EDS94AYAB.;5u. L force Drives. Ä.;5uä. Manuel E94AYAB SM100. Module de sécurité

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1 EDS94AYAB.;5u L force Drives Ä.;5uä Manuel 9400 E94AYAB SM100 Module de sécurité

2 Lire le présent fascicule et la documentation relative à l appareil de base avant toute manipulation de l équipement! Respecter les consignes de sécurité fournies. 0Fig. 0Tab. 0

3 Sommaire i 1 Technique de sécurité Principes fondamentaux Introduction Technique de sécurité intégrée à L force Terminologie et abréviations relatives à la technique de sécurité Remarques importantes Consignes de sécurité Analyse des dangers et des risques Normes Consignes de sécurité pour les installations homologuées UL ou UR Présentation des capteurs Modules appareils Emplacement Fonctionnement des modules de sécurité Module de sécurité SM Module de sécurité SM Réception Description Contrôles réguliers

4 1 Technique de sécurité Principes fondamentaux Introduction 1 Technique de sécurité 1.1 Principes fondamentaux Introduction Avec l automatisation croissante des installations, la protection des personnes contre les mouvements dangereux acquiert de plus en plus d importance. La sécurité fonctionnelle décrit les dispositifs électriques ou électroniques nécessaires pour réduire ou éliminer les dangers liés aux défauts de fonctionnement. En fonctionnement standard, des dispositifs de protection empêchent d accéder aux zones de danger. Dans certains modes de fonctionnement, par exemple lors de l installation, des personnes doivent cependant intervenir dans ces zones. L opérateur de la machine doit alors être protégé au moyen de mesures internes au variateur et au système de commande. La technique de sécurité intégrée offre les conditions nécessaires pour une réalisation optimale des fonctions de sécurité, du côté du variateur et du système de commande. Elle réduit les coûts de conception et d installation. Elle augmente en outre la fonctionnalité et la disponibilité des machines par rapport à celles utilisant une technique de sécurité traditionnelle Technique de sécurité intégrée à L force 9400 Les variateurs de vitesse de la série L force 9400 peuvent être équipés d un module de sécurité. Les fonctions proposées varient selon les types de modules de sécurité afin de satisfaire de manière optimale différents besoins. L expression "technique de sécurité intégrée" désigne des fonctions de sécurité orientées application qui peuvent être utilisées pour assurer la sécurité des personnes au niveau des machines. Les fonctions de déplacement continuent d être exécutées par le variateur de vitesse. Les modules de sécurité surveillent le respect des valeurs limites et mettent à disposition les entrées et sorties sûres. En cas de dépassement de valeurs limites, les modules de sécurité déclenchent directement dans le variateur des fonctions de commande selon EN afin de remédier à un éventuel défaut. Les fonctions de sécurité sont adaptées aux applications prévues par la norme CEI jusqu à SIL 3 et atteignent, selon le module utilisé, suivant la norme EN ISO le niveau de performance dit Performance Level e (PL e) et la catégorie de commande 4. 4

5 Technique de sécurité Principes fondamentaux Terminologie et abréviations relatives à la technique de sécurité Terminologie et abréviations relatives à la technique de sécurité Abréviation Signification 9400 Servovariateur Lenze Cat. Catégorie suivant la norme ISO (anciennement EN 954 1) OSSD Output Signal Switching Device, sortie signal testée PS PROFIsafe PWM Modulation de largeur d impulsions SD In Entrée sûre (Safe Digital Input) SD Out Sortie sûre (Safe Digital Output) SIL Safety Integrity Level selon CEI SM Safety Modul (module de sécurité) Opto alimentatio Alimentation des optocoupleurs pour l entraînement des étages de puissance n PELV Très basse tension fonctionnelle avec coupure sûre (Protective Extra Low Voltage) SELV Très basse tension de sécurité (Safety Extra Low Voltage) Etat OFF Signal d état des capteurs de sécurité lorsqu ils sont activés Etat ON Signal d état des capteurs de sécurité en fonctionnement normal PM Voies de signaux (commutation plus moins) PP Voies de signaux (commutation plus plus) GSD Fichier comprenant des données spécifiques à l appareil pour établir la communication via PROFIBUS GSDML Fichier comprenant des données spécifiques à l appareil pour établir la communication via PROFINET Bus S Bus de sécurité Abréviation Fonction de sécurité SLS Limitation sûre de la vitesse (Safely Limited Speed) SOS Maintien à l arrêt sûr (Safe Operating Stop) SS1 Mise à l arrêt sûre 1 (Safe Stop 1) SS2 Mise à l arrêt sûre 2 (Safe Stop 2) SSM Surveillance sûre de la vitesse (Safe Speed Monitor) STO Absence sûre de couple (Safe Torque Off) Anciennement : arrêt sécurisé (Safe Standstill) 5

6 1 Technique de sécurité Principes fondamentaux Remarques importantes Remarques importantes Pour indiquer des risques et des informations importantes, la présente documentation utilise les mots et symboles suivants : Consignes de sécurité Présentation des consignes de sécurité Danger! (Le pictogramme indique le type de risque.) Explication (L explication décrit le risque et les moyens de l éviter.) Pictogramme et mot associé Danger! Danger! Stop! Explication Situation dangereuse pour les personnes en raison d une tension électrique élevée Indication d un danger imminent qui peut avoir pour conséquences des blessures mortelles ou très graves en cas de non respect des consignes de sécurité correspondantes Situation dangereuse pour les personnes en raison d un danger d ordre général Indication d un danger imminent qui peut avoir pour conséquences des blessures mortelles ou très graves en cas de non respect des consignes de sécurité correspondantes Risques de dégâts matériels Indication d un risque potentiel qui peut avoir pour conséquences des dégâts matériels en cas de non respect des consignes de sécurité correspondantes Consignes d utilisation Pictogramme et mot associé Remarque importante! Conseil! Explication Remarque importante pour assurer un fonctionnement correct Conseil utile pour faciliter la mise en oeuvre Référence à une autre documentation Consignes de sécurité et d utilisation spécifiques selon UL et UR Pictogramme et mot associé Warnings! Warnings! Signification Consigne de sécurité ou d utilisation pour le fonctionnement d un appareil homologué UL dans des installations homologuées UL Le système d entraînement risque de ne pas être utilisé selon les directives UL si des mesures correspondantes ne sont pas prévues. Consigne de sécurité ou d utilisation pour le fonctionnement d un appareil homologué UR dans des installations homologuées UL Le système d entraînement risque de ne pas être utilisé selon les directives UL si des mesures correspondantes ne sont pas prévues. 6

7 Technique de sécurité Principes fondamentaux Consignes de sécurité Consignes de sécurité Utilisation conforme à l application Les modules de sécurité SMx (E94AYAx) peuvent uniquement être utilisés avec les variateurs de vitesse Lenze de la série L force 9400 (E94A...). Toute autre utilisation est contre indiquée! Installation/mise en service Danger! Une installation non conforme entraîne une danger de mort! Une installation inappropriée du module de sécurité risque de provoquer un démarrage incontrôlé des entraînements. Risques encourus : ƒ Mort ou blessures graves Mesures de protection : ƒ Seul du personnel qualifié est habilité à installer et à mettre en service le module de sécurité. ƒ Tous les composants de commande (contacteurs, relais, API...) et l armoire électrique doivent satisfaire aux exigences des normes ISO et ISO , dont voici quelques exemples : contacteurs et relais dotés de l indice de protection IP 54 armoire électrique dotée de l indice de protection IP 54 Pour connaître les autres exigences à remplir, se reporter aux normes ISO et ISO ƒ Il est impératif de doter le câblage d embouts isolés. ƒ Tous les câbles relatifs à la sécurité qui se trouvent à l extérieur de l armoire électrique doivent être protégés au maximum (pose dans une goulotte par exemple) : S assurer que tout court circuit est exclu. Pour plus de détails sur les mesures à prendre, se reporter à la norme ISO ƒ Lorsque les axes d entraînement sont soumis à une force externe, prévoir des freins supplémentaires. Tenir compte tout particulièrement de l effet de la gravité sur les charges suspendues! 7

8 1 Technique de sécurité Principes fondamentaux Consignes de sécurité Danger! Une fois la requête d exécution de la fonction de sécurité levée, l entraînement est redémarre automatiquement. S assurer, à l aide de dispositifs externes, que l entraînement ne redémarre qu après un acquittement (EN 60204). Danger! Avec la fonction "Absence sûre de couple" (STO), la gestion d une coupure d urgence selon la norme EN est impossible sans mesures supplémentaires. En effet, la fonction STO n impose pas d isolation galvanique, de contacteur ou d interrupteur. La coupure d urgence exige une isolation galvanique, par exemple par l utilisation d un contacteur général. Pendant le fonctionnement Après l installation, l exploitant doit vérifier le câblage de la fonction de sécurité. Ce contrôle fonctionnel doit être renouvelé à intervalles réguliers. Les intervalles de contrôle doivent être choisis en fonction de l analyse des risques liés à l application et au système mis en oeuvre. Cet intervalle ne doit pas dépasser un an. Dangers résiduels En cas de court circuit entre deux transistors de puissance, il peut survenir sur le moteur un mouvement résiduel max. de 180 /nombre de paires de pôles! (exemple : moteur à 4 pôles mouvement résiduel max = 90 ) L utilisateur doit tenir compte de ce mouvement résiduel lors de son analyse des risques, p. ex. absence sûre de couple pour les entraînements de l axe principal. 8

9 Technique de sécurité Principes fondamentaux Analyse des dangers et des risques Analyse des dangers et des risques Cette documentation ne peut que souligner la nécessité d une analyse des dangers. L utilisateur de la fonction de sécurité intégrée doit prendre connaissance des normes et des législations en vigueur : Avant de mettre une machine sur le marché, son fabricant doit procéder à une analyse des dangers conformément à la directive Machines 2006/42/CE (98/37/CE jusqu au ), afin de déterminer les risques liés à sa mise en oeuvre. Pour atteindre le plus haut dégré de sécurité possible, la directive Machines énonce trois principes fondamentaux : ƒ ƒ Elimination ou minimisation des risques dans la phase d ingénierie Mise en oeuvre des mesures de protection nécessaires contre les risques qui ne peuvent être écartés ƒ Documentation des dangers résiduels et information de l exploitant sur ces risques La procédure d analyse des dangers est décrite de manière détaillée par la norme EN 1050 (principes pour l appréciation du risque). Le résultat de cette analyse détermine la catégorie d appartenance des systèmes de commande relatifs à la sécurité selon la norme EN ISO (dans les systèmes de commande, les composants relatifs à la sécurité doivent satisfaire aux exigences de cette norme) Normes Les prescriptions de sécurité sont définies par les lois, décrets et autres règlements nationaux, ou doivent être en accord avec l opinion dominante parmi les experts (par exemple via la réglementation technique). Selon l application, les prescriptions et règles correspondantes doivent être respectées Consignes de sécurité pour les installations homologuées U L ou U R Warnings! ƒ Maximum surrounding air temperature: 55 C. ƒ External fuse for 24 Vdc supply voltage. Rated 4 A DC fuse UL

10 1 Technique de sécurité Principes fondamentaux Présentation des capteurs Présentation des capteurs Capteurs passifs Les capteurs passifs sont des circuits logiques à contacts à deux canaux. Les câbles de raccordement et le fonctionnement des capteurs doivent être surveillés. Les contacts doivent commuter simultanément. Indépendamment de ceci, les fonctions de sécurité doivent être déclenchées dès la commutation d au moins un de ces canaux. Les commutateurs doivent être raccordés selon le principe de la logique positive. Exemples de capteurs passifs : ƒ Contacteurs de porte ƒ Commandes d arrêt d urgence Capteurs actifs Les capteurs actifs sont des unités dotées de sorties à semi conducteurs à deux canaux (sorties OSSD). Grâce à la technique de sécurité intégrée à cette série d appareils, des impulsions de contrôle < 1 ms pour la surveillance des sorties et des câbles sont admissibles. Les capteurs P/N commutent les câbles positif et négatif ou les câbles de signal et de masse d un capteur. Les sorties doivent commuter simultanément, bien que les fonctions de sécurité soient déclenchées dès la commutation d au moins un canal. Exemples de capteurs actifs : ƒ Barrières immatérielles ƒ Scanners laser ƒ Systèmes de commande 10

11 Technique de sécurité Modules appareils Emplacement Modules appareils Emplacement Montage L emplacement des modules de sécurité est indiqué par MSI dans la documentation. Il s agit de l emplacement le plus bas sur le variateur (voir schéma dans la documentation sur le variateur). E94AYAX Démontage E94AYCXX001H Remplacement du module Tout remplacement de module est détecté par l appareil de base et documenté dans le journal des événements. Le remplacement d un module par un autre de même type n entraîne pas de restrictions. Selon le type de module, des mesures supplémentaires peuvent s avérer nécessaires (exemples : adressage, paramétrage sûr...) même dans le cas d un simple remplacement. Lorsqu un module d un autre type remplace le précédent, l entraînement est bloqué par le variateur. Le blocage ne peut être levé que si le paramétrage du module de sécurité attendu (C00214) correspond à celui du module nouvellement enfiché. 11

12 1 Technique de sécurité Modules appareils Fonctionnement des modules de sécurité Fonctionnement des modules de sécurité C00214 Le code C00214 doit correspondre au type de module de sécurité inséré pour que le variateur de vitesse fonctionne. Voies de coupure Les modules de sécurité bloquent de manière sûre l alimentation du signal MLI (modulation de largeur d impulsions). Le pont de puissance ne peut alors plus créer de champ tournant. Le moteur passe en mode "absence sûre de couple" (STO). Xx SMx µc 3x M PWM C P 3x Fig.1 1 Circuits de coupure des modules de sécurité SMx Module de sécurité xx Borne d entrée/de sortie C Partie commande C Microcontrôleur PWM Modulation de largeur d impulsions P Partie puissance M Moteur SSP94SM320 Etat de sécurité (safety) Lorsque le variateur est coupé par le module de sécurité, le variateur passe à l état "absence sûre de couple activée". ƒ ƒ L entrée "variateur à l état STO" est inscrite dans le journal des événéments (0x ). Affichage en C00183 : "absence sûre de couple activée" 12

13 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM Module de sécurité SM Présentation La codification des types du module est E94AYAA. Fonction ƒ Aucune fonction de sécurité n est disponible. ƒ Ce module est requis pour un fonctionnement du variateur sans fonction de sécurité. Remarque importante! Si les fonctions de sécurité sont requises, remplacer le module SM0 par un module prenant en charge ces dernières (ex. : SM100, SM301). Remarque importante! Si le module a été remplacé, le variateur ne fonctionne pas si le type du nouveau module ne correspond pas à celui figurant en C

14 1 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM Module de sécurité SM Présentation La codification des types du module de sécurité est E94AYAB. Fonction ƒ Absence sûre de couple (précédemment nommé : arrêt sécurisé, protection contre démarrage incontrôlé) Danger! Une fois la requête d exécution de la fonction de sécurité levée, l entraînement est redémarre automatiquement. S assurer, à l aide de dispositifs externes, que l entraînement ne redémarre qu après un acquittement (EN 60204). SM 100 SIA SIB ~ GI PWM 24O DO1 µc GO Fig.1 2 Présentation des fonctions SM100 SM100 Module de sécurité SIA, SIB, GI Ports pour signaux du capteur, 2 canaux, utilisation d un bloc d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) (ancien marquage jusqu à la version matérielle VB : SI1, SI2, GI) 24O, DO1, GO Ports pour information d état non sécurisés, utilisation d un bloc d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) C Microcontrôleur PWM Modulation de largeur d impulsions SSP94S

15 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM Catégorie de sécurité Les fonctions du module de sécurité SM100 mises en oeuvre pour les servovariateurs 9400 respectent les exigences des normes suivantes : ƒ Catégorie 4 et Performance Level e (PL e) suivant la norme ISO (anciennement EN 954 1) Pour satisfaire à la catégorie 4/PL, le circuit externe et la surveillance de câble doivent répondre aux exigences correspondantes. Le câblage doit garantir une protection contre les courts circuits. ƒ SIL 3 selon CEI Le module de sécurité SM 100 ne répond ni à la probabilité de défaillance dangereuse (PFD) ni à la probabilité de défaillance dangereuse par heure (PFH) de la norme CEI Eléments du module Fig.1 3 Affichages Aperçu du module SSP94SM112 Pos. Couleur Etat Description LED ON Variateur débloqué EN jaune OFF Affichage non sécurisé "Blocage sûr des impulsions" DE LED rouge ON Tab. 1 1 Affichage LED sur SM 100 Le module n est pas reconnu par l appareil de base (voir instructions de mise en service de l appareil de base). 15

16 1 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM Spécifications techniques 24 V Les entrées et les sorties sont isolées galvaniquement et conçues pour une alimentation basse tension assurée par un bloc d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) de 24 V CC. Les signaux d entrée +/ et des impulsions de test de 1 ms sont autorisés. Les signaux de sortie de capteurs actifs sont directement raccordés au bornier X80. Les capteurs passifs sont câblés au bornier X80 via un adaptateur qui doit être conforme à la catégorie de commande exigée pour l application. La surveillance des courts circuits n est pas assurée. Signaux X80 Inscription Description Spécifications électriques SIA Entrée première voie de coupure SIA : I type = 160 ma GI Potentiel de référence pour SIA/SIB BAS : V, HAUT : V, SIB Entrée deuxième voie de coupure SIB : I type = 28 ma Utilisation d un bloc d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) SSP9400X80 GO 24O DO1 Information d état sur le potentiel de référence Information d état sur l alimentation 24 V Sortie de message non sécurisée : "blocage sûr des impulsions" 24 V, 0,7 A max. Protection contre les courts circuits Activé à l état BAS Utilisation d un bloc d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) Spécifications pour bornier Section du conducteur Couple de serrage [mm 2 ] [AWG] [Nm] [lb in] Rigide 0,2... 2, Embout isolé 0,2... 1, Bornier à ressort Double embout 0,5... 1, Longueur du fil dénudé ou du contact : 10 mm Indications relatives au remplacement de modules plus anciens par des versions matérielles différentes : Jusqu à la version matérielle VB A partir de la version matérielle VC Remarque SI1 SIA GI GI SI2 SIB Le bornier à lame ressort doit GO GO impérativement être remplacé! 24O 24O DO1 DO1 16

17 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM100 1 Caractéristiques détaillées des entrées et sorties du module SM100 Borne Spécification [unité] min. typ. max. SIA, SIB Signal BAS V Signal HAUT V Capacité d entrée à la coupure nf 4 Temporisation d entrée (tolérance impulsion de test) ms 1 Temps de coupure (en fonction de l appareil de base) ms 2,5 4 Temps d enclenchement ms 3 SIA Courant d entrée ma Capacité d entrée à la mise sous tension (capacité réduite) F 20 SIB Courant d entrée ma GI Capacité d entrée à la mise sous tension (capacité réduite) Potentiel de référence pour SIA/SIB F 5 24O, GO Tension d alimentation fournie par un bloc V d alimentation avec coupure de sécurité (SELV/PELV) DO Signal BAS V 0 0,8 Signal HAUT V O, GO, DO Courant de sortie A 0,7 Table de vérité Tab Mise en service ƒ Entrées Sorties Description Activation SIA SIB DO1 Par SM "Absence sûre de couple" activée Entraînement activé 1 Table de vérité SM100 Réglages dans ou sur le module non nécessaires ƒ Réglages nécessaires dans l appareil de base : C00214, type du module de sécurité ƒ Après la mise en service ou le remplacement du module, vérifier impérativement la fonction de sécurité. 17

18 1 Technique de sécurité Modules appareils Module de sécurité SM Certificat d essai Fig.1 4 Certificat du TÜV Zertifikat_el325 L homologation a été effectuée par le TÜV Rheinland Group et validée par un certificat. Contenu Indication Organisme de contrôle TÜV Rheinland Industrie Service GmbH, section ASI Rapport d essai 968/EL /07 Bases pour l essai EN ISO , EN , EN 50178, EN , CEI partie 1 7, EN 62061, CEI Objet de l essai SM100, type E94AYAB de la série d appareils Servo Drives 9400 Résultat de l essai Le module satisfait aux exigences de la catégorie 4 et du niveau de performance PL e suivant la norme ISO et de la catégorie SIL 3 suivant la norme CEI Conditions particulières Les consignes de sécurité figurant dans la documentation associée doivent être respectées. Lieu d établissement du Cologne certificat Date d établissement du certificat 18

19 Technique de sécurité Réception Description Réception Description Le fabricant de la machine doit contrôler et établir le bon fonctionnement des fonctions de sécurité utilisées. Personne chargée du contrôle Le fabricant de la machine doit habiliter une personne qui, étant donné sa formation technique et sa connaissance des fonctions de sécurité, est en mesure de procéder au contrôle. Protocole Pour chaque fonction de sécurité, la personne chargée du contrôle devra documenter le résultat dans un rapport et apposer sa signature. Remarque importante! Toute modification des paramètres des fonctions de sécurité exige un nouveau contrôle et doit être documentée dans le rapport de contrôle. Etendue Un contrôle complet englobe : ƒ Documentation de l installation, y compris des fonctions de sécurité Description de l installation et vue d ensemble Description des dispositifs de sécurité Fonctions de sécurité utilisées ƒ Contrôle fonctionnel des fonctions de sécurité utilisées ƒ Rédaction d un rapport de contrôle Description du contrôle fonctionnel Contrôle des paramètres Signature ƒ Création d une annexe avec protocoles de mesure Protocoles issus de l installation Enregistrements externes Contrôles réguliers L exécution correcte des fonctions de sécurité doit faire l objet de contrôles réguliers. L analyse des risques ou la réglementation en vigueur détermine les intervalles de temps entre les contrôles. L intervalle de contrôle ne doit pas dépasser un an. 19

20 06/2010 Lenze Automation GmbH Hans Lenze Str. 1 D Aerzen Germany Service Lenze Service GmbH Breslauer Straße 3 D Extertal Germany +49 (0)51 54 / / (24 h helpline) +49 (0)51 54 / (0)51 54 / Lenze@Lenze.de Service@Lenze.de EDS94AYAB.;5u FR 2.1 TD