SINAMICS S120 Safety Integrated Extended Functions

Funktionsbeispiel Nr. MC-FE-I-005-V11-DE 

SINAMICS S120 

Safety Integrated Extended Functions 

Fehlersichere Antriebe 

Ansteuerung der CU320 über TM54F und F-CPU

Copyright © Siemens AG 2008 All rights reserved 

28424136_mc_fe_i_005_v11_de__S120_CU320_TM54F.doc 

SINAMICS S120 Fehlersichere Antriebe Beitrags-ID: 28424136 

Vorbemerkung 

Die Funktionsbeispiele zum Thema "Safety Integrated" sind funktionsfähige 

und getestete Automatisierungskonfigurationen auf Basis von A&D- 

Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige 

Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der Sicherheitstechnik. 

Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt dabei eine häufig 

vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung 

innerhalb der Sicherheitstechnik ab. 

Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und Hardware-Komponenten 

und der Beschreibung deren Verschaltung miteinander beinhalten die 

Funktionsbeispiele getesteten und kommentierten Code. Damit können die 

hier beschriebenen Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und 

so auch als Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden. 

Wichtiger Hinweis 

Die Safety-Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen 

Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung 

sowie jeglicher Eventualitäten. Die Safety-Funktionsbeispiele stellen keine 

kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung 

bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen 

Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich. 

Diese Safety-Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu 

sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. 

Durch Nutzung dieser Safety-Funktionsbeispiele erkennen Sie an, dass 

Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für 

etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das 

Recht vor, Änderungen an diesen Safety-Funktionsbeispielen jederzeit 

ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den 

Vorschlägen in diesen Safety-Funktionsbeispielen und anderen Siemens- 

Publikationen, wie z. B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen 

Dokumentation Vorrang. 

A&D Safety Integrated Seite 2/40 MC-FE-I-005-V11-DE




Inhaltsverzeichnis 

1 Gewährleistung, Haftung und Support......................................................... 4 

2 Automatisierungsfunktion ............................................................................. 5 

2.1 Beschreibung des Funktionsbeispiels .............................................................. 5 

2.2 Vorteile / Kundennutzen ................................................................................... 7 

3 Erforderliche Komponenten .......................................................................... 8 

3.1 Hardware-Komponenten................................................................................... 8 

3.2 Software-Komponenten .................................................................................. 10 

3.2.1 Engineering-Software ..................................................................................... 10 

3.2.2 Firmware......................................................................................................... 10 

4 Aufbau und Verdrahtung ............................................................................. 11 

4.1 Übersicht zum Hardware-Aufbau.................................................................... 11 

4.2 Verdrahtung der Hardware-Komponenten...................................................... 12 

4.2.1 Verdrahtung Steuerspannung......................................................................... 12 

4.2.2 Prinzipieller Anschluss F-CPU an TM54F ...................................................... 13 

4.2.3 DRIVE-CLiQ-Verschaltung ............................................................................. 13 

4.3 Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten ............................... 14 

5 Übersicht und Bedienung ............................................................................ 16 

5.1 Beschreibung der Bedienung ......................................................................... 16 

5.2 Zusammenfassung der Eingabesignale ......................................................... 17 

6 Beispielprojekt .............................................................................................. 19 

6.1 Passwörter...................................................................................................... 19 

6.2 Hardware-Konfiguration der fehlersicheren Steuerung .................................. 20 

6.3 Programmierung der fehlersicheren Steuerung.............................................. 22 

6.4 SINAMICS-Parametrierung der Bewegungsfunktionen.................................. 24 

6.5 Parametrierung der Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen (TM54F) ........... 32 

6.6 Parametrierung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen...................... 35 

6.7 Abnahmetest................................................................................................... 40 

7 Historie .......................................................................................................... 40 





1 Gewährleistung, Haftung und Support 

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir 

keine Gewähr. 

Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung 

der in diesem Safety-Funktionsbeispiel beschriebenen Beispiele, 

Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte 

Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz 

in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der 

Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer 

Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des 

arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher 

Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen 

Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, 

vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe 

Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers 

oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast 

zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. 

Copyright© 2008 Siemens A&D. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser 

Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit 

nicht ausdrücklich von Siemens A&D zugestanden. 

Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende 

E-Mail-Adresse an uns: 

Online-support.automation@siemens.com 





2 Automatisierungsfunktion 

2.1 Beschreibung des Funktionsbeispiels 

In SINAMICS S120-Antrieben sind folgende Sicherheitsfunktionen nach 

IEC 61800-5-2 integriert: 

Bezeichnung Funktion Beschreibung 

STO Safe Torque Off 

Sicher abgeschaltetes Moment 

SBC Safe Brake Control 

Sichere Bremsenansteuerung 

SS1 Safe Stop 1 

Sicherer Stop 1 

SS2 Safe Stop 2 

Sicherer Stop 2 

SOS Safe Operating Stop 

Sicherer Betriebshalt 

SLS Safely-Limited Speed 

Sicher begrenzte Geschwindigkeit 

SSM Safe Speed Monitor 

Sichere Rückmeldung der 

Geschwindigkeitsüberwachung 

– Sicheres Abtrennen der momentenbildenden Energiezufuhr 

zum Motor 

– Das Wiedereinschalten ist über die Einschaltsperre 

verriegelt. 

(Stopfunktion der Kategorie 0 nach EN 60204-1) 

– SBC wird nur bei vorhandener Motorbremse genutzt, 

Motorbremse ist über die Ausgänge am 

Leistungsstecker angeschlossen. 

– SBC reagiert immer in Verbindung mit STO oder 

beim Ansprechen von internen Safety- 

Überwachungen mit sicherer Impulslöschung. 

– Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen des 

Antriebs an AUS3-Rampe 

– Nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder Erreichen 

der Abschaltdrehzahl Übergang nach STO 


– Schnelles und sicher überwachtes Stillsetzen des 

Antriebs an AUS3-Rampe 

– Nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder Erreichen 

der Abschaltdrehzahl Übergang nach SOS; 

Antrieb bleibt in Regelung 


– Die Funktion dient zur sicheren Überwachung der 

Stillstandsposition eines Antriebs; Antrieb bleibt in 

Regelung 

– Sichere Überwachung der Geschwindigkeit des 

Antriebs 

– Parametrierbare Abschaltreaktion bei Grenzwertverletzung 

– Sichere Anzeige der Unterschreitung einer Geschwindigkeitsgrenze 

(n < nx) 

Die Ansteuerung dieser erweiterten Sicherheitsfunktionen kann sowohl 

über PROFIsafe mit PROFIBUS als auch über ein Klemmenerweiterungsmodul 

TM54F erfolgen. 





Aufgabenstellung 

Die in den SINAMICS S120-Antrieben integrierten erweiterten 

Sicherheitsfunktionen sollen über Hardware-Signale durch ein TM54F 

angesteuert werden. Die Antriebe gehören unterschiedlichen 

Antriebsgruppen an. Die sicherheitsgerichtete logische Vorverarbeitung der 

Eingangssignale wird in einer F-CPU erledigt. 

Die Applikation soll SIL 2 nach EN 62061:2005, ISO 13849-1:2006 PL d 

bzw. EN 954-1:1996 Kategorie 3 erfüllen. 

Lösung 

Hardware-Übersicht 

In diesem Funktionsbeispiel wird die Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen 

SS1 und SLS über das Klemmenerweiterungsmodul TM54F an einem 

SINAMICS S120-Antriebsverband gezeigt. Als Fehlerreaktion von SLS wird 

Stop C (SS2 → SOS) am jeweiligen Antrieb ausgelöst. 

Der Antriebsverband in Bauform Booksize besteht aus einer Einspeisung 

und einem Double Motor Module. Die Motorregelung erfolgt über eine 

Control Unit CU320. Zur Drehzahlvorgabe wird der erweiterte Sollwertkanal 

genutzt. Über das Double Motor Module werden die beiden voneinander 

unabhängigen Servomotoren angesteuert. Als Einspeisung wird ein Smart 

Line Module genutzt. 

Die sicherheitsrelevanten Signale werden über fehlersichere Eingänge 

einer F-CPU erfasst und in der F-CPU ausgewertet. Über fehlersichere 

Ausgänge der F-CPU werden die vorverarbeiteten Signale dem 





Klemmenerweiterungsmodul TM54F übergeben. Dadurch werden die 

antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen im SINAMICS S120 angesteuert. 

Bei Anforderung Not-Halt werden beide Antriebe durch die antriebsintegrierte 

Sicherheitsfunktion SS1 stillgesetzt. Anschließend wird durch die sichere 

Impulslöschung die momentenbildende Energiezufuhr zum Motor sicher 

unterbrochen. Die Wiederanlaufsperre wird aktiviert. 

Jedem Antrieb ist eine Schutztür zugeordnet. Wird die jeweilige Schutztür 

geöffnet, so wird der zugehörige Motor mit geringerer Geschwindigkeit betrieben 

und durch die Funktion SLS sicher auf den eingestellten Geschwindigkeitsgrenzwert 

überwacht. Der jeweils andere Antrieb wird nicht beeinflusst. 

Andere Varianten zur Verwendung des Klemmenerweiterungsmoduls 

TM54F sowie die Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen über PROFIsafe 

werden in weiteren Funktionsbeispielen beschrieben. 

2.2 Vorteile / Kundennutzen 

• Einfache Ansteuerung der im Antrieb integrierten Sicherheitsfunktionen 

• Einfacher Aufbau durch standardisierte Technik 

• Das bestehende System ist schnell und einfach erweiterbar. 

• Platzsparender Aufbau durch integrierte Sicherheitsfunktionen – keine 

zusätzliche Hardware notwendig 

Komplexe Sicherheitskonzepte lassen sich auf dieser Basis realisieren. 





3 Erforderliche Komponenten 

In diesem Kapitel sind die benötigten Hardware-Komponenten und Software-Versionen 

zur Realisierung des Funktionsbeispiels zu finden. 

3.1 Hardware-Komponenten 

Tabelle 3-1 

Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller 

Stromversorgung PS307 5A 6ES7 3071EA00-0AA0 1 Siemens 

SIMATIC ET200S 

Zentralbaugruppe 

IM151-7 F-CPU 

SIMATIC Micro Memory Card, 

512KB 

6ES7 151-7FA01-0AB0 

6ES7 953-8LJ11-0AA0 

1 

1 

Siemens 

Siemens 


Power Module 


fehlersichere Eingangsbaugruppe 


fehlersichere Ausgangsbaugruppe 

Bedienkomponenten F-CPU 

PM-E 6ES7 138-4CB10-0AB0 1 Siemens 

SIMATIC DP, Terminal Module 

TM-P15C23-A0 

6ES7 193-4CD30-0AA0 

A&D Safety Integrated Seite 8/40 MC-FE-I-005-V11-DE 

1 

Siemens 

F-DI 4/8 6ES7 138-4FA02-0AB0 1 Siemens 


TM-E30C44-01 

6ES7 193-4CG30-0AA0 

1 

Siemens 

F-DO 4 6ES7 138-4FB01-0AB0 1 Siemens 


TM 

6ES7 193-4CG30-0AA0 

1 

Siemens 


Taster-Leergehäuse Leergehäuse für 4 Befehlsstellen, 

Drucktaster im Gehäuse, für metrische 

Verschraubung, grauer Deckel 

Not-Halt-Befehlsgerät 

-S3 

Reset-Taster 

-S4 

Schutztür-Simulationsschalter 

-S1 

Schutztür-Simulationsschalter 

-S2 

3SB3-Pilzdrucktaster (Ø 32 mm), 

Kunststoff rund mit Halter 

Bodenelement 1OE, Schraubanschluss 

3SB3-Leuchtdrucktaster mit flachem 

Druckknopf, grün, mit Halter 

Bodenelement 1S, Schraubanschluss 

Lampenfassung mit intergrierter 

LED für Bodenbefestigung, grün, 

DC 24V 

3SB3-Knebelschalter, I-0-II, rastend, 

Schaltwinkel 2x50°, schwarz, unbeleuchtet, 

mit Halter 


3SB3-Knebelschalter, I-0-II, rastend, 

Schaltwinkel 2x50°, schwarz, unbeleuchtet, 

mit Halter 


3SB3 804-0AA3 1 Siemens 

3SB3 000-1FA20 1 Siemens 

3SB3 420-0C 2 Siemens 


3SB3 420-0B 1 Siemens 

3SB3 420-1PC 1 Siemens 

3SB3 000-2DA11 1 Siemens 


3SB3 000-2DA11 1 Siemens 

3SB3 420-0B 2 Siemens




Bedienkomponenten SINAMICS 


Taster-Leergehäuse Leergehäuse für 4 Befehlsstellen, 

Drucktaster im Gehäuse, für metrische 

Verschraubung, grauer Deckel 

Antriebe EIN/AUS1-Schalter 

-S6 

Reset-Taster 

-S7 

Drehzahl max-Taster 

-S8 

Antrieb 

Betätigungselement rund Knebel, O- 

I, rastend Schaltwinkel 50 Grad 

schwarz mit Halter, unbeleuchtet 


Betätigungselement rund Drucktaster 

mit flachem Druckkopf schwarz 

mit Halter, unbeleuchtet 


Betätigungselement rund Drucktaster 

mit flachem Druckkopf schwarz 

mit Halter, unbeleuchtet 



3SB3000-2KA11 1 Siemens 


3SB3000-0AA11 1 Siemens 


3SB3000-0AA11 1 Siemens 



SINAMICS CU320 

CU320 6SL3 040-0MA00-0AA1 1 Siemens 

Compact Flash Card für SINAMICS 

CU320 

6SL3054-0CE01-1AA0 1 Siemens 

SINAMICS Safety-Lizenz SINAMICS-Lizenz Safety Integrated 

Extended Functions für CompactFlash 

Card 

6SL3074-0AA10-0AA0 2 Siemens 

SINAMICS Smart Line Module SLM 5 kW / 230 V 6SL3130-6AE15-0AA0- 

Z=220V 

1 Siemens 

SINAMICS Terminal Module TM54F 6SL3 055-0AA00-3BA0 1 Siemens 

SINAMICS Double Motor 

Module 

Motoren 

DRIVE-CLiQ-Kabel 

TM54F zu CU320: 


SLM zu CU320: 


DMM zu CU320: 

Signalleitung 

DMM zu Motor1: 

Signalleitung 


DMM 6SL3 120-2TE21-0AA3 1 Siemens 

Synchron-Servomotor 1FK7 

COMPACT, 3000 U/min, 0,82 kW 

Synchron-Servomotor 1FK7 

COMPACT, 3000 U/min, 0,82 kW 

SINAMICS DRIVE-CLiQ-Leitung 

IP20/IP20 Länge: 0,41 m 





Signalleitung konfektioniert 

(SINAMICS DRIVE-CLiQ) Stecker 

IP20/IP67, mit 24 V MOTION- 

CONNECT 500 Länge (M) = 2 

Signalleitung konfektioniert 

(SINAMICS DRIVE-CLiQ) Stecker 

IP20/IP67, mit 24 V MOTION- 

CONNECT 500 Länge (M) = 2 

1FK7 042-5AF71-1FG0 1 Siemens 

1FK7 042-5AF71-1DG0 1 Siemens 

6SL3060-4AP00-0AA0 1 Siemens 



6FX5002-2DC10-2AA0 1 Siemens 

6FX5002-2DC10-2AA0 1 Siemens 





Leistungsleitung 


Leistungsleitung 



Leistungsleitung konfektioniert 

(1FT/1FK/1PH zu SINAMICS) 4x1,5 

C, Stecker Gr. 1/1,5 mm2 UL/CSA 

DESINA, MOTION-CONNECT 500 

Dmax=11,5 mm, Länge (m) = 2 

Leistungsleitung konfektioniert 

(1FT/1FK/1PH zu SINAMICS) 4x1,5 

C, Stecker Gr. 1/1,5 mm2 UL/CSA 

DESINA, MOTION-CONNECT 500 

Dmax=11,5 mm, Länge (m) = 2 

6FX5002-5CS01-1AC0 1 Siemens 

6FX5002-5CS01-1AC0 1 Siemens 

Hinweis Das Funktionsbeispiel wurde mit den hier aufgeführten Hardware- 

Komponenten getestet. Alternativ können auch andere, funktional 

gleichwertige Komponenten verwendet werden. In einem solchen Fall ist 

ggf. eine andere Parametrierung und eine andere Verdrahtung der 

Komponenten erforderlich. 

3.2 Software-Komponenten 

3.2.1 Engineering-Software 

Tabelle 3-2 

Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz Hersteller 

STEP 7 V5.4 SP2 6ES7810-4CC08-0YA5 1 Siemens 

S7 Distributed Safety Programming 

V5.4 SP3 6ES7833-1FC02-0YA5 1 Siemens 

STARTER V4.1 SP1 6SL3072-0AA00-0AG0 1 Siemens 

oder als Alternative zur Software STARTER: 

SIMOTION SCOUT V4.1 SP1 6AU1810-1BA41-1XA0 1 Siemens 

3.2.2 Firmware 

Auf allen SINAMICS-Komponenten muss der Firmware-Stand V2.5 SP1 

oder höher vorliegen. 





4 Aufbau und Verdrahtung 

4.1 Übersicht zum Hardware-Aufbau 

IM151-7 F 

PM 

F-DI 

F-DO 

Not-Halt 

Schutztür 1 

Schutztür 2 Reset 

Grundkonfiguration 

TM54F CU320 DMM 

DRIVE- 

CLiQ 


SLM 

M 

M 

Antrieb 1 

Antrieb 2




4.2 Verdrahtung der Hardware-Komponenten 

4.2.1 Verdrahtung Steuerspannung 

Verdrahtung DC 24 V 





4.2.2 Prinzipieller Anschluss F-CPU an TM54F 

fehlersicherer 

Ausgang von F-CPU TM54F 

F-DO 0 

DO 0+ 

DO 0- 

M1 

-X520 

1 L3+ 

2 M1 

-X521 

1 L1+ 

2 DI 0 

3 DI 1+ 

4 DI 2 

5 DI 3+ 

6 DI 1- 

7 DI 3- 

8 M1 


F-DI 0 

F-DI 1 

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

4.2.3 DRIVE-CLiQ-Verschaltung 

DRIVE-CLiQ-Verschaltung




4.3 Wichtige Einstellungen an den Hardware-Komponenten 

Die PROFIBUS-Schnittstellen der F-CPU und der CU320 werden in diesem 

Funktionsbeispiel nur für die Programmierung benutzt. Der sicherheitsgerichtete 

Signalaustausch zwischen F-CPU und TM54F geschieht ausschließlich 

über fest verdrahtete 24 V-Signale. 

SINAMICS Control Unit CU320 

• PROFIBUS-Adresse = 3 

• Die PROFIBUS-Adresse wird an dem DIL-Schalter unter der Blindabdeckung 

der Control Unit eingestellt. 

SIMATIC IM151-7 F-CPU 

• PROFIBUS-Adresse = 4 

• Zur Inbetriebnahme muss das Programmiergerät als einziger Master 

am Bus konfiguriert sein. 





Voraussetzungen zum Betrieb 

• Die SIMATIC ET200S-Komponenten sind montiert und auf Hutschiene 

rastend miteinander verbunden. Die PROFIsafe-Adressen der fehlersicheren 

Ein- und Ausgangsbaugruppen müssen per DIL-Schalter eingestellt 

sein; siehe dazu Kapitel 6.2 Hardware-Konfiguration der fehlersicheren 

Steuerung. 

• Alle Komponenten sind entsprechend Kapitel 4.2 Verdrahtung der 

Hardware-Komponenten angeschlossen. 

• Die DRIVE-CLiQ-Topologie der SINAMICS-Komponenten ist eingehalten. 

• Die Motoren sind per Leistungs- und Geberleitung mit dem Motor Module 

verbunden. 

• Das Motor Module ist ordnungsgemäß mit der Einspeisung verbunden 

(DC-Zwischenkreis und Steuerspannung DC 24 V). 

• Die Einspeisung ist an das speisende Netz angeschlossen. 

• Die Komponenten werden mit DC 24 V versorgt. 





5 Übersicht und Bedienung 

5.1 Beschreibung der Bedienung 

Hardware-Übersicht 

Zum Einschalten der Anlage wird der Not-Halt-Taster –S3 entriegelt. Mit 

dem Reset-Taster –S4 wird über den Ausgang F-DO 0 der F-CPU die Sicherheitsfunktion 

SS1 an beiden Antrieben abgewählt und die Impulslöschung 

an den Antrieben aufgehoben. Dann können mit dem Knebelschalter 

–S6 die Antriebe verfahren werden. 

Bei geschlossener Schutztür 1 (Knebelschalter -S1, Schaltstellung EIN) 

dreht der Antrieb 1 mit n=800 1/min. Wenn die Schutztür 1 (Schalter –S1) 

geöffnet wird, erfolgt eine Datensatzumschaltung im Antrieb 1 und die Solldrehzahl 

beträgt n=20 1/min für Antrieb 1. Bei geöffnetem Schalter -S1 wird 

die Sicherheitsfunktion SLS im Antrieb 1 aktiviert. Durch Schließen der 

Schutztür 1 wird wieder die Drehzahl n=800 1/min vorgegeben. Antrieb 2 

wird nicht beeinflusst. 

Eine geschlossene Schutztür 2 (Knebelschalter –S2, Schaltstellung EIN) 

bewirkt eine Solldrehzahlvergabe n=333 1/min für Antrieb 2. Wird die 

Schutztür 2 (Schalter –S2) geöffnet, wird Antrieb 2 per Datensatzumschaltung 

mit n=33 1/min beaufschlagt. Bei geöffnetem Schalter –S2 wird die Sicherheitsfunktion 

SLS im Antrieb 2 aktiviert. Durch Schließen der Schutztür 

2 wird wieder die Drehzahl n=333 1/min vorgegeben. Auch hier wird Antrieb 

1 nicht beeinflusst. 

Wenn die Schutztür 1 (Knebelschalter –S1, Mittelstellung) geöffnet wird, 

wird für Antrieb 1 die Funktion SLS aktiviert. Antrieb 2 wird nicht beein- 





flusst. Beim Öffnen der Schutztür 2 (Knebelschalter -S2, Mittelstellung) wird 

SLS beim Antrieb 2 aktiviert. 

Der Drehsinn beider Motoren ist einander entgegengesetzt. 

Mit Betätigen von Taster –S8 werden die Antriebe unabhängig von der 

Schutztürstellung mit einem höheren Sollwert beaufschlagt. Dieser beträgt 

bei Antrieb 1 n=1000 1/min und bei Antrieb 2 n=666 1/min. Bei geöffneter 

Schutztür kommt es zu einer SLS-Grenzwertverletzung und der betroffene 

Antrieb wird mit internem SS2 (Stop C) stillgesetzt und bei n=0 1/min in 

SOS geschaltet. Zum weiteren Verfahren muss die durch den internen SS2 

(Stop C) ausgelöste Warnung sowie das Meldesignal "Internal Event" im 

TM54F über den Reset-Taster –S4 quittiert werden. 

5.2 Zusammenfassung der Eingabesignale 

Digitale Eingänge der CU320 

DI0 Digitaleingang CU320 – 

DI1 EIN/AUS1 (1-Signal, positive Flanke) 

und Stoppen (0-Signal) (Schalter –S6) 

DI2 Quittierung der SINAMICS- 

Fehlermeldungen (1-Signal Taster –S7) 

DI3 Vorgabe hoher Sollgeschwindigkeit 

(1 Signal Taster –S8) 

Starten beider Antriebe 

Quittierung der SINAMICS- 

Fehlermeldungen an allen 

Antriebsobjekten 

Vorgabe hohe Sollgeschwindigkeit; 

dient zur beispielhaften Verletzung der 

SLS-Grenze (1-Signal) 





F-DIs der F-CPU 

F-DI0/F-DI4 Not-Halt-Taster SS1 in beiden Antrieben 

F-DI1 Reset-Taster 

F-DI2/F-DI6 

F-DI3/F-DI7 

Schutztür_1 offen 

Schutztür_1 geschlossen 

Schutztür_2 offen 

Schutztür_2 geschlossen 

Quittierung der Not-Halt-Funktion 

Quittierung Internal Event im TM54F 

SLS_Tuer_1 – 0-Signal; Antrieb_1 

fährt mit niedriger Geschwindigkeit. 

SLS im Antrieb 1 aktiviert 


fährt mit Normal-Geschwindigkeit. 

SLS im Antrieb 1 nicht aktiviert. 

SLS_Tuer_2; Antrieb_2 fährt mit 

niedriger Geschwindigkeit. 

SLS im Antrieb_2 aktiviert 


fährt mit Normal-Geschwindigkeit. 

SLS im Antrieb_2 nicht aktiviert. 

Hinweis Die Antriebe können nur bei eingeschalteter Einspeisung und 

aufgeladenem Zwischenkreis verfahren werden. 





6 Beispielprojekt 

In diesem Kapitel erfahren Sie, wie die einzelnen Komponenten parametriert 

werden müssen. Als Engineering-Software für den SINAMICS S120 

können sowohl STARTER als auch SIMOTION SCOUT eingesetzt werden. 

Für die Programmierung der F-CPU ist Distributed Safety Voraussetzung. 

Nachfolgend wird beschrieben, wie das zu diesem Funktionsbeispiel gehörende 

Software-Projekt eingerichtet wurde. 

6.1 Passwörter 

Der Einfachheit halber wird im Projekt auf den SIMATIC-Komponenten ein 

(1) gemeinsames Sicherheits-Passwort für Programm und Hardware verwendet. 

Auch bei der Safety-Projektierung der SINAMICS-Komponenten 

wird für die Antriebe und für das Klemmenerweiterungsmodul TM54F jeweils 

ein (1) Passwort benutzt. 

– Sicherheitspasswort auf F-CPU: "0" 

– Sicherheitspasswort auf SINAMICS: "1" 

In einer realen Applikation sollten diese Passwörter geändert werden! 





6.2 Hardware-Konfiguration der fehlersicheren Steuerung 

Beschreibung Anmerkung 

Im SIMATIC-Manager eine 

SIMATIC 300-Station in das Projekt 

einfügen. 

In der HW-Konfig die Station vollständig 

anlegen und parametrieren. 

Dazu die in der Stückliste enthaltenen 

Baugruppen per Drag&Drop aus 

dem Katalogfenster in das Konfigurationsfenster 

ziehen. 






Im Eigenschaftenfenster der F-CPU 

in der Lasche "Schutz" den 

Zugriffsschutz für die F-CPU 

aktivieren und durch ein Passwort 

schützen. 

Sicherheitsprogramm aktiv schalten 

("CPU enthält 

Sicherheitsprogramm.") 

PROFIsafe-Adresse 

(F_Ziel_Adresse) an der jeweiligen 

Baugruppe per DIL-Schalter binär 

einstellen. 

Bei den fehlersicheren 

Digitaleingängen die benutzten 

Kanäle aktivieren und für jeden Kanal 

die entsprechende Auswertung der 

Geber einstellen. 






Bei den fehlersicheren 

Digitalausgängen die benutzten 

Kanäle aktivieren und die 

Drahtbruch-Diagnose einstellen. 

Abschließend HW-Konfig speichern 

und übersetzen. 

6.3 Programmierung der fehlersicheren Steuerung 

In diesem Beispiel wird das Sicherheitsprogramm in der F-CPU im fehlersicheren 

Funktionsbaustein FB1 abgearbeitet. Zur Verdeutlichung der Funktionen 

wurde ein einfacher Programmablauf gewählt. Für komplexe Sicherheitslogiken 

sowie Randbedingungen beim Erstellen des Sicherheitsprogramms 

sei auf die entsprechenden Funktionsbeispiele sowie die Handbücher 

zu Distributed Safety verwiesen. 


In der Menüleiste unter Extras/ 

Sicherheitsprogramm_bearbeiten/ 

F_Ablaufgruppen folgende 

Einstellungen vornehmen: 

– F_CALL: FC1 

– F_PROGRAMM: FB1 

– IDB_F_PROGRAMM: DB1 

– AUFRUF in: OB35 

– max. Zykluszeit: 200 ms 

– Aufrufzeit: 100 ms 

Danach das Sicherheitsprogramm 

generieren und auf die Baugruppe 

laden. 






In der Symboltabelle die Eingangs- 

und Ausgangsvariablen eintragen. 

Das Sicherheitsprogramm wird im 

FB1 ausgeführt. 

Reintegration der F-Baugruppen 

Not-Halt-Auswertung und Ausgabe 

SLS_Tuer1-Signal an TM54F 






SLS_Tuer2-Signal an TM54F 

Signal Internal Event Acknowledge 

im TM54F beschalten. 

FB1 speichern. 

Im SIMATIC-Manager unter 

"Extras" > "Sicherheitsprogramm 

bearbeiten" das geänderte 

Sicherheitsprogramm neu generieren 

und anschließend ins Zielsystem 

laden. 

6.4 SINAMICS-Parametrierung der Bewegungsfunktionen 

Am Anfang müssen im Antriebssystem die vorhandene Hardware in Betrieb 

genommen und die gewünschten Bewegungsfunktionen eingerichtet 

werden. 

Inbetriebnahme der Hardware 


Programm STARTER öffnen. 

Online gehen. 






Automatische Erstinbetriebnahme für 

den Antriebsverband durchführen. 

Als Antriebsobjekttyp "Servo" wählen. 

Automatische Konfiguration 

abschließen. 

Projekt speichern. 

Beide Antriebe testen. Dazu beide 

Antriebe über Steuertafel drehen 

lassen. 

Antriebe über Steuertafel drehen 

lassen; ggf. wird die automatische 

Netzdatenidentifikation zu Beginn 

durchgeführt. 






Antrieb_1 über Steuertafel verfahren 

lassen. 

Antrieb_2 über Steuertafel verfahren 

lassen. 

Zum Speichern des aktuellen 

Projektstandes im PG "Laden in PG" 

ausführen. 

Anschließend Projekt speichern. 





Inbetriebnahme der Bewegungsfunktionen (ohne Safety) 


Zunächst manuelle 

Nachkonfiguration durchführen. 

Bei den Antrieben unter 

Regelungsstruktur den "Erweiterten 

Sollwertkanal" aktivieren. 

Da das SLM 5 kW keine DRIVE- 

CLiQ-Schnittstellen besitzt, ist eine 

Parametrierung nicht notwendig. 

Zum Ein- und Ausschalten der 

Antriebe jeweils unter Antrieb / 

Steuerlogik / Steuerwort_ 

Ablaufsteuerung den Parameter 

p840[0].0 mit "CU, r722.1" 

verschalten. 

DI1 ist gleichzeitig mit EIN/AUS1 für 

Antrieb 1 und Antrieb 2 verknüpft. 






Um mögliche Fehlermeldungen 

quittieren zu können, unter CU320 / 

Ein-/Ausgänge den Eingang DI2 mit 

folgenden Parametern verknüpfen: 

– CU, p2103 

– SERVO_01, p2103[0] 

– SERVO_02, p2103[0] 

– TM54F_MA_05, p2103 

– TM54F_SL_06, p2103 

Den Eingang DI3 mit dem 

Drehzahlfestsollwert Bit3 für beide 

Antriebe verschalten. 

– SERVO_01, p1023[0] 

– SERVO_02, p1023[0] 

Drehzahlen der Antriebe für 

Normalbetrieb und für die 

Sicherheitsfunktion SLS vorgeben. 

Dazu unter Antrieb / Sollwertkanal / 

Festsollwerte das jeweilige 

Einstellfenster öffnen. 





Bei Antrieb_1 einstellen: 

Bit0: Control Unit DI1 

Bit1: TM54F F-DI1 

Bit2: 0 



Festwert 1 : 20 1/min 




Erklärung: Wenn das Signal 

"SLS_Tuer1" aktiv ist (im Bild: 

"High"), ist die Schutztür geschlossen 

und die hohe Drehzahl 

wird vorgegeben. Bei Low-Signal 

wird von hoher Drehzahl auf geringe 

Drehzahl umgeschaltet. 

Durch Betätigung von –S8 wird bei 

laufendem Antrieb, unabhängig vom 

Zustand der Schutztür, eine Festdrehzahl 

von n=1000 1/min vorgegeben. 

Der Antrieb kann nur bei 1- 

Signal an Bit 0 verfahren, da DI1 der 

Control Unit auch mit EIN/AUS1 

verschaltet ist. 

Unter dem Punkt Sollwertkanal/ 

Hochlaufgeber die AUS3- 

Rücklaufzeit und die Standard- 

Rücklaufzeit einstellen. 





Button betätigen. 


Rücklaufzeit (p1121) so einstellen, 

dass der Antrieb bei Anwahl SLS 

innerhalb p9551 unter dem SLS- 

Grenzwert ist. 

Die AUS3-Rücklaufzeit (p1135) wird 

zum Abbremsen bei SS1 genutzt. 





Bei Antrieb_2 einstellen: 


Bit1: TM54F F-DI2 

Bit2: 0 







Erklärung: Wenn das Signal 

"SLS_Tuer2" aktiv (im Bild: 

"High") ist, wird von hoher Drehzahl 

auf geringe Drehzahl umgeschaltet. 

Durch Betätigung von –S8 wird unabhängig 

vom Zustand der Schutztür 

eine Festdrehzahl von n=666 1/min 

vorgegeben. 

Projekt speichern und übersetzen. 

Online gehen. 

Projekt ins Zielgerät laden und 

RAMtoROM kopieren. 

Jetzt können Sie die Antriebe (ohne 

Safety-Funktionen) verfahren. 

Dies geschieht mit einer positiven 

Flanke an DI1. 





6.5 Parametrierung der Ansteuerung der Sicherheitsfunktionen 

(TM54F) 


Im STARTER unter Ein-/Ausgabe- 

Komponente / TM54F / Safety- 

Integrated das Sicherheits- 

Konfigurationsfenster öffnen. 

Online gehen. 

Auf "Einstellungen ändern" klicken 

(geht nur im Online-Modus!). 

Sicherheitspasswort eingeben (bei 

Erstinbetriebnahme: "0"). 

Auf "Konfiguration" klicken. 

Antrieb_1 unter Antriebsgruppe_1 

und Antrieb_2 unter 

Antriebsgruppe_2 eintragen. 






Eingang F-DI3 auf "Quittierung 

internes Ereignis“ verschalten. Die 

fallende Flanke an diesem Eingang 

setzt den Status "Internes Ereignis" in 

den Antrieben zurück. 

Danach Konfigurationsfenster wieder 

schließen. 

Unter "Eingänge" erhalten Sie eine 

Übersicht über die Zustände der an 

das TM54F angeschlossenen F-DIs. 

Für dieses Funktionsbeispiel sind alle 

genutzten fehlersicheren Eingänge 

als Öffner/Öffner zu parametrieren. 

In den Antriebsgruppenfenstern ggf. 

Verschaltungen der 

Sicherheitsfunktionen festlegen. 

Im Default-Zustand sind alle 

Funktionen "statisch aktiv (0)". 






In diesem Beispiel ist in der Antriebsgruppe_1 

(betrifft Antrieb_1) die 

Funktion SS1 mit dem F-DI0 und SLS 

mit dem F-DI1 verknüpft. 

Sicherheitsfunktionen STO, SS2 und 

SOS auf den Zustand "Statisch inaktiv 

(255)" legen. 

In der Antriebsgruppe_2 (betrifft Antrieb_2) 

wurde die Funktion SS1 mit 

dem F-DI0 und SLS mit dem F-DI2 

verschaltet. 

Sicherheitsfunktionen STO, SS2 und 

SOS auf den Zustand "Statisch inaktiv 

(255)" legen. 

Um die vorgenommenen Einstellungen 

zu übernehmen, auf "Parameter 

kopieren" klicken. 

Auf "Einstellungen aktivieren" klicken. 

Bei der Erstinbetriebnahme werden 

Sie aufgefordert, das Sicherheitspasswort 

zu ändern. Das voreingestellte 

Passwort bei der Erstinbetriebnahme 

ist "0" Das Passwort kann 

bis zu 8 Zeichen lang sein und wird 

im Hex-Format gespeichert. 






Nebenstehende Meldung mit "Ja" 

bestätigen. 

Die Daten werden RAMtoROM 

kopiert. 



ausführen und anschließend das 

Projekt speichern. 

Anschließend Power On-Reset der 

Contol Unit durchführen. 

POWER ON 

6.6 Parametrierung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen 


Bevor Sie mit der eigentlichen 

Parametrierung beginnen: 

Neustart des Systems durchführen. 

Im STARTER unter Antriebe / 

Antrieb_xy / Funktionen / 

Safety_Integrated das 

entsprechende Konfigurationsfenster 

öffnen. 

Online gehen. 

POWER ON 






Um die im TM54F eingestellten Sicherheitsfunktionen 

am Antrieb zu 

aktivieren: 

auf die Schaltfläche "Einstellungen 

ändern" klicken. 

Ansteuerungsauswahl auf "Motion 

Monitoring über TM54F" umstellen. 

Meldung mit "OK" bestätigen. 

Das Sicherheitskonfigurationsfenster 

des Antriebes öffnet sich. 

Über die verschiedenen 

Schaltflächen können die jeweiligen 

Konfigurationsfenster geöffnet 

werden, in denen Sie Einstellungen 

der Parameter vornehmen können. 

Im Fenster "Konfiguration" darauf 

achten, dass der richtige Antriebstyp 

eingetragen ist. 






Im Fenster "Geber-Parametrierung" 

sind die Geberdaten des Antriebes 

eingetragen. 

Hinweis: Wenn in der Applikation 

nur der Motorgeber genutzt wird, 

sind bei "2. Geber" die gleichen 

Einstellungen eingetragen wie bei 

"1. Geber". 

In der Maske "Sichere Stops" nebenstehende 

Werte eintragen. 

Die Verzögerungszeit SS1 -> Impulslöschen 

(p9556) muss so gewählt 

werden, dass der Antrieb von der 

maximalen Drehzahl der Applikation 

bis zum Stillstand diese Zeit nicht 

überschreitet. Der Wert dieses Parameters 

ist u. a. abhängig vom 

Trägheitsmoment der Last. 

Die Abschaltdrehzahl SS1 (p9560) 

wird auf n = 0/min eingestellt. 

In der Maske "Sicher reduzierte Geschwindigkeit 

(SLS)" die maximale 

Grenzgeschwindigkeit eintragen 

(Grenzgeschwindigkeit: bei geöffneter 

Schutztür noch zulässige Geschwindigkeit). 

Es wird für die Geschwindigkeits-Überwachung 

nur 

Stufe 1 genutzt. Außerdem ist die bei 

Grenzwertüberschreitung eingeleitete 

Stopreaktion auszuwählen. 

Innerhalb der Verzögerungszeit "Anwahl 

SLS -> SLS aktiv" (p9551) 

muss die Antriebsdrehzahl unter 

dem Grenzwert n_max sein. 






Sicherheitsfunktionen freigeben. 

Zum Übernehmen der vorgenommenen 

Einstellungen auf “Parameter 

kopieren“ klicken. 

Nachdem die Parameter ordnungsgemäß 

übernommen wurden: 

auf Schaltfläche "Einstellungen aktivieren" 

klicken. 

(auch hier Passwort ändern bei 

Erstinbetriebnahme) 

Auf "Achsparameter" klicken, um die 

Änderungen im Antrieb zu sichern. 

Nachfolgende Meldung mit "Ja" 

bestätigen. 

Die Daten werden RAM nach ROM 

kopiert. 



ausführen und anschließend Projekt 

speichern. 

Meldungen bezüglich Abnahmetest 

quittieren; 

siehe dazu Kapitel 6.7 Abnahmetest 

Anschließend einen Power On-Reset 

der Contol Unit durchführen. 

Diese Prozedur für den zweiten 

Antrieb wiederholen! 

POWER ON 

siehe Kapitel 6.6 Parametrierung der antriebsintegrierten 

Sicherheitsfunktionen 





Folgende Einstellungen für Antrieb 2 besonders beachten: 

In der Maske "Sichere Stops" nebenstehende 

Werte eintragen. 

Die Verzögerungszeit SS1 → Impulslöschen 

(p9556) so wählen, dass der 

Antrieb von der maximalen Drehzahl 

der Applikation bis zum Stillstand 

diese Zeit nicht überschreitet. Der 

Wert dieses Parameters ist u. a. 

abhängig vom Trägheitsmoment der 

Last. 

Die Abschaltdrehzahl SS1 (p9560) 

auf n = 0/min einstellen. 

In der Maske "Sicher reduzierte Geschwindigkeit" 

die maximale Grenzgeschwindigkeit 

eintragen, welche 

bei geöffneter Schutztür zulässig ist. 

Für die Geschwindigkeitsüberwachung 

nur Stufe 1 nutzen. Außerdem 

die bei Grenzwertüberschreitung 

eingeleitete Stopreaktion auswählen. 

Innerhalb der Verzögerungszeit 

"Anwahl SLS → SLS aktiv" (p9551) 

muss die Antriebsdrehzahl unter 

dem Grenzwert n_max liegen. 

Auf "Gesamtes Projekt" klicken, um 

alle Änderungen zu sichern. 

Wenn Sie die Safety-Inbetriebnahme für alle Antriebe ausgeführt haben, 

können Sie die Antriebe bei abgewähltem Not-Halt verfahren. 





Die Nutzung der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen ist ausgewählt 

und diese können über die Bedienelemente an der F-CPU aktiviert bzw. 

deaktiviert werden. 

Es sollten nur noch folgende Meldungen sichtbar sein. 

Diese Meldungen beeinflussen nicht die oben beschriebene Funktionalität. 

6.7 Abnahmetest 

Zur Verifizierung sicherheitsgerichteter Parameter muss bei der Erstinbetriebnahme 

der Maschine und auch bei Veränderungen der sicherheitsrelevanten 

Parameter ein Abnahmetest durchgeführt werden. Der Abnahmetest 

muss entsprechend protokolliert werden. Die Abnahmeprotokolle sind 

angemessen zu verwahren und zu archivieren. 

Der Abnahmetest muss nach erfolgter Parametrierung und einem Power 

On-Reset erfolgen. 

Informationen über den Abnahmetest, das Abnahmeprotokoll und ein Beispiel 

für ein entsprechendes Abnahmeprotokoll finden Sie im "Funktionshandbuch 

SINAMICS S120 Safety Integrated" (FHS) im Kapitel Abnahmetest 

und Abnahmeprotokoll. 

7 Historie 

Tabelle 7-1 Historie 

Version Datum Änderung 

V1.0 14.02.2008 Erste Ausgabe 

V1.1 10.04.2008 Anpassung Text und Bilder

SINAMICS S120 Safety Integrated Extended Functions

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