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SIMOTION mit SINAMICS S120 Safety Integrated Extended Functions

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Funktionsbeispiel Nr. MC-FE-I-007-V11-DE<br />

<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong><br />

<strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> <strong>Extended</strong> <strong>Functions</strong><br />

Fehlersichere Antriebe<br />

Ansteuerung einer D435 über TM54F und F-CPU


Copyright © Siemens AG 2009 All rights reserved<br />

31410726 _mc_fe_i_007_v11_de.doc<br />

<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Vorbemerkung<br />

Die Funktionsbeispiele zum Thema "<strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong>" sind funktionsfähige<br />

und getestete Automatisierungskonfigurationen auf Basis von I DT & IA -<br />

Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige<br />

Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der Sicherheitstechnik.<br />

Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt dabei eine häufig<br />

vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung<br />

innerhalb der Sicherheitstechnik ab.<br />

Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und Hardware-Komponenten<br />

und der Beschreibung deren Verschaltung <strong>mit</strong>einander beinhalten die<br />

Funktionsbeispiele getesteten und kommentierten Code. Da<strong>mit</strong> können die<br />

hier beschriebenen Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und<br />

so auch als Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden.<br />

Wichtiger Hinweis<br />

Die <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen<br />

Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung<br />

sowie jeglicher Eventualitäten. Die <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispiele stellen keine<br />

kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung<br />

bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen<br />

Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich.<br />

Diese <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu<br />

sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung.<br />

Durch Nutzung dieser <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispiele erkennen Sie an, dass<br />

Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für<br />

etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das<br />

Recht vor, Änderungen an diesen <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispielen jederzeit<br />

ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den<br />

Vorschlägen in diesen <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispielen und anderen Siemens-<br />

Publikationen, wie z. B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen<br />

Dokumentation Vorrang.<br />

I DT <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 2/67 MC-FE-I-007-V11-DE


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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

1 Gewährleistung, Haftung und Support......................................................... 5<br />

2 Automatisierungsfunktion ............................................................................. 6<br />

2.1 Beschreibung des Funktionsbeispiels .............................................................. 6<br />

2.2 Vorteile / Kundennutzen ................................................................................... 9<br />

3 Erforderliche Komponenten ........................................................................ 10<br />

3.1 Hardware-Komponenten................................................................................. 10<br />

3.2 Software-Komponenten .................................................................................. 11<br />

3.2.1 Engineering-Software ..................................................................................... 11<br />

3.2.2 Firmware......................................................................................................... 11<br />

4 Aufbau und Verdrahtung ............................................................................. 12<br />

4.1 Übersicht zum Hardware-Aufbau.................................................................... 12<br />

4.2 Verdrahtung der Hardware-Komponenten...................................................... 12<br />

4.2.1 Verdrahtung Steuerspannung......................................................................... 12<br />

4.2.2 Prinzipieller Anschluss F-CPU an TM54F ...................................................... 14<br />

4.2.3 DRIVE-CLiQ-Verschaltung ............................................................................. 15<br />

4.3 Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten ............................... 16<br />

4.3.1 Bus-Schnittstellen ........................................................................................... 16<br />

4.3.2 Bustopologie ................................................................................................... 18<br />

5 Übersicht und Bedienung ............................................................................ 19<br />

5.1 Beschreibung der Bedienung ......................................................................... 19<br />

5.2 Zusammenfassung der Eingangssignale........................................................ 21<br />

6 Beispielprojekt .............................................................................................. 22<br />

6.1 Passwörter...................................................................................................... 22<br />

6.2 Hardware-Konfiguration der fehlersicheren Steuerung .................................. 23<br />

6.3 Programmierung der fehlersicheren Steuerung.............................................. 27<br />

6.4 Projektierung <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> ............................................................... 30<br />

6.4.1 <strong>SIMOTION</strong> in das bestehende SIMATIC-Projekt einfügen............................. 30<br />

6.4.2 Grundinbetriebnahme der <strong>SINAMICS</strong>-Antriebe (ohne <strong>Safety</strong>) ....................... 33<br />

6.5 Parametrierung der Sicherheitsfunktionen im <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> ............. 39<br />

6.5.1 Telegrammprojektierung................................................................................. 39<br />

6.5.2 Projektierung fehlersicheres Terminalmodul TM54F ...................................... 40<br />

6.5.3 Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben............................ 43<br />

6.5.4 Projektierung des <strong>Safety</strong>-Datenblocks auf Seiten des <strong>SINAMICS</strong> ................. 47<br />

6.6 <strong>SIMOTION</strong> ...................................................................................................... 49<br />

6.6.1 <strong>SIMOTION</strong> Achsen anlegen ........................................................................... 49<br />

6.6.2 <strong>SIMOTION</strong> Programme .................................................................................. 57<br />

6.6.3 Konfiguration Ablaufsystem ............................................................................ 61<br />

6.6.4 Meldungen der <strong>SIMOTION</strong> ............................................................................. 63<br />

6.7 Download des Beispielprojekts....................................................................... 63<br />

6.7.1 Laden der Projektierung der S7-F-CPU.......................................................... 63<br />

6.7.2 Laden der Projektierung der <strong>SIMOTION</strong> und des <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> ....... 65<br />

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6.8 Abnahmetest................................................................................................... 67<br />

7 Historie .......................................................................................................... 67<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

1 Gewährleistung, Haftung und Support<br />

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir<br />

keine Gewähr.<br />

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung<br />

der in diesem <strong>Safety</strong>-Funktionsbeispiel beschriebenen Beispiele,<br />

Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte<br />

Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz<br />

in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der<br />

Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer<br />

Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des<br />

arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher<br />

Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen<br />

Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen,<br />

vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe<br />

Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers<br />

oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast<br />

zu Ihrem Nachteil ist hier<strong>mit</strong> nicht verbunden.<br />

Copyright© 2009 Siemens I DT. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser<br />

Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit<br />

nicht ausdrücklich von Siemens I DT zugestanden.<br />

Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende<br />

E-Mail-Adresse an uns:<br />

applications.erlf.aud@siemens.com<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

2 Automatisierungsfunktion<br />

2.1 Beschreibung des Funktionsbeispiels<br />

In <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong>-Antrieben sind folgende Sicherheitsfunktionen nach<br />

IEC 61800-5-2 integriert:<br />

Name Funktion Beschreibung<br />

STO Safe Torque Off • Sicheres Abtrennen der momentenbildenden<br />

Energiezufuhr zum Motor.<br />

• Das Wiedereinschalten ist über die Einschaltsperre<br />

verriegelt. (Stoppfunktion der<br />

Kategorie 0 nach EN 60204-1)<br />

SBC Safe Brake • SBC wird nur bei vorhandener Motorbremse<br />

Control<br />

genutzt, die Motorbremse ist über die Ausgänge<br />

am Leistungsstecker angeschlossen.<br />

• SBC reagiert immer in Verbindung <strong>mit</strong> STO<br />

oder beim Ansprechen von internen <strong>Safety</strong>-<br />

Überwachungen <strong>mit</strong> sicherer Impulslöschung.<br />

SS1 Safe Stop 1 • Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen<br />

des Antriebs an AUS3-Rampe.<br />

• Nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder<br />

Erreichen der Abschaltdrehzahl Übergang<br />

nach STO. (Stoppfunktion der Kategorie 1<br />

nach EN 60204-1)<br />

SS2 Safe Stop 2 • Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen<br />

des Antriebs an AUS3-Rampe.<br />

• Nach Ablauf einer Verzögerungszeit Übergang<br />

nach SOS; der Antrieb bleibt in Regelung.<br />

(Stoppfunktion der Kategorie 2 nach<br />

EN 60204-1)<br />

SOS Safe Operating • Die Funktion dient zur sicheren Überwa-<br />

Stop<br />

chung der Stillstandsposition eines Antriebs;<br />

der Antrieb bleibt in Regelung.<br />

SLS Safely-Li<strong>mit</strong>ed • Sichere Überwachung der Geschwindigkeit<br />

Speed<br />

des Antriebs.<br />

• Parametrierbare Abschaltreaktion bei<br />

Grenzwertverletzung.<br />

SSM Safe Speed Mo- • Sichere Anzeige der Unterschreitung einer<br />

nitor<br />

Geschwindigkeitsgrenze (n < nx).<br />

Die Ansteuerung dieser erweiterten Sicherheitsfunktionen kann sowohl<br />

über PROFIsafe <strong>mit</strong> PROFIBUS als auch über ein Klemmenerweiterungsmodul<br />

TM54F erfolgen. Im vorliegendenm Beispiel werden die<br />

Sicherheitsfunktionen über das TM54F angesteuert.<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Aufgabenstellung<br />

Eine Anlage <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Antrieben wird von einer <strong>SIMOTION</strong><br />

D435 geregelt. In der Anlage sind unterschiedliche Sicherheitsfunktionen<br />

notwendig.<br />

Die <strong>SIMOTION</strong> enthält keine eigenen Sicherheitsfunktionen. Es werden die<br />

in den <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Antrieben integrierten erweiterten Sicherheitsfunktionen<br />

genutzt.<br />

Diese antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen sollen über Hardware-<br />

Signale durch ein TM54F angesteuert werden. Die Antriebe gehören<br />

unterschiedlichen Antriebsgruppen an. Die sicherheitsgerichtete logische<br />

Vorverarbeitung der Eingangssignale wird von einer F-CPU erledigt.<br />

Dieses Funktionsbeispiel basiert auf dem <strong>SIMOTION</strong> D435 Trainingskoffer<br />

(6ZB2 470-0AE00) und dem SAFETY Trainingskoffer.<br />

Folgende Abbildung gibt eine beispielhafte Übersicht über die<br />

angenommene Maschinenkonfiguration.<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Für die weiteren Betrachtungen werden die folgenden Sicherheitsfunktionen<br />

zu Grunde gelegt.<br />

Sicherheits-<br />

Beschreibung Reaktion<br />

funktion<br />

SF1 Betätigung Not-Halt-Taster.<br />

SF2<br />

SF3<br />

Lösung<br />

Hardware-Übersicht<br />

Beim Öffnen der Schutztür 1 ist<br />

der Antrieb 1 schnell<br />

stillzusetzen. Danach muss der<br />

Antrieb 1 <strong>mit</strong> Drehzahlsoll-wert<br />

= 0 gehalten und die<br />

Stillstandsposition sicher<br />

überwacht werden.<br />

Bei geöffneter Schutztür 2 darf<br />

Antrieb 2 eine maximale<br />

Drehzahl nicht überschreiten.<br />

schnelles geregeltes Stillsetzen<br />

von Antrieb 1 -> nachfolgend<br />

Impulslöschung (SS1).<br />

Stillsetzen von Antrieb 2 <strong>mit</strong><br />

sofortiger Impulslöschung<br />

(STO).<br />

Die <strong>SIMOTION</strong> bremst Antrieb<br />

1 lagegeregelt ab. Nach Ablauf<br />

einer Wartezeit wird die<br />

Stillstandsposition sicher<br />

überwacht (SOS).<br />

Überwachung der Drehzahl an<br />

Antrieb 2 (SLS).<br />

In diesem Funktionsbeispiel wird die Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen<br />

STO, SS1, SOS und SLS über das Klemmenerweiterungsmodul<br />

TM54F an einer <strong>SIMOTION</strong> D435 <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Antriebsverband<br />

gezeigt.<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Der Antriebsverband in Bauform Booksize besteht aus einer Einspeisung<br />

und einem Double Motor Module. Die Bewegungsregelung und Motorregelung<br />

erfolgt über eine <strong>SIMOTION</strong> D435. Über das Double Motor Module<br />

werden die beiden voneinander unabhängigen Servomotoren angesteuert.<br />

Als Einspeisung wird ein Smart Line Module genutzt.<br />

Die sicherheitsrelevanten Signale werden über fehlersichere Eingänge<br />

ET200M erfasst und in der F-CPU ausgewertet. Über fehlersichere<br />

Ausgänge ET200M werden die vorverarbeiteten Signale an das<br />

Klemmenerweiterungsmodul TM54F übergeben. Dieses steuert die<br />

antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen im <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> an.<br />

Bei Anforderung Not-Halt wird Antrieb 1 <strong>mit</strong> der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktion<br />

SS1 und Antrieb 2 <strong>mit</strong> STO stillgesetzt.<br />

Die anderen beiden Schalter (-S2 und -S3)im <strong>Safety</strong>-Trainingskoffer simulieren<br />

je eine Schutztür für Antrieb 1 und 2. Wird die Schutztür 1 geöffnet,<br />

so wird Antrieb 1 von der <strong>SIMOTION</strong> bis zum Stillstand abgebremst. Nach<br />

Ablauf einer projektierbaren sicheren Wartezeit wird dann die Stillstandsposition<br />

sicher überwacht (Anwahl Funktion SOS). Ein Schließen der Tür<br />

bewirkt einen Wiederanlauf der Achse 1 (Abwahl Funktion SOS). Mit Öffnen<br />

der Schutztür 2 wird für Antrieb 2 die Geschwindigkeit auf einen vom<br />

Anwender projektierbaren Grenzwert überwacht (Funktion SLS). Die Sollgeschwindigkeit<br />

wird auf 80% der angewählten SLS-Stufe begrenzt. Wird<br />

die simulierte Tür wieder geschlossen, dann wird die Begrenzung der Geschwindigkeit<br />

aufgehoben. Der jeweils andere Antrieb wird nicht beeinflusst.<br />

2.2 Vorteile / Kundennutzen<br />

• Einfache Ansteuerung der im Antrieb integrierten Sicherheitsfunktionen.<br />

• Einfacher Aufbau durch standardisierte Technik.<br />

• Das bestehende System ist schnell und einfach erweiterbar.<br />

• Platzsparender und kostengünstiger Aufbau durch integrierte<br />

Sicherheitsfunktionen – keine zusätzliche Hardware notwendig.<br />

• komfortable Auswerte- und Diagnoseinformationen stehen im<br />

<strong>SIMOTION</strong>-System zur Verfügung.<br />

• Anwenderspezifische Sicherheitskonzepte lassen sich auf dieser Basis<br />

realisieren.<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

3 Erforderliche Komponenten<br />

In diesem Kapitel sind die benötigten Hardware-Komponenten und Software-Versionen<br />

zur Realisierung des Funktionsbeispiels zu finden.<br />

3.1 Hardware-Komponenten<br />

SAFETY Trainingskoffer (wesentliche Komponenten)<br />

Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller<br />

SITOP Stromversorgung SITOP SMART 120W 6EP1 333-2AA01 1 Siemens<br />

CPU 315F-2 PN/DP 6ES7 315-2FH13-0AB0 1 Siemens<br />

SIMATIC S7-300 CPU SIMATIC Micro Memory Card,<br />

512KB<br />

6ES7 953-8LJ20-0AA0 1 Siemens<br />

SIMATIC S7 fehlersichere<br />

Eingangsbaugruppe<br />

SIMATIC S7 fehlersichere<br />

Ausgangsbaugruppe<br />

<strong>SINAMICS</strong> fehlersicheres<br />

Terminal Module<br />

SM 326 F-DI 24 6ES7 326-1BK01-0AB0 1 Siemens<br />

SM 326 F-DO 8 6ES7 326-1BF40-0AB0 1 Siemens<br />

TM54F 6SL3055-0AA00-3BA0 1 Siemens<br />

Drive-CLiQ Leitung, grau, Metallstecker 6FX2002-1DC00-1AC0 1 Siemens<br />

Schutztür-<br />

Simulationsschalter<br />

Knebelschalter 0-I, verrastend,<br />

16mm, schwarz<br />

3SB2000-2AB01 2 Siemens<br />

S2 und S3 Halter <strong>mit</strong> Lötstiften 3SB2908-0AB 2 Siemens<br />

Not-Halt-Befehlsgerät Pilzdrucktaster, rot, 16mm 3SB2000-1AC01 1 Siemens<br />

S1 Halter <strong>mit</strong> Lötstiften 3SB2908-0AB 1 Siemens<br />

Drucktaster, flacher Druckknopf,<br />

Reset-Taster<br />

16mm, weiß<br />

S4 Halter <strong>mit</strong> Lampenfassung,<br />

Lampe und Lötstiften<br />

Lastwiderstände<br />

R1 .. R8<br />

Klemmen für Lastwiderstände<br />

(R1..R8)<br />

1kOhm 1W<br />

Lastwiderstand R9 SMA0207 1K2 1% TK<br />

Klemmen für<br />

Lastwiderstand (R9)<br />

3SB2000-0AG01 1 Siemens<br />

3SB2455-1B 1 Siemens<br />

Type PO595-0 Style 0207<br />

Power Metaloxide film<br />

resistors<br />

ST 2,5-QUATTRO-TG 3038451 8<br />

Bauelemente-Stecker P-CO 3036796 8<br />

KLEMMEN_ZUB_LEERSTECKE<br />

R_TYP1_GRAU<br />

<strong>SIMOTION</strong> Trainingskoffer<br />

WID_MET_SHT_1K2_+-<br />

1%_600mW_+50ppm_02<br />

07<br />

I DT <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> Seite 10/67 MC-FE-I-007-V11-DE<br />

1<br />

Yageo<br />

Europe<br />

Phoenix<br />

Contact<br />

Phoenix<br />

Contact<br />

1 Beyschlag<br />

280-801 1 WAGO<br />

KLEMME_4-LEITER_GRAU 280-686 1 WAGO<br />

Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller<br />

Trainingskoffer <strong>SIMOTION</strong> D435 6ZB2 470-0AE00 1 SIEMENS


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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Hinweis Das Funktionsbeispiel wurde <strong>mit</strong> den hier aufgeführten Hardware-<br />

Komponenten getestet. Alternativ können auch andere, funktional<br />

gleichwertige Komponenten verwendet werden. In einem solchen Fall ist<br />

ggf. eine andere Parametrierung und eine andere Verdrahtung der<br />

Komponenten erforderlich.<br />

Hinweis Voraussetzung für dieses Funktionsbeispiel ist die Verwendung einer<br />

<strong>SIMOTION</strong> D435 (6UA1 435-0AA00-0AA1) <strong>mit</strong> Version D (oder höher)<br />

sowie eines Double Motor Modules dessen Bestellnummer <strong>mit</strong> 0AA3<br />

(oder höher) endet.<br />

3.2 Software-Komponenten<br />

3.2.1 Engineering-Software<br />

Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz Hersteller<br />

STEP 7 V5.4 SP4 6ES7810-4CC08-0YA5 1 Siemens<br />

S7 Distributed <strong>Safety</strong> Programming<br />

V5.4 SP4 6ES7833-1FC+02-0YA5 1 Siemens<br />

S7 F ConfigurationPack V5.5 SP5 1 Siemens<br />

<strong>SIMOTION</strong> SCOUT V4.1 SP2 6AU1810-1BA41-2XA0 1 Siemens<br />

3.2.2 Firmware<br />

Auf allen <strong>SINAMICS</strong>-Komponenten muss der Firmware-Stand V2.5 SP1<br />

oder höher vorliegen.<br />

Die <strong>SIMOTION</strong> muss <strong>mit</strong> einem Firmware-Stand V4.1 SP1 oder höher betrieben<br />

werden.<br />

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4 Aufbau und Verdrahtung<br />

4.1 Übersicht zum Hardware-Aufbau<br />

Grundkonfiguration<br />

4.2 Verdrahtung der Hardware-Komponenten<br />

4.2.1 Verdrahtung Steuerspannung<br />

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4.2.2 Prinzipieller Anschluss F-CPU an TM54F<br />

fehlersicherer<br />

Ausgang von F-CPU TM54F<br />

F-DO 0<br />

DO 0+<br />

DO 0-<br />

M1<br />

R1<br />

-X520<br />

1 L3+<br />

2 M1<br />

-X521<br />

1 L1+<br />

2 DI 0<br />

3 DI 1+<br />

4 DI 2<br />

5 DI 3+<br />

6 DI 1-<br />

7 DI 3-<br />

8 M1<br />

Anschluss F-DO P-/M-schaltend (F-CPU) → F-DI (TM54F)<br />

Dimensionierung der Lastwiderstände<br />

Ein Widerstand wird benötigt, wenn der Reststrom (bei “0“-Signal) in einem<br />

Kanal (P- oder M-Kanal) größer als 0.5mA ist. Bei kleineren Restströmen<br />

ist kein Widerstand erforderlich.<br />

Bei der Berechnung des notwendigen Lastwiderstands kann der Innenwiderstand<br />

der F-DIs des TM54F vernachlässigt werden, da dieser hinreichend<br />

groß ist. Die maximale Spannung bei der am P- bzw. M-Kanal ein<br />

“0“-Pegel erkannt wird beträgt 5V. Für die Berechnung des Lastwiderstands<br />

gilt folgende Formel:<br />

5V<br />

Rx ≤<br />

Ruhestrom [ A]<br />

Für die am Lastwiderstand abfallende Verlustleistung gilt:<br />

P =<br />

2<br />

U<br />

; U<br />

R<br />

=<br />

24V<br />

+ 20%<br />

=<br />

28.<br />

8V<br />

Sind in der Herstellerdokumentation für den digitalen Ausgang Bedingungen<br />

genannt, z.B. eine Mindestlast bzw. ein maximaler Lastwiderstand,<br />

sind diese zu berücksichtigen. Zum Beispiel ist für die SIMATIC ET200S<br />

I/O-Baugruppe 4 F-DO ein Lastwiderstandsbereich von 12Ω bis 1kΩ angegeben.<br />

Hinweis: Bei Einsatz von geregelten SITOP-Stromversorgungen ist die<br />

Spannungstoleranz auf der 24V-Seite bedeutend geringer als die maximal<br />

zulässige Toleranz von +20% der Versorgungsspannung an den ET200S-<br />

Baugruppen. Die umgesetzte Leistung am Widerstand ist in diesem Fall geringer<br />

als die oben berechnete maximale Leistung.<br />

Hinweis: Beim Einsatz eines ET200S 4 F-DO Moduls wird für reale Applikationen<br />

wird für die Anschaltung an die TM54F die Nutzung des 1 F-RO<br />

Moduls empfohlen.<br />

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R2<br />

F-DI 0<br />

F-DI 1


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4.2.3 DRIVE-CLiQ-Verschaltung<br />

Die <strong>SINAMICS</strong>-Geräte sind wie im folgenden Bild dargestellt per DRIVE-<br />

CLiQ-Kabel zu verbinden.<br />

DRIVE-CLiQ-Verschaltung<br />

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4.3 Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten<br />

Die PROFIBUS-Schnittstellen der F-CPU und der D435 werden in diesem<br />

Funktionsbeispiel nur für die Programmierung benutzt. Der sicherheitsgerichtete<br />

Signalaustausch zwischen F-CPU und TM54F geschieht ausschließlich<br />

über fest verdrahtete 24 V-Signale.<br />

4.3.1 Bus-Schnittstellen<br />

Programmiergerät / PC<br />

• PROFIBUS-Adresse = 0<br />

• Da die verwendete F-CPU der Busmaster ist darf die PROFIBUS-<br />

Schnittstelle des Prgrammiergeräts nicht als einziger Master am Bus<br />

projektiert sein (kein Häckchen im Feld „PG/PC ist einziger Master am<br />

Bus“).<br />

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<strong>SIMOTION</strong> D435<br />

• PROFIBUS-Adresse = 2<br />

• Die PROFIBUS-Adresse wird über die HW-Konfig eingestellt.<br />

SIMATIC 315F-2 PN/DP CPU<br />

• PROFIBUS-Adresse = 4<br />

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4.3.2 Bustopologie<br />

Ansicht in NetPro<br />

Voraussetzungen zum Betrieb<br />

• Die SIMATIC-Komponenten sind montiert und <strong>mit</strong>einander verbunden.<br />

Die PROFIsafe-Adressen der fehlersicheren Ein- und Ausgangsbaugruppen<br />

müssen per DIL-Schalter eingestellt sein; siehe dazu Kapitel<br />

6.2.<br />

• Alle Komponenten sind entsprechend Kapitel 4.2 angeschlossen.<br />

• Die DRIVE-CLiQ-Topologie der <strong>SINAMICS</strong>-Komponenten ist<br />

eingehalten.<br />

• Die Motoren sind per Leistungs- und Geberleitung <strong>mit</strong> dem Motor<br />

Module verbunden.<br />

• Das Motor Module ist ordnungsgemäß <strong>mit</strong> der Einspeisung verbunden<br />

(DC-Zwischenkreis und Steuerspannung DC 24 V).<br />

• Die Einspeisung ist an das speisende Netz angeschlossen.<br />

• Die Komponenten werden <strong>mit</strong> DC 24 V versorgt.<br />

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5 Übersicht und Bedienung<br />

5.1 Beschreibung der Bedienung<br />

Hardware-Übersicht<br />

Um die Antriebe verfahren zu können muss zuerst die <strong>SIMOTION</strong> in den<br />

Zustand „RUN“ geschaltet werden. Im Beispiel geschieht dies über den<br />

SCOUT. Dazu markiert man das Objekt D435 und betätigt die rechte Maustaste.<br />

Nun ist folgende Auswahl zu treffen: Zielgerät -> Betriebszustand.<br />

Da<strong>mit</strong> öffnet sich das Fenster indem man den Betriebszustand der<br />

<strong>SIMOTION</strong> einstellen kann. Der Drehschalter ist in Stellung RUN zu bringen.<br />

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Die Schalter -S1 bis -S4 befinden sich auf einem zum <strong>Safety</strong>-<br />

Trainingskoffer gehörenden Schalterkästchen. Hier<strong>mit</strong> werden die verschiedenen<br />

Sicherheitsfunktionen angewählt. Die Schalter -S5 bis -S10 befinden<br />

sich auf einem Schalterkästchen, das zum <strong>SIMOTION</strong>-<br />

Trainingskoffer gehört. Mit diesen Schaltern werden Achsfreigaben geschaltet,<br />

Verfahrprogramme gestartet, die Testfunktion der Sicherheitsfunktionen<br />

ausgelöst und anstehende Fehler quittiert.<br />

Zum Verfahren der Antriebe muss der Not-Halt-Taster -S1 entriegelt sein<br />

Mit dem Schalter -S5 wird die Achsfreigaben für Antrieb 1 (oberer/roter Motor)<br />

geschaltet. Mit -S6 kann das zugehörige Verfahrprogramm gestartet<br />

und gestoppt werden. Für Achse 2 (unterer/blauer Motor) wird die Freigabe<br />

per -S7 gegeben und das Verfahrprogramm <strong>mit</strong> -S8 aktiviert bzw. deaktiviert.<br />

Anstehende Alarme auf der <strong>SIMOTION</strong> sowie Alarme der Antriebe<br />

können <strong>mit</strong> -S9 quittiert werden. Eine Ausnahme stellen hier die <strong>Safety</strong>-<br />

Alarme dar, die fehlersicher über -S4 quittiert werden müssen. Der zyklisch<br />

auszuführende Teststopp der Sicherheitsfunktionen in den Antrieben sowie<br />

des TM54F wird über -S10 aktiviert.<br />

Wird der Not-Halt-Taster -S1 gedrückt, dann wird bei Antrieb 1 (oberer/roter<br />

Motor) die Sicherheitsfunktion SS1 ausgelöst; d.h. der Antrieb wird an der<br />

AUS3-Rampe abgebremst und in der Folge STO aktiviert. Bei Antrieb 2<br />

(unterer/blauer Motor) wird direkt STO ausgelöst; d.h. der Antrieb trudelt<br />

aus. Bei Auslösung Not-Halt steht Antrieb 1 da<strong>mit</strong> früher als Antrieb 2.<br />

Bei geschlossener Schutztür 1 (Knebelschalter -S2) kann Antrieb 1 verfahren<br />

werden. Wird -S2 geöffnet, dann wird die Sicherheitsfunktion SOS ausgelöst;<br />

d.h. der Antrieb wird von der <strong>SIMOTION</strong> bis zum Stillstand abgebremst.<br />

Nach Ablauf einer projektierbaren Zeit wird die Stillstandsposition<br />

vom Antrieb sicher überwacht. Wird die simulierte Schutztür -S2 wieder geschlossen,<br />

dann wird das Verfahrprogramm wieder gestartet. Ein EIN-<br />

Befehl ist hier nicht notwendig.<br />

Bei geschlossener Schutztür 2 (Knebelschalter -S3) kann Antrieb 2 <strong>mit</strong> beliebiger<br />

Drehzahl verfahren werden. Wird -S3 geöffnet dann wird die Verfahrgeschwindigkeit<br />

von der <strong>SIMOTION</strong> auf 80% des Geschwindigkeitsgrenzwertes<br />

von Stufe 1 der Sicherheitsfunktion SLS begrenzt. Nach Ablauf<br />

einer definierten Zeit wird dieser Grenzwert durch die Sicherheitsfunktion<br />

SLS überwacht. Wird -S3 wieder geschlossen, dann wird SLS abgeschaltet<br />

und die Begrenzung der Geschwindigkeit auf der <strong>SIMOTION</strong> aufgehoben.<br />

Der Antrieb kann nun wieder <strong>mit</strong> der projektierten Geschwindigkeit<br />

verfahren.<br />

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5.2 Zusammenfassung der Eingangssignale<br />

Digitale Eingänge des <strong>SINAMICS</strong> integrated an der <strong>SIMOTION</strong> D435<br />

DI0 -S5 Antrieb 1<br />

DI1 -S6 Antrieb 1<br />

DI2 -S7 Antrieb 2<br />

DI3 -S8 Antrieb 2<br />

DI6 -S9<br />

DI7 -S10<br />

Antrieb 1 / Antrieb 2 /<br />

TM54F / <strong>SIMOTION</strong><br />

Antrieb 1 / Antrieb 2 /<br />

TM54F<br />

Fehlersichere Eingänge am F-DI-Modul<br />

F-DI0 -S1 Not-Halt-Taster<br />

F-DI1 -S2 Schutztür 1 (für Antrieb 1) SOS<br />

F-DI2 -S3 Schutztür 2 (für Antrieb 2) SLS<br />

F-DI3 -S4 Quittiertaster<br />

Achsfreigaben setzen /<br />

wegnehmen<br />

Verfahrprogramm starten /<br />

stoppen<br />

Achsfreigeben setzen /<br />

wegnehmen<br />

Verfahrprogramm starten /<br />

stoppen<br />

Alarme quittieren<br />

Teststopp auslösen<br />

Antrieb 1: SS1<br />

Antrieb 2: STO<br />

Fehlersichere Quittierung<br />

(Antrieb 1 & 2) und<br />

Depassivierung (alle F-<br />

Slaves)<br />

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6 Beispielprojekt<br />

In diesem Kapitel erfahren Sie, wie die einzelnen Komponenten parametriert<br />

werden müssen. Als Engineering-Software für die <strong>SIMOTION</strong> und den<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> wird <strong>SIMOTION</strong> SCOUT eingesetzt. Für die Programmierung<br />

der F-CPU ist Distributed <strong>Safety</strong> Voraussetzung.<br />

Nachfolgend wird schrittweise beschrieben, wie das zu diesem Funktionsbeispiel<br />

gehörende Software-Projekt erstellt wurde.<br />

6.1 Passwörter<br />

Der Einfachheit halber wird im Projekt auf den SIMATIC-Komponenten ein<br />

gemeinsames Sicherheits-Passwort für Programm und Hardware verwendet.<br />

Auch bei der <strong>Safety</strong>-Projektierung der <strong>SINAMICS</strong>-Komponenten wird<br />

für die Antriebe und für das Klemmenerweiterungsmodul TM54F jeweils ein<br />

Passwort benutzt.<br />

• Sicherheitspasswort auf F-CPU: "0"<br />

• Sicherheitspasswort auf <strong>SINAMICS</strong>-Komponenten: "1"<br />

In einer realen Applikation sollten diese Passwörter geändert werden!<br />

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6.2 Hardware-Konfiguration der fehlersicheren Steuerung<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Im SIMATIC-Manager<br />

eine SIMATIC 300-<br />

Station in das Projekt<br />

einfügen.<br />

In der HW-Konfig die<br />

Station vollständig<br />

anlegen und parametrieren.<br />

Dazu die in der Stückliste<br />

aus Kap. 3.1 enthaltenen<br />

Baugruppen<br />

per Drag&Drop aus<br />

dem Katalogfenster in<br />

das Konfigurationsfenster<br />

ziehen.<br />

Adresseinstellungen<br />

der DP-Schnittstelle<br />

wie in Kap. 4.3 beschrieben<br />

vornehmen.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Projektierung der F-<br />

CPU<br />

Im Fenster Eigenschaften<br />

der F-CPU in<br />

der Lasche Schutz den<br />

Zugriffsschutz für die<br />

F-CPU aktivieren und<br />

durch ein Passwort<br />

schützen.<br />

Sicherheitsprogramm<br />

aktiv schalten ("CPU<br />

enthält Sicherheitsprogramm.")<br />

Projektierung der F-DI<br />

Baugruppe.<br />

PROFIsafe-Adresse<br />

gemäß DIL-Schaltern<br />

projektieren.<br />

Projektierung der F-DI<br />

Baugruppe.<br />

Projektierung F-DI 0<br />

(Kanal 0, 12)<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Projektierung der F-DI<br />

Baugruppe.<br />

Projektierung F-DI 1<br />

(Kanal 1, 13)<br />

Projektierung F-DI 2<br />

(Kanal 2, 14)<br />

Projektierung F-DI 3<br />

(Kanal 3, 15)<br />

Projektierung F-DI 5<br />

(Kanal 5, 17)<br />

Projektierung der F-DO<br />

Baugruppe.<br />

PROFIsafe-Adresse<br />

gemäß DIL-Schaltern<br />

projektieren.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Projektierung der F-DO<br />

Baugruppe.<br />

Projektierung F-DO 0<br />

Projektierung F-DO 1<br />

Projektierung F-DO 2<br />

Projektierung F-DO 5<br />

Projektierung F-DO 7<br />

HW-Konfig speichern<br />

und übersetzen<br />

HW-Konfig in die F-<br />

CPU laden.<br />

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6.3 Programmierung der fehlersicheren Steuerung<br />

Das Sicherheitsprogramm wurde bewusst so einfach wie möglich gewählt.<br />

Im vorliegenden Fall ist die Hauptaufgabe des Sicherheitsprogramms die<br />

Signale an den F-DIs an die F-DOs weiter zu leiten. Die F-DOs sind <strong>mit</strong> F-<br />

DIs des TM54F verdrahtet. Über das TM54F werden die Sicherheitsfunktionen<br />

der Antriebe angesteuert. Zuerst müssen die notwendigen Bausteine<br />

für das Sicherheitsprogramm angelegt werden.<br />

Achtung:<br />

Das Programm darf in dieser Form nicht für eine reale Applikation eingesetzt<br />

werden.<br />

Man beginnt <strong>mit</strong> dem F-Call Baustein. Dieser wird zum Aufruf des Sicherheitsprogramms<br />

benötigt. Dazu muss im Bausteinordner eine Funktion<br />

(hier FC1) <strong>mit</strong> der Erstellsprache F-Call eingefügt werden. Zum zyklischen<br />

Aufruf des Sicherheitsprogramms wird noch der Weckalarm OB35 benötigt.<br />

Das eigentliche Sicherheitsprogramm wird in diesem Beispiel in einem<br />

Funktionsbaustein (hier FB1) abgearbeitet; d.h. es muss nun der FB 1 <strong>mit</strong><br />

der Erstellsprache F-KOP oder F-FUP eingefügt werden.<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Programmierung OB35<br />

Aufruf des Sicherheitsprogramms<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Programmierung FB1<br />

Netzwerk 1:<br />

automatische<br />

Quittierung aktivieren<br />

Netzwerk 2:<br />

Ansteuerung<br />

Signallampe in -S4.<br />

Programmierung FB1<br />

Netzwerk 3:<br />

-S1 (Not-Halt) wird auf<br />

F-DO 0 verschaltet.<br />

Netzwerk 4:<br />

-S2 wird invertiert auf<br />

F-DO 1 verschaltet.<br />

Netzwerk 5:<br />

-S3 wird auf F-DO2<br />

verschaltet.<br />

Netzwerk 6:<br />

-S4 wird auf F-DO5<br />

verschaltet.<br />

Netzwerk 7:<br />

-S4 wird zur<br />

Quittierung genutzt.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Erstellung neue F-<br />

Ablaufgruppe<br />

Hier wird das<br />

Sicherheits-programm<br />

(FB1) dem FC1<br />

zugeordnet, sowie der<br />

zugehörige I-DB<br />

definiert.<br />

Danach das<br />

Sicherheitsprogramm<br />

generieren und in die<br />

CPU laden.<br />

Zusätzlich noch die<br />

Standardbausteine in<br />

die F-CPU laden.<br />

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6.4 Projektierung <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong><br />

In diesem Abschnitt wird die Grundprojektierung des <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong><br />

beschrieben. Die <strong>Safety</strong>-Inbetriebnahme wird im nächsten Punkt betrachtet.<br />

6.4.1 <strong>SIMOTION</strong> in das bestehende SIMATIC-Projekt einfügen<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

In das bestehende<br />

Objekt eine weitere<br />

SIMATIC 300-Station<br />

einfügen.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Anschließend (falls<br />

gewünscht) die Station<br />

umbenennen; z.B. in<br />

„<strong>SIMOTION</strong> D“<br />

Aus dem Katalog die<br />

ensprechende<br />

<strong>SIMOTION</strong>-<br />

Komponente<br />

auswählen und in den<br />

Arbeitsbereich<br />

übernehmen<br />

(Drag&Drop).<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Verwendete DP-<br />

Schnittstelle der<br />

<strong>SIMOTION</strong><br />

projektieren und<br />

vernetzen.<br />

Im Beispiel wird DP2<br />

verwendet (siehe auch<br />

Abschnit 4.3.2)<br />

Anschließend noch<br />

speichern und<br />

übersetzen. Danach<br />

die HW-Konfig in die<br />

<strong>SIMOTION</strong> laden. Nun<br />

kann die HW-Konfig<br />

geschlossen werden.<br />

Die <strong>SIMOTION</strong> ist nun<br />

in das bestehende<br />

Projekt integriert.<br />

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6.4.2 Grundinbetriebnahme der <strong>SINAMICS</strong>-Antriebe (ohne <strong>Safety</strong>)<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

SCOUT / STARTER<br />

aus dem SIMATIC-<br />

Projekt heraus öffnen<br />

(-> Doppelklick auf<br />

„Inbetriebnahme“)<br />

Online gehen.<br />

Automatische Konfiguration<br />

der Antriebe<br />

starten.<br />

Regelungsart „Servo“<br />

für beide Antriebe<br />

auswählen.<br />

Offline gehen und<br />

„Speichern und<br />

Übersetzen“<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 1<br />

Im Projektnavigator bei<br />

Antrieb 1 (SERVO_02)<br />

das Fenster<br />

Konfiguration öffnen.<br />

„DDS Konfigurieren“<br />

startet die geführte<br />

Nachkonfiguration.<br />

Hinweis: Es werden<br />

im Folgenden nur die<br />

Masken beschrieben in<br />

denen eine Änderung<br />

notwendig ist.<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 1<br />

Es muss ein Signal für<br />

„Einspeisung in<br />

Betrieb“ (p0864)<br />

projektiert werden.<br />

Hier im Beispiel wird<br />

der Festbinektor 1<br />

verwendet.<br />

Hinweis: In einer<br />

realen Applikation<br />

sollte nicht der<br />

Festbinektor 1 als<br />

Signal für „Einspeisung<br />

in Betrieb“ (p0864)<br />

verwendet werden.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 1<br />

Das PROFIdrive-<br />

Telegramm (p0922) für<br />

den Antrieb muss eingestellt<br />

werden. Hier<br />

im Beispiel wird Telegrammtyp<br />

105 verwendet.<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 2<br />

Konfigurator starten<br />

wie für Antrieb 1 beschrieben<br />

(Antrieb 2 ist<br />

SERVO_03).<br />

Hinweis: Es werden<br />

im Folgenden nur die<br />

Masken beschrieben in<br />

denen eine Änderung<br />

notwendig ist.<br />

Es muss ein Signal für<br />

„Einspeisung in<br />

Betrieb“ (p0864)<br />

projektiert werden.<br />

Hier im Beispiel wird<br />

der Festbinektor 1<br />

verwendet.<br />

Hinweis: In einer<br />

realen Applikation<br />

sollte nicht der<br />

Festbinektor 1 als<br />

Signal für „Einspeisung<br />

in Betrieb“ (p0864)<br />

verwendet werden.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 2<br />

Der zweite Antrieb<br />

verfügt nicht über einen<br />

Drive-CLiQ-Geber;<br />

der Motor muss manuell<br />

ausgewählt werden.<br />

Beim Motor handelt es<br />

sich im, Beispiel um<br />

den Typ 1FK7022 -<br />

5AK71 - 1AG0.<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 2<br />

Ebenso wie der Motor<br />

muss auch der Geber<br />

manuell ausgewählt<br />

werden. Dies geschieht<br />

ebenfalls wieder<br />

über die Typnummer<br />

(MLFB).<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Nachkonfiguration<br />

Antrieb 2<br />

Das PROFIdrive-<br />

Telegramm (p0922) für<br />

den Antrieb muss eingestellt<br />

werden. Hier<br />

im Beispiel wird Telegrammtyp<br />

105 verwendet.<br />

Das TM54F wird automatisch<br />

angelegt,<br />

wenn es bei der automatischenKonfiguration<br />

<strong>mit</strong> der D435 per<br />

Drive-CLiQ verbunden<br />

war.<br />

Die Topologie für das<br />

Funktionsbeispiel ist<br />

hier zu sehen.<br />

Projektierung speichern,<br />

danach online<br />

gehen und geändertes<br />

Projekt laden.<br />

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<strong>SIMOTION</strong> <strong>mit</strong> <strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 31410726<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Über den Projektnavigator<br />

beim Objekt<br />

SERVO_02 das Fenster<br />

„Drehzahlregler“<br />

öffnen.<br />

Für beide Antriebe<br />

wurde im Beispiel der<br />

Drehzahlregler wie<br />

folgt eingestellt:<br />

P-Verst. = 0.1 Nms/rad<br />

Nachstellzeit = 10ms<br />

Auf beiden Antrieben<br />

müssen nun noch einige<br />

Parameter in der<br />

Expertenliste angepasst<br />

werden.<br />

Anpassung auf 230V-<br />

Betrieb.<br />

Projektierung AUS3-<br />

Rampe.<br />

Alarmquittierung <strong>mit</strong><br />

-S9 (= DI 6 <strong>SINAMICS</strong><br />

<strong>Integrated</strong>) verschalten.<br />

Nun RAM nach ROM<br />

kopieren (auf<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong>),<br />

Projektierung ins PG<br />

laden und speichern.<br />

p2101 = r722.6 in Expertenliste der CU<br />

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6.5 Parametrierung der Sicherheitsfunktionen im <strong>SINAMICS</strong><br />

<strong>Integrated</strong><br />

6.5.1 Telegrammprojektierung<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Im SCOUT das<br />

Fenster für die<br />

Projektierung des<br />

PROFIdrive-<br />

Telegramms öffnen<br />

Telegrammverlängerung<br />

für sogenannten<br />

<strong>Safety</strong>-Datenblock<br />

einfügen.<br />

Es werden 3 Worte für<br />

Datenübertragung vom<br />

Antrieb zur <strong>SIMOTION</strong><br />

benötigt.<br />

Diese Telegrammverlängerung<br />

für beide<br />

Antriebe einfügen.<br />

Telegrammtyp 390 für<br />

CU auswählen.<br />

Änderungen in die<br />

HW-Konfig übertragen.<br />

Die Telegrammprojektierung<br />

sollte nun<br />

wie hier dargestellt<br />

ausshen (gleiche<br />

Adressvergabe<br />

vorausgesetzt).<br />

Speichern, online<br />

gehen und<br />

Projektierung laden.<br />

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6.5.2 Projektierung fehlersicheres Terminalmodul TM54F<br />

Hinweis:<br />

Die Projektierung des fehlersicheren Terminalmoduls muss online erfolgen.<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster „<strong>Safety</strong><br />

integrated“ der TM54F<br />

öffnen und Inbetriebnahmemodus<br />

<strong>mit</strong><br />

„Einstellungen ändern“<br />

aktivieren.<br />

Default-Passwort bei<br />

Erst-IBN lautet „0“.<br />

Fenster „Konfiguration“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

Zuordnung Antriebe /<br />

Antriebsgruppen<br />

Diskrepanzzeit F-DI<br />

F-DI für fehlersichere<br />

Quittierung<br />

Signalquelle für<br />

Zwangsdynamisierung<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster<br />

„Antriebsgruppe 1“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

STO statisch inaktiv<br />

SS1 über F-DI 0<br />

SOS über F-DI 1<br />

SS2 und SLS statisch<br />

inaktiv<br />

Fenster<br />

„Antriebsgruppe 2“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

STO über F-DI 0<br />

SS1, SS2 und SOS<br />

statisch inaktiv<br />

SLS über F-DI 2<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster „Ausgänge“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

1. Signal für F-DO 0<br />

<strong>mit</strong> Rückmeldung SSM<br />

für Antriebsgruppe 1.<br />

2. Signal für F-DO 0<br />

<strong>mit</strong> Rückmeldung SSM<br />

für Antriebsgruppe 2.<br />

Parameter kopieren<br />

und danach Dialog<br />

zum Ändern des<br />

Passwortes öffnen.<br />

Neues Passwort<br />

vergeben. Im Beispiel<br />

wird der Wert „1“<br />

verwendet.<br />

Einstellungen<br />

aktivieren.<br />

RAM nach ROM<br />

Sicherung ausführen<br />

(Start <strong>mit</strong> „OK“).<br />

Hinweis:<br />

Neustart kann sofort erfolgen. Zu empfehlen ist aber vorher noch die<br />

<strong>Safety</strong>-Projektierung der Achsen durchzuführen.<br />

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6.5.3 Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben<br />

Hinweise:<br />

Die Projektierung der Sicherheitsfunktionen auf den Antrieben muss online<br />

erfolgen.<br />

Es werden nur die Fenster beschrieben in denen Parameteränderungen<br />

notwendig sind.<br />

Bei beiden Antrieben werden die Sicherheitsfunktionen STO, SS1, SS2,<br />

SOS, SLS und SSM so weit in Betrieb genommen um angesteuert werden<br />

zu können. Das Beispiel beschränkt sich jedoch für Antrieb 1 auf die Anwahl<br />

von SS1 und SOS. Für Antrieb 2 werden STO und SLS angesteuert.<br />

Die Projektierung der Sicherheitsfunktionen ist bei beiden Antrieben identisch.<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster „<strong>Safety</strong><br />

integrated“ von Antrieb<br />

1 & 2 (SERVO_02 &<br />

SERVO_03) öffnen<br />

und Inbetriebnahmemodus<br />

<strong>mit</strong><br />

„Eistellungen ändern“<br />

aktivieren.<br />

Default-Passwort bei<br />

Erst-IBN lautet „0“.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster „<strong>Safety</strong><br />

integrated“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

Auswahl Ansteuerung<br />

<strong>mit</strong> „Motion Monitoring<br />

über TM54F“<br />

Freigaben auf „Freigeben“<br />

setzen.<br />

Fenster „Konfiguration“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

Geschwindigkeitsgrenze<br />

(SSM) <strong>mit</strong> 100<br />

mm/min<br />

Signalquelle Teststopp<br />

<strong>mit</strong> DI7 des <strong>SINAMICS</strong><br />

<strong>Integrated</strong><br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster „Sichere<br />

Stops“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

Verzögerungszeit SS1<br />

-> Impulslöschen =<br />

500msec<br />

Verzögerungszeit Anw.<br />

SOS -> SOS aktiv =<br />

500msec<br />

Verzögerungszeit SS2<br />

-> SOS aktiv =<br />

500msec<br />

Beschleunigungsüberwachung<br />

=<br />

500mm/min<br />

Abschaltdrehzahl SS1<br />

= 100mm/min<br />

Stillstandstoleranz<br />

SOS = 2.5mm<br />

Fenster „Sicher<br />

reduzierte<br />

Geschwindigkeit“<br />

Im Beispiel ist zu<br />

projektieren:<br />

n_max für Stufe 1 =<br />

625mm/min<br />

Parameter kopieren<br />

und danach Dialog<br />

zum Ändern des<br />

Passwortes öffnen.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Neues Passwort<br />

vergeben. Im Beispiel<br />

wird der Wert „1“<br />

verwendet.<br />

Einstellungen<br />

aktivieren.<br />

RAM nach ROM<br />

Sicherung ausführen.<br />

Achsiale Sicherung ist<br />

ausreichend (Start <strong>mit</strong><br />

„Achsparameter“).<br />

Hinweis: Neustart erst<br />

nach Abschluss der<br />

Projektierung<br />

ausführen.<br />

Bei Version V2.5<br />

(<strong>SINAMICS</strong> integrated)<br />

muss nun bei beiden<br />

Antrieben noch die<br />

Anpassung an den<br />

taktsynchronen<br />

internen PROFIBUS<br />

vorgenommen werden.<br />

Nun RAM nach ROM<br />

kopieren (auf<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong>).<br />

Power-On-Reset<br />

ausführen.<br />

Online gehen,<br />

Projektierung ins PG<br />

laden und speichern.<br />

1. p10 = 95<br />

2. p9761 = Passwort (im Beispiel „1“)<br />

3. p9510 = 1<br />

4. p9700 = 57hex<br />

5. p9701 = AChex<br />

6. p10 = 0<br />

Wenn Sie die <strong>Safety</strong>-Inbetriebnahme für alle Antriebe ausgeführt haben,<br />

können Sie die Antriebe bei abgewähltem Not-Halt über die Steuertafel<br />

oder <strong>SIMOTION</strong> verfahren.<br />

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Die Nutzung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen ist ausgewählt<br />

und diese können über die Bedienelemente an der F-CPU aktiviert bzw.<br />

deaktiviert werden.<br />

Es sollten nur noch folgende Meldungen sichtbar sein.<br />

Diese Meldungen beeinflussen nicht die oben beschriebene Funktionalität.<br />

Sie sagen lediglich aus, dass der Teststopp der Sicherheitsfunktionen in<br />

den Antrieben notwendig ist (A1697) bzw. die Zwangsdynamisierung der<br />

TM54F ausgeführt werden muss (A35014). Es handelt sich hier um Warnungen,<br />

d.h. die Antriebe können eingeschaltet und verfahren werden.<br />

6.5.4 Projektierung des <strong>Safety</strong>-Datenblocks auf Seiten des <strong>SINAMICS</strong><br />

Die Telegrammerweiterung für den sogenannten <strong>Safety</strong>-Datenblock wurde<br />

in Abschnitt 6.5.1 angelegt. Hier geht es nun darum diesen Datenblock<br />

vom SINAMCS <strong>Integrated</strong> <strong>mit</strong> den benötigten Daten zu versorgen. Es werden<br />

6 Byte / 3 Worte benötigt. Die Daten werden vom Antrieb an die<br />

<strong>SIMOTION</strong> gesendet. Es werden keine <strong>Safety</strong>-Signale von der <strong>SIMOTION</strong><br />

an den Antrieb gesendet.<br />

Die Prozessdaten werden vom Anwender <strong>mit</strong>tels der BiCo-Verschaltung im<br />

<strong>SINAMICS</strong> verdrahtet. Die Reihenfolge der einzelnen Signale im <strong>Safety</strong><br />

Datenblock darf nicht verändert werden.<br />

Im ersten Wort werden die Rückmeldebits der Sicherheitsfunktionen des<br />

Antriebs übertragen.<br />

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Folgende BiCo-Verschaltung ist für jeden Antrieb durchzuführen:<br />

Das Zustandswort steht dann an Parameter r2089[3] zur Verfügung.<br />

Im zweiten und dritten Wort wird die wirksame Sollgeschwindigkeitsbegrenzung<br />

bei Anwahl von SLS (r9733) als Gleitpunktzahl übertragen.<br />

Die Verschaltung des <strong>Safety</strong>-Datenblock auf Antriebsseite hat folgende Zuordnung:<br />

<strong>Safety</strong> Zustandswort<br />

r2089[3]<br />

wirksame Sollgeschwindigkeitsbegrenzung<br />

r9733 [0] = p9531 [x] * p9533 / p9520<br />

(x: angewählte SLS-Stufe)<br />

Die <strong>SINAMICS</strong> <strong>Safety</strong>-Statussignale werden in der <strong>SIMOTION</strong> Systemvariablen<br />

D435.Axis_1.drivedata.drivesafetyextendedfunctionsinfodata.state angezeigt.<br />

Der Wert der Sollgeschwindigkeitsbegrenzung wird in<br />

D435.Axis_1.drivedata.drivesafetyextendedfunctionsinfodata.safespeedli<strong>mit</strong><br />

angezeigt.<br />

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6.6 <strong>SIMOTION</strong><br />

6.6.1 <strong>SIMOTION</strong> Achsen anlegen<br />

Auf <strong>SIMOTION</strong>-Seite sind die Achsen über den Inbetriebnahme-<br />

Assistenten wie folgt anzulegen. SERVO_02 wird Axis_1 zugeordnet,<br />

SERVO_03 wird entsprechend <strong>mit</strong> Axis_2 verbunden. Das Vorgehen wird<br />

hier beispielhaft für eine Achse (Axis_1) gezeigt. Bevor das Projekt in die<br />

<strong>SIMOTION</strong> geladen wird müssen beide Achsen konfiguriert sein.<br />

Beschreibung Anmerkung<br />

Inbetriebnahme-<br />

Assistenten durch<br />

Doppelklick auf „Achse<br />

einfügen“ im<br />

Projektnavigator<br />

starten.<br />

Im Beispiel wird die<br />

erste Achse „Axis_1“<br />

genannt.<br />

Es wird „Drehzahlregelung“<br />

und<br />

„Positionieren“<br />

aktiviert.<br />

Es werden die<br />

voreingestellten Werte<br />

beibehalten. Es<br />

handelt sich um eine<br />

Linearachse <strong>mit</strong><br />

elektrischem Antrieb.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Auch im Fenster<br />

„Einheiten“ wurden im<br />

Beispiel die voreingestellten<br />

Werte<br />

beibehalten.<br />

Die Modulo-Korrektur<br />

wird im Beispiel nicht<br />

aktiviert.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

In diesem Fenster wird<br />

die Zuordnung<br />

zwischen <strong>SIMOTION</strong><br />

Objekt (Axis_1) und<br />

der <strong>SINAMICS</strong>-Achse<br />

(SERVO_02) getroffen.<br />

Datenabgleich <strong>mit</strong> dem<br />

Antrieb ausführen<br />

(Normierungsdrehzahl<br />

und Maximaldrehzahl).<br />

Kontrolle ob das<br />

PROFIdrive Telegramm<br />

105<br />

ausgewählt ist.<br />

Mit Schaltfläche<br />

„PROFIdrive<br />

Telegramm ändern“<br />

das folgende Fenster<br />

öffnen.<br />

Da die Projektierung<br />

der <strong>SINAMICS</strong>-<br />

Antriebe abgeschlossen<br />

ist, muss hier<br />

lediglich geprüft<br />

werden ob die Werte<br />

korrekt übernommen<br />

wurden. Änderungen<br />

sind i.d.R. nicht notwendig.<br />

Speziell die Telegrammerweiterung<br />

um<br />

3 Worte eingangsseitig<br />

prüfen, da diese für die<br />

Übertragung der<br />

<strong>Safety</strong>-Daten vom<br />

Antrieb an die<br />

<strong>SIMOTION</strong> benötigt<br />

wird.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Hier wird der Geber<br />

zugeordnet.<br />

Die Geberdaten<br />

können <strong>mit</strong> der Schaltfläche„Datenübernahme<br />

vom Antrieb“ in<br />

den Wizzard übernommen<br />

werden.<br />

Hier werden die<br />

weiteren Geberdaten<br />

angezeigt. Änderungen<br />

sind nicht notwendig,<br />

wenn die Datenübernahme<br />

vom Antrieb<br />

fehlerfrei abgelaufen<br />

ist.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Abschluss des<br />

Wizzards zum Anlegen<br />

des Objekts Achse auf<br />

der <strong>SIMOTION</strong>.<br />

Nach Abschluss des<br />

Inbetriebnahmeassistenten<br />

sind beim<br />

Beispiel noch einige<br />

Parameränderungen<br />

nötig. Diese sind in<br />

den folgenden<br />

Fenstern dargestellt.<br />

Fenster „Vorbelegung“<br />

Geschwindigkeit wird<br />

auf den Wert 83.33<br />

mm/s gesetzt<br />

(entspricht 300U/min).<br />

Für die Beschleunigung<br />

und Verzögerung<br />

wird der Wert<br />

333.33mm/s 2<br />

eingetragen.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Fenster<br />

„Begrenzungen“<br />

Maximale Geschwindigkeit<br />

auf den Wert<br />

500mm/s setzen.<br />

Fenster „Regelung“<br />

Im Beispiel wird der<br />

Kv-Faktor auf den Wert<br />

12 1/s gesetzt.<br />

Bei der zweiten Achse<br />

gibt es Unterschiede<br />

im Fenster<br />

„Antriebszuordnung“.<br />

Hier sind die logischen<br />

Hardware-Adressen<br />

gemäß Servo_03<br />

eingetragen.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Bei der zweiten Achse<br />

gibt es auch<br />

Unterschiede im<br />

Fenster<br />

„Geberzuordnung“.<br />

Die Geberdaten<br />

können <strong>mit</strong> der Schaltfläche„Datenübernahme<br />

vom Antrieb“ in<br />

den Wizzard übernommen<br />

werden.<br />

Bei der zweiten Achse<br />

gibt es auch<br />

Unterschiede im<br />

Fenster „Geber Daten“.<br />

Hier werden die<br />

weiteren Geberdaten<br />

angezeigt. Änderungen<br />

sind nicht notwendig,<br />

wenn die Datenübernahme<br />

vom Antrieb<br />

fehlerfrei abgelaufen<br />

ist.<br />

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Beschreibung Anmerkung<br />

Da die „<strong>Safety</strong>-Alarme“<br />

der <strong>SIMOTION</strong> noch<br />

nicht ganz der Spezifikation<br />

entsprechen ist<br />

es empfehlenswert<br />

diese für beide Achsen<br />

auszublenden.<br />

Das Fenster wird<br />

geöffnet in dem man<br />

im Ablaufsystem die<br />

TechFault-Task<br />

anwählt und dann die<br />

Schaltfläche „Alarmkonfiguration“<br />

betätigt.<br />

Die achspezifischen<br />

Reaktionen in diesem<br />

Beispiel bauen nicht<br />

auf diese Alarme auf.<br />

Hinweis: Ab Version<br />

4.1.4 ist die Funktion<br />

der Alarme korrekt. Es<br />

wird aber weiterhin<br />

empfohlen die Alarme<br />

nicht für die<br />

Programmierung der<br />

achspezifischen<br />

Reaktionen zu nutzen.<br />

Nach Abschluss der<br />

Inbetriebnahme beider<br />

Achsen auf Seiten der<br />

<strong>SIMOTION</strong> muss das<br />

Projekt gespeichrt und<br />

in die <strong>SIMOTION</strong><br />

geladen werden (Im<br />

Projektnavigator Fokus<br />

auf D435 legen).<br />

Wurde bei der<br />

Inbetriebnahme wie<br />

hier gezeigt vorgegangen,<br />

dann sind alle<br />

Einstellungen für den<br />

<strong>Safety</strong>-Datenblock<br />

korrekt.<br />

Es sollte nun lediglich<br />

kontrolliert werden,<br />

dass die Startadresse<br />

korrekt eingetragen<br />

wurde (276 für Axis_1<br />

und 320 für Axis_2)<br />

Axis_1<br />

Axis_2<br />

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6.6.2 <strong>SIMOTION</strong> Programme<br />

In diesem Abschnitt werden die im Funktionsbeispiel verwendeten Programme<br />

kurz vorgestellt. Auf die Darstellung des Programmcodes bzw. eine<br />

sehr detaillierte Beschreibung wird verzichtet, da die Programme selbst<br />

<strong>mit</strong> Kommentaren versehen sind.<br />

ST-Programme beinhalten den Kommentar direkt im Code. Bei MMC-<br />

Programmen sind kommentierte Blöcke <strong>mit</strong> einem grünen Dreieck in der<br />

rechten oberen Ecke gekennzeichnet. Der Kommentar kann geöffnet werden,<br />

indem man den Block markiert und <strong>mit</strong> der rechten Maustaste ein Menü<br />

öffnet. Hier muss dann der Eintrag „Kommentar eingeben ...“ ausgewählt<br />

werden.<br />

6.6.2.1 IO_ReadWrite (Digitale I/Os einlesen bzw. schreiben)<br />

Zur Steuerung der Bewegungen der Achsen werden die Digitalen Eingänge<br />

des <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> der <strong>SIMOTION</strong> D435 genutzt. Diese Eingänge<br />

werden über die I/O-Variable „io_cu320_inword“ in die <strong>SIMOTION</strong> eingelesen.<br />

Über die Variable „io_cu320_outword“ können die Ausgänge des<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> angesteuert werden, worauf in diesem Beispiel aber<br />

verzichtet wird. Die Eingänge werden genutzt um z.B. die Antriebe einzuschalten,<br />

Verfahrprogramme zu starten, Störungen zu quittieren und den<br />

Teststopp bzw. die Zwangsdynamisierung zu starten.<br />

Diese beiden Variablen werden im Projektnavigator unter „I/O“ wie nachfolgend<br />

dargestellt angelegt.<br />

Die DIs werden vom <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> in diesem Beispiel an Adresse<br />

298 (entspricht PZD 2 der Control Unit Senderichtung) zur Verfügung gestellt.<br />

Für die Ausgänge ist hier ebenfalls die Adresse 298 (entspricht PZD<br />

2 der Control Unit Empfangsrichtung) zu nutzen.<br />

Das Programm „IO_ReadWrite“ wurde aus dem FAQ <strong>mit</strong> der Nummer<br />

29063656 übernommen. Die nicht benötigten Programmteile wurden nachträglich<br />

entfernt. Eine detaillierte Dokumentation sowie der Programmcode<br />

kann unter folgendem Link herunter geladen werden:<br />

http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/29063656<br />

Das Programm wird in der Background-Task abgearbeitet und stellt die<br />

Signale an den digitalen Eingängen des <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> über die<br />

oben genannten Variablen für den Programmablauf der <strong>SIMOTION</strong> zur<br />

Verfügung.<br />

6.6.2.2 Axis_01.mmc_bg_task1 (Ablaufsteuerung für Axis_1)<br />

Mit diesem Programm wird der obere Antrieb des Vorführkoffers (Axis_1;<br />

bzw. SERVO_02) angesteuert. Das Programm wird in der BackgroundTask<br />

zyklisch bearbeitet und ist zuständig für das Ein-/Ausschalten der Achsfrei-<br />

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gabe, die Fehlerquittierung sowie für das Starten und Anhalten des Verfahrprogramms<br />

„mt_axis_1“.<br />

Programmfunktionen:<br />

-S5 (DI 0) Freigaben für Axis_1 setzen bzw. wegnehmen<br />

-S6 (DI 1) Verfahrprogramm „mt_axis_1“ starten bzw. stoppen.<br />

-S9 (DI 6) Alarme quittieren<br />

6.6.2.3 Axis_02.mmc_bg_task2 (Ablaufsteuerung für Axis_2)<br />

Mit diesem Programm wird der untere Antrieb des Vorführkoffers (Axis_2;<br />

bzw. SERVO_03) angesteuert. Das Programm wird in der BackgroundTask<br />

zyklisch bearbeitet und ist zuständig für das Ein-/Ausschalten der Achsfreigabe,<br />

die Fehlerquittierung sowie für das Starten und Anhalten des Verfahrprogramms<br />

„mt_axis_2“.<br />

Programmfunktionen:<br />

-S7 (DI 2) Freigaben für Axis_2 setzen bzw. wegnehmen<br />

-S8 (DI 3) Verfahrprogramm „mt_axis_2“ starten bzw. stoppen.<br />

-S9 (DI 6) Alarme quittieren<br />

6.6.2.4 Axis_01.mt_axis_1 (Verfahrprogramm für Axis_1)<br />

Das Verfahrprogramm besteht aus 3 Verfahrbefehlen, die von<br />

„mmc_bg_task1“ zyklisch aufgerufen werden, solange an -S1 ein HIGH-<br />

Pegel anliegt. D.h. nach einmaligem Start des Verfahrprogramms hat man<br />

eine „Endlosbewegung“ der Achse bis diese durch Anwahl einer <strong>Safety</strong>-<br />

Funktion oder durch einen LOW-Pegel an -S1 abgebrochen wird. Dieses<br />

Programm wird in der MotionTask_3 abgearbeitet. Diese Task wird vom<br />

Programm „Axis_01.mmc_gb_task1“ zyklisch gestartet.<br />

6.6.2.5 Axis_02.mt_axis_2 (Verfahrprogramm für Axis_2)<br />

Das Verfahrprogramm besteht aus 3 Verfahrbefehlen, die von<br />

„mmc_bg_task2“ zyklisch aufgerufen werden, solange an -S3 ein HIGH-<br />

Pegel anliegt. D.h. nach einmaligem Start des Verfahrprogramms hat man<br />

eine „Endlosbewegung“ der Achse bis diese durch Anwahl einer <strong>Safety</strong>-<br />

Funktion oder durch einen LOW-Pegel an -S3 abgebrochen wird. Dieses<br />

Programm wird in der MotionTask_4 abgearbeitet. Diese Task wird vom<br />

Programm „Axis_02.mmc_bg_task2“ zyklisch gestartet<br />

6.6.2.6 Axis_01.mt_safety_axis_1<br />

In diesem Programm werden die achsspezifischen Reaktionen auf die An-<br />

bzw. Abwahl der Sicherheitsfunktionen ausgeführt. Da mehrere Sicherheitsfunktionen<br />

gleichzeitig aktiv sein können muss zuerst die Priorität er<strong>mit</strong>telt<br />

werden, bevor die achsspezifische Reaktion ausgeführt werden<br />

kann. Dazu wird der Wert einer Variablen er<strong>mit</strong>telt die dann genutzt wird<br />

um die Reaktion auszuwählen (<strong>mit</strong>tels CASE-Anweisung). Im Beispiel werden<br />

für die einzelnen Funktionen die nachfolgend beschriebenen Reaktionen<br />

eingeleitet. Nach deren Ausführung werden die Variablen für den Zustand<br />

der einzelnen Sicherheitsfunktionen (er<strong>mit</strong>telt in ST_Main.extsafety)<br />

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als auch für die Priorisierung (er<strong>mit</strong>telt in Axis_01.mt_safety_1) zurück gesetzt.<br />

Das Programm wird in MotionTask_6 abgearbeitet.<br />

STO<br />

Bei Anwahl von STO ist keine spezielle Reaktion notwendig, da die Impulse<br />

sofort gelöscht werden. Bei Abwahl ist ebenfalls keine Reaktion notwendig,<br />

da nach Abwahl von STO ein erneuter EIN-Befehl gesetzt werden muss.<br />

SS1<br />

Bei Anwahl von SS1 muss die Achse in den Nachführbetrieb geschaltet<br />

werden und das Bewegungsprogramm „Axis_01.mt_axis_1“ abgebrochen<br />

werden. Dazu wird die MotionTask_3 und der aktuelle Verfahrbefehl abgebrochen.<br />

Bei Abwahl von SS1 wird die MotionTask_3 zurück gesetzt um<br />

erneut gestartet werden zu können. Da SS1 zwangläufig zu einem STO<br />

führt ist ein erneuter EIN-Befehl notwendig um die Bewegung der Achse<br />

wieder zu starten.<br />

SS2<br />

Bei Anwahl von SS2 muss die Achse in den Nachführbetrieb geschaltet<br />

werden und das Bewegungsprogramm „Axis_01.mt_axis_1“ abgebrochen<br />

werden. Dazu wird die MotionTask_3 und der aktuelle Verfahrbefehl abgebrochen.<br />

Bei Abwahl von SS2 wird die MotionTask_3 fortgesetzt. Die<br />

Bewegung wird bei Abwahl automatisch fortgesetzt. Es ist kein weiterer Befehl<br />

notwendig.<br />

SOS<br />

Bei Anwahl SOS wird die Achsbewegung durch einen STOP-Befehl lagegeregelt<br />

bis zum Stillstand abgebremst. Danach wird die MotionTask_3 abgebrochen<br />

um das Verfahren durch den nächsten Positionierbefehl zu unterbinden.<br />

Bei Abwahl SOS wird die MotionTask_3 wieder fortgesetzt und<br />

der nächste anstehende Positionierbefehl abgearbeitet. D.h. es ist auch<br />

hier kein Befehl notwendig um die Achsbewegung wieder zu starten.<br />

SLS<br />

Bei Anwahl SLS wird die zulässige Maximalgeschwindigkeit (<strong>SIMOTION</strong>-<br />

Variable: plusli<strong>mit</strong>sofdynamics.velocity) der Positionierung auf den Wert reduziert,<br />

der vom <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> (über den sogenannten <strong>Safety</strong>-<br />

Datenblock) an die <strong>SIMOTION</strong> über<strong>mit</strong>telt wird. Die Bewegung wird nun <strong>mit</strong><br />

der reduzierten Geschwindigkeit ausgeführt. Bei Abwahl von SLS wird dieser<br />

Grenzwert auf den ursprünglichen Wert zurück gesetzt.<br />

6.6.2.7 Axis_02.mt_safety_axis_2<br />

Siehe 6.6.2.6 wobei dieses Programm in MotionTask_7 bearbeitet wird und<br />

die Achsbewegung von Axis_2 über MotionTask_4 kontrolliert wird.<br />

6.6.2.8 ST_VarGlobal<br />

6.6.2.9 ST_Main<br />

In diesem ST-Programm werden notwendige Variablen für die Auswertung<br />

des <strong>Safety</strong>-Zustandsworts definiert.<br />

Dieses Programm besteht aus den drei Unterprogrammen „startup“,<br />

„extsafety“ und „techfault“.<br />

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Hinweis:<br />

Ab Version 4.1.4 ist die Funktion der <strong>Safety</strong> Meldungen der <strong>SIMOTION</strong><br />

50201 bis 50203 korrekt. In früheren Versionen entsprachen diese noch<br />

nicht ganz der Spezifikation. Es ist aber generell zu empfehlen das <strong>Safety</strong>-<br />

Zustandswort zyklisch auszuwerten und nicht die Alarme für die achspezifischen<br />

Reaktionen zu verwenden.<br />

„startup“<br />

In diesem Programm werden die Achsinstanzen zugeordnet, d.h. es wird<br />

festgelegt welche Achse welcher Variablen entspricht. Des Weiteren wird<br />

hier noch der Geschwindigkeitsgrenzwert der <strong>SIMOTION</strong>-Projektierung in<br />

einer Variablen zwischengespeichert. Bei Anwahl SLS wird dieser Wert<br />

überschrieben und muss bei Abwahl wieder zur Verfügung stehen. Das<br />

Programm wird in der StartupTask bearbeitet.<br />

„extsafety“<br />

In diesem Programm wird das <strong>Safety</strong>-Zustandswort ausgewertet um Informationen<br />

darüber zu erhalten welche der <strong>Safety</strong>-Funktionen sich in welchem<br />

Zustand befindet. Es werden die Zustände „angewählt“ (kommendes<br />

Ereignis), „aktiv“ „abgewählt“ (gehendes Ereignis) und „inaktiv“ unterschieden.<br />

Abhängig von dieser Information wird dann die Motion-Task gestartet,<br />

die das Programm zur achsspezifischen Reaktion auf die <strong>Safety</strong>-<br />

Funktionen enthält (MotionTask_6 für Axis_1 und MotionTask_7 für<br />

Axis_2).<br />

Im Beispiel wird das Programm in der IPO-Task bearbeitet, was aber nur<br />

dann notwendig ist, wenn man die Funktionen SS2 oder SS1 nutzt. Ohne<br />

diese beiden Funktionen ist die Bearbeitung in der BackgroundTask ausreichend.<br />

Bei Anwahl der Sicherheitsfunktionen SS1 bzw. SS2 koppelt sich<br />

der Antrieb sofort bei Anwahl der Funktion vom übergeordneten Sollwert<br />

der <strong>SIMOTION</strong> ab und es muss nun vermieden werden, dass ein Schleppabstandsfehler<br />

auftritt, der dann (bei Standard-Einstellung) eine Impulslöschung<br />

zur Folge hätte. Aus dem Grund muss die Bearbeitung in diesen<br />

Fällen so schnell wie irgend möglich erfolgen. Die Funktionen SOS und<br />

SLS verfügen über einen projektierbaren Timer zwischen Anwahl und Aktivierung,<br />

aus dem Grund hat man für die Reaktion der <strong>SIMOTION</strong> mehr Zeit<br />

zur Verfügung.<br />

„techfault“<br />

Hierbei handelt es sich um ein „leeres“ Programm (Dummy), das in die<br />

TechnologicalFaultTask eingebunden werden muss. Fehlt dies, dann<br />

wechselt der Betriebszustand der <strong>SIMOTION</strong> bei einem Technological-<br />

Fault-Alarm in den Betriebszustand „STOP“.<br />

6.6.2.10 other_MMCs.peripheralfault<br />

Hierbei handelt es sich um ein „leeres“ Programm (Dummy), das in die PeripheralFaultTask<br />

eingebunden werden muss. Fehlt dies, dann wechselt<br />

der Betriebszustand der <strong>SIMOTION</strong> bei einem Peripheral-Fault-Alarm in<br />

den Betriebszustand „STOP“.<br />

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6.6.2.11 other_MMCs.executionfault<br />

Hierbei handelt es sich um ein „leeres“ Programm (Dummy), das in die<br />

ExecutionFaultTask eingebunden werden muss. Fehlt dies, dann wechselt<br />

der Betriebszustand der <strong>SIMOTION</strong> bei einem Execution-Fault-Alarm in<br />

den Betriebszustand „STOP“.<br />

6.6.3 Konfiguration Ablaufsystem<br />

Die verschiedenen Programme der <strong>SIMOTION</strong> müssen nun noch den verschiedenen<br />

Tasks zugeordnet werden. Dem Funktionsbeispiel liegt folgende<br />

Konfiguration zugrunde.<br />

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6.6.4 Meldungen der <strong>SIMOTION</strong><br />

6.6.4.1 <strong>Safety</strong>-Meldungen<br />

Auf Seiten der <strong>SIMOTION</strong> existieren 3 Meldungen für die erweiterten Sicherheitsfunktionen.<br />

50201: <strong>Safety</strong>-Alarm im Antrieb<br />

50202: Antrieb startet <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> <strong>Extended</strong> Function<br />

50203: Antrieb beendet <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong> <strong>Extended</strong> Function<br />

Diese Meldungen sollten nicht für die Projektierung der achspezifischen<br />

Reaktionen der <strong>SIMOTION</strong> genutzt werden.<br />

6.6.4.2 Sonstige Meldungen<br />

Bei der Anwahl der unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen werden noch<br />

weitere Meldungen angezeigt. Diese sind zu erwarten und stellen kein fehlerhaftes<br />

Verhalten dar.<br />

20005: Gerät Typ: X, log. Adresse: Y gestört.<br />

Dieser Fehler tritt u.a. bei der Anwahl von STO und SS1 auf und besagt,<br />

dass sich der Antrieb abgeschaltet hat.<br />

30002: Befehl abgebrochen (Grund: X, Befehlstyp: Y)<br />

Diese Meldung ist ebenfalls bei der Anwahl von STO und SS1 zu beobachten<br />

sowie beim „Anhalten“ der Positionierung <strong>mit</strong> durch Abschalten von -S6<br />

bzw. S8. Die Ursache ist, dass der aktuelle Positionierbefehl vor oder während<br />

der Bearbeitung abgebrochen wurde.<br />

40002: Programmierte Geschwindigkeit wird begrenzt<br />

Der Fehler tritt bei Anwahl SLS auf, wenn die projektierte Geschwindigkeit<br />

oberhalb der Grenze für SLS liegt.<br />

40005: Fehlende Freigabe(n) (Parameter1: X) und/oder falscher Modus<br />

(Parameter2: Y)<br />

Der Fehler tritt bei Anwahl STO auf und bedeutet, dass bei einem anstehenden<br />

Bewegungsbefehl Achsfreigaben fehlen.<br />

6.7 Download des Beispielprojekts<br />

Bisher wurde Schritt für Schritt die Erstellung der Projektierung des Funktionsbeispiels<br />

beschrieben. Für den Fall, dass das Beispielprojekt direkt auf<br />

die Hardware geladen werden soll sind folgende Schritte zu beachten.<br />

Zuerst sollten alle Komponenten (S7-F-CPU, <strong>SIMOTION</strong> und <strong>SINAMICS</strong><br />

<strong>Integrated</strong>) urgelöscht bzw. auf Werkseinstellung zurück gesetzt werden.<br />

6.7.1 Laden der Projektierung der S7-F-CPU<br />

Zuerst muss die HW-Konfiguration der S7-F-CPU herunter geladen werden.<br />

Die HW-Konfiguration wird per Doppelklick auf „Hardware“ geöffnet.<br />

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Abhängig von voreingestellten Werten bzw. der vorherigen Projektierung<br />

auf Seiten der F-CPU muss ggf. die Baudrate der PC/PG-Schnittstelle für<br />

das Download der Hardwarekonfiguration der F-CPU angepasst werden.<br />

Hat die <strong>SIMOTION</strong> und die F-CPU die gleiche PROFIBUS-Adresse (Defaultwert<br />

für beide ist 2), dann ist es notwendig zuerst nur die F-CPU <strong>mit</strong><br />

dem PC/PG zu verbinden um die HW-Konfiguration herunter zu laden und<br />

da<strong>mit</strong> die Busadresse und die Baudrate auf die in Abschnitt 4.3.1 genannten<br />

Werte zu ändern. Nun kann auch die <strong>SIMOTION</strong> wieder in das<br />

PROFIBUS-Netz eingebunden werden. Bevor man nun online gehen kann<br />

muss die Baudrate wieder gemäß 4.3.1 geändert werden.<br />

Hinweis:<br />

Falls vorher ein <strong>Safety</strong>-Programm auf der CPU vorhanden war ist dieses<br />

durch ein Passwort geschützt. Dieses muss für den Download bekannt<br />

sein. Falls es nicht bekannt ist muss die Speicherkarte <strong>mit</strong>tels eines geeigneten<br />

Geräts (z.B. SIEMENS PG) gelöscht werden. Ein Löschen bzw. Formatieren<br />

<strong>mit</strong> einem Card-Reader zerstört die Karte.<br />

Nach erfolgtem Download der HW-Konfiguration müssen die Programmbausteine<br />

auf die F-CPU geladen werden.<br />

Zuerst wird das Fenster zum Laden der Sicherheitsfunktion über die „gelbe“<br />

Schaltfläche in der Funktionsleiste geöffnet. Der Download wird dann aus<br />

diesem Fenster über die Schaltfläche „Laden“ angestoßen. Die restlichen<br />

(nicht sicheren) Bausteine werden normal geladen.<br />

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6.7.2 Laden der Projektierung der <strong>SIMOTION</strong> und des <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong><br />

Auch hier ist zuerst die HW-Konfiguration der <strong>SIMOTION</strong> zu laden. Ohne<br />

diesen Schritt wird man i.d.R. keine Online-Verbindung zum <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong><br />

bekommen. Die HW-Konfiguration wird per Doppelklick auf<br />

„Hardware“ geöffnet.<br />

Nach dem Download wird aus dem SIMATIC-Projekt heraus der SCOUT<br />

geöffnet (Doppelklick auf „Inbetriebnahme“).<br />

Hier kann nun die gesamte Projektierung der <strong>SIMOTION</strong> und des<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> geladen werden.<br />

Da die Seriennummern der Gebermodule, der Motormodule und der<br />

TM54F nicht <strong>mit</strong> den Geräten übereinstimmen die zur Erstellung des Beispielprojektes<br />

genutzt wurden stehen nach dem Download diverse <strong>Safety</strong>-<br />

Störungen an. Nun müssen wie bei jeder Serien-Inbetriebnahme die neuen<br />

Seriennummern in die <strong>Safety</strong>-Projektierung übernommen werden. Das wird<br />

<strong>mit</strong>tels „Hardwaretausch quittieren“ ausgeführt. Der einfachste Weg ist es<br />

auf beiden Antrieben die <strong>Safety</strong>-Maske zu öffnen und dort die Schaltfläche<br />

„Hardwaretausch quittieren“ zu betätigen.<br />

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Bei der TM54F existiert diese Funktion nicht als eine Schaltfläche. Hier ist<br />

ebenfalls die <strong>Safety</strong>-Maske zu öffnen und der IBN-Modus über die Schaltfläche<br />

„Einstellungen ändern“ anzuwählen und <strong>mit</strong> „Einstellungen aktivieren“<br />

wieder zu verlassen. Dazu muss das <strong>Safety</strong>-Passwort („1“) eingegeben<br />

werden.<br />

Danach muss für den <strong>SINAMICS</strong> <strong>Integrated</strong> der Sicherungsvorgang von<br />

RAM nach ROM angestoßen und ein Neustart (Power-On-Reset) ausgeführt<br />

werden.<br />

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6.8 Abnahmetest<br />

Zur Verifizierung sicherheitsgerichteter Parameter muss bei der Erstinbetriebnahme<br />

der Maschine und auch bei Veränderungen der sicherheitsrelevanten<br />

Parameter ein Abnahmetest durchgeführt werden. Der Abnahmetest<br />

muss entsprechend protokolliert werden. Die Abnahmeprotokolle sind<br />

angemessen zu verwahren und zu archivieren.<br />

Der Abnahmetest muss nach erfolgter Parametrierung und einem Power-<br />

On-Reset erfolgen.<br />

Informationen über den Abnahmetest, das Abnahmeprotokoll und ein Beispiel<br />

für ein entsprechendes Abnahmeprotokoll finden Sie im "Funktionshandbuch<br />

<strong>SINAMICS</strong> <strong>S120</strong> <strong>Safety</strong> <strong>Integrated</strong>" (FHS) im Kapitel Abnahmetest<br />

und Abnahmeprotokoll.<br />

7 Historie<br />

Version Datum Änderung<br />

V1.0 05/2009 Erste Ausgabe<br />

V1.1 10/2009 Erste überarbeitete Ausgabe<br />

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