasta
Safety Integrity Level hasta
3
PL d
SIL 2
SIL Claim Limit
SILCL 2
DCavg
[%]
HFT
90
1
Safe Torque Off
(Desconexión segura del par)
Conforme a EN ISO 13849-1
Conforme a EN ISO 13849-1
Conforme a EN 61800-5-2
(nivel de integridad de seguridad)
Conforme a EN 62061
(límite de solicitud SIL)
Average Diagnostic Coverage
(cobertura del diagnóstico media)
è Capítulo1.1.3
Hardware Failure Tolerance
(tolerancia de error de hardware)
Safe Failure Fraction según CEI 61508
(fracción de disfunción segura)
Probability of dangerous failure per hour
(probabilidad de una avería peligrosa por
hora)
SFF
[%]
> 90
PFH
[1/h]
1 x 10-9
[Años]
[Años]
20
Intervalo de verificación
20
Conforme a EN ISO 13849-1
La función STO ha sido certificada por un centro de pruebas
independiente. Certificado EMCA è www.festo.com/sp.
Adecuado para la aplicación en sistemas a partir de la
categoría 1 conforme a ENISO13849­1.
T+
Proof Test Interval
Vida útil
Ensayo de tipo
Componente/función
Tab. 10
Especificaciones técnicas: Índices de seguridad e indicaciones de seguridad
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
57
EMCA-EC-67-...
4.2
Datos eléctricos
Entradas de mando STO 1/STO 2 [X6]
Tensión nominal
[V DC] 24 (referida a 0 V en [X4] )
Margen de tensión
[V DC] 19,2 … 28,8
Rizado residual permitido
[%]
5 (referida a tensión nominal de 24 V)
Seguridad de sobretensión hasta
[V]
60
Intensidad nominal
[mA]
15
Corriente de conexión
[mA]
200
Umbrales de tensión de carga (margen intermedio indefinido)
Desactivar STO
[V DC] 18
Activar STO
[V DC] 5
Activar tiempo de maniobra función STO
[ms]
5
Desactivar tiempo de maniobra función STO [ms]
4
Ancho de pulso máx. admisible
Para pulsos de prueba de 0 V con
[ms]
0,61)2)
una señal de 24 V
Para pulsos de prueba de 24 V con
[ms]
10
una señal de 0 V
Tiempo mín. entre los pulsos de prueba
Para pulsos de prueba de 0 V con
[ms]
60
una señal de 24 V
Para pulsos de prueba de 24 V con
[ms]
4
una señal de 0 V
Función de protección
Protección contra inversión de polaridad
1)
2)
Este valor hace referencia a un impulso simple. Los impulsos dobles o múltiples pueden requerir otros valores.
Los impulsos de prueba 0 V más largos o los impulsos dobles/múltiples del dispositivo de desconexión de seguridad requieren un
aumento del nivel de tensión hasta alcanzar el límite superior del margen de tensión admisible de EMCA.
Tab. 11
Especificaciones técnicas: datos eléctricos de las entradas STO 1 y STO 2
Contacto de recibo NC [X6]
Ejecución
Tensión máx.
Resistencia a sobretensiones
Intensidad nominal
Resistencia interna máx.
(contacto cerrado)
Corriente residual (contacto abierto)
Tiempo de maniobra cerrar
Tiempo de maniobra abrir
Separación galvánica
Tab. 12
58
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[μA]
[ms]
[ms]
Relé semiconductor
30
60
100
40
2
10
60
Mediante optoacoplador
Especificaciones técnicas: Datos eléctricos del contacto de recibo
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
EMCA-EC-67-...
Alimentación auxiliar +24V DC, clavija 3 en [X6]
Tensión nominal
– Tensión conducida desde el
accionamiento (alimentada en [X4])
Intensidad nominal
Tab. 13
[V DC]
24
[mA]
100 (máx.)
No resistente a sobrecargas
Especificaciones técnicas: datos eléctricos de la salida de alimentación auxiliar
Cables de señal
Longitud máx. de cable
Sección del conductor
Tab. 14
4.3
[m]
[mm²]
30
0,05 … 0,36
Especificaciones técnicas: Cableado en [X6]
Conformidad de producto y certificaciones
Conformidad de producto y certificaciones
Marcado CE (declaración de confor­
midad è www.festo.com/sp)
Homologaciones2)
Según Directiva de Máquinas UE 2006/42/CE
Según directiva UE sobre CEM 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us – Recognized (OL)
1)
Este producto está previsto para aplicación industrial. Fuera de entornos industriales, p. ej. en zonas residenciales y comerciales
2)
Solo válido para variantes del producto con la correspondiente identificación
puede ser necesario tomar medidas de supresión de interferencias.
Tab. 15
Conformidad de producto y certificaciones
Los requisitos para cumplir con la certificación UL para el funcionamiento del producto en
EE. UU. y Canadá se hallan en la documentación para UL suministrada por separado.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Español
59
EMCA-EC-67-...
Français – Actionneur intégré EMCA-EC-67-...
Table des matières
Utilisateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Service après-vente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
61
61
1
Sécurité et prérequis à l'utilisation du produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
1.1
Sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1
Instructions de sécurité sur la fonction de sécurité STO (Safe torque off ) . . . . .
1.1.2
Usage normal de la fonction STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3
Valeurs caractéristiques de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4
Mauvais usage prévisible pour la fonction STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5
Niveau de couverture du diagnostic (Diagnostic Coverage/DC) . . . . . . . . . . . . .
Prérequis à l'utilisation du produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1
Qualification du personnel spécialisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2
Domaine d'application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3
Normes et directives indiquées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
63
64
64
64
64
65
65
65
65
2
Fonctionnement et application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
2.1
2.2
2.3
Câblage des entrées de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Description des fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[X6] Interface STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1
États de commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2
Temps de commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3
Réaction aux impulsions de test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4
Alimentation auxiliaire +24 V LOGIC OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
68
70
70
71
71
71
3
Installation et mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
3.1
3.2
3.3
3.4
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consignes de mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obligation de l'exploitant de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
74
75
75
4
Caractéristiques techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4.1
4.2
4.3
Sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Caractéristiques électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conformité du produit et certifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
77
78
1.2
60
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
Utilisateurs
Cette documentation s'adresse exclusivement aux spécialistes des techniques d'asservissement et
d'automatisation possédant une bonne maîtrise de l'installation, de la mise en service, du paramét­
rage, de la programmation et du diagnostic des actionneurs électriques.
Service après-vente
Pour toute question d'ordre technique, s'adresser à l'interlocuteur Festo en région.
Documentation
Tous les documents disponibles correspondants à l'état du produit à sa livraison
è www.festo.com/pk.
Le présent document décrit exclusivement l'utilisation de la fonction de sécurité “Suppression sûre du
couple” (Safe Torque Off/STO) conformément à la norme EN 61800-5-2, mise en œuvre dans l'EMCA.
La description complète du produit contient les documents suivants :
Désignation
Table des matières
Documentation sommaire
EMCA-...
Manuel
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
Description sommaire de l'appareil et des fonctions comme
première information
Description de l'appareil et des fonctions
– Montage
– Installation (affectations des broches)
– Fonctions de l'actionneur
– Instructions de mise en service
– Messages d'erreur
– Caractéristiques techniques
Description de la fonction de sécurité “Suppression sûre du
couple” (Safe torque off/STO)
Description du profil de l'appareil FHPP (Festo Handling and
Positioning Profile)
Description du profil d'appareil CiA 402
Manuel
GDCE-EMCA-EC-S1-...
Manuel
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
Manuel
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
Système d'aide du logiciel FCT
(aide pour le PlugIn EMCA)
Documentation spéciale
EMCA-EC_UL-...
Aide en ligne du Festo Configuration Tool (FCT) pour la mise en
service et le paramétrage
Exigences relatives à l'utilisation du produit aux États-Unis et
au Canada conformément à la certification de Underwriters
Laboratories Inc. (UL)
1)
pertinent uniquement pour les modèles du produit dotés d'une interface de bus
2)
pertinent uniquement pour les modèles du produit dotés d'une interface I/O
Tab. 1
Documentations relatives au produit
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
61
EMCA-EC-67-...
De plus amples informations sur le produit sont disponibles sur le portail d'assistance de
Festo (è www.festo.com/sp).
– Notices d'utilisation des actionneurs électromécaniques configurables de Festo
– Modules fonctionnels pour CoDeSys
– Certificats, déclaration de conformité
Vue d'ensemble des accessoires (catalogue) è www.festo.com/catalogue
Version
La présente documentation se base sur la version suivante de l'appareil :
– Révision 1.0.0
La révision de l'appareil peut être identifiée à l'aide de la clé de produit. La clé de produit est un code
alphanumérique à 11 caractères situé sur la plaque signalétique qui identifie le produit de manière
univoque. La clé de produit peut être saisie comme terme de recherche sur le portail d'assistance de
Festo (è www.festo.com/sp). Après une recherche réussie, le portail d'assistance affiche la révision
avec les autres données produit.
62
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
1
Sécurité et prérequis à l'utilisation du produit
1.1
Sécurité
Pour la mise en service d'actionneurs électriques :
Respecter impérativement les instructions de sécurité et les avertissements figurant dans les documen­
tations du produit (è Tab. 1) et dans les documentations des composants utilisés.
Avant tout montage ou installation, couper la tension d'alimentation et la sécuriser contre une
remise sous tension non intentionnelle. Ne rétablir la tension d'alimentation électrique qu'une fois
les travaux de montage et d'installation entièrement achevés.
Ne jamais retirer ou raccorder le connecteur mâle si le produit est sous tension.
Respecter les consignes concernant la manipulation des composants sensibles aux charges électro­
statiques.
Activer le régulateur uniquement lorsque l'actionneur est correctement installé et complètement
paramétré.
N'effectuer aucune réparation sur le produit. Remplacer l'appareil en cas de défaut.
1.1.1
Instructions de sécurité sur la fonction de sécurité STO (Safe torque off )
Nota
Pour atteindre les valeurs caractéristiques de sécurité selon la norme EN ISO 13849-1 :
Procéder à une analyse des risques de l'application.
Sélectionner les composants et leur câblage conformément à la catégorie requise
selon la norme EN ISO 13849-1.
Attention
La perte de la fonction de sécurité peut entraîner des blessures graves et irréversibles,
par ex. en cas de mouvements incontrôlés des actionneurs.
Ne pas ponter les connexions des dispositifs de sécurité.
Respecter les plages de tension d'entrée de l'appareil è Chapitre4.
Utiliser la fonction STO uniquement après avoir installé toutes les protections
nécessaires et lorsque celles-ci sont opérationnelles.
Valider la fonction STO pour terminer la mise en service.
Attention
Blessures graves dues à un mouvement autonome des actionneurs non entraînés lors
de la désactivation de l'étage de sortie de puissance. La fonction STO seule n'est pas
une fonction de sécurité suffisante dans le cas d'actionneurs soumis à un couple
permanent (par ex. en raison de charges suspendues).
Si nécessaire, arrêter mécaniquement les actionneurs non entraînés, par ex. par un frein.
Cette précaution s'applique tout particulièrement aux axes verticaux sans mécanisme
autobloquant, unité de blocage ni compensation de poids.
Empêcher de manière sûre les mouvements des actionneurs en cas de charges
suspendues ou d'autres forces externes, par ex. avec un frein de maintien mécanique.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
63
EMCA-EC-67-...
1.1.2
Usage normal de la fonction STO
L'EMCA prend en charge la fonction de sécurité “Suppression sûre du couple” (Safe torque off/STO)
conformément à la norme EN61800-5-2. La fonction STO sert, conformément à son usage normal,
à désactiver le couple du moteur intégré et empêche le redémarrage accidentel du moteur. La fonction
STO doit uniquement être utilisée pour les applications pour lesquelles les valeurs caractéristiques de
sécurité indiquées sont suffisantes.
1.1.3
Valeurs caractéristiques de sécurité
La fonction STO de l'actionneur intégré EMCA remplit les exigences pour les valeurs caractéristiques de
sécurité suivantes :
– PLd/cat.3 selon ENISO13849-1 (Performance Level/PL)
– SIL 2 selon EN61800-5-2 (Safety Integrity Level/SIL)
– SILCL2 selon EN62061 (Claim Limit/CL)
Le niveau de sécurité pouvant être atteint dépend des autres composants utilisés pour la mise en
œuvre de la fonction de sécurité.
La commande de l'appareil doit être effectuée via la connexion [X6] avec la catégorie requise pour
l'application selon EN ISO 13849-1, par ex. via un interrupteur de sécurité externe.
1.1.4
Mauvais usage prévisible pour la fonction STO
Les mauvais usages suivants font partie des utilisations différant de l'usage normal :
– le pontage de la fonction de sécurité
– l'utilisation dans des applications dont la désactivation peut entraîner des mouvements ou états
dangereux
La fonction STO ne protège pas contre une électrocution, mais uniquement contre des mouvements
dangereux !
1.1.5
Niveau de couverture du diagnostic (Diagnostic Coverage/DC)
Le niveau de couverture du diagnostic (è Chapitre4) dépend de l'intégration de l'appareil dans la
chaîne d'asservissement ainsi que des mesures appliquées pour le diagnostic.
Pour atteindre le niveau de couverture du diagnostic indiqué, l'état du contact d'accusé de réception
doit être analysé par la commande à chaque demande de la fonction STO.
Si le signal du contact d'accusé de réception ne correspond pas à la valeur attendue, un dysfonction­
nement potentiellement dangereux peut être présent. Dans ce cas, il convient de prévoir des mesures
appropriées de maintien du niveau de sécurité.
Nota
L'EMCA ne peut pas détecter de lui-même un court-circuit transversal dans le circuit
d'entrée.
Dans le cadre de l'application, vérifier si une détection des courts-circuits
transversaux dans le circuit d'entrée et le câblage de connexion est nécessaire.
Si nécessaire, utiliser un interrupteur de sécurité avec détection des courts-circuits
transversaux.
64
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
1.2
Prérequis à l'utilisation du produit
Pour assurer une utilisation conforme et en toute sécurité du produit dans une machine ou une installation :
Mettre la documentation complète du produit à la disposition des personnels spécialisés suivants
– le constructeur et le monteur de la machine ou de l'installation
– le personnel chargé de la mise en service
Conserver la documentation pendant tout le cycle de vie du produit.
S'assurer que toutes les prescriptions de la documentation de l'appareil sont respectées è Tab. 1.
Tenir compte également des documentations relatives aux autres composants (par ex. câbles).
Tenir compte de toutes les réglementations légales en vigueur pour le lieu de destination ainsi que
des documents suivants :
– des consignes et des normes
– des réglementations des organismes de contrôle et des assurances
– des dispositions nationales
Pour une utilisation conforme et sûre de la fonction STO :
Procéder à une analyse du risque de la machine ou de l'installation.
Respecter les valeurs caractéristiques de sécurité spécifiques è Chapitre 4, Caractéristiques
techniques.
Conditions de connexion et de service, respecter plus particulièrement les plages de tension du
produit et de tous les composants connectés. Seul le respect des valeurs limites ou des limites de
charge permet un fonctionnement du produit conforme aux directives de sécurité indiquées.
1.2.1
Qualification du personnel spécialisé
L'intégration dans la machine de la fonction est strictement réservée à un électrotechnicien agréé par
le fabricant de la machine. Le spécialiste qualifié doit être familiarisé avec les thèmes suivants :
– l'installation et le fonctionnement de systèmes de commande électriques
– les prescriptions en vigueur relatives au fonctionnement des installations techniques de sécurité
– les prescriptions en vigueur en matière de prévention des accidents et de sécurité au travail
– la documentation relative à ce produit
1.2.2
Domaine d'application
L'appareil porte un marquage CE. Les directives CE relatives à ce produit figurent dans la déclaration de
conformité. Certaines configurations du produit possèdent une certification d'Underwriters Laboratories Inc.
(UL) pour les États-Unis et le Canada (documentation è Tab. 1). Informations complémentaires :
– Certificats et déclaration de conformité è www.festo.com/sp
– Normes et valeurs de contrôle è Chapitre4, Caractéristiques techniques
1.2.3
Normes et directives indiquées
Version
2006/42/CE
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
CEI 61508:2010-04
EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
Normes et directives indiquées dans la documentation
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
65
EMCA-EC-67-...
2
Fonctionnement et application
La fonction de sécurité de Suppression sûre du couple (Safe torque off/STO) permet la désactivation
sûre sur 2 canaux du moteur intégré.
La fonction de sécurité est exclusivement demandée via les entrées de commande de la connexion [X6]
STO de l'appareil. Un câblage conforme à la sécurité d'autres interfaces de l'appareil n'est pas
nécessaire.
Connexion [X6] “Safe Torque off/STO”
Fig. 1
66
Connexion [X6] “Safe torque off/STO” sous le couvercle
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
2.1
Câblage des entrées de commande
Pour protéger contre un démarrage accidentel, la commande de l'appareil doit être effectuée
via la connexion [X6] correspondant à la catégorie requise selon la norme EN ISO 13849-1 pour
l'application. Niveau de sécurité atteignable de la fonction STO è Chapitre 1.1.3.
Les composants suivants pour la demande de la fonction STO peuvent être connectés aux entrées de
commande (è Tab. 8) :
– des sorties sécurisées à semi-conducteurs (interrupteurs de sécurité électroniques, capteurs de
sécurité actifs, par ex. une barrière photoélectrique avec signaux OSSD) (Output signal switching
device/OSSD)
– des contacts de commutation (interrupteurs de sécurité avec sorties de relais, capteurs de sécurité
passifs, par ex. un interrupteur de position à guidage forcé)
2
S1
1
3
3
0 V DC
+24 V DC
1
3
de sécurité
2
4
1
3
S1
Émetteur
STO 1
STO 2
GND
2
1
EMCA
S1
1
2
1
2
3
EMCA avec interface STO
(seules les connexions pertinentes sont
représentées)
Interrupteur d'arrêt d'urgence
Porte de protection (alternative au
numéro 2)
Fig. 2
4
5
4
2
3
Circuit de retour
d'information
6
Circuit d’entrée
5
[X4]
4
+24 V DC
0 V DC
3
+24 V
1
2
NC1
NC2
[X6]
1
4
4
OSSD1
2
Récepteur
OSSD2
Signal de retour
Entrée API :
S1
5
4
Barrière photoélectrique (alternative au
numéro 2)
Interrupteur de sécurité (alternative au
numéro 2)
Exemple de commutation (sans détection des courts-circuits transversaux)
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
67
EMCA-EC-67-...
2.2
Description des fonctions
La demande de la fonction STO est réalisée sur 2 canaux via le commutateur S1 en désactivant la ten­
sion de commande (+24 V DC, Logic è Fig. 2) sur les deux entrées de commande STO 1 et STO 2.
Les entrées de commande doivent être commutées simultanément. Le temps de discordance entre les
deux entrées est surveillé (max. 50 ms). En cas de dépassement du temps de discordance autorisé, un
message de diagnostic est émis. La surveillance du temps de discordance est effectuée à titre informa­
tif uniquement. La surveillance du temps de discordance ne fait pas partie de la fonction de sécurité.
L'EMCA surveille le statut des entrées de commande. Les entrées de commande sont équivalentes. Dès
que le signal 0 (0 V) est présent sur l'une des entrées de commande, l'EMCA réagit comme suit :
– Canal 1 (STO 1) : tant qu'un signal 0 est présent à l'entrée STO 1, les actionneurs d'étage de sortie
ne sont pas sous tension. Le moteur ne produit pas de couple de rotation.
– Canal 2 (STO 2) : tant qu'un signal 0 est présent à l'entrée STO 2, aucun signal MLI n'est transmis au
module du pilote. Le moteur ne produit pas de couple de rotation.
Comportement de l'actionneur en cas de demande de la fonction STO
– Comportement de l'actionneur lorsque le moteur tourne : le mouvement de l'actionneur n'est pas ralenti
par une rampe de freinage. Le mouvement de l'actionneur se poursuit de manière incontrôlée sous l'effet
de l'inertie ou de forces externes, jusqu'à ce qu'il s'arrête tout seul.
– Comportement de l'actionneur lorsque le moteur est à l'arrêt : l'actionneur n'est pas régulé et peut
être mis en mouvement par des forces externes.
La désactivation sur 2 canaux du moteur est affichée par le contact d'accusé de réception NC1/NC2
(relais semi-conducteur) (è Tab. 8). L'état de la fonction STO peut être transmis à des fins de diag­
nostic par exemple à un interrupteur de sécurité externe via le contact d'accusé de réception. Le
contact d'accusé de réception ne bénéficie pas d'analyse technique de sécurité.
+24 V DC
1
STO 1
STO 2
Tension de charge +24 V DC
2
6
3
6
4
6
3
1
Circuit d'entrée (par ex. interrupteur
3 Alimentation du pilote
de sécurité)
4 Étage de sortie Mosfet
2 Tension d'alimentation transmetteur
de bus pour les signaux MLI
Fig. 3
“Suppression sûre du couple” (Safe torque off/STO) – principe de fonctionnement
68
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
Attention
Blessures graves dues à un mouvement autonome des actionneurs non entraînés lors
de la désactivation de l'étage de sortie de puissance. La fonction STO seule n'est pas
une fonction de sécurité suffisante dans le cas d'actionneurs soumis à un couple
permanent (par ex. en raison de charges suspendues).
Si nécessaire, arrêter mécaniquement les actionneurs non entraînés, par ex. par un
frein. Cette précaution s'applique tout particulièrement aux axes verticaux sans
mécanisme autobloquant, unité de blocage ni compensation de poids.
Empêcher de manière sûre les mouvements des actionneurs en cas de charges
suspendues ou d'autres forces externes, par ex. avec un frein de maintien
mécanique.
Nota
Commande de moteurs avec frein de maintien intégré (EMCA-EC-...-...-B uniquement).
La commande du frein de maintien est actionnée par le firmware non sécurisé de
l'appareil. Lors de la désactivation de l'étage de sortie, l'actionneur n'est pas ralenti via
la rampe de freinage. Le frein de maintien est immédiatement fermé.
Vérifier si le frein de maintien intégré peut immobiliser les actionneurs.
Respecter l'inertie mécanique du frein de stationnement.
Tenir compte du fait que le frein de maintien s'use plus que la commande de frein
automatique en fonctionnement normal.
Nota
Défaillance de l'étage de sortie.
Si l'étage de sortie de l'appareil présente une défaillance lorsque la fonction STO est
activée, l'actionneur peut s'avancer par à-coups du fait d'un mouvement d'enclenc­
hement limité du rotor. L'angle de rotation/la distance parcourue maximum correspond
à un pas polaire du moteur utilisé.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
69
EMCA-EC-67-...
2.3
[X6] Interface STO
2.3.1
États de commutation
Entrées de commande STO
Il est possible d'exploiter le moteur tant qu'un signal 1 (+24 V DC) est présent au niveau des deux entrées de
commande (la fonction STO est désactivée). L'alimentation électrique du moteur est interrompue dès qu'un
signal 0 (0 V DC) est présent au niveau de l'une ou des deux entrées de commande. Si les deux entrées de
commande STO reçoivent un signal 1, l'autorisation du régulateur doit être réappliquée.
Contact d'accusé de réception (NC1/NC2)
Le contact d'accusé de réception est fermé lorsque la fonction STO est activée.
Le contact d'accusé de réception est ouvert :
– en cas de panne de la tension d'alimentation
– en cas de fonction STO inactive
STO 1
STO 2
NC1/NC2
État
1
1
1
0
0
1
à impédance
élevée
(ouvert)
à impédance
élevée
(ouvert)
Service normal
– Étage de sortie activé.
– La fonction STO est inactive.
La fonction STO a été demandée sur 1 canal, par ex. en cas de
défaillance d'un canal :
– L'étage de sortie est désactivé sur 1 canal.
– Le moteur ne peut plus être exploité.
– La fonction STO est inactive.
0
0
à faible
impédance
(fermé)
La fonction STO a été demandée sur 2 canaux :
– L'étage de sortie est désactivé sur 2 canaux.
– Le moteur ne peut plus être exploité.
– La fonction STO est active.
Tab. 3
Logique de commutation des entrées de commande STO1/STO2
États de commutation [X6]
Entrées de commande STO 1/STO 21)
Désactiver STO
Activer STO
Contact d'accusé de réception NC1/NC2
fermé : résistance interne max.
ouvert : courant résiduel
1)
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[μA]
40
2
Plage intermédiaire non définie.
Tab. 4
Caractéristiques électriques des états de commutation [X6]
Bien qu'elles ne disposent d'aucune surveillance de la tension, les entrées de commande
sont protégées contre l'inversion de polarité. Si nécessaire, la surveillance de la tension
doit être mise en œuvre à l'aide de mesures complémentaires.
70
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
2.3.2
Temps de commutation
La quantité d'énergie accumulée dans les composants de la fonction STO (par ex. les condensateurs)
dépend du niveau de la tension d'entrée. Les quantités d'énergie doivent être chargées ou déchargées
en fonction de l'opération de commutation. En conséquence, on obtient différentes valeurs pour le
passage à l'état sécurisé (STO) et le temps de tolérance (marge de temps) vis-à-vis des signaux OSSD
en fonction de la tension d'entrée.
Signal1)
Temps de commutation1)
STO 1/STO 2
Activer STO
Désactiver STO
Fermer le contact d'accusé de réception
Ouvrir le contact d'accusé de réception
NF
1)
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
Autres caractéristiques électriques è Chapitre 4.2.
Tab. 5
Temps de commutation
2.3.3
Réaction aux impulsions de test
De brèves impulsions de test d'une commande de sécurité sont tolérées et ne provoquent pas
la demande de la fonction STO. La largeur d'impulsion admissible dépend du niveau de la tension
de commande aux entrées STO 1 et STO 2.
Entrées de commande STO 1/STO 2 [X6]1)
Largeur d'impulsion max. admissible
pour les impulsions de test de 0 V dans le cas d'un signal de 24 V
pour les impulsions de test de 24 V dans le cas d'un signal de 0 V
Temps min. entre les impulsions de test
pour les impulsions de test de 0 V dans le cas d'un signal de 24 V
pour les impulsions de test de 24 V dans le cas d'un signal de 0 V
1)
[ms]
[ms]
0,6
10
[ms]
[ms]
60
4
Autres caractéristiques électriques è Chapitre 4.2.
Tab. 6
Impulsions de test des entrées STO 1 et STO 2
2.3.4
Alimentation auxiliaire +24 V LOGIC OUT
[X6.3] met à disposition une alimentation auxiliaire de 24 V. Le potentiel de référence (0 V) correspond
à la broche 2 au niveau de la connexion de l'alimentation électrique [X4] (ponté en interne avec [X6.6]).
L'alimentation auxiliaire peut être utilisée en option pour l'alimentation de capteurs externes et actifs.
Autres caractéristiques électriques è Chapitre 4.2.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
71
EMCA-EC-67-...
3
Installation et mise en service
Avertissement
Risque d'électrocution en cas d'utilisation de sources d'alimentation sans aucune
mesure de protection.
Pour l'alimentation électrique, utiliser uniquement des circuits électriques TBTP
selon EN 60204-1 (Protective Extra-Low Voltage/PELV).
Tenir compte également des exigences générales pour les circuits électriques TBTP
selon la norme EN 60204-1.
Utiliser exclusivement des sources de tension qui garantissent une isolation
électrique fiable de la tension de service et de la tension de charge selon la norme
EN 60204-1.
3.1
Installation
Attention
Mouvements inattendus et accidentels de l'actionneur lors des travaux de montage,
d'installation et de maintenance.
Avant les travaux : désactiver les alimentations en énergie. La suppression du signal
de validation de l'EMCA ne suffit pas.
Sécuriser les alimentations en énergie contre une remise en marche accidentelle.
72
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
Indications relatives à l'installation :
Respecter toutes les informations relatives à l'installation électrique de l'appareil è Tab. 1.
Respecter la prescription de manipulation pour les composants sensibles aux charges
électrostatiques.
Raccorder les entrées de commande sur 2 canaux en parallèle.
Utiliser le connecteur mâle [X6] compris dans la fourniture de l'appareil.
Raccordement [X6]
Version
Connecteur mâle de l'EMCA
3-794636-6 (fabricant : Tyco Electronics AMP), connecteur mâle,
6 pôles
794617-6 (fabricant : Tyco Electronics AMP),
contacts sertis (fabricant : Tyco Electronics AMP) :
– AWG24 ... AWG20 : 794606-1 (sur bande) ; 794610-1 (détaché)
– AWG30 ... AWG26 : 794607-1 (sur bande) ; 794611-1 (détaché)
Connecteur opposé
Tab. 7
Raccordement : interface STO [X6]
[X6] – noir
Tab. 8
Broche
Désignation
Description
1
NC1
2
NC2
Contact d'accusé de réception :
– exempt de potentiel
– à faible impédance, si la fonction STO a été
demandée et activée sur 2 canaux
3
+24 V DC
LOGIC OUT
Sortie tension logique (de [X4]), le potentiel de
référence (0 V) correspond à la broche [X6.6] ou [X4.2]
(ponté en interne)
Non protégée contre les surcharges ! 100 mA max.
autorisé.
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
Entrées de commande pour la fonction STO
Potentiel de référence 0 V
Affectation des broches de l'interface STO (Safe torque off ) [X6] sur l'EMCA
Nota
Dommages sur les appareils en cas de surcharge.
La broche [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) n'est pas protégée contre les surcharges !
100 mA maximum autorisé.
Nota
La fonction STO ne doit jamais être pontée.
S'assurer qu'aucun pont ou dispositif similaire, ni aucun autre montage en parallèle
du câblage de sécurité ne peut être mis en place.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
73
EMCA-EC-67-...
3.2
Consignes de mise en service
La mise en service complète de l'appareil par le fabricant de la machine est décrite dans la
documentation GDCE-EMCA-EC-... et dans l'aide en ligne du PlugIn EMCA du logiciel FCT.
Recommandation pour la première mise en service sans technique de sécurité complète :
– Câblage minimal avec commande d'arrêt d'urgence et désactivation sur 2 canaux via
les entrées de commande STO 1 [X6.4] et STO 2 [X6.5]
– Exécuter le câblage de sorte à devoir obligatoirement le retirer lorsque le circuit de
sécurité définitif sera installé.
Nota
Un câblage incorrect ou une utilisation de composants inappropriés entraîne la perte de
la fonction STO ou le non-respect des exigences de la norme EN ISO 13849­1 (catégorie).
Avant la mise en service :
S'assurer que l'utilisation et le câblage des composants sont conformes à la catégorie
requise selon la norme ENISO13849-1.
Vérifier l'installation électrique (câbles de connexion, affectation des contacts).
Valider la fonction STO à la fin de chaque installation et après chaque modification
de l'installation.
Utiliser la fonction STO uniquement après avoir installé toutes les protections et
lorsque celles-ci sont opérationnelles.
Pour le test de fonctionnement de la fonction STO :
1. Désactiver séparément chaque canal, puis contrôler la réaction du moteur et du contact d'accusé
de réception.
2. Désactiver les deux canaux, puis vérifier les réactions.
74
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
3.3
Diagnostic
Diagnostic
Description
Contact d'accusé
de réception1)
Le contact d'accusé de réception de la fonction STO (NC1/NC2) peut être
analysé par une commande de niveau supérieur. Le contact d'accusé de
réception fermé indique que la fonction STO est active.
Lors de la demande de la fonction STO, le message de dysfonctionnement
“Safe torque off ” (0x34) est généré. Ce message peut être configuré comme
une erreur, un avertissement ou une simple information. La consignation
d'une entrée dans la mémoire de diagnostic est possible facultativement.
Signalement
de défaillance
0x34
1)
Ce diagnostic ne bénéficie d'aucune analyse technique de sécurité.
Tab. 9
Possibilités de diagnostic de la fonction STO
Informations complémentaires et liste complète des messages è description de l'EMCA
utilisé (è Tab. 1).
3.4
Obligation de l'exploitant de la machine
La fonction de sécurité mise en œuvre doit bénéficier pendant la durée d'utilisation de la machine d'un
test de fonctionnement régulier et documenté réalisé par un spécialiste. La détermination de la
fréquence doit être réalisée par l'exploitant de la machine et sur la base des informations du fabricant
de la machine.
Contrôler l'EMCA au moins une fois par an.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
75
EMCA-EC-67-...
4
Caractéristiques techniques
Les caractéristiques techniques générales, les conditions d'exploitation et de service
ainsi que les caractéristiques techniques de l'actionneur et d'autres données de
connexion sont disponibles dans la description de l'actionneur intégré EMCA è Manuel
GDCE-EMCA-EC-...
Pour plus d'informations è www.festo.com/sp.
4.1
Sécurité
Indicateurs de sécurité et indications sur la sécurité
Fonction de sécurité
STO
Catégorie
Performance Level bis
Safety Integrity Level bis
3
PL d
SIL 2
SIL Claim Limit
SILCL 2
DCavg
[%]
HFT
90
1
Safe Torque Off
(suppression sûre du couple)
selon EN ISO 13849-1
selon EN ISO 13849-1
conformément à la norme EN 61800-5-2
(niveau d'intégrité de sécurité)
conformément à la normeEN 62061
(limite de sollicitation du niveau d'intégrité
de sécurité)
Average Diagnostic Coverage
(niveau moyen de couverture du diagnostic)
è Chapitre 1.1.3
Hardware Failure Tolerance
(tolérance d'erreur du matériel)
Safe Failure Fraction selon CEI 61508
(proportion de défaillances sûres)
Probability of dangerous failure per hour
(probabilité d'une défaillance dangereuse
par heure)
SFF
[%]
> 90
PFH
[1/h]
1 x 10-9
[années]
[années]
20
Intervalle de contrôle
20
selon EN ISO 13849-1
La fonction STO a été certifiée par un organisme de contrôle
indépendant. Certificat EMCA è www.festo.com/sp.
Adapté pour l'utilisation dans des systèmes à partir de la
catégorie 1 conformément à la norme EN ISO13849­1.
t
Proof Test Interval
Durée de mission
Essai de type
Composant/fonction
Tab. 10
76
Caractéristiques techniques : indices de sécurité et renseignements sur la sécurité
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
4.2
Caractéristiques électriques
Entrées de commande STO 1/STO 2 [X6]
Tension nominale
[V DC] 24 (avec 0 V sur [X4])
Plage de tensions
[V DC] 19,2 … 28,8
Ondulation résiduelle admissible
[%]
5 (avec tension nominale de 24 V)
Sécurité contre les surtensions jusqu'à
[V]
60
Courant nominal
[mA]
15
Intensité d'enclenchement
[mA]
200
Seuils de tension d'entrée (plage intermédiaire non définie)
Désactiver STO
[V DC] 18
Activer STO
[V DC] 5
Temps de commutation pour l'activation
[ms]
5
de la fonction STO
Temps de commutation pour la
[ms]
4
désactivation de la fonction STO
Largeur d'impulsion aut. max.
pour les impulsions de test de 0 V
[ms]
0,61)2)
dans le cas d'un signal de 24 V
pour les impulsions de test de 24 V
[ms]
10
dans le cas d'un signal de 0 V
Temps min. entre les impulsions de test
pour les impulsions de test de 0 V
[ms]
60
dans le cas d'un signal de 24 V
pour les impulsions de test de 24 V
[ms]
4
dans le cas d'un signal de 0 V
Fonction de protection
Protection contre l'inversion de polarité
1)
Cette valeur se réfère à une impulsion simple. Les impulsions doubles ou multiples peuvent exiger d'autres valeurs.
2)
Des impulsions de test de 0 V plus longues ou des impulsions doubles/multiples de l'interrupteur de sécurité exigent une
augmentation du niveau de tension jusqu'à la limite supérieure de la plage de tension autorisée de l'EMCA.
Tab. 11
Caractéristiques techniques : caractéristiques électriques des entrées STO 1 et STO 2
Contact d'accusé de réception NC [X6]
Version
Tension max.
Résistance aux surtensions
Courant nominal
Résistance interne max. (contact fermé)
Courant résiduel (contact ouvert)
Temps de commutation Fermeture
Temps de commutation Ouverture
Séparation électrique
Tab. 12
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[μA]
[ms]
[ms]
Relais à semi-conducteur
30
60
100
40
2
10
60
à l’aide d’optocoupleurs
Caractéristiques techniques : caractéristiques électriques du contact d'accusé de réception
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
77
EMCA-EC-67-...
Alimentation auxiliaire +24 V DC, broche 3 sur [X6]
Tension nominale
– Tension tirée de l'actionneur
(alimentation sur [X4])
Courant nominal
Tab. 13
[V DC]
24
[mA]
100 (max.)
non protégé contre les surcharges
Caractéristiques techniques : caractéristiques électriques de la sortie de l'alimentation auxiliaire
Câbles de signaux
Longueur de câble max.
Section du câble
Tab. 14
4.3
[m]
[mm²]
30
0,05 … 0,36
Caractéristiques techniques : câblage sur [X6]
Conformité du produit et certifications
Conformité du produit et certifications
Marquage CE (déclaration de conformité
è www.festo.com/sp)
Homologations2)
1)
selon la directive européenne relative aux
machines 2006/42/CE
selon la directive européenne relative à la
CEM 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us – Recognized (OL)
Le composant est destiné à être utilisé dans le secteur industriel. Des mesures d'antiparasitage doivent éventuellement être prises
en cas d'utilisation hors d'environnements industriels, par ex. en zones résidentielles, commerciales ou mixtes.
2)
Valide uniquement pour les variantes de produit avec le marquage correspondant
Tab. 15
Conformité du produit et certifications
Les exigences permettant de remplir les conditions certifiées par le laboratoire UL en cas
d'utilisation du produit aux États-Unis et au Canada figurent à part dans la documentation UL.
78
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Français
EMCA-EC-67-...
Italiano – Attuatore integrato EMCA-EC-67-...
Indice generale
Gruppo di destinazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Servizio di assistenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Documentazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
80
80
1
Sicurezza e condizioni di utilizzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
1.1
Sicurezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1
Avvertenze di sicurezza per la funzione di sicurezza STO (Safe Torque Off ) . . . .
1.1.2
Impiego ammesso della funzione STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3
Valori caratteristici di sicurezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4
Impiego errato prevedibile per la funzione STO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5
Grado di copertura diagnostica (Diagnostic Coverage/DC) . . . . . . . . . . . . . . . .
Condizioni di utilizzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1
Qualifica del personale specializzato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2
Campo di impiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3
Norme e direttive indicate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
82
83
83
83
83
84
84
84
84
2
Funzionamento e utilizzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
2.1
2.2
2.3
Cablaggio degli ingressi di comando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Descrizione del funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interfaccia STO [X6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1
Stati di commutazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2
Tempi di commutazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3
Reazione agli impulsi di prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4
Alimentazione ausiliaria 24 V, LOGIC OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86
87
89
89
90
90
90
3
Installazione e messa in servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
3.1
3.2
3.3
3.4
Installazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indicazioni per la messa in servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obblighi dell'operatore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
93
94
94
4
Dati tecnici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
4.1
4.2
4.3
Tecnica di sicurezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dati elettrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conformità del prodotto e omologazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
96
97
1.2
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
79
EMCA-EC-67-...
Gruppo di destinazione
La presente documentazione è destinata unicamente a esperti addestrati nella tecnica comando/
automazione che abbiano acquisito esperienza nelle operazioni di installazione, messa in servizio,
parametrizzazione, programmazione e diagnostica dei sistemi di azionamento elettrici.
Servizio di assistenza
Per eventuali domande tecniche rivolgersi al partner di riferimento regionale di Festo.
Documentazione
Tutti i documenti disponibili idonei alla condizione di fornitura del prodotto
è www.festo.com/pk.
Il presente documento descrive esclusivamente l'utilizzo della funzione di sicurezza “coppia a disattiva­
zione sicura” (Safe Torque Off/STO) secondo EN 61800-5-2, così come è implementato nell'EMCA.
La descrizione completa del prodotto comprende i seguenti documenti:
Definizione
Contenuto
Documentazione breve
EMCA-...
Manuale
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
Descrizione breve dell'apparecchio come informazione intro­
duttiva
Descrizione degli apparecchi e del funzionamento
– Montaggio
– Installazione (occupazioni dei pin)
– Funzioni dell'attuatore
– Indicazioni per la messa in servizio
– Messaggi di errore
– Dati tecnici
Descrizione della funzione di sicurezza “Coppia a disattiva­
zione sicura” (Safe Torque Off/STO)
Descrizione del profilo unità FHPP (Festo Handling and Posi­
tioning Profile)
Descrizione del profilo dell'unità CiA 402
Manuale
GDCE-EMCA-EC-S1-...
Manuale
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
Manuale
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
Sistema di aiuto per software FCT
(Aiuto per il PlugIn EMCA)
Documentazione speciale
EMCA-EC_UL-...
Help online del Festo Configuration Tool (FCT) per la messa
in servizio e la parametrizzazione
Requisiti per il funzionamento del prodotto negli USA
e in Canada secondo la certificazione di Underwriters
Laboratories Inc. (UL)
1)
Rilevante solo per varianti di prodotto con interfaccia bus
2)
Rilevante solo per varianti di prodotto con interfaccia I/O
Tab. 1
80
Documentazioni sul prodotto
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
Ulteriori informazioni sul prodotto sono disponibili sul Support Portal di Festo
(è www.festo.com/sp).
– Istruzioni per l'uso degli attuatori elettromeccanici configurabili di Festo.
– Moduli funzionali per CoDeSys
– Certificati, dichiarazione di conformità
Panoramica degli accessori (catalogo) è www.festo.com/catalogue
Versione
La presente documentazione si riferisce al seguente stato di edizione dell'apparecchio:
– Revisione 1.0.0
La revisione dell'apparecchio si può determinare con il supporto del Product Key. La Product-Key è un
codice alfanumerico a 11 cifre sulla targhetta di identificazione, che contrassegna univocamente un
prodotto. La Product Key può essere inserita come termine di ricerca nel Support Portal di Festo
(è www.festo.com/sp). Dopo una ricerca avvenuta con successo il Support Portal mostra la revisione
insieme con altri dati sul prodotto.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
81
EMCA-EC-67-...
1
Sicurezza e condizioni di utilizzo
1.1
Sicurezza
Nella messa in servizio di attuatori elettrici:
Attenersi scrupolosamente ai consigli e alle avvertenze di sicurezza riportati nelle documentazioni
del prodotto (è Tab. 1) e nelle documentazioni dei componenti utilizzati.
Prima dei lavori di montaggio e installazione disinserire la tensione di alimentazione e assicurare
contro un reinserimento accidentale. Inserire di nuovo la tensione di alimentazione se i lavori di
montaggio e installazione sono completamente conclusi.
Non estrarre o inserire il connettore sotto tensione.
Attenersi alle disposizioni per la manipolazione dei componenti sensibili alle correnti elettrostatiche.
Abilitare il regolatore solo se l'attuatore è installato correttamente e completamente parametrizzato.
Non effettuare riparazioni sull'apparecchio. Sostituirlo, in caso di difetti.
1.1.1
Avvertenze di sicurezza per la funzione di sicurezza STO (Safe Torque Off )
Attenzione
Per raggiungere i valori caratteristici di sicurezza secondo EN ISO 13849-1:
Eseguire una valutazione dei rischi dell'applicazione.
Eseguire una selezione dei componenti e del cablaggio in base alla categoria neces­
saria secondo EN ISO 13849-1.
Prudenza
La perdita della funzione di sicurezza può causare lesioni gravi irreversibili, ad es. dovute
a movimenti inaspettati degli attuatori.
Non bypassare i collegamenti dei dispositivi di sicurezza.
Rispettare gli intervalli della tensione di ingresso dell'apparecchio è Capitolo 4.
Utilizzare la funzione STO solo dopo che tutte le misure di sicurezza necessarie sono
state configurate e sono in funzione.
Validare la funzione STO alla conclusione della messa in servizio.
Prudenza
Pericolo di lesioni gravi dovute a movimento automatico dagli attuatori senza energia
al momento dello spegnimento del modulo terminale di potenza. La funzione STO non
è sufficiente come funzione di sicurezza unica in attuatori su cui ha effetto un momento
permanente (ad es. a causa di carichi sospesi).
Se necessario fermare meccanicamente gli attuatori senza energia, ad es. per mezzo
di un freno. Ciò vale soprattutto per gli assi verticali senza macchina auto-bloccante,
unità di bloccaggio o compensazione del peso.
Impedire in modo sicuro eventuali movimenti degli attuatori in presenza di carichi
sospesi o di altre forze esterne, ad esempio con un freno meccanico di arresto.
82
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
1.1.2
Impiego ammesso della funzione STO
L'EMCA supporta la funzione di sicurezza “Coppia disinserita in sicurezza” (Safe Torque Off/STO) secondo
EN61800-5-2. La funzione STO serve, secondo gli usi consentiti, a disattivare il momento torcente del
motore integrato e impedisce il riavvio inaspettato del motore. La funzione STO può essere utilizzata solo per
applicazioni per cui sono sufficienti i valori caratteristici di sicurezza citati.
1.1.3
Valori caratteristici di sicurezza
La funzione STO dell'EMCA integrato soddisfa i requisiti per i seguenti valori caratteristici di sicurezza:
– PLd/cat.3 secondo ENISO13849-1 (Performance Level/PL)
– SIL 2 secondo EN61800-5-2 (Safety Integrity Level/SIL)
– SILCL2 secondo EN62061 (Claim Limit/CL)
Il livello di sicurezza raggiungibile dipende dagli ulteriori componenti che vengono utilizzati per la rea­
lizzazione della funzione di sicurezza.
Il comando dell'apparecchio deve avvenire mediante l'attacco [X6] con la categoria richiesta per l'appli­
cazione secondo ENISO 13849-1, ad esempio mediante una centralina di sicurezza esterna alt. un
dispositivo esterno di sicurezza
1.1.4
Impiego errato prevedibile per la funzione STO
Fanno parte dell'utilizzo non conforme i seguenti impieghi errati:
– la non osservanza della funzione di sicurezza
– l'impiego in applicazioni in cui lo spegnimento può causare movimenti o stati pericolosi
La funzione STO non protegge da folgorazione ma esclusivamente da movimenti pericolosi!
1.1.5
Grado di copertura diagnostica (Diagnostic Coverage/DC)
Il grado di copertura diagnostica (è Capitolo 4) è determinato dall'integrazione dell'apparecchio nella
catena di comando e dalle misure attuate per la diagnosi.
Per raggiungere il grado di copertura diagnostica indicato è necessario che il comando valuti lo stato
del contatto di feed-back a ogni richiesta della funzione STO.
Se il segnale del contatto di feed-back non corrisponde al valore atteso, può essere presente un guasto
potenzialmente pericoloso. In tal caso devono essere previste misure adatte per il mantenimento del
livello di sicurezza.
Attenzione
L'EMCA non può riconoscere autonomamente un cortocircuito trasversale nel circuito
d’ingresso.
Verificare se nella propria applicazione è necessaria un'identificazione del circuito
trasversale per il circuito d'ingresso e il cablaggio di collegamento.
Se necessario, utilizzare una centralina di sicurezza con riconoscimento di cortocir­
cuito tra due conduttori.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
83
EMCA-EC-67-...
1.2
Condizioni di utilizzo
Per un utilizzo corretto e sicuro del prodotto in una macchina o in un impianto:
Mettere a disposizione la documentazione completa del prodotto al personale seguente
– al costruttore e al montatore della macchina o dell'impianto
– al personale responsabile della messa in servizio
Conservare la documentazione per tutta la durata del prodotto.
Assicurarsi di rispettare tutte le condizioni della documentazione dell'apparecchio è Tab. 1.
Tenere in considerazione anche le documentazioni sugli ulteriori componenti (ad es. cavi).
Osservare tutte le disposizioni legali valide per il luogo di destinazione del prodotto e i seguenti
documenti.
– Prescrizioni e norme
– Regolamenti delle organizzazioni di controllo e delle compagnie di assicurazioni
– Norme nazionali
Per un utilizzo corretto e sicuro della funzione STO:
Eseguire una valutazione dei rischi per la macchina o l'impianto.
Attenersi ai valori caratteristici di sicurezza specificati è Capitolo4,Dati tecnici.
Rispettare le condizioni di collegamento e ambientali, in particolare gli intervalli di tensione del
prodotto e di tutti i componenti collegati. Solo l’osservanza dei valori limite o dei limiti di carico
permette l'esercizio del prodotto secondo le norme di sicurezza indicate.
1.2.1
Qualifica del personale specializzato
La funzione può essere integrata nella macchina solo da un elettrotecnico del produttore della mac­
china. Tale persona deve avere confidenza con:
– l'installazione e esercizio dei sistemi di comando elettrici
– le disposizioni vigenti per l'esercizio di impianti tecnici di sicurezza
– le disposizioni vigenti sulla prevenzione degli infortuni e la sicurezza del lavoro
– la documentazione del prodotto
1.2.2
Campo di impiego
L'apparecchio è dotato di marcatura CE. Le direttive CE rilevanti per il prodotto sono riportate nella
dichiarazione di conformità. Determinate configurazioni del prodotto sono dotate di una certificazione
da parte di Underwriters Laboratories Inc. (UL) per USA e Canada (documentazione è Tab. 1). Ulteriori
informazioni:
– Certificazioni e dichiarazione di conformità è www.festo.com/sp
– Norme e valori di prova è Capitolo 4, Dati tecnici
1.2.3
Norme e direttive indicate
Stato di edizione
2006/42/CE
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
84
IEC 61508:2010-04
EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
Norme e direttive indicate nel documento
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
2
Funzionamento e utilizzo
La funzione di sicurezza “Coppia disinserita in sicurezza” (Safe torque off/STO) permette la disattiva­
zione sicura a 2 canali del motore integrato.
La funzione di sicurezza viene richiesta esclusivamente attraverso i due ingressi di comando dell'attacco [X6]
STO dell'apparecchio. Un cablaggio di sicurezza di ulteriori interfacce dell'apparecchio non è necessario.
Attacco [X6] “Safe torque off/STO”
Fig. 1
Attacco [X6] “Safe torque off/STO” sotto il coperchio
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
85
EMCA-EC-67-...
2.1
Cablaggio degli ingressi di comando
Per proteggere il motore da un avviamento inaspettato, è necessario azionare l'apparec­
chio secondo EN ISO 13849-1 mediante l'attacco [X6] con la categoria richiesta per l'ap­
plicazione. Livello di sicurezza raggiungibile della funzione STO è Capitolo 1.1.3.
Agli ingressi di comando (è Tab. 8) possono essere collegati i seguenti componenti per la richiesta
della funzione STO:
– uscite a semiconduttore sicure (centraline di sicurezza elettroniche, sensori di sicurezza attivi, ad
es. barriera fotoelettrica con segnali OSSD) (OSSD = “Output Signal Switching Device”)
– contatti di commutazione (centraline di sicurezza con uscite relè, sensori di sicurezza passivi, ad es.
interruttore di posizione a guida forzata)
2
s1
1
3
3
1
3
2
4
1
3
s1
Unità trasmit­
tente
Ricevitore
STO 1
STO 2
GND
2
1
EMCA
s1
1
2
1
2
EMCA con interfaccia STO
(rappresentati solo i collegamenti rilevanti)
Interruttore di arresto d'emergenza
Fig. 2
86
4
2
3
Circuito
di retroazione
6
Circuito
di ingresso
5
[X4]
4
+24 V DC
0 V DC
3
+24 V
[X6]
1
2
NC1
NC2
1
4
4
OSSD1
2
OSSD2
s1
Safety
Segnale di conferma
Ingresso PLC:
0 V DC
+24 V DC
3
4
5
5
4
Porta di protezione (alternativa a 2)
Barriera fotoelettrica (alternativa a 2)
Centralina di sicurezza (alternativa a 2)
Esempio di circuito (senza riconoscimento di corto circuito tra due conduttori)
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
2.2
Descrizione del funzionamento
La richiesta della funzione STO avviene a 2 canali mediante l'interruttore S1, disattivando la tensione di
comando (+24 V DC, Logic è Fig. 2) nei due ingressi di comando STO 1 e STO 2.
Gli ingressi di comando dovrebbero essere attivati contemporaneamente. I tempi di discrepanza tra
i due ingressi vengono monitorati (max. 50 ms). In caso di superamento del tempo di discrepanza am­
messo viene emesso un messaggio diagnostico. Il monitoraggio del tempo di discrepanza è solo infor­
mativo. Il monitoraggio del tempo di discrepanza non fa parte della funzione di sicurezza.
L'EMCA controlla lo stato degli ingressi di comando. Gli ingressi di comando sono equivalenti. Non appena su
uno degli ingressi di comando si presenta il segnale 0 (0 V), l'EMCA reagisce nel modo seguente:
– Canale 1 (STO 1): se sull'ingresso STO 1 è presente un segnale 0, i driver dei moduli terminali non
vengono alimentati. Il motore non produce una coppia.
– Canale 2 (STO 2): se sull'ingresso STO 2 è presente un segnale 0 non vengono inoltrati segnali PWM
al modulo driver. Il motore non produce una coppia.
Reazione dell'attuatore alla richiesta della funzione STO
– Comportamento dell'attuatore a motore funzionante: il movimento dell'attuatore non viene rallentato da
una rampa di decelerazione. L'attuatore continua a muoversi in modo incontrollato per effetto dell'inerzia
di massa o di forze esterne, fino a fermarsi da solo.
– Comportamento dell'attuatore a motore fermo: l'attuatore non è regolato e può muoversi per effetto di
forze esterne.
La disattivazione a 2 canali del motore viene visualizzata dal contatto di feed-back NC1/NC2 (relè a se­
miconduttori) (è Tab. 8). Attraverso il contatto di feed-back può essere segnalato lo stato della fun­
zione STO per la diagnosi ad es. a una centralina di sicurezza esterna. Il contatto di feed-back non viene
valutato dal punto di vista della tecnica di sicurezza.
+24 V DC
1
STO 1
STO 2
Tensione di carico +24 V DC
2
6
3
6
4
6
3
1
Circuito di ingresso (ad es. Centralina
3 Alimentazione del driver
di sicurezza)
4 Modulo terminale Mosfet
2 Tensione di alimentazione trasmettitore
bus per segnali PWM
Fig. 3
“Coppia disinserita in sicurezza” (Safe torque off/STO) – Principio di funzionamento
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
87
EMCA-EC-67-...
Prudenza
Pericolo di lesioni gravi dovute a movimento automatico dagli attuatori senza energia
al momento dello spegnimento del modulo terminale di potenza. La funzione STO non
è sufficiente come funzione di sicurezza unica in attuatori su cui ha effetto un momento
permanente (ad es. a causa di carichi sospesi).
Se necessario fermare meccanicamente gli attuatori senza energia, ad es. per mezzo
di un freno. Ciò vale soprattutto per gli assi verticali senza macchina auto-bloccante,
unità di bloccaggio o compensazione del peso.
Impedire in modo sicuro eventuali movimenti degli attuatori in presenza di carichi
sospesi o di altre forze esterne, ad esempio con un freno meccanico di arresto.
Attenzione
Comando di motori con freno di arresto integrato (solo EMCA-EC-...-...-B).
Il comando del freno di arresto avviene mediante il firmware non di sicurezza dell'appa­
recchio. Quando si disattiva lo stadio di uscita non si ha un rallentamento dell'attuatore
mediante una rampa di decelerazione. Il freno di arresto viene chiuso immediatamente.
Controllare se il freno di arresto integrato può fermare la parte attuatori.
Rispettare l'inerzia meccanica del freno di arresto.
Tenere conto dell'usura superiore del freno di arresto rispetto al comando freno
automatico nell'esercizio normale.
Attenzione
Guasto dello stadio di uscita.
Se lo stadio di uscita dell'apparecchio presenta un guasto con la funzione STO attiva,
l'attuatore può avvicinarsi con un movimento di arresto limitato del rotore. L'angolo di
rotazione/la corsa max. corrisponde al passo polare del motore utilizzato.
88
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
2.3
Interfaccia STO [X6]
2.3.1
Stati di commutazione
Ingressi di comando STO
Finché su entrambi gli ingressi di comando è presente il segnale 1 (+24 V DC), il motore può essere messo in
esercizio (funzione STO non attiva). Non appena su uno o entrambi gli ingressi di comando è presente un
segnale 0 (0 V DC), l'alimentazione di tensione del motore viene interrotta. Se entrambi gli ingressi STO
ricevono ancora un segnale 1, deve essere impostata nuovamente l'abilitazione del regolatore.
Contatto di feedback (NC1/NC2)
Il contatto di feed-back è chiuso se la funzione STO è attiva.
Il contatto di feed-back è aperto:
– in caso di caduta della tensione di alimentazione
– con funzione STO inattiva
STO 1
STO 2
NC1/NC2
Stato
1
1
1
0
0
1
a elevato
valore ohmico
(aperto)
a elevato
valore ohmico
(aperto)
Esercizio normale
– Lo stadio di uscita è attivato.
– La funzione STO è inattiva.
È stata richiesta la funzione STO a 1 canale, ad es. in caso di
guasto di un canale:
– Lo stadio di uscita viene disattivato a 1 canale.
– Non è più possibile azionare il motore.
– La funzione STO è inattiva.
0
0
a basso valore
ohmico
(chiuso)
È stata richiesta la funzione STO a 2 canali:
– lo stadio di uscita viene disattivato a 2 canali.
– Non è più possibile azionare il motore.
– La funzione STO è attiva.
Tab. 3
Logica di commutazione degli ingressi di comando STO 1/STO 2
Stati di commutazione [X6]
Ingressi di comando STO 1/STO 21)
disattivare STO
attivare STO
Contatto di feedback NC1/NC2
chiuso: resistenza interna max.
aperto: corrente residua
1)
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[μA]
40
2
Il campo intermedio è indefinito.
Tab. 4
Dati elettrici degli stati di commutazione [X6]
Gli ingressi di comando sono protetti contro l'inversione di polarità, ma non possiedono
alcun monitoraggio della tensione. Se necessario, un monitoraggio della tensione deve
essere realizzato per mezzo di misure aggiuntive.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
89
EMCA-EC-67-...
2.3.2
Tempi di commutazione
La quantità di energia che è immagazzinata nei componenti della funzione STO (ad es. condensatori)
dipende dall'altezza della tensione di ingresso. A seconda del procedimento di commutazione queste
quantità d'energia devono essere caricate o scaricate. A seconda della tensione d'ingresso risultano
quindi valori diversi per il passaggio allo stato sicuro (STO) e per il tempo di tolleranza (tempo buffer)
rispetto ai segnali OSSD.
Segnale1)
Tempo di commutazione1)
STO 1/STO 2
attivare STO
disattivare STO
chiudere contatto di feed-back
aprire contatto di feed-back
NC
1)
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
Ulteriori dati elettrici è Capitolo 4.2.
Tab. 5
Tempi di commutazione
2.3.3
Reazione agli impulsi di prova
Degli impulsi di prova brevi di un comando di sicurezza vengono tollerati e non causano la richiesta
della funzione STO. La larghezza di impulso consentita dipende dall'entità della tensione di comando
sugli ingressi STO 1 e STO 2.
Ingressi di comando STO 1/STO 2 [X6]1)
Max. larghezza di impulso consentita
Per impulso di prova 0 V con segnale da 24 V
Per impulso di prova 24 V con segnale da 0 V
Tempo minimo tra gli impulsi di prova
Per impulso di prova 0 V con segnale da 24 V
Per impulso di prova 24 V con segnale da 0 V
1)
[ms]
[ms]
0,6
10
[ms]
[ms]
60
4
Ulteriori dati elettrici è Capitolo 4.2.
Tab. 6
Impulsi di prova degli ingressi STO 1 e STO 2
2.3.4
Alimentazione ausiliaria 24 V, LOGIC OUT
Su [X6.3] è a disposizione un'alimentazione ausiliaria di 24 V. Il potenziale di riferimento (0 V) è Pin 2
sull'attacco dell'alimentazione di tensione [X4] (ponticellato internamente con [X6.6]).
L'alimentazione ausiliaria può essere utilizzata in via opzionale per alimentare sensori esterni attivi.
Ulteriori dati elettrici è Capitolo 4.2.
90
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
3
Installazione e messa in servizio
Allarme
Pericolo di folgorazione in corrispondenza di fonti di tensione non dotate di misure di
sicurezza.
Per l'alimentazione elettrica utilizzare esclusivamente circuiti elettrici PELV secondo
EN 60204-1 (Protective Extra-Low Voltage, PELV).
Inoltre, osservare i requisiti generali per i circuiti elettrici PELV previsti dalla norma
EN 60204-1.
Utilizzare solo fonti di tensione in grado di garantire un sezionamento elettrico sicu­
ro della tensione d'esercizio e di carico secondo EN 60204-1.
3.1
Installazione
Prudenza
Movimenti inaspettati e accidentali dell'attuatore in fase di montaggio, installazione
e manutenzione.
Prima dei lavori: disattivare le alimentazioni elettriche. Non è sufficiente bloccare il
segnale di abilitazione su EMCA.
Proteggere l'alimentazione elettrica per evitare un reinserimento accidentale.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
91
EMCA-EC-67-...
Indicazioni per l'installazione:
Attenersi alle informazioni complete sull'installazione elettrica dell'apparecchio è Tab. 1.
Rispettare la prescrizione di impiego per i componenti sensibili alle correnti elettrostatiche.
Collegare gli ingressi di comando a 2 canali con un cablaggio in parallelo.
Utilizzare il connettore [X6] contenuto nel volume di fornitura dell'apparecchio.
Collegamento [X6]
Esecuzione
Connettore su EMCA
3-794636-6 (produttore: Tyco Electronics AMP), fila dei contatti,
6 poli
794617-6 (produttore: Tyco Electronics AMP),
contatti crimp (produttore: Tyco Electronics AMP):
– AWG24 ... AWG20: 794606-1 (striscia); 794610-1 (allentata)
– AWG30 ... AWG26: 794607-1 (striscia); 794611-1 (allentata)
Controconnettore
Tab. 7
Attacco: STO-Interfaccia [X6]
[X6] – nero
Tab. 8
Pin
Definizione
Descrizione
1
NC1
2
NC2
3
+24 V DC
LOGIC OUT
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
Contatto di feed-back:
– a potenziale zero
– a basso valore ohmico, se la funzione STO viene richiesta
ed attivata con 2 canali
Uscita tensione logica (di [X4]), potenziale di riferimento
(0 V) è Pin [X6.6] o [X4.2] (ponticellato internamente)
Non resistente al sovraccarico! Ammessi max. 100 mA.
Ingressi di comando per funzione STO
Potenziale di riferimento 0 V
Occupazione dei pin interfaccia STO (Safe torque off ) [X6] su EMCA
Attenzione
Danno all'apparecchiatura in caso di sovraccarico.
Il pin [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) non è resistente al sovraccarico! Ammessi max
100 mA.
Attenzione
La funzione STO non può mai essere ponticellata.
Assicurarsi, che non possano essere applicati ponticelli o simili parallelamente al
cablaggio di sicurezza.
92
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
3.2
Indicazioni per la messa in servizio
La messa in servizio completa dell'apparecchio da parte del produttore della macchina viene
descritta nella documentazione GDCE-EMCA-EC-... e nell'Help Online dell'EMCA-PlugIn del
software FCT.
Suggerimento per la prima messa in servizio senza tecnica di sicurezza completa:
– Cablaggio minimo con dispositivo di commutazione di arresto d'emergenza e disatti­
vazione a 2 canali tramite gli ingressi di comando STO 1 [X6.4] e STO 2 [X6.5]
– Eseguire il cablaggio in modo tale che esso debba essere rimosso forzatamente se
avviene il cablaggio di sicurezza definitivo.
Attenzione
Il cablaggio errato o l'utilizzo di componenti inadatti causano la perdita della funzione
STO o il non rispetto dei requisiti di ENISO13849­1 (categoria).
Operazioni preliminari:
Assicurarsi che l'utilizzo dei componenti e il loro cablaggio avvengano in base alla
categoria necessaria secondo ENISO13849-1.
Controllare l'installazione elettrica (cavo di collegamento, occupazione dei contatti).
Validare la funzione STO al termine dell'installazione e dopo ogni modifica dell'in­
stallazione.
Utilizzare la funzione STO solo dopo che tutte le misure di sicurezza necessarie sono
state configurate e sono in funzione.
Per il test funzionale della funzione STO:
1. Disattivare singolarmente ogni canale, controllare la reazione del motore e il contatto di feed-back.
2. Disinserire entrambi i canali e controllare le reazioni.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
93
EMCA-EC-67-...
3.3
Diagnosi
Diagnosi
Descrizione
Contatto di
feedback1)
Il contatto di feed-back della funzione STO (NC1/NC2) può essere valutato
da un comando host. Il contatto di feed-back chiuso indica che la funzione
STO è attiva.
Se viene richiesta la funzione STO viene creata la segnalazione di guasto
“Safe torque off ” (0x34). La segnalazione può essere configurata come
errore, avvertenza o informazione. La registrazione nella memoria
diagnostica è possibile in via opzionale.
Messaggio di guasto
0x34
1)
Questa diagnosi non viene valutata dal punto di vista della tecnica di sicurezza.
Tab. 9
Possibilità diagnostiche della funzione STO
Ulteriori informazioni e elenco completo dei messaggi è Descrizione dell'EMCA utilizzato.
(è Tab. 1).
3.4
Obblighi dell'operatore
Per tutto il periodo di utilizzo della macchina, la funzione di sicurezza applicata deve essere sottoposta a un
test funzionale regolare e documentato svolto da operatori specializzati. La frequenza deve essere stabilita
dall'operatore sulla base delle indicazioni del produttore della macchina.
Controllare almeno una volta all'anno l'EMCA.
94
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
4
Dati tecnici
I dati tecnici generali, le condizioni di esercizio e ambientali, altri dati tecnici dell'attuatore
e altri dati di collegamento sono reperibili nella descrizione dell'attuatore integrato EMCA
è GDCE-EMCA-EC-...
Per ulteriori informazioni è www.festo.com/sp.
4.1
Tecnica di sicurezza
Numeri di riferimento di sicurezza e dati sulla sicurezza
Funzione di sicurezza
STO
Categoria
Livello di prestazioni fino a
Safety Integrity Level fino a
3
PL d
SIL 2
SIL Claim Limit
SILCL 2
DCavg
[%]
HFT
90
1
Safe Torque Off
Coppia disinserita in sicurezza
secondo EN ISO 13849-1
secondo EN ISO 13849-1
secondo EN 61800-5-2
(Livello di integrità della sicurezza)
secondo EN 62061
(Limite di intervento SIL)
Average Diagnostic Coverage
(Grado di copertura diagnostica)
è Capitolo 1.1.3
Hardware Failure Tolerance
(Tolleranza d'errore hardware)
Quota disfunzioni sicure secondo IEC 61508
(Safe Failure Fraction)
Probability of dangerous Failure per Hour
(Probabilità di un pericolo di un guasto per
ogni ora)
SFF
[%]
> 90
PFH
[1/ora.]
1 x 10-9
[Anni]
[Anni]
20
Intervallo di prova
20
secondo EN ISO 13849-1
La funzione STO è stata certificata da un organismo di contro­
llo indipendente. Certificazione EMCA è www.festo.com/sp.
Adatto all'utilizzo in sistemi dalla categoria 1 secondo
ENISO13849­1.
T
Proof Test Interval
Durata d'utilizzo
Verifica tipo di prodotto
Componente/funzione
Tab. 10
Dati tecnici: numeri di riferimento di sicurezza e dati sulla sicurezza
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
95
EMCA-EC-67-...
4.2
Dati elettrici
Ingressi di comando STO 1/STO 2 [X6]
Tensione nominale
[V DC]
Intervallo di tensione
[V DC]
Ondulazione residua amm.
[%]
Sicurezza contro sovratensione fino a
[V]
Corrente nominale
[mA]
Corrente di inserzione
[mA]
Soglia tensione d'ingresso (il campo intermedio è indefinito).
disattivare STO
[V DC]
attivare STO
[V DC]
Attivare il tempo di commutazione della funzione
[ms]
STO
Disattivare il tempo di commutazione della funzione [ms]
STO
Max. larghezza di impulso consentita
Per impulso di prova 0 V con segnale da 24 V [ms]
Per impulso di prova 24 V con segnale da 0 V [ms]
Tempo minimo tra gli impulsi di prova
Per impulso di prova 0 V con segnale da 24 V [ms]
Per impulso di prova 24 V con segnale da 0 V [ms]
Funzione protettiva
24 (riferito a 0V su [X4] )
19,2 … 28,8
5 (riferito alla tensione nominale 24 V)
60
15
200
18
5
5
4
0,61)2)
10
60
4
Protezione dalle inversioni di polarità
1)
Questo valore si riferisce ad un impulso semplice. Gli impulsi doppi o multipli possono richiedere altri valori.
2)
Gli impulsi di prova 0-V più lunghi o gli impulsi doppi o multipli della centralina di sicurezza richiedono un aumento del livello di
tensione fino al limite superiore dell'intervallo di tensione ammesso dell'EMCA.
Tab. 11
Dati tecnici: dati elettrici degli ingressi STO 1 e STO 2
Contatto di feed-back NC [X6]
Esecuzione
Max. tensione
Resistenza alla sovratensione
Corrente nominale
Resistenza interna max. (contatto chiuso)
Corrente residua (contatto aperto)
Tempo di commutazione chiusura
Tempo di commutazione apertura
Isolamento galvanico
Tab. 12
96
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[μA]
[ms]
[ms]
Relè a semiconduttori
30
60
100
40
2
10
60
tramite fotoaccoppiatore
Dati tecnici: dati elettrici del contatto di feed-back
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
EMCA-EC-67-...
Alimentazione ausiliaria +24 V DC, Pin 3 su [X6]
Tensione nominale
– Tensione in uscita dall'attuatore
(immagazzinata su [X4] ).
Corrente nominale
Tab. 13
[DC V]
24
[mA]
100 (max.)
non resistente a sovraccarico
Dati tecnici: dati elettrici del contatto dell'uscita di alimentazione ausiliaria
Linee di segnalazione
Lunghezza max. del cavo
Sezione dei conduttori
Tab. 14
4.3
[m]
[mm²]
30
0,05 … 0,36
Dati tecnici: cablaggio a [X6]
Conformità del prodotto e omologazioni
Conformità del prodotto e omologazioni
Marchio CE (dichiarazione di conformità
è www.festo.com/sp)
Omologazioni2)
secondo la direttiva UE sulle macchine 2006/42/CE
secondo la direttiva UE sulla CEM 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us – Recognized (OL)
1)
Il componente è predisposto per l'impiego in ambito industriale. Al di fuori di ambienti industriali, ad es. in zone polifunzionali
2)
Valido solo per varianti di prodotto con identificazione corrispondente
professionali e abitative, occorre adottare eventualmente misure per la soppressione di radiodisturbi.
Tab. 15
Conformità del prodotto e omologazioni
I requisiti per l'osservanza delle condizioni certificate UL riguardo all'impiego del prodotto
negli USA e nel Canada sono riportati nella documentazione UL separata.
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 Italiano
97
EMCA-EC-67-...
– EMCA-EC-67-...
目标群 .....................................................................
服务 .........................................................................
文 .........................................................................
99
99
99
1
..................................................
101
1.1
安全 ....................................................................
1.1.1
安全功能 STO (Safe torque off) 的安全注意项 ...................
1.1.2
STO 功能的设计用途 ..............................................
1.1.3
安全特征值 .....................................................
1.1.4
可预见的错误用 STO 功能 .......................................
1.1.5
诊断覆盖率 (Diagnostic coverage/DC) ............................
品用前提条 ........................................................
1.2.1
员的资质 ..................................................
1.2.2
应用范围 .......................................................
1.2.3
规定的准则和标准 ................................................
101
101
102
102
102
102
103
103
103
103
2
..............................................................
104
2.1
2.2
2.3
控制输入端的布线 ........................................................
功能说明 ................................................................
[X6] 接口 STO ...........................................................
2.3.1
开关状态 ......................................................
2.3.2
开关时间 .......................................................
2.3.3
对测试脉冲的反应 ................................................
2.3.4
辅助电源 +24V LOGIC OUT ........................................
105
106
108
108
109
109
109
3
..............................................................
110
3.1
3.2
3.3
3.4
安装 ...................................................................
调试注意项 ............................................................
诊断 ....................................................................
机器运营商的职责 ........................................................
110
112
113
113
4
................................................................
114
4.1
4.2
4.3
安全技术 ................................................................
电气数据 ................................................................
品致性和认证 ........................................................
114
115
116
1.2
98
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
本文面向受过培训在电气动系统的安装、调试、参数设置、编程和诊断方面具有经的控
制和自动化技术员。
如有技术问，请联系 Festo 公司当地的联系。 品的货状态相匹配的所有可用文 è www.festo.com/pk。
本文绍在 EMCA 装备的、符合 EN 61800-5-2 标准的安全功能“安全关断扭矩”(Safe
torque off/STO) 的用方法。品的完整说明包括文：
简要文
EMCA-...
手册
GDCE-EMCA-EC-SY-...1)
GDCE-EMCA-EC-DIO-...2)
用初步绍的简要设备及功能说明
手册
GDCE-EMCA-EC-S1-...
手册
GDCE-EMCA-EC-C-HP-...1)
手册
GDCE-EMCA-EC-C-CO-...1)
软 FCT 的辅助系统
（PlugIn EMCA 的帮助信息）
项文
EMCA-EC_UL-...
设备及功能说明
– 装配
– 安装（针脚分配）
– 动器功能
– 调试注意项
– 故障信息
– 技术数据
安全功能“安全关断扭矩”(Safe torque off/STO) 的说明
设备配置文 FHPP (Festo Handling and Positioning Profile) 的说明
设备配置文 CiA 402 的说明
用调试和参数设置的 Festo Configuration Tool (FCT) 的在线
帮助信息
本品的操要求符合美国和加拿大 Underwriters Laboratories
Inc. (UL) 的认证
1) 涉及带总线接口的品派生型
2) 涉及带 I/O 接口的品派生型
Tab. 1
品文
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
99
EMCA-EC-67-...
有关品的更多信息，请查看 Festo 的支持门户 (è www.festo.com/sp)。
– Festo 可配置电机动器的操指南
– 用 CoDeSys 的功能模块
– 证，致性声明
附概览（样本） è www.festo.com/catalogue
本文适用版本的设备：
– 修订版 1.0.0
借助品密钥可查看设备的版本。品密钥是铭牌的字母和数字组成的 11 码，
它明确地标识品。可在 Festo 的支持门户搜索条目输入该品密钥 (è www.festo.com/sp)。搜索成功后，支持门户将显示版本信息连同其它品数据。
100
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
1
1.1
调试电动器时：
务必注意遵守品相关文 (è Tab. 1) 和所用部文的安全和警告注意项。
进行装配和安装工前，关闭电电源并采取!护措施，防止其意外重新启动。在彻底完成
装配和安装工后，才能重新接通电源。
禁止在带电情况插拔插头！
遵守有关静电敏感元的操规程。
只有当正确安装动器并完成全部参数配置后，才能启用控制器。
"允许对本设备进行维修。若损坏，则更换设备。
1.1.1
STO (Safe torque off) !"
!
若要达到符合 EN ISO 13849-1 标准的安全特征值：
对应用进行
险评#。
根据符合 EN ISO 13849-1 标准的所需类别选择组和其接线。
#
安全功能$失可能%造成"可逆转的&重'害，*如：由执行元意外运动。
"得对安全装置的接口进行跨接。
遵守设备的输入电压范围 è 章节4。
只有在所需的所有安全措施均已设立并正在运转后，才能用 STO 功能。
证 STO 功能，完成调试。
#
关闭功率放大器时，失去动力的执行元自行运动将造成&重的身'害。
在恒定扭矩用（*如：悬挂的负载）的动器，STO功能"能唯采取的
安全功能。
若需要，可在执行元失去动动力时给,机械的止动方式，*如：通过制动
器。这在竖向轴"具有自锁机构、夹紧单元或者平衡配重时尤其重要。
存在悬挂的负载或其7外力时，采取安全措施防止执行元运动，*如：用机
械式停机制动器。
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
101
EMCA-EC-67-...
1.1.2
STO $%&
该 EMCA 支持符合 EN61800-5-2 标准的安全功能“安全关断扭矩”(Safe torque off/STO)。
按照规定，STO 功能用关断集成式达的扭矩，并防止达意外重新启动。STO 功能允许用
满足所述安全特征值的应用。 1.1.3
'(
集成式动器 EMCA 的 STO 功能满足列安全特征值的各项要求：
– PLd/类别 3，符合 ENISO13849-1 标准（性能等级，Performance Level/PL）
– SIL 2，符合 EN61800-5-2 标准（安全完整性等级，Safety Integrity Level/SIL）
– SILCL2，符合 EN62061 标准（要求限制，Claim Limit/CL）
可达到的安全等级取决其它用实现安全功能的部。
必须根据 EN ISO 13849-1 标准，结合应用所要求的等级类别，通过接口 [X6] 控制设备，*如：
通过外部安全开关设备。
1.1.4
)*+, STO 列可预见的错误用属未按规定用： – 跨接安全功能
– 在关闭后可能%导致危险运动或者状态的应用用。
STO 功能"具备电击!护功能，用避免危险运动！
1.1.5
-./01 (Diagnostic coverage/DC)
此诊断覆盖率（è 章节4）%受到设备控制链的连接及所采取诊断措施的影响。
达到规定的诊断覆盖率，需在每次请求 STO 功能时通过控制器分析反触点的状态。
如果反触点的信号所期待的值"符，那:可能存在具有潜在危险的故障。针对此情况，需采取
适当措施确!达到安全等级。 !
EMCA 可能无法自我识别输入电路的;接短路。
请检查，在您的应用是否需要对输入电路和连接布线进行;接短路识别。
必要时，请用具有;接短路识别功能的安全开关设备。
102
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
1.2
在机器或设备按规定安全用本品：
本品的完整文可员用
– 机器或设备的设计员和装配员
– 负责调试的员
请在品的整寿命周期内!管好本文。
请确!始终遵守设备文的所有规定 è Tab. 1。 请注意遵守其7部（*如：导线）的文。 请遵守品用地有效的所有法律法规和文：
– 规定和标准
– 检测机构和!险公司的规定
– 国家规定
符合规定并安全用 STO 功能：
针对您的机器或设备，进行
险评#。
遵守规定的安全特征值 è章节4，技术数据。
请遵守本品和所有所连部的连接和环境条，特别是电压范围。只有遵守极限值或负载极
限值，才能<据相关的安全规程安全运行本品。
1.2.1
23
只允许由机器制造商方面授权的电气技术员将此功能集成到机器。具备资质的员必须熟
练掌握几项：
– 电气控制系统的安装和运行
– 安全技术设备运行的有效规定
– 故预防和工安全的有效规定
– 本品文
1.2.2
4
该设备具有 CE 标识。品相关的 EG 准则已列示在致性声明。本品的特定配置拥有针对美
国和加拿大的 Underwriters Laboratories Inc. (UL) 认证（文 è Tab. 1）。其7信息：
– 证和致性声明 è www.festo.com/sp
– 标准和检测数据 è章节4, 技术数据
1.2.3
5
2006/42/EC
2014/30/EU
EN ISO 13849-1:2008-06/AC:2009-03
Tab. 2
IEC 61508:2010-04 EN 61800-5-2:2007-10
EN62061:2005-04
本文规定的准则和标准
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
103
EMCA-EC-67-...
2
安全功能“安全关断扭矩”(Safe torque off/STO) 能够双通道方式安全关断集成式达。 此安全功能只能通过设备接口 [X6] STO 的控制输入端进行请求。无需对设备的其7接口进行
安全目的的布线。
6 [X6]“.78，Safe torque off/STO”
Fig. 1
104
盖板的接口 [X6]“安全关断扭矩，Safe torque off/STO”
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
2.1
:;!<"=
防止"慎启动，必须根据 EN ISO 13849-1 标准，结合应用所要求的等级类别，
通过接口 [X6] 控制该设备。STO 功能可达到的安全等级 è 章节 1.1.3。
在控制输入端 (èTab. 8) 可连接用请求 STO 功能的部：
– 安全的半导?输出端（电子安全开关设备、@动式安全A感器、*如：带 OSSD 信号的光栅）
（输出信号切换设备，Output signal switching device/OSSD）
– 开关触点（带继电器输出端的安全开关设备、被动式安全A感器，*如：强制性置开关）。
2
S1
1
3
3
0VDC
+24VDC
3
2
4
1
3
S1
发射器
STO1
STO2
GND
2
1
EMCA
S1
1
2
1
2
带 STO 接口的 EMCA
（显示相关接口）
急停开关
Fig. 2
4
2
3
反电路
6
输入电路
5
[X4]
4
+24VDC
0VDC
3
+24V
1
2
NC1
NC2
[X6]
1
4
4
OSSD1
2
接收器
OSSD2
PLC输入端：
1
安全反信息
S1
3
4
5
5
4
防护门（可选 2）
光栅（可选 2）
安全开关设备（可选 2）
接线示*图（无;接短路识别）
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
105
EMCA-EC-67-...
2.2
通过关断B控制输入端 STO 1 和 STO 2 的控制电压 (+24 V DC, Logic è Fig. 2)，借助
开关 S1 双通道方式请求 STO 功能。 应同时切换这E控制输入端。对B输入端间的差异时间进行监控（最长 50 ms）。超出允许的
差异时间时，%发出条诊断信息。差异时间的监控可提信息。安全功能并"包括差异时间的
监控。 EMCA 可对控制输入端的状态进行监控。这E控制输入端是相同的。只要其控制输入端存
在 0 信号 (0 V)，EMCA 就%做出如反应：
– 通道 1 (STO 1)：只要输入端 STO 1 存在 0 信号，就#$给输出级动器给电压。达
未生扭矩。
– 通道 2 (STO 2)：只要输入端 STO 2 存在 0 信号，就#$向动器模块A递 PWM 信号。
达未生扭矩。
>? STO @'A
– 达运行时动器的特性：通过制度斜坡未降H动器的运动速度。动器由惯性或外力"
受控制地继续运动，直至自动停机。
– 达停止时动器的特性：动器"受控制地停止，并可通过外力运行。
通过反触点 NC1/NC2（半导?继电器）可显示达的%BC关断信息 (è Tab. 8)。通过反
触点可将用诊断的 STO 功能的状态报告给*如外部的安全开关设备。未就安全技术方面对
此反触点进行评#。
+24VDC
1
STO1
STO2
+24VDC负载电压
2
6
1
2
输入电路（*如：安全开关设备）
PWM 信号总线发射器的电源
Fig. 3
106
3
6
4
3
6
3
4
动器电源
Mosfet 输出级
“安全关断扭矩”(Safe torque off/STO) – 功能原理
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
#
关闭功率放大器时，失去动力的执行元自行运动将造成&重的身'害。在恒定
扭矩用（*如：悬挂的负载）的动器，将 STO 功能唯的安全功能是"
够的。
若需要，可在执行元失去动动力时给,机械的止动方式，*如：通过制动器
。这在竖向轴"具有自锁机构、夹紧单元或者平衡配重时尤其重要。
存在悬挂的负载或其7外力时，采取安全措施防止执行元运动，*如：用机
械式停机制动器。
!
:&D'EFG（* EMCA-EC-...-...-B）。
停机制动器可通过安全无关的设备固进行控制。关断输出级时，通过制度斜坡
未动器降H速度。立即关闭停机制动器。
请检查，内置的停机制动器是否可执行元停止运行。
请注意停机制动器的机械惯性。
请注意，在正常运行，相对自动制动控制器，停机制动器的磨损更。
!
;,J-K。
若在 STO 功能激活的情况设备的输出级失灵，动器可能%由转子受限的间隔
运动猛地开动。最大转角/行程和所用达的极间距致。
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
107
EMCA-EC-67-...
2.3
[X6] 6 STO
2.3.1
L :;!< STO
只要在B控制输入端有 1 信号 (+24 V DC)，达就能运行（STO 功能未激活）。旦
或B控制输入端出现 0 信号 (0V DC)，达的电源应就%断。如果B STO 输入端收
到 1 信号，那:必须重新设置控制器启用。
6MNO (NC1/NC2)
STO 功能已激活时，反触点已关闭。 反触点已打开：
– 电电源故障时
– STO 功能未激活时
STO 1 STO 2 NC1/NC2
1
1
阻抗
（已打开）
1
0
阻抗
（已打开）
0
1
0
0
Tab. 3
H阻抗
（已关闭）
正常运行
– 输出级已开启。
– STO 功能未激活。
已通过单通道方式请求 STO 功能，*如：通道故障时：
– 单通道方式关断输出级。
– 达无法继续运行。
– STO 功能未激活。
已通过双通道方式请求 STO 功能：
– 双通道方式关断输出级。
– 达无法继续运行。
– STO 功能已激活。
控制输入端 STO 1/STO 2 的开关逻辑 L [X6]
控制输入端 STO 1/STO 21)
STO 禁用
STO 启用
反触点 NC1/NC2
已关闭：最大内阻
已打开：剩K电流
[V DC]
[V DC]
18
5
[Ω]
[мкА]
40
2
1) 未定M间范围。
Tab. 4
开关状态的电气数据 [X6]
控制输入端具有极性容错!护，"过没有电压监控。必要时，需采取外的措施进行
电压监控。
108
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
2.3.2
L@P
在 STO 功能部（*如：电容器）存储的能量取决输入电压的大小。根据开关过程，必须加
载或释放这E能量。因此，根据输入电压可得出用过渡到安全状态 (STO) 和对应 OSSD 信号容
差时间（缓冲时间）的"同值。 781)
L@P1)
STO 1/STO 2
STO 启用
STO 禁用
关闭反触点
打开反触点
NC
[ms]
[ms]
[ms]
[ms]
5
4
10
60
1) 详细电气数据 è 章节 4.2。
Tab. 5
开关时间 2.3.3
9QR:6
安全控制装置的短暂测试脉冲是允许的，因此"%请求 STO 功能。允许的脉冲宽度取决输入端 STO 1 和 STO 2 控制电压的大小。
:;!< STO 1/STO 2 [X6]1)
允许的最大脉冲宽度
对应 24-V 信号的 0-V 测试脉冲
对应 0-V 信号的 24-V 测试脉冲
测试脉冲间的最短时间
对应 24-V 信号的 0-V 测试脉冲
对应 0-V 信号的 24-V 测试脉冲
[ms]
[ms]
0.6
10
[ms]
[ms]
60
4
1) 详细电气数据 è 章节 4.2。
Tab. 6
输入端 STO 1 和 STO 2 的测试脉冲
2.3.4
S;TU +24=V LOGIC OUT
在 [X6.3] 可连接 24-V 的辅助电源。参考电 (0V) 是电源接口 [X4] 的针脚 2（N内
部 [X6.6] 桥接）。 可选择用辅助电源给外部的@动式A感器电。
详细电气数据 è 章节4.2。
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
109
EMCA-EC-67-...
3
V>
对无!护措施的电源，存在触电危险。
请您用符合 EN60204­1（!护性超H电压 Protective extra-low voltage/
PELV）标准的 PELV 电路电。
并请遵守 EN 60204-1 标准对!护性超H电压 (PELV) 电路的般性要求。
请用符合 EN 60204-1 标准能够确!工电压和负载电压安全分离的电
源。
3.1
#
装配、安装和维护工时，动器发生"慎和意外运动。
实施PQ工前：关闭电电源。取消 EMCA 的启用信号还"够。
防止意外重启电电源。
110
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
安装注意项：
请注意遵守完整的设备电气安装信息 è Tab. 1。
请遵守静电敏感元的操规定。
双通道方式并联连接控制输入端。
请用来自设备货范围的插头 [X6]。
6 [X6]
5X
EMCA 的插头
对接插头
3-794636-6（制造商：Tyco Electronics AMP），插头板，6 针
794617-6（制造商 Tyco Electronics AMP）， 卷曲触点（制造商：Tyco Electronics AMP）：
– AWG24...AWG20: 794606-1（条带）；794610-1（松脱）
– AWG30...AWG26: 794607-1（条带）；794611-1（松脱）
Tab. 7
接口：STO 接口 [X6]
[X6] – YZ
Tab. 8
[\
1
NC1
2
NC2
3
+24 V DC
LOGIC OUT
4
5
6
STO 1
STO 2
GND
反触点：
– 无电势
– 当双通道方式请求并激活 STO 功能时，H阻抗
逻辑电压（由 [X4] 提）输出端，参考电 (0V) 是针脚 [X6.6] 或 [X4.2]（内部桥接）
]^_?`！b@Ac 100 mA。
用 STO 功能的控制输入端
参考电 0 V
EMCA STO 接口 (Safe torque off) [X6] 的针脚分配
!
^_@$dB$C。
针脚 [X6.3] (+24 V DC LOGIC Out) 无过载!护！最大允许 100 mA。
!
&禁桥接 STO 功能。
确!没有用PQ安全接线并联的电桥或类W部。
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
111
EMCA-EC-67-...
3.2
!"
有关由机器制造商对本设备进行完整调试的说明，请查看文 GDCE-EMCA-EC-... 和关 FCT 软 EMCA 插的在线帮助。
在安全技术"完备的情况进行次调试时的建议：
– 布线要求至少配备急停开关设备和通过控制输入端 STO 1 [X6.4] 和 STO 2 [X6.5]
实现的双通道关断功能
– 进行布线，然后需在完成最终的安全布线后强制拆除。
!
接线错误或用"当部，将导致 STO 功能$失或违反 ENISO13849­1 标准
（类别）的要求。 ：
请确!按照符合 ENISO13849-1 标准的所需类别选用部并对其进行接线。
检查电气安装（连接电缆、针脚分配）。
完成安装后及每次改变安装后对 STO 功能进行证。 只有在所有安全措施均已设立并正在运转后，才能用 STO 功能。
若要对 STO 功能进行功能测试：
1. 单独关闭每通道，检查达和反触点的反应。 2. 关闭B通道并检查反应。 112
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
3.3
-.
-.
反触点1)
STO 功能的反触点 (NC1/NC2) 可通过级控制器进行分析。闭合的
反触点表示，STO 功能已激活。
请求 STO 功能时，将生成故障信息“Safe torque off”(0x34)。可将此
信息设置故障、警告或消息。诊断存储器内的条目是可选的。
故障信息
0x34
1) e就安全技术方面对此诊断进行评#。
Tab. 9
STO 功能的诊断方式
更多信息和完整的信息列表 è 所用 EMCA 的说明 (è Tab. 1)。
3.4
EfgDhi
机器用期间，需由员定期对所实施的安全功能进行功能测试并加记录。机器运营商需
机器制造商的说明基础确定次数。
至少每年检查次 EMCA。
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
113
EMCA-EC-67-...
4
般技术数据、运行条和环境条、动器的技术数据及其7连接数据，请查看
集成式动器 EMCA 的说明 è 手册 GDCE-EMCA-EC-...
更多信息 è www.festo.com/sp。
4.1
Ej
7k
安全功能
STO
类别
性能等级 (Performance Level)
达
安全完整性等级 (Safety Integrity Level) 达
SIL Claim Limit
DCavg [%]
HFT
3
PL d
SIL 2
SILCL 2
90
1
SFF
[%]
PFH
[1/Std.] 1 x 10 -9
> 90
Safe Torque Off
（安全关断扭矩）
符合EN ISO 13849-1
符合 EN ISO 13849-1
符合 EN 61800-5-2 标准
（安全完整性等级）
符合 EN 62061 标准
（SIL 要求限制）
Average Diagnostic Coverage
（平均诊断覆盖率）è 章节1.1.3 Hardware Failure Tolerance
（硬失效容限）
符合 IEC 61508 标准的安全失效分数
(Safe Failure Fraction)
Probability of dangerous failure per hour
（每小时的危险失效概率）
T
Proof Test Interval
用寿命
样机检测
部/功能
[年]
[年]
20
检查间隔
20
符合EN ISO 13849-1
STO 功能已由独立检测机构认证。EMCA 证
è www.festo.com/sp。
对系统内用情况，适用最H符合 ENISO13849­1 标准的类别 1。
Tab. 10 技术数据：安全码和安全信息
114
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
EMCA-EC-67-...
4.2
Tl
:;!< STO 1/STO 2 [X6]
定电压
电压范围
允许的残K纹波
过电压安全性，最值
定电流
启动电流
输入电压阈值（未定M间范围。）
STO 禁用
STO 启用
激活 STO 功能的开关时间
禁用 STO 功能的开关时间
允许的最大脉冲宽度
对应 24-V 信号的 0-V 测试脉冲
对应 0-V 信号的 24-V 测试脉冲
测试脉冲间的最短时间
对应 24-V 信号的 0-V 测试脉冲
对应 0-V 信号的 24-V 测试脉冲
防护功能
[V DC]
[V DC]
[%]
[V]
[mA]
[mA]
24（基 [X4] 0V 时）
19.2 … 28.8
5（基 24 V 定电压）
60
15
200
[V DC]
[V DC]
[ms]
[ms]
18
5
5
4
[ms]
[ms]
0.61)2)
10
[ms]
[ms]
60
4
极性容错!护
1) 该值针对的是单倍脉冲。双倍脉冲或多倍脉冲可能需要其7值。
2) 安全开关设备较长的 0-V 测试脉冲或双倍脉冲/多倍脉冲要求将电平升到允许的 EMCA 电压范围的限。
Tab. 11 技术数据：输入端 STO 1 和 STO 2 的电气数据
6MNO NC [X6]
规格
最大电压
过电压!护
定电流
最大内阻 （触点已关闭）
剩K电流（触点已打开）
闭合开关时间 打开开关时间
电流隔离
[V DC]
[V]
[mA]
[Ω]
[мкА]
[ms]
[ms]
半导?继电器
30
60
100
40
2
10
60
通过光电耦合器
Tab. 12 技术数据：反触点的电气数据
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
115
EMCA-EC-67-...
S;TU +24=V DC，[X6] F[\ 3
定电压
– N动器引出的电压
（在 [X4] 接入）
定电流
[V DC]
24
[mA]
100（最大）
无过载!护
Tab. 13 技术数据：辅助电源输出端的电气数据
78G=
最大电缆长度
导线截面
[m]
[mm²]
30
0.05…0.36
Tab. 14 技术数据：[X6] 的布线
4.3
HmA
no
HmA
no
CE 标识（致性声明 è www.festo.com/sp）
认证2)
符合欧盟机械指j 2006/42/EG
符合欧盟电磁兼容性准则 2014/30/EU1)
RCM (Regulatory Compliance Mark)
c UL us – Recognized (OL)
1) 此部设计用工域。除工环境外，*如：在工厂和k宅混合区，必须采取措施防止无线电干扰。
2) 适用具有相应标识的品派生型
Tab. 15 品致性和认证
您可在单独的 UL 文找到在美国和加拿大用此品时遵守 UL 认证条的
要求。
116
Festo – EMCA-EC-67-... – 1603 文
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