BU 0230 Funktionale Sicherheit - Nord

Funktionale Sicherheit
DE
BU 0230
Funktionale Sicherheit
Zusatzanleitung für Frequenzumrichter SK 200E

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Sicherheitshinweise
N O R D Frequenzumrichter
Sicherheits- und Anwendungshinweise
für Antriebsstromrichter
(gemäß: Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG)
1. Allgemein
Während des Betriebes können Antriebsstromrichter ihrer Schutzart
entsprechend spannungsführende, blanke, gegebenenfalls auch
bewegliche oder rotierende Teile, sowie heiße Oberflächen besitzen.
Bei unzulässigem Entfernen der erforderlichen Abdeckung, bei unsachgemäßem
Einsatz, bei falscher Installation oder Bedienung,
besteht die Gefahr von schweren Personen- oder Sachschäden.
Weitere Informationen sind der Dokumentation zu entnehmen.
Alle Arbeiten zum Transport, zur Installation und Inbetriebnahme
sowie zur Instandhaltung sind von qualifiziertem Fachpersonal
auszuführen (IEC 364 bzw. CENELEC HD 384 oder DIN VDE 0100
und IEC 664 oder DIN VDE 0110 und nationale Unfallverhütungsvorschriften
beachten).
Qualifiziertes Fachpersonal im Sinne dieser grundsätzlichen Sicherheitshinweise
sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetriebsetzung
und Betrieb des Produktes vertraut sind und über die
ihrer Tätigkeit entsprechenden Qualifikationen verfügen.
2. Bestimmungsgemäße Verwendung in Europa
Antriebsstromrichter sind Komponenten, die zum Einbau in elektrische
Anlagen oder Maschinen bestimmt sind.
Bei Einbau in Maschinen ist die Inbetriebnahme der Antriebsstromrichter
(d.h. die Aufnahme des bestimmungsgemäßen
Betriebes) solange untersagt, bis festgestellt wurde, dass die Maschine
den Bestimmungen der EG-Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie)
entspricht; EN 60204 ist zu beachten.
Die Inbetriebnahme (d.h. die Aufnahme des bestimmungsgemäßen
Betriebes) ist nur bei Einhaltung der EMV-Richtlinie (2004/108/EG)
erlaubt.
CE- gekennzeichnete Antriebsstromrichter erfüllen die Anforderungen
der Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG. Es werden die in
der Konformitätserklärung genannten harmonisierten Normen für die
Antriebsstromrichter angewendet.
Die technischen Daten sowie die Angaben zu Anschlussbedingungen
sind dem Leistungsschild und der Dokumentation zu entnehmen
und unbedingt einzuhalten.
Die Antriebsstromrichter dürfen nur Sicherheitsfunktionen übernehmen,
die beschrieben und ausdrücklich zugelassen sind.
3. Transport, Einlagerung
Die Hinweise für Transport, Lagerung und sachgemäße Handhabung
sind zu beachten.
4. Aufstellung
Die Aufstellung und Kühlung der Geräte muss entsprechend den
Vorschriften der zugehörigen Dokumentation erfolgen.
Die Antriebsstromrichter sind vor unzulässiger Beanspruchung
zu schützen. Insbesondere dürfen bei Transport und
Handhabung keine Bauelemente verbogen und/oder Isolationsabstände
verändert werden. Die Berührung elektronischer
Bauelemente und Kontakte ist zu vermeiden.
Antriebsstromrichter enthalten elektrostatisch gefährdete
Bauelemente, die leicht durch unsachgemäße Behandlung
beschädigt werden können. Elektrische Komponenten dürfen
nicht mechanisch beschädigt oder zerstört werden (unter
Umständen Gesundheitsgefährdung!).
5. Elektrischer Anschluss
Bei Arbeiten an unter Spannung stehenden Antriebsstromrichtern
sind die geltenden nationalen Unfallverhütungsvorschriften
(z.B. BGV A3, vorherige VBG 4) zu beachten.
Die elektrische Installation ist nach den einschlägigen Vorschriften
durchzuführen (z.B. Leitungsquerschnitte, Absicherungen,
Schutzleiteranbindung). Darüber hinausgehende
Hinweise sind in der Dokumentation enthalten.
Hinweise für die EMV-gerechte Installation - wie Schirmung,
Erdung, Anordnung von Filtern und Verlegung der Leitungen
- befinden sich in der Dokumentation der Antriebsstromrichter.
Diese Hinweise sind auch bei CEgekennzeichneten
Antriebsstromrichtern stets zu beachten.
Die Einhaltung der durch die EMV-Gesetzgebung geforderten
Grenzwerte liegt in der Verantwortung des Herstellers
der Anlage oder Maschine.
6. Betrieb
Anlagen, in die Antriebsstromrichter eingebaut sind, müssen
ggf. mit zusätzlichen Überwachungs- und Schutzeinrichtungen
gemäß den jeweils gültigen Sicherheitsbestimmungen,
z.B. Gesetz über technische Arbeitsmittel, Unfallverhütungsvorschriften
usw. ausgerüstet werden.
Die Parametrierung und Konfiguration des Antriebsstromrichters
ist so zu wählen, dass hieraus keine Gefahren entstehen.
Während des Betriebes sind alle Abdeckungen geschlossen
zu halten.
7. Wartung und Instandhaltung
Nach dem Trennen der Antriebsstromrichter von der Versorgungsspannung
dürfen spannungsführende Geräteteile und
Leistungsanschlüsse wegen möglicherweise aufgeladener
Kondensatoren nicht sofort berührt werden. Hierzu sind die
entsprechenden Hinweisschilder auf dem Antriebsstromrichter
zu beachten.
Weitere Informationen sind der Dokumentation zu entnehmen.
Diese Sicherheitshinweise sind aufzubewahren!
2 BU 0230 DE-2712

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
zu diesem Dokument
Dokumentation
Bezeichnung: BU 0230 DE
Mat. Nr.: 607 23 01
Gerätereihe: SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK230E, SK 235E
Versionsliste
Bezeichnung
bisheriger Ausgaben
Software
Version
Bemerkung
BU 0230 DE, Juli 2009
V 1.1 R2 Erste Ausgabe, basierend auf BU 0530 DE / 4707
Mat. Nr. 607 2301 / 3109
Weitere Überarbeitungen:
September 2009, Februar 2010, Januar 2011
Eine Übersicht über die Änderungen o.g. Ausgaben: siehe Ausgabe Januar 2011 (Mat.-Nr.: 6072301/0311)
BU 0230 DE, Juli 2012
Mat. Nr. 607 2301 / 2712
V 1.3 R2
Geräte der Baugröße IV eingefügt
Bestimmungsgemäße Verwendung der Frequenzumrichter
Herausgeber
Die Einhaltung der Betriebsanleitung ist die Voraussetzung für störungsfreien Betrieb
und die Erfüllung eventueller Garantieansprüche. Lesen Sie deshalb zuerst die Betriebsanleitung
bevor Sie mit dem Gerät arbeiten!
Die Betriebsanleitung enthält wichtige Hinweise zum Service. Sie ist deshalb in der Nähe
des Gerätes aufzubewahren.
Die Frequenzumrichter SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E sind Geräte für
industrielle und gewerbliche Anlagen zum Betreiben von Drehstrom-Asynchronmotoren mit
Kurzschlussläufer. Diese Motoren müssen zum Betrieb an Frequenzumrichtern geeignet
sein, andere Lasten dürfen nicht an die Geräte angeschlossen werden.
Die Frequenzumrichter SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E sind Geräte für
den stationären Aufbau auf Motoren oder in Anlagen in der Nähe des zu betreibenden
Motors. Alle Angaben zu den technischen Daten und den zulässigen Bedingungen am
Einsatzort sind unbedingt einzuhalten.
Die Inbetriebnahme (Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebs) ist so lange untersagt, bis
festgestellt ist, dass die Maschine die EMV-Richtlinie 204/108/EG einhält und die Konformität
des Endproduktes beispielsweise mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG feststeht
(EN 60204 beachten).
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG, 2012
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Rudolf-Diesel-Str. 1 D-22941 Bargteheide http://www.nord.com/
Telefon +49 (0) 45 32 / 401-0 Fax +49 (0) 45 32 / 401-555
Hinweis
Diese Zusatzbetriebsanleitung ist nur in Verbindung mit der Betriebsanleitung des jeweiligen
Frequenzumrichters gültig.
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
zu diesem Dokument
Geltungsbereich
Diese Anleitung ist nur gültig für Geräte, deren Typ sich aus den folgenden Schlüsseln ableiten lassen:
SK 205 E- 250 - 112 -O
215 370 -C
235 550
750
SK 205 E- 250 - 123 -A
215 370 -C
235 550
750
111
151
SK 210 E- 250 - 123 -A
230 370 -C
550
SK 205 E- 250 - 323 -A
210 370 -C
215 550
230 750
235 111
151
221
301
401
SK 210 E- 551 - 323 -A
230 751 -C
112
SK 205 E- 550 - 340 -A
210 750 -C
215 111
230 151
235 221
301
401
551
751
SK 210 E- 112 - 340 -A
230 152 -C
182
222
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Inhaltsverzeichnis
1 ALLGEMEINES ......................................................................................................................... 7
1.1 Sicherheits- und Installationshinweise ................................................................. 7
1.2 Zulassungen und Zertifikate ................................................................................. 8
1.2.1 Zertifikate der Funktion STO bei der Verwendung eines sicheren Abschaltweges ... 9
1.2.2 Zertifikate der Funktion SS1 bei der Verwendung eines sicheren Abschaltweges .. 15
1.2.3 Zertifikate für die alleinige Verwendung der Digitaleingänge .................................. 21
1.3 Typenschlüssel BG I-III ...................................................................................... 27
1.4 Typenschlüssel BG IV ........................................................................................ 28
2 FUNKTIONSBESCHREIBUNG .............................................................................................. 29
2.1 Sicherer Abschaltweg ......................................................................................... 31
2.1.1 Sichere Pulssperre .................................................................................................. 31
2.1.2 Abschaltung der 24V-Versorgung ........................................................................... 31
2.2 Digitaleingänge ................................................................................................... 32
2.3 Sicherheitsfunktionen ......................................................................................... 32
2.3.1 Sicher abgeschaltetes Moment, STO (safe torque off) ........................................... 32
2.3.2 Sicherer Stop1, SS1 (safe stop 1) ........................................................................... 33
2.4 Beispiele / Realisierung ...................................................................................... 34
2.4.1 Funktion STO .......................................................................................................... 34
2.4.2 Funktion SS1 .......................................................................................................... 36
2.4.3 Einfache Wiederanlaufsperre .................................................................................. 37
2.4.4 Beispiel ohne sicheren Abschaltweg ....................................................................... 38
2.4.5 Fehlerausschluss für die Verdrahtung .................................................................... 39
3 MONTAGE UND INSTALLATION .......................................................................................... 40
3.1 Einbau und Montage .......................................................................................... 40
3.2 Verdrahtungsrichtlinien ....................................................................................... 40
3.3 Netzanschluss (X1-PE, L1, L2/N, L3) ................................................................ 40
3.4 Klemmblock des Steuerteils ............................................................................... 40
3.5 Sichere Pulssperre ............................................................................................. 43
3.5.1 Details der „sicheren Pulssperre“ ........................................................................... 43
3.5.2 Betrieb am OSSD ................................................................................................... 43
3.5.3 Mehrgerätebetrieb ................................................................................................... 43
3.5.4 EMV ........................................................................................................................ 44
3.6 24 V Versorgung ................................................................................................ 44
3.6.1 Details der 24 V Versorgung ................................................................................... 45
3.6.2 Betrieb am OSSD ................................................................................................... 45
3.6.3 Mehrgerätebetrieb ................................................................................................... 46
3.6.4 EMV ........................................................................................................................ 47
3.7 Digitaleingänge ................................................................................................... 47
3.7.1 Details der Digitaleingänge .................................................................................... 47
3.8 Digitalausgänge .................................................................................................. 48
4 PARAMETRIERUNG .............................................................................................................. 49
4.1 Steuerklemmen .................................................................................................. 49
4.2 Zusatzparameter ................................................................................................ 54
4.3 Informationen ...................................................................................................... 54
5 SICHERHEITSSCHALTGERÄTE ........................................................................................... 58
5.1 Ausgangsspannung ............................................................................................ 58
5.2 Schaltvermögen und Strombelastung ................................................................ 58
5.3 OSSD-Ausgänge, Testpulse .............................................................................. 59
6 SICHERHEITSEINSTUFUNGEN ............................................................................................ 60
6.1 IEC 60204-1:2005 .............................................................................................. 60
6.2 IEC 61800-5-2:2007 ........................................................................................... 60
6.3 IEC 61508:2010 ................................................................................................. 60
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
6.4 ISO 13849-1:2006 ............................................................................................. 61
7 INBETRIEBNAHME ............................................................................................................... 62
7.1 Auswahl des sicheren Abschaltweges .............................................................. 64
7.2 Validierung ......................................................................................................... 64
8 DIAGNOSE ............................................................................................................................. 65
8.1 Diagnose LEDs .................................................................................................. 65
8.2 Zustandsinformationen ...................................................................................... 66
9 STÖRMELDUNGEN .............................................................................................................. 67
9.1 Tabelle der möglichen Störmeldungen .............................................................. 67
9.2 Anzeige der Störung .......................................................................................... 67
9.3 Fehlerspeicher ................................................................................................... 68
10 TECHNISCHE DATEN ......................................................................................................... 69
10.1 Umweltdaten .................................................................................................... 69
10.2 Daten der Steuerklemmen in BG I bis BG III ................................................... 69
10.3 Daten der Steuerklemmen in BG IV ................................................................ 70
10.4 Daten der Digitaleingänge ............................................................................... 71
10.5 Daten der sicheren Pulssperre ........................................................................ 72
10.6 Daten zur Abschaltung der 24V-Versorgung ................................................... 73
11 ZUSATZINFORMATIONEN ................................................................................................. 74
11.1 Wartungs- und Service-Hinweise .................................................................... 74
11.2 Abkürzungen im Handbuch ............................................................................. 74
12 STICHWORT-VERZEICHNIS .............................................................................................. 75
6 BU 0230 DE-2712

1 Allgemeines
1 Allgemeines
Diese Anleitung BU 0230 DE beschreibt nur die Aspekte, die in direktem Zusammenhang mit der funktionalen
Sicherheit stehen. Alle Standard-Funktionen und Parameter des Umrichters sind dem Handbuch BU 0200 DE
zu entnehmen.
1.1 Sicherheits- und Installationshinweise
SK 2xxE Frequenzumrichter sind Betriebsmittel zum Einsatz in industriellen Starkstromanlagen und werden
mit Spannungen betrieben, die bei Berührung zu schweren Verletzungen oder zum Tode führen können.
Installationen und Arbeiten sind nur durch qualifiziertes Elektrofachpersonal und bei spannungsfrei
geschaltetem Gerät zulässig. Die Bedienungsanleitung muss diesen Personen stets zur Verfügung
stehen und von ihnen konsequent beachtet werden.
Die örtlichen Vorschriften zur Errichtung von elektrischen Anlagen sowie Unfallverhütungs-
Vorschriften sind einzuhalten.
Das Gerät führt auch nach dem netzseitigen Abschalten noch bis zu 5 Minuten gefährliche Spannung.
Das Öffnen des Gerätes oder das Abnehmen der Abdeckungen bzw. des Bedienteils ist daher
erst 5 Minuten, nachdem das Gerät spannungsfrei geschaltet wurde, zulässig. Vor dem Einschalten
der Netzspannung sind alle Abdeckungen wieder anzubringen.
Bei einphasigem Betrieb (115 V / 230 V) muss die Netzimpedanz mindestens 100 H pro Strang
betragen. Ist dies nicht der Fall, muss eine Netzdrossel vorgeschaltet werden.
Zur sicheren Trennung vom Netz, ist die Netzzuleitung zum Frequenzumrichter allpolig zu trennen.
Auch bei Motorstillstand (z.B. durch Elektroniksperre, blockierten Antrieb oder Ausgangsklemmen-
Kurzschluss) können die Netzanschlussklemmen, Motorklemmen und Klemmen für den Bremswiderstand
gefährliche Spannung führen. Ein Motorstillstand ist nicht gleichbedeutend mit einer galvanischen
Trennung vom Netz.
Teile der Steuerkarte und insbesondere die Anschlussbuchse für die abnehmbaren Technologieboxen
führen ebenfalls gefährliche Spannung. Die Steuerklemmen sind netzpotentialfrei.
Achtung: unter bestimmten Einstellbedingungen kann der Umrichter nach dem netzseitigen Einschalten
automatisch anlaufen.
Auf den Leiterplatten befinden sich hochempfindliche MOS-Halbleiterbauelemente, die gegen statische
Elektrizität besonders empfindlich sind. Vermeiden Sie daher bitte das Berühren von Leiterbahnen
oder Bauteilen mit den Händen oder mit metallischen Gegenständen. Lediglich die
Schrauben der Klemmleisten dürfen beim Anschließen der Leitungen mit isolierten Schraubendrehern
berührt werden.
Der Frequenzumrichter ist nur für einen festen Anschluss bestimmt und darf nicht ohne wirksame
Erdungsverbindung betrieben werden, die den örtlichen Vorschriften für große Ableitströme
(> 3,5 mA) entsprechen. Die EN 50178/VDE 0160 schreibt die Verlegung einer zweiten Erdleitung
oder einen Erdleitungsquerschnitt von mindestens 10 mm 2 vor.
Es ist ein allstromsensitiver FI-Schutzschalter (Typ B) gem. EN 50178/VDE 0160 zu verwenden.
SK2xxE Frequenzumrichter sind bei ordnungsgemäßem Betrieb wartungsfrei. Bei staubhaltiger
Luft sind die Kühlflächen regelmäßig mit Druckluft zu reinigen.
Die Frequenzumrichter sind für den Betrieb an TN- bzw. TT-Netzen sowie unter Beachtung der im
Handbuch zum Frequenzumrichter beschriebenen Maßnahmen auch für IT-Netze geeignet.
BU 0230 DE-2712 7

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
VORSICHT
Der Kühlkörper und alle anderen metallischen Teile können sich auf Temperaturen größer
70 °C aufwärmen.
Bei der Montage ist ein ausreichender Abstand zu benachbarten Bauteilen einzuhalten. Bei
Arbeiten an den Komponenten ist eine ausreichende Abkühlzeit vorzusehen.
Ggf. ist ein Berührungsschutz vorzusehen.
ACHTUNG
LEBENSGEFAHR!
Der Frequenzumrichter führt unter Umständen auch nach dem netzseitigen Abschalten noch
bis zu 5 Minuten Spannung. Umrichterklemmen, Motorzuleitungen und Motorklemmen
können Spannung führen!
Das Berühren offener oder freier Klemmen, Leitungen und Geräteteilen kann zu schweren
Verletzungen oder zum Tode führen!
Arbeiten sind nur durch qualifiziertes Elektrofachpersonal und bei spannungsfrei
geschaltetem Gerät zulässig.
VORSICHT
Kinder und die Öffentlichkeit dürfen keinen Zugang und Zugriff zum Gerät haben!
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden.
Unbefugte Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen,
die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände,
elektrische Schläge und Verletzungen verursachen.
Bewahren Sie diese Bedienungsanleitung zugriffsfähig auf und geben Sie diese jedem
Benutzer!
WARNUNG
Dies ist ein Produkt der eingeschränkten Vertriebsklasse nach IEC 61800-3 für die
industrielle Umgebung. In einer Wohnumwelt kann dieses Produkt hochfrequente Störungen
verursachen, in deren Fall der Anwender aufgefordert werden kann, geeignete Maßnahmen
zu ergreifen.
Eine geeignete Maßnahme wäre der Einsatz eines optionalen, empfohlenen Netzfilters.
1.2 Zulassungen und Zertifikate
Die nachfolgend aufgeführten Zertifikate beziehen sich auf die Funktionale Sicherheit. Zulassungen, die im
Zusammenhang mit dem Frequenzumrichter (EMV, UL, etc.) stehen, sind im Haupthandbuch (BU0200) zusammengefasst.
8 BU 0230 DE-2712

1 Allgemeines
1.2.1 Zertifikate der Funktion STO bei der Verwendung eines sicheren Abschaltweges
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
10 BU 0230 DE-2712

1 Allgemeines
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
14 BU 0230 DE-2712

1 Allgemeines
1.2.2 Zertifikate der Funktion SS1 bei der Verwendung eines sicheren Abschaltweges
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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1 Allgemeines
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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1 Allgemeines
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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1 Allgemeines
1.2.3 Zertifikate für die alleinige Verwendung der Digitaleingänge
BU 0230 DE-2712 21

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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1 Allgemeines
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
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1 Allgemeines
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
26 BU 0230 DE-2712

1 Allgemeines
1.3 Typenschlüssel BG I-III
Bestellbezeichnung für SK 2xxE BG I-III Beispiel: SK 205 E- 751 - 340-A - XXX
Ausbaustufe
200
205
210
215
220
4x dig. IN, 2x dig. OUT, 2x analog IN, RS232/485, interne
Versorgung der Steuerung
4x dig. IN, 1x dig. OUT, RS232/485, externe 24V-
Versorgung
Wie „200“, jedoch 3x dig, IN und zusätzlich "sichere
Pulssperre"
wie "205", jedoch 3x dig, IN und zusätzlich "sichere
Pulssperre"
wie "200", jedoch 1x analog IN und zusätzlich AS-
Interface on board
225 wie "205", jedoch zusätzlich AS-Interface on board
230
wie „210“, jedoch 1x analog IN und zusätzlich AS-
Interface on board
235 wie "215", jedoch zusätzlich AS-Interface on board
Leistung
Netz: 112-O 123-A 323-A 340-A
250 250W I 1 I I Baugröße BG
370 370W I 1 I I
1 ) nur SK 2x5E
550 550W II 1 I I I
750 750W II 1 II 1 I I
111 1,1kW II 1 I I
151 1,5kW II I
221 2,2kW II I
301 3,0kW III II
401 4,0kW III II
551 5,5kW III
751 7,5kW III
Netz
112-O 1phasig, 115V, ohne Filter
123-A 1phasig, 230V, internes A-Filter (Klasse C2)
323-A 3phasig, 230V, internes A-Filter (Klasse C2)
340-A 3phasig, 400V, internes A-Filter (Klasse C2)
Option
keine Option
Kombinationen
C Schutzgrad IP66 (IP55 ist Standard) sind möglich
XXX weitere Optionen sind möglich
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
1.4 Typenschlüssel BG IV
Bestellbezeichnung für SK 2xxE BG IV Beispiel: SK 200 E- 222 - 340-A - XXX
Ausbaustufe
200
210
Versorgung der Steuerung über Netzanschluss, 24V-
Versorgung für Ausfall der Netzspannung möglich,
„4x dig. IN, 2x Analog IN, 2x dig. OUT, RS232/485
wie "200", jedoch 3x dig. IN und zusätzlich "sichere
Pulssperre"
220 wie "200", jedoch zusätzlich AS-Interface
230
wie "200", jedoch 3x dig. IN und zusätzlich "sichere
Pulssperre" und AS-Interface
Leistung
Netz: 323-A 340-A
551 5,5kW IV Baugröße BG
751 7,5kW IV
112 11,0kW IV IV
152 15,0kW IV
182 18,5kW IV
222 22,0kW IV
Netz
323-A 3phasig, 230V, internes A-Filter (Klasse C2)
340-A 3phasig, 400V, internes A-Filter (Klasse C2)
Option
C
XXX
keine Option
Schutzgrad IP55 mit IP66 Maßnahmen (Siehe
BU 0200), (IP55 ist Standard)
weitere Optionen sind möglich
Kombinationen
sind möglich
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2 Funktionsbeschreibung
2 Funktionsbeschreibung
Um Gefährdung von Menschen und Beschädigung von Material zu verhindern, ist es nötig Maschinen sicher
abschalten zu können. Die Frequenzumrichter der Reihen NORDAC SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK 230E
und SK 235E stellen hierfür sichere Abschaltwege bereit.
Um die Wirkungsweise der Abschaltwege verstehen zu können, ist es nötig, zunächst die Funktionsweise des
Frequenzumrichters zu betrachten.
Die Netzspannungen werden gleichgerichtet und die so entstandene DC-Zwischenkreis-Spannung wird nach den
Erfordernissen des Betriebszustandes des Motors (Frequenz und Spannung) wieder wechselgerichtet.
Baugröße I bis III:
Frequenzumrichter
L1
T1
T3
T5
U
L2
L3
T2
T4
T6
V
W
M
I/O
= =
nur im SK2x0E
I/O
Schnellhalt
µC
Logik
Treiber
24V
GND
= =
nur im SK2x5E
Unterspannungserkennung
Strombegrenzung
24V_SH
GND_SH
Eingangsbeschaltung
Control
Option "Sichere Pulssperre"
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Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Baugröße IV:
Frequenzumrichter
L1
T1
T3
T5
U
L2
L3
T2
T4
T6
V
W
M
=
=
I/O
Schnellhalt
µC
Logik
Treiber
3x High
1x Low
24V
GND
=
=
interne Spannung (Primärleistung)
=
=
Steuerspannung
24V_SH
GND_SH
Eingangsbeschaltung
Control
Option "Sicherere Pulssperre"
Die Halbleiterschalter des Wechselrichters (T1 bis T6) werden mit einem sehr komplexen Pulsmuster angesteuert.
Dieses Pulsmuster wird von dem Mikrokontroller (µC) erzeugt und von dem Treiber verstärkt. Der
Treiber übernimmt dabei die Umsetzung der Logik-Signale auf die Steuerspannungen der Halbleiterschalter.
Die Halbleiterschalter werden durch die Steuerspannung geschaltet und das Pulsmuster wird in verstärkter
Form an die Motorklemmen angelegt. Aufgrund der Tiefpasswirkung des Motors entsteht aus der pulsförmigen
Spannung, einer dreiphasigen pulsweitenmodulierten Sinus-Spannung, ein Drehstromsystem. Der Motor entwickelt
ein Moment.
30 BU 0230 DE-2712

2 Funktionsbeschreibung
2.1 Sicherer Abschaltweg
Mit Hilfe eines sicheren Abschaltweges soll nun das Moment sicher abgeschaltet werden. Dies entspricht der
Sicherheitsfunktion STO (safe torque off, sicher abgeschaltetes Moment).
Um das Moment abzuschalten, muss der Stromfluss im Motor unterbrochen werden. Hierfür stehen je nach Gerät
verschiedene Abschaltwege zu Verfügung:
„Sichere Pulssperre“ im SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E
„Abschaltung der 24V-Versorgung“ im SK 205E und SK 215E
HINWEIS
Für Baugröße IV:
Der in den Geräten SK 200E, SK 210E, SK 220E und SK 230E der Baugröße IV
vorhandene 24V Anschuß, zur Versorgung der Steuerelektronik, kann nicht als Sicherer
Abschaltweg genutzt werden, da hier das parallel arbeitende Hochspannungsnetzteil die
Steuerung und den Mikrokontroller weiter versorgt.
HINWEIS
Mit der Auslösung eines sicheren Abschaltweges zieht eine an den Klemmen 79 (MB+) und
80 (MB-) angeschlossene mechanische Bremse an (nur SK2x5E, siehe Handbuch
BU 0200 DE). Wenn der Antrieb zuvor nicht stillgestetzt wird, muß die Bremse als
Betriebsbremse ausgelegt werden.
2.1.1 Sichere Pulssperre
Die Geräte, die mit der „sicheren Pulssperre“ ausgerüstet sind, besitzen einen zusätzlichen DC/DC-Wandler,
welcher aus einer 24 V Spannung (24V_SH, GND_SH) entweder die Versorgungsspannung für die Treiber erzeugt
oder die Steuerspannung eines Netzteils erzeugt, welches wiederum die Versorgungsspannung für die
Treiber erzeugt.
Wird diese 24 V Spannung abgeschaltet, so überträgt der DC/DC-Wandler keine Energie zu den Treibern. Da
nun die Treiber nicht versorgt werden, gelangen keine Steuerpulse an die Halbleiterschalter (T1 bis T6) des
Wechselrichters. Der Stromfluss in den Halbleiterschaltern und im Motor wird unterbrochen. D.h. der Motor
entwickelt nach einer gewissen Reaktionszeit der Elektronik und nach der Abklingzeit des Motorstromes kein
antreibendes Moment.
Das Abschalten der 24 V Spannung (24V_SH, GND_SH) hat mit einer sicherheitsgerichteten Schalteinrichtung
zu erfolgen. Hierzu kann sowohl der Anschluss 24V_SH (Klemme 89) als auch der Anschluss GND_SH
(Klemme 88) von der 24 V Spannungsquelle getrennt werden. Vorzugsweise wird der Anschluss 24V_SH aufgetrennt.
Sicherheitsausgang
24V
oder
24V
Sicherheitsausgang
oder
24V
Sicherheitsausgang
89 24V SH
88 GND SH
Frequenzumrichter
2.1.2 Abschaltung der 24V-Versorgung
Auch das zur Versorgung der Steuerelektronik vorhandene 24V-Netzteil kann als sicherer Abschaltweg verwendet
werden (nur im SK 205E und SK 215E der Baugrößen I bis III).
Wird die 24 V Versorgung (24V, GND) abgeschaltet, so wird dem Mikrokontroller (µC) die Versorgungsspannung
entzogen. Da der Mikrokontroller für die Erzeugung der Pulsmuster zur Ansteuerung der Halbleiterschalter
(T1 bis T6) zuständig ist, werden auf diese Weise alle Halbleiterschalter (T1 bis T6) ausgeschaltet. Der
Stromfluss in den Halbleiterschaltern und im Motor wird unterbrochen. D.h. der Motor entwickelt wie bei der
„sicheren Pulssperre“ nach einer gewissen Reaktionszeit der Elektronik und nach der Abklingzeit des Motorstromes
kein antreibendes Moment.
Auch die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ (24V, GND) hat mit einer sicherheitsgerichteten Schalteinrichtung
zu erfolgen. Dabei ist die Verbindung zwischen Spannungsquelle und dem Anschluss 24V (Klemme 44) aufzutrennen.
Das Abschalten über GND ist nicht möglich, da die 24V-Versorgung und die digitale I/O über ein ge-
BU 0230 DE-2712 31

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
meinsames Ground verfügen. Im Falle einer Abschaltung von GND wurde eine Ground-Verbindung über die
digitale I/O bestehen bleiben.
24V
Sicherheitsausgang
24V
Sicherheitsausgang
24V
Sicherheitsausgang
44 24V
40 GND
Frequenzumrichter
HINWEIS
Bei Geräten mit AS-Interface (SK 225E und SK 235E) kann und darf die 24 V Versorgung
nicht als sicherer Abschaltweg, „Abschaltung der 24V-Versorgung“, verwendet werden!
Bei den Geräten SK 200E, SK 210E, SK 220E und SK 230E wird die Steuerung durch ein
vom Zwischenkreis gespeistes Netzteil versorgt. Hier steht der Abschaltweg „Abschaltung
der 24V-Versorgung“ nicht zur Verfügung. Dies gilt auch für die Geräte der Baugröße IV,
obwohl diese Geräte über einen 24V-Eingang verfügen.
Die Geräte SK 200E, SK 220E und SK 225E stellen somit keinen sicheren Abschaltweg
bereit.
2.2 Digitaleingänge
Zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion können die Digitaleingänge als Hilfseingänge, z.B. zum Auslösen
eines Bremsvorganges, verwendet werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Digitaleingänge nur geringen Sicherheitsanforderungen
genügen. Es wird immer ein sicherer Abschaltweg benötigt!
Die Digitaleingänge, weitere I/O und die 24V-Versorgung verfügen über ein gemeinsames Ground. D. h. ein
Digitaleingang darf nur über das Auftrennen des zugehörigen Anschlusses (21 für DIN1 bis 24 für DIN4) abgeschaltet
werden. Das Abschalten über GND ist nicht möglich!
Sicherheitsausgang
24V 24V
24V
Filter 21 DIN1 ... 24 DIN4
Sicherheitsausgang
für
OSSD 40 GND
Sicherheitsausgang
optional Frequenzumrichter
Ein Filter beim Betrieb an einem OSSD wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt.
Wenn nur geringe Anforderungen an die funktionale Sicherheit gestellt werden, kann die Sicherheitsfunktion
auch mit den Digitaleingängen realisiert werden. Es wird empfohlen dies nur in Erwägung zu ziehen, wenn die
Risikoanalyse ergeben hat, dass beim Ausfall der Sicherheitsfunktion nur leichte (üblicherweise reversible)
Verletzungen auftreten können (siehe auch Kapitel 6 ). Im Zweifel sollte immer ein sicherer Abschaltweg, die
„sichere Pulssperre“ oder die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ verwendet werden.
2.3 Sicherheitsfunktionen
Mit den sicheren Abschaltwegen kann eine Stopp-Funktion ausgeführt werden. Da diese gegenüber anderen
Steuerfunktionen Vorrang hat, ist diese Stopp-Funktion für das Stillsetzen im Notfall geeignet. Dabei wird über
einen sicheren Abschaltweg das Moment abgeschaltet. Diese Funktion wird, „sicher abgeschaltetes Moment“
oder abgekürzt STO (engl.: safe torque off) genannt.
Es ist ebenso möglich, den Motor zunächst gesteuert still zu setzten und anschließend das Moment abzuschalten.
Diese Funktion wird „sicherer Stopp 1“ oder abgekürzt SS1 (engl.: safe stop 1) genannt.
2.3.1 Sicher abgeschaltetes Moment, STO (safe torque off)
Bei der Funktion STO wird das antreibende Moment schnellst möglich (siehe technische Daten Reaktionszeit)
abgeschaltet und der Antrieb (Motor mit Arbeitmaschine) trudelt aus. Dieses Verhalten entspricht der
Stoppkategorie 0 (ungesteuertes Bremsen) nach EN 60204-1. Es vergeht also eine gewisse Zeit bis der Antrieb
keine gefährliche Bewegung mehr ausführt und der sichere Zustand erreicht wird. Eine Überwachung ob
bzw. wann der Antrieb den sicheren Zustand erreicht, ist in den Umrichter nicht integriert.
Je nach der verwendeten Schaltvorrichtung und der Nutzung der sicheren Abschaltwege ist die Funktion STO
mit der Sicherheitskategorie 4 gemäß DIN EN ISO 13849-1 realisierbar.
32 BU 0230 DE-2712

2 Funktionsbeschreibung
HINWEIS
Die Steuerung einer mechanischen Bremse über den Umrichter erfolgt nicht
sicherheitsgerichtet!
Eine an den Klemmen 79 (MB+) und 80 (MB-) angeschlossene mechanische Bremse fällt mit
der Auslösungung der Funktion STO ein. Dies bedeutet, dass die Bremse in diesem Fall als
Betriebsbremse ausgelegt werden muss, da der Antrieb mit all seinen rotierenden Massen
durch die mechanische Bremse stillgesetzt wird.
Das Durchrutschen eines Hubwerkes beim Auslösen der Funktion STO muss ggf. durch
geeignete Bremsen unterbunden werden!
2.3.2 Sicherer Stop1, SS1 (safe stop 1)
Bei der Funktion SS1 wird der Motor zunächst durch den Umrichter gebremst und nach dem Stillsetzen wird in
die Funktion STO gewechselt. Dieses Verhalten entspricht der Stoppkategorie 1 (gesteuertes Bremsen) nach
IEC 60204-1. Der Wechsel in die Funktion STO kann überwacht nach dem Erreichen des Stillstands oder über
ein sicherheitsgerichtetes Zeitrelais (verzögerter Ausgang eines Sicherheitsschaltgerätes) erfolgen.
HINWEIS
Das gesteuerte Bremsen wird über einen Digitaleingang ausgelöst und genügt nur geringen
Sicherheitsanforderungen!
Beim Versagen des gesteuerten Bremsen wird in die Funktion STO gewechselt!
Ggf. ist der Bremsvorgang zu überwachen!
HINWEIS
Die Steuerung einer mechanischen Bremse über den Umrichter erfolgt nicht
sicherheitsgerichtet!
Für den Fall des Versagens des gesteuerten Bremsens wird ggf. eine an den Klemmen 79
(MB+) und 80 (MB-) angeschlossene mechanische Bremse überlastet, da diese mit der
Auslösung der Funktion STO einfällt.
Das Durchrutschen eines Hubwerkes muss ggf. durch geeignete Bremsen unterbunden
werden!
BU 0230 DE-2712 33

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
2.4 Beispiele / Realisierung
Im Folgenden werden beispielhaft einige Lösungen für die Sicherheitsfunktionen STO und SS1 gezeigt.
2.4.1 Funktion STO
In der Regel wird ein Sicherheitsschaltgerät zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion Verwendung finden. Die
Sicherheitskategorie der Funktion wird durch die Komponente mit der kleinsten Kategorie bestimmt.
Reset
24V
Not-Aus-Taster
Versorgungsspannung
Eingangskreis
mit Querschlußerkennung
Reset-Kreis
24V
Sicherheitsausgang
geschirmte Leitung für
den Fehlerausschluß nach
DIN EN ISO 13849-2
Nutzung der
"sicheren Pulssperre"
Frequenzumrichter
89 24V SH
88 GND SH
oder
Nutzung der
"Abschaltung der
24V-Versorgung"
Frequenzumrichter
44 24V
40 GND
In diesem Beispiel kann die Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN ISO 13849-1 erreicht werden! Voraussetzung
hierfür ist, dass der Not-Aus-Taster, das Sicherheitsschaltgerät und die Verdrahtung die Anforderungen an die
Kategorie 4 erfüllen. Dies kann zum Beispiel wie folgt erreicht werden:
Redundantes Sicherheitsschaltgerät mit Selbstüberwachung
Zweikanaliger Eingangskreis Querschlusserkennung (und entsprechenden Not-Aus-Taster)
Sicherheitsausgang mit periodischen Abschalttests (OSSD)
Fehlerausschluss nach DIN EN ISO 13849-2 für die Verdrahtung zwischen Schaltgerät und den Eingangklemmen
des verwendeten sicheren Abschaltweges durch die Verwendung einer geschirmten
Leitung und beidseitig aufgelegten Schirm.
HINWEIS Wenn die „sichere Pulssperre“ bei einen freigegeben Freqeunzumrichter anspricht, wird
das Fehlerereignis E018 (18.0 Sicherheitskreis) ausgelöst.
Dies kann verhindert werden, indem der Digitaleingang DIN4 mit der Funktion „Spannung
sperren“ (P420[-04]=10) belegt wird.
Der Digitaleingang DIN4 ist bei den Geräten mit „sicherer Pulssperre“ (SK 210E, SK 215E,
SK 230E und SK 235E) nicht physikalisch als eigener Eingang ausgeführt, sondern liegt
parallel zur „sicheren Pulssperre“ und dient als Diagnosepfad „Zustand der sicheren
Pulssperre an den Eingangklemmen“.
Durch die zusätzliche Verwendung eines Digitaleingangs kann die typische Reaktionszeit verkürzt werden:
Reset
Not-Aus-Taster
24V
Versorgungsspannung
Eingangskreis
mit Querschlußerkennung
Reset-Kreis
24V
Sicherheitsausgang 1
geschirmte Leitungen für
den Fehlerausschluß nach
DIN EN ISO 13849-2
Filter
für
OSSD
optional
Nutzung der
"sicheren Pulssperre"
Frequenzumrichter
21 DIN1
40 GND
oder
Nutzung der
"Abschaltung der
24V-Versorgung"
Frequenzumrichter
21 DIN1
40 GND
24V
Sicherheitsausgang 2
89 24V SH
88 GND SH
44
40
24V
GND
Anmerkung: Das optionale Filter am Digitaleingang wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt.
34 BU 0230 DE-2712

2 Funktionsbeschreibung
Zur Ansteuerung des Digitaleingangs wird ein zweiter Sicherheitsausgang benötigt.
Insbesondere wenn das Schaltgerät seine Sicherheitsausgänge nur im Ablauf eines Freigabezyklus überprüft,
wie dies bei einigen elektromechanischen Schaltgeräten der Fall ist, ist diese Lösung vorzuziehen. Je nach
den Sicherheitsanforderungen ist ein geeignetes Prüfintervall festzulegen.
HINWEIS
Für die „sichere Pulssperre“ bzw. die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ ist ein eigenes
abgeschirmtes Kabel zu verwenden! Bei der Verwendung eines Sicherheitsschaltgerätes mit
querschlussüberwachten OSSD-Ausgängen können die Leitungen beider Sicherheitsausgänge
in einem geschirmten Kabel geführt werden.
HINWEIS
Nur die „sichere Pulssperre“ bzw. die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ erfüllt die
Anforderungen an die Sicherheitskategorie 4. Für die Digitaleingänge kann die
Sicherheitskategorie 1 ( und PL c) erreicht werden.
In der Zeitspanne zwischen dem Aktivieren der "Sicheren Pulssperre" über einen Digitaleingang
und dem Aktivieren über die Klemmen 88 und 89 kann der Frequenzumrichter nur die
Sicherheitskategorie 1 erfüllen.
BU 0230 DE-2712 35

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
2.4.2 Funktion SS1
Zur Realisierung der Funktion SS1 wird immer ein Digitaleingang benötigt, um einen durch den Umrichter ausgeführten
Bremsvorgang einzuleiten. Der verwendete Digitaleingang wird hierzu auf die Funktion „Schnellhalt“
[11] eingestellt.
Reset
Not-Aus-Taster
24V
Versorgungsspannung
Eingangskreis
mit Querschlußerkennung
Reset-Kreis
24V
Sicherheitsausgang 1
geschirmte Leitungen für
den Fehlerausschluß nach
DIN EN ISO 13849-2
Filter
für
OSSD
optional
Nutzung der
"sicheren Pulssperre"
Frequenzumrichter
21 DIN1
40 GND
oder
Nutzung der
"Abschaltung der
24V-Versorgung"
Frequenzumrichter
21 DIN1
40 GND
24V
Sicherheitsausgang 2
verzögert
89 24V SH
88 GND SH
44
40
24V
GND
Anmerkung: Das optionale Filter am Digitaleingang wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt.
Bei der Anforderung der Sicherheitsfunktion wird zunächst über den Digitaleingang (hier DIN1) ein gesteuerter
Bremsvorgang ausgelöst. Dabei muss gewährleistet sein, dass der Antrieb in der parametrierten Schnellhaltzeit
(P426) stillgesetzt wird. Nach dem Ablauf einer vom Schaltgerät gesteuerten Verzögerungszeit wird der
verwendete „sichere Abschaltweg“ ausgelöst. Die Verzögerungszeit ist so zu bemessen, dass die Verzögerung
größer ist als die Schnellhaltzeit plus DC-Nachlaufzeit (P559). Die Verzögerungszeit muss dabei sicherheitsgerichtet
gebildet werden.
Hierbei ist zu beachten, dass das gesteuerte Bremsen die Anforderungen an die Sicherheitskategorie 1 erfüllen
kann. Für das endgültige Abschalten durch die Auslösung eines sicheren Abschaltweges, „sichere Pulssperre“
oder „Abschaltung der 24V-Versorgung“, ist die Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN ISO 13849-1 erreichbar.
Hierfür gelten die gleichen Voraussetzungen wie sie in den Beispielen für die Funktion STO beschrieben
sind. Beim Versagen des gesteuerten Bremsens wird in die Funktion STO gewechselt (mit der eingestellten
Verzögerung).
HINWEIS
Für die „sichere Pulssperre“ bzw. die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ ist ein eigenes
abgeschirmtes Kabel zu verwenden! Bei der Verwendung eines Sicherheitsschaltgerätes mit
querschlußüberwachten OSSD-Ausgängen können die Leitungen beider Sicherheitsausgänge
in einem geschirmten Kabel geführt werden.
HINWEIS
Nur die sicheren Abschaltwege, „sichere Pulssperre“ und die „Abschaltung der 24V-
Versorgung“, können die Anforderungen an die Sicherheitskategorie 4 / Performence Level e
erfüllen. Für die Digitaleingänge und somit auch für das geführte Bremsen kann die
Sicherheitskategorie 1 ( und PL c) erreicht werden.
36 BU 0230 DE-2712

2 Funktionsbeschreibung
2.4.3 Einfache Wiederanlaufsperre
Die Sicherheitskategorie 4 nach DIN EN ISO 13849-1 ist mit einer direkten zweikanaligen Auslösung der „sicheren
Pulssperre“ mit Hilfe eines sicheren Schaltelementes erreichbar. Das folgende Bild zeigt hierzu ein
Beispiel mit einem Not-Aus-Taster (zwangsgeführte Kontakte, Sicherheitskategorie 4).
Not-Aus-Taster
Frequenzumrichter
24V
geschirmte Leitung für
den Fehlerausschluß nach
DIN EN ISO 13849-2
89
24V SH
88
GND SH
Um die Sicherheitskategorie 4 zu erreichen, muss für die vorgeschalteten Komponenten der Fehlerausschluss
nach der DIN EN ISO 13849-2 Kap. D.5 möglich sein (fest verlegte Verdrahtung und zweikanaliger Taster mit
unabhängigen zwangsöffnenden Kontakten). D. h. für dieses Beispiel, dass der Not-Aus-Taster und die Verkabelung
so gestaltet sein müssen, dass Kurzschlüsse am Not-Aus-Taster und Schlüsse zu anderen spannungsführenden
Systemen ausgeschlossen werden können.
HINWEIS
Nach der Auslösung der „sicheren Pulssperre“ zeigt hier der Umrichter den quittierbaren Fehler
E018 (18.0 Sicherheitskreis) an.
HINWEIS
Bei diesem Beispiel gibt es keinen Reset-Kreis, wie bei den Sicherheitsschaltgeräten. Wenn die
Risikoanalyse ergeben hat, dass die Aufhebung des Stoppbefehls durch eine manuelle
beabsichtigte Handlung bestätigt werden muss, können die Anforderung an das Rückstellen
organisatorisch erfüllt werden (z. B. durch einen Not-Aus-Taster mit Schlüsselentriegelung und
einer maschinenfernen Aufbewahrung des Schlüssels).
HINWEIS
Es wird empfohlen, die Funktionen „Automatische Fehlerquittierung“ (P506) und „Automatischer
Anlauf“ (P428) nicht in Kombination zu benutzen (siehe BU 0200 DE), da sonst der Antrieb
sofort nach der Entriegelung des Not-Aus-Tasters losläuft.
BU 0230 DE-2712 37

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
2.4.4 Beispiel ohne sicheren Abschaltweg
Es ist möglich die Sicherheitsfunktionen STO oder SS1 mit einem Digitaleingang und einem Sicherheitsschaltgerät
zur realisieren. Mit dieser Schaltungsvariante kann nach DIN EN ISO 13849-1 maximal die Sicherheitskategorie
1 erreicht werden, wenn neben dem Digitaleingang auch alle anderen Komponenten (Sicherheitsschaltgerät,
Not-Aus-Taster, Verdrahtung) die Anforderungen an die Kategorie 1 erfüllen.
Diese Schaltungsvariante sollte nur in Erwägung gezogen werden, wenn nur geringe Anforderungen an die
funktionale Sicherheit zu erfüllen sind und wenn die Risikoanalyse ergeben hat, dass beim Ausfall der Sicherheitsfunktion
nur leichte (üblicherweise reversible) Verletzungen auftreten können (siehe auch Kapitel 6 ). Im
Zweifel sollte immer ein sicherer Abschaltweg, die „sichere Pulssperre“ oder die „Abschaltung der 24V-
Versorgung“ verwendet werden.
Reset
24V
Not-Aus-Taster
Versorgungsspannung
Eingangskreis
mit Querschlußerkennung
Reset-Kreis
24V
Sicherheitsausgang
geschirmte Leitung für
den Fehlerausschluß nach
DIN EN ISO 13849-2
Filter
für
OSSD
optional
Nutzung eines
Digitaleingangs
Frequenzumrichter
21 DIN1 ...
40 GND
24 DIN4
STO: P420[-01...-04]=10, "Spannung sperren"
SS1: P420[-01...-04]=11, "Schnellhalt"
Anmerkung: Das optionale Filter wird nur in einem stark gestörten Umfeld benötigt.
Zur Realisierung der Sicherheitsfunktion STO wird der verwendete Digitaleingang auf die Funktion „Spannung
sperren“ parametriert.
Bei der Sicherheitsfunktion SS1 wird der Digitaleingang mit der Funktion „Schnellhalt“ belegt (Parameter
P420[-01...-04]) und über den Parameter P426 wird die Schnellhaltzeit eingestellt. Dabei muss gewährleistet
sein, dass der Antrieb in der parametrierten Schnellhaltzeit stillgesetzt wird.
HINWEIS
Dieses Beispiel erreicht maximal die Sicherheitkategorie 1 bzw. den Performence Level c. Diese
Schaltungvariante ist nicht SIL-fähig (siehe Kapitel 6 ).
38 BU 0230 DE-2712

2 Funktionsbeschreibung
2.4.5 Fehlerausschluss für die Verdrahtung
In den obigen Beispielen wurde für jeden zur Realisierung der Sicherheitsfunktion verwendeten Eingang ein
eigenes geschirmtes Kabel verwendet, dessen Schirm an beiden Enden aufgelegt ist. Diese Maßnahme dient
dem Fehlerausschluss nach DIN EN ISO 13849-2 für den Fall, Kurzschluss zwischen beliebigen Leitern. Dieser
Fehlerausschluss ist erforderlich, um die Anforderungen an die Sicherheitskategorie 4 nach
DIN EN ISO 13849-1 zu erfüllen. Danach darf ein einzelner erkannter Fehler oder eine Anhäufung von unerkannten
Fehlern nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Ein Schluss von einer Fremdspannung, z. B.
von einer 24 V Steuerleitung, zum 24 V Eingang eines sicheren Abschaltweges könnte zum Verlust der Sicherheitsfunktion
führen. D. h. dieser Fehler muss durch geeignete Maßnahmen verhindert werden.
Es ist nicht zwingend für jeden Eingang ein eigenes geschirmtes Kabel erforderlich. So können ggf. die Leitungen
für den Digitaleingang und den sicheren Abschaltweg gemeinsam ein einem geschirmten Kabel verlegt
werden, wenn die überwachten Sicherheitsausgänge des Schaltgerätes über eine Querschlusserkennung
verfügen (siehe Bild). Die Wirksamkeit der Querschlusserkennung ist ggf. nachzuweisen.
oder
24V
Sicherheitsausgang 1
Überwachte Ausgänge
ohne Querschlußerkennung
Filter
für
OSSD
optional
21 DIN1
40 GND
89 24V SH
21 DIN1
40 GND
44 24V
24V
Sicherheitsausgang 2
88 GND SH
40 GND
Frequenzumrichter
Frequenzumrichter
oder
24V
Sicherheitsausgang 1
Überwachte Ausgänge
mit Querschlußerkennung
Filter
für
OSSD
optional
21 DIN1
40 GND
89 24V SH
21 DIN1
40 GND
44 24V
24V
Sicherheitsausgang 2
88 GND SH
40 GND
Frequenzumrichter
Frequenzumrichter
Auch andere Maßnahmen (eigner Kabelkanal, Verlegung im Panzerrohr, etc.) sind denkbar. Genaueres ergibt
sich aus der Risikoanalyse und der FMEA für die konkrete Anwendung.
Für die „sichere Pulssperre“ ist es auch denkbar, diese über zwei Sicherheitsausgänge, einen Ausgang 24V
schaltend und einen Ausgang GND schaltend, auszulösen.
24V
Sicherheitsausgang 1
Überwachte Ausgänge
Sicherheitsausgang 2
evtl. mit Schirm (je nach Länge und Störumfeld)
89 24V SH
88 GND SH
Frequenzumrichter
In diesem Fall wird nicht zwingend ein geschirmtes Kabel benötigt, wenn die Sicherheitsausgänge überwacht
werden. Wenn zum Beispiel weitere 24 V Steuerleitungen im gleichen Kabelkanal verlegt werden und man einen
Fehler, Kurzschluss von 24V_SH zu einer Steuerleitung (=24V), unterstellt, würde dieser Fehler durch die
Ausgangüberwachung des Schaltgerätes erkannt und die „sichere Pulssperre“ durch den zweiten Sicherheitsausgang
ausgelöst werden. Genaueres ergibt sich aus der FMEA für die konkrete Anwendung.
Wenn kein geschirmtes Kabel für die Verdrahtung der Sicherheitsfunktion verwendet wird, sind ggf. die Einflüsse
von elektromagnetischen Feldern zu berücksichtigen. So ist die Verwendung eines 1 m langen Kabels
(im eigenen Kabelkanal) in einem Umfeld ohne starke elektromagnetische Felder tendenziell ungefährlich,
während die Verlegung einer langen Leitung, in unmittelbarer Nahe zu einem starken Sender oder einer Mittelspannungsverteilung,
zum Ausfall der Sicherheitsfunktion führen kann. Aus diesem Grunde wird generell
die Verwendung von geschirmten Kabeln empfohlen.
BU 0230 DE-2712 39

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
3 Montage und Installation
Die Installationshinweise dieses Handbuches umfassen nur die Belange, die im Zusammenhang mit der
funktionalen Sicherheit stehen. Weitere Informationen sind dem Handbuch (BU 0200 DE) zu entnehmen.
3.1 Einbau und Montage
Die Einbauhinweise aus der Anleitung BU 0200 DE sind zu beachten!
3.2 Verdrahtungsrichtlinien
Zu diesem Punkt beachten Sie bitte das entsprechende Kapitel der BU 0200 DE und die folgenden Kapitel
dieser Anleitung.
3.3 Netzanschluss (X1-PE, L1, L2/N, L3)
Die Geräte mit denen eine Sicherheitsfunktion realisiert wird dürfen nur an TN-Netzen und TT-Netzen betrieben
werden. Der Betrieb an IT-Netzen und „Grounded Corner“ ist nicht vorgesehen.
3.4 Klemmblock des Steuerteils
Die Steueranschlüsse befinden sich innerhalb der Anschlusseinheit des Frequenzumrichters. Je nach Ausführung
(SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK 230E, SK 235E) ist die Belegung unterschiedlich.
Anschlussklemmen:
Schraubklemmen, Schlitz-Schraubendreher, Größe 3,5 mm
Anschlussquerschnitt:
Baugröße I bis III:
0,2 … 2,5 mm 2 : starr oder flexibel
AWG 24-12,
0,25 … 2,5 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse, ohne oder mit Kunststoffhülse
Mehrleiteranschluss
0,2 … 1 mm 2 : starr
0,2 … 1,5 mm 2 : flexibel
0,25 … 1 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse
0,5 … 1 mm 2 : flexibel mit TWIN-Aderendhülse mit Kunststoffhülse
Baugröße IV:
0,2 … 2,5 mm 2 : starr oder flexibel
AWG 24-14,
0,25 … 2,5 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse, ohne oder mit Kunststoffhülse
Mehrleiteranschluss
0,2 … 0,75 mm 2 : starr
0,2 … 0,75 mm 2 : flexibel
0,25 … 0,75 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse
0,5 … 0,75 mm 2 : flexibel mit TWIN-Aderendhülse mit Kunststoffhülse
Anzugsdrehmoment:
0.5 ... 0.6 Nm
Steuerkabel:
getrennt von Netz-/ Motorleitungen verlegen und abschirmen
40 BU 0230 DE-2712

3 Montage und Installation
BESCHRIFTUNG, FUNKTION
SH: Funktion ‚Sicherer Halt‘
ASI: integriertes AS-Interface
24V: 24V Spannungsversorgung
AGND: Bezugspotential der analogen
Signale
GND: Bezugspotential für digitale Signale
DIN: ‚Digital Input‘, digitaler Eingang
DOUT: ‚Digital Output‘, digitaler Ausgang
24V SH: Eingang ‚Sicherer Halt‘
GND SH: Bezugspotential ‚Sicherer Halt‘
SYS+/-: Systembus
MB+/-: Ansteuerung elektromagnetische
Bremse (105V, 180V, 205V)
TF+/-: Kaltleiteranschluss (PTC)
des Motors
ANSCHLÜSSE, FUNKTIONEN IN ABHÄNGIGKEIT DER AUSBAUSTUFE DES SK 2XXE
Baugröße I bis III
SK 200E SK 210E SK 220E SK 230E FU-Typ SK 205E SK 215E SK 225E SK 235E
(SH) (AS1) (SH+AS1) Beschriftung (SH) (AS1) (SH+AS1)
X2: Pin X2:
24V (intern, output max. 200mA) 44 1 44 24V, externe 24V Versorgung des FU*
Analogeingang 1 ASI+, AS-Interface 14/84 2 44/84
AGND, Bezugspotential
der analogen
Signale
DIN4,
digitaler
Eingang
4
24V, externe 24V
Versorgung des FU
ASI+, AS-Interface
Analogeingang 2 16 3 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
ASI-, AS-Interface 12/85 4 40/85 GND ASI-, AS-Interface
DIN1, digitaler Eingang 1 21 5 21 DIN1, digitaler Eingang 1
DIN2, digitaler Eingang 2 22 6 22 DIN2, digitaler Eingang 2
DIN3, digitaler Eingang 3 23 7 23 DIN3, digitaler Eingang 3
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
DIN4,
digitaler
Eingang
4
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
24/89 8 24/89
DIN4,
digitaler
Eingang
4
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
DIN4,
digitaler
Eingang
4
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
GND GND SH GND GND SH 40/88 9 40/88 GND GND SH GND GND SH
DOUT1, digitaler Ausgang 1 1 10 1 DOUT1, digitaler Ausgang 1
GND 40 11 40 GND
SYS H, Systembus + 77 12 77 SYS H, Systembus +
SYS L, Systembus - 78 13 78 SYS L, Systembus -
10V Referenzspannung 11 14 - ---
DOUT2, digitaler Ausgang 2 3 15 79
MB+, Ansteuerung elektromagnetische
Bremse
GND 40 16 80
MB-, Ansteuerung elektromagnetische
Bremse
TF+, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors 38 17 38 TF+, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors
TF-, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors 39 18 39 TF-, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors
*bei Verwendung des AS-Interface stellt die Klemme 44 eine Ausgangsspannung (24V, max. 60mA) zur Verfügung. In dem Fall darf keine Spannungsquelle
an diese Klemme angeschlossen werden!
HINWEIS
GND ist ein gemeinsames Bezugspotential, für digitale Eingänge und Ausgänge sowie die
24V Versorgung der Frequenzumrichters.
Die Beschriftung der Steuerklemmenleiste unterscheidet sich je nach SK 200E-Variante.
BU 0230 DE-2712 41

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Baugröße IV
Pin
FU-Typ
Beschriftung
SK 200E SK 210E SK 220E SK 230E
(SH) (AS1) (SH+AS1)
1 43 24V (intern, output max. 750mA)
2 43 24V (intern, output max. 750mA)
3 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
4 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
5 -/84 / ASI+, AS-Interface
6 -/85 / ASI-, AS-Interface
7 11 10V Referenzspannung
8 14 Analogeingang 1
9 16 Analogeingang 2
10 12 AGND, Bezugspotential der analogen Signale
11 44 24V, externe 24V Versorgung des FU
12 44 24V, externe 24V Versorgung des FU
13 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
14 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
15 21 DIN1, digitaler Eingang 1
16 22 DIN2, digitaler Eingang 2
17 23 DIN3, digitaler Eingang 3
18 24/89
DIN4,
digitaler
Eingang 4
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
DIN4,
digitaler
Eingang 4
24V SH,
‚Sicherer
Halt‘
19 40/88 GND GND SH GND GND SH
20 40 GND, Bezugspotential der digitalen Signale
21 1 DOUT1, digitaler Ausgang 1
22 40 GND
23 3 DOUT2, digitaler Ausgang 2
24 40 GND
25 77 SYS H, Systembus +
26 78 SYS L, Systembus -
27 38 TF+, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors
28 39 TF-, Kaltleiteranschluss (PTC) des Motors
Separater, abgesetzter Klemmenblock (2-polig):
1 79 MB+, Ansteuerung elektromagnetische Bremse
2 80 MB-, Ansteuerung elektromagnetische Bremse
HINWEIS
GND ist ein gemeinsames Bezugspotential, für digitale Eingänge und Ausgänge sowie die
24V Versorgung der Frequenzumrichters.
Die Beschriftung der Steuerklemmenleiste unterscheidet sich je nach SK 200E-Variante.
42 BU 0230 DE-2712

3 Montage und Installation
3.5 Sichere Pulssperre
Für die „sichere Pulssperre“ ist eine zweiadrige, geschirmte Leitung zu verwenden. Der Schirm ist beidseitig
aufzulegen! Der Spannungsfall auf dem Kabel darf bei mechanischen Sicherheitsschaltgeräten ein ∆U Kabel
≤ 3 V und bei elektronischen Sicherheitsschaltgerät ein ∆U Kabel ≤ 1 V nicht überschreiten. Zur Berechnung ist
der Spitzenstrom I IN,Peak = 500 mA für die Baugrößen I bis III bzw. I IN,Peak = 500 mA für die Baugröße IV anzusetzen.
Eingangsspannungen:
24 V 25 % = 18 V … 30 V
(24V SH – GND SH) 24 V -20 % +25 % = 19,2 V … 30 V für den Betrieb am OSSD
Baugröße I bis III:
125 mA (AV)
500 mA (Peak) nach dem Einschalten oder nach einem Testpuls
Baugröße IV:
40 mA (AV)
eines OSSD
250 mA (Peak) nach dem Einschalten oder nach einem Testpuls
eines OSSD
3.5.1 Details der „sicheren Pulssperre“
Klemme /
Bezeichnung
Funktion
[Werkseinstellung]
Daten Beschreibung /
Schaltungsvorschlag
Parameter
SK 210, SK 215E, SK230 und SK 235E
89 24V SH 24V Eingang für
die „sichere
Pulssperre“
88 GND SH Bezugspotential
der „sicheren
Pulssperre“
18…30 V,
125 mA (BG I bis III)
40mA (BG IV)
siehe technische Daten
0 V, Bezugspotential
Sicherheitsgerichteter Eingang -
3.5.2 Betrieb am OSSD
Die „sichere Pulssperre“ ist speziell für den Betrieb an einem OSSD vorgesehen.
Die Kapazität zwischen den Adern (inklusive der Schirmkapazitäten) darf einen Wert von 20 nF pro angeschlossenen
Umrichter nicht überschreiten.
Hier gelten ggf. weitere Einschränkungen hinsichtlich des Sicherheitsschaltgerätes.
3.5.3 Mehrgerätebetrieb
Beim Betrieb mehrerer Umrichter an einem Sicherheitsschaltgerät sind das Schaltvermögen des Schaltgerätes
und die Belastbarkeit des speisenden 24 V Netzteils zu beachten.
Der Schirm ist an allen Umrichtern aufzulegen.
Die zulässigen Spannungsfälle auf dem Kabel sind zu beachten!
Beispiel:
o 4x FU an einem elektronischen Sicherheitsschaltgerät!
o Die 4x FU befinden sich nebeneinander in einer Anlage.
o Zwischen den FU und dem Schaltgerät sind 20 m zu überbrücken!
o Geschirmtes Kabel 2x1,5 mm 2
l
R CU * mit
q
CU
mm
19 *
km
2
BU 0230 DE-2712 43

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Es ist die zweifache Kabellänge anzusetzen, da auf beiden Adern Spannungsfälle auftreten.
R
0, 5
U R * Anzahl * I
,
0,5
* 4 * 0,5A
V => OK!
Kabel FU IN Peak
1
3.5.4 EMV
Die EMV–Richtwerte (siehe BU 0200 DE) können bei einer EMV-gerechten Verdrahtung der „sicheren Pulssperre“
bis zu einer Leitungslänge von 100 m zwischen dem Sicherheitsschaltgerät und dem Umrichter eingehalten
werden.
3.6 24 V Versorgung
Wenn die 24 V Versorgung als sicherer Abschaltweg verwendet wird, ist eine zweiadrige, geschirmte Leitungen
zu verwenden. Der Schirm ist beidseitig aufzulegen!
HINWEIS
Es dürfen keine Optionsbaugruppen (z. B. SK CU4-PBR, SK CU4-CAO, SK CU4-DEV,
SK CU4-IOE, etc.) und keine weiteren Verbraucher (z. B. Sensoren, Drehgeber, etc.), an die
als „sichere Abschaltung“ benutzte 24 V Versorgung angeschlossen werden!
Das verwendete Kabel ist so zu bemessen, dass an den Eingangsklemmen eine Spannung von mindestens
18 V anliegt. Beim Betrieb an einem OSSD wird eine Spannung von mindestens 21,6 V benötigt.
Eingangsspannungen: 24 V 25 % = 18 V … 30 V
(24V – GND) 24 V -10 % +25 % = 21,6 V … 30 V für den Betrieb am OSSD
500 mA (AV) ohne Belastung durch den Digitalausgang DO1
1 A (Peak) nach dem Einschalten (Auszeit: ≥ 1 s)
bis zu 6,5 A (Peak) nach einem Testpuls eines OSSD
Eingangsstrom (ohne Belastung von DO1)
0,60A
0,50A
0,50A
0,43A
max.
typ. BG III
typ. BG I+II
0,40A
0,30A
0,20A
0,10A
0,30A
0,24A
0,21A
0,26A
0,19A
0,37A
0,23A
0,17A
0,33A
0,21A
0,29A
0,19A
0,16A
0,00A
18V 20V 22V 24V 26V 28V 30V
Spannung an den Eingangsklemmen
Die im Graphen angegebenen Eingangsströme sind Mittelwerte. Die typischen Ströme unterscheiden sich je
nach Baugröße (BG) des FU (vgl. Typenschlüssel). Wenn im Service-Fall eine SimpleBox oder ParameterBox
über den Steuerblock RJ12 (siehe Handbuch BU 0200 DE) angeschlossen wird, ist der hieraus resultierende
Strombedarf von ca. 50 mA zusätzlich zu berücksichtigen.
Der maximale Eingangsstrom leitet sich aus der Bemessungsleistung des internen Netzteils ab. Der auftretende
Spitzenstrom nach dem Einschalten ist das Zweifache des maximalen Eingangsstromes.
44 BU 0230 DE-2712

3 Montage und Installation
3.6.1 Details der 24 V Versorgung
Klemme /
Bezeichnung
Funktion
[Werkseinstellung]
Daten Beschreibung /
Schaltungsvorschlag
Parameter
SK 205E, SK 215E, SK 225E, SK 235E
44 24V 24 V Versorgung
(Baugruppe und
Systembusebene)
40 GND Bezugspotential der
24 V Versorgung und
der digitalen Signale
24 VDC -/+25 %
(-10 % / +25 % am OSSD)
200 mA ... 800 mA
je nach Belastung des FU,
der Ein- und Ausgänge
oder Bestückung mit
Optionen
Anschluss Versorgungspannung
des FU-Steuerteils und Speisung
des Ausgangs DO1
-
-
3.6.2 Betrieb am OSSD
Die 24 V Versorgung ist nicht speziell für die Speisung durch ein OSSD vorgesehen. Es ist jedoch unter der
Beachtung der folgenden Einschränkungen der Betreib an einem OSSD möglich.
Im Umrichter befindet sich ein Widerstand, um das Kabel bei einem Testpuls eines OSSD zu entladen. Es wird
empfohlen, die Kapazität von 2 nF * t OSSD / 0,1 ms (inklusive der Schirmkapazitäten) pro angeschlossenen Umrichter
nicht zu überschreiten. (mit t OSSD = Breite des Testpulses, max. 0,5 ms)
Hier gelten ggf. weitere Einschränkungen hinsichtlich des Sicherheitsschaltgerätes.
Da beim Betrieb an einem OSSD während eines Testpulses eine Versorgungslücke entsteht, sinkt die geräteinterne
Versorgungsspannung während des Testpulses ab. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten,
sollte der Widerstand der angeschlossenen Leitung (Innenwiderstand der Quelle) die Werte aus folgendem
Diagramm nicht überschreiten.
maximaler Leitungswiderstand
3,5Ω
I_DO1

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Spitzenstrom (ohne Belastung von DO1)
5A
4A
21,6V
24,0V
30,0V
3A
2A
1A
0A
0,0Ω 0,5Ω 1,0Ω 1,5Ω 2,0Ω 2,5Ω 3,0Ω
Leitungswiderstand
Spitzenstrom (DO1 mit 200mA belastet)
7A
6A
21,6V
24,0V
30,0V
5A
4A
3A
2A
1A
0A
0,0Ω 0,5Ω 1,0Ω 1,5Ω 2,0Ω 2,5Ω 3,0Ω
Leitungswiderstand
Dieser Strom tritt nur kurzzeitig nach einem Testpuls eines vorgeschalteten Sicherheitsschaltgerätes auf und
verringert sich in Abhängigkeit vom ohmschen Widerstand des verwendeten Kabels. Es ist darauf zu achten,
dass sowohl das Sicherheitsschaltgerät (mit OSSD) als auch die speisende Quelle diesen Strömen widerstehen.
3.6.3 Mehrgerätebetrieb
Bei Geräten mit jeweils zwei 24V und zwei GND Klemmen (Klemme 44 und 40) dürfen die Leitungen bis zu einem
Summenstrom von 6 A über die Klemmen durchgeschliffen werden. Bei größeren Summenströmen sind
beide Adern (ankommend und abgehend) unter eine Klemme zu klemmen (ggf. mit TWIN-Aderendhülsen).
Beim Betrieb mehrerer Umrichter an einem Sicherheitsschaltgerät sind das Schaltvermögen des Schaltgerätes
und die Belastbarkeit des speisenden 24 V Netzteils zu beachten.
Der Schirm ist an allen Umrichtern aufzulegen.
Die zulässigen Spannungsfälle auf dem Kabel sind zu beachten!
Beispiel:
o 6x FU an einem elektronischen Sicherheitsschaltgerät!
o Die 6x FU befinden sich unmittelbare Nähe zueinander.
o Zwischen den FU und dem Schaltgerät sind 20 m zu überbrücken!
o Geschirmtes Kabel 2x1,5 mm 2
46 BU 0230 DE-2712

3 Montage und Installation
l
mm
R CU * mit
CU
19 *
q
km
Es ist die zweifache Kabellänge anzusetzen, da auf beiden Adern Spannungsfälle auftreten.
R 0, 5 bzw. R Anzahl 3
*
FU
=> es wird bei einem unbelasteten Digitalausgang eine Eingangspannung von mindestens 22 V benötigt!
3.6.4 EMV
Die EMV–Richtwerte (siehe BU 0200 DE) können bei einer EMV-gerechten Verdrahtung der 24 V Versorgung
bis zu einer Leitungslänge von 100 m zwischen dem Sicherheitsschaltgerät und dem Umrichter eingehalten
werden.
3.7 Digitaleingänge
3.7.1 Details der Digitaleingänge
Klemme /
Bezeichnung
Funktion
[Werkseinstellung]
Daten Beschreibung /
Schaltungsvorschlag
Parameter
SK 200E, SK 205E, SK 210E, SK 215E, SK220E, SK 225E, SK 230E, SK 235E
40 GND Bezugspotential der
0 V digital Bezugspotential -
digitalen Signale
21 DIN1 digitaler Eingang 1
[EIN rechts]
22 DIN2 digitaler Eingang 2
[EIN links]
23 DIN3 digitaler Eingang 3
[Festfreq. 1],
→ P465[-01]
Digitaler Eingang nach
EN 61131-2, Typ 1
low: 0-5 V (~ 9.5 kΩ)
high: 15-30 V
(~ 2.5-3.5 kΩ)
Eingangskapazität:
Eingang 1 + 4 = 10 nF
Eingang 2 + 3 = 1.2 nF
Abtastzeit: 1 ms
Reaktionszeit: ≥ 4 ms
P420 [-01]
P420 [-02]
P420 [-03]
nur beim SK 200E, SK 205E, SK220E, SK 225E
24 DIN4 digitaler Eingang 4
[Festfreq. 2],
→ P465[-02]
siehe 21 DIN1 P420 [-04]
BU 0230 DE-2712 47

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
3.8 Digitalausgänge
Ein Digitalausgang kann verwendet werden, um den Zustand der „sicheren Pulssperre“ auszugeben. Dabei ist
zu beachten, dass diese Zustandsanzeige nicht sicherheitsgerichtet ist.
Klemme/
Bezeichnung
Funktion
[Werkseinstellung]
Daten Beschreibung /
Schaltungsvorschlag
Parameter
SK 200E, SK 210E, SK 220E, SK 230E
1 DO1 Ausgang 1
[Störung]
3 DO2 Ausgang 2
[Störung]
Digitaler Ausgang (24V)
max. 20 mA (BG I bis III)
max. 50 mA (BG IV)
max. 100 k Last
Zur Auswertung in einer
Steuerung.
P434 [-01]
P434 [-02]
SK 205E, SK 215E, SK 225E, SK 235E
1 DO1 Ausgang 1
[Störung]
Digitaler Ausgang
18-30 V, je nach VI 24V
max. 200 mA
max. 100 k Last
Zur Auswertung in einer
Steuerung.
Beim SK 225/235E und Nutzung
des AS-i (gelbes Kabel) darf der
DO1 nicht belastet werden, die
Last für AS-i ist evtl. zu hoch.
Wird der Umrichter an den
Klemmen 44 (+24V) und 40 (GND)
durch ein 24 V Modul, SK CU4-
24V-123-B oder SK CU4-24V-140-
B versorgt, so darf der
Digitalausgang nur bis maximal
150 mA belastet werden.
P434 [-01]
Wenn die „Abschaltung der 24V-Versorgung“ als sicherer Abschaltweg verwendet wird, kann der Digitalausgang
ggf. nicht sinnvoll verwendet werten, da er mit der 24 V Versorgung abgeschaltet wird. Es muss sichergestellt
werden, dass über den Digitalausgang keine Fremdspannung eingetragen wird.
48 BU 0230 DE-2712

4 Parametrierung
4 Parametrierung
In diesem Handbuch werden nur die Parameter und Parametrierungen aufgeführt, die unmittelbar für die funktionale
Sicherheit von Bedeutung sind. Für weitere Informationen beachten sie bitte die Hinweise in dem
Handbuch BU 0200 DE.
ACHTUNG
Um die Funktion STO zu realisieren ist je nachdem welcher Digitaleingang (DIN1 … DIN4)
gewählt wurde, der passende Parameter (P420 [-01]…[-04] mit der Funktion „Spannung
sperren“ [10] zu belegen.
Für die Funktion SS1 wird der passende Parameter mit der Funktion „Schnellhalt“ [11] belegt.
Zusätzlich ist im Parameter P426 die Haltezeit und im Parameter P559 die DC-Nachlaufzeit
einzutragen.
Für die Funktion SS1 muß die Schnellhaltzeit (P426) so bemessen sein, daß der Antrieb in
dieser Zeit still gesetzt wird. An die Schnellhaltzeit schließt sich die DC-Nachlaufzeit an (s.o.).
Die Verzugszeit des verzögerten Ausgangs des Sicherheitsschaltgerätes muß so bemessen
sein, daß sie größer ist als die Schnellhaltzeit zuzüglich der DC-Nachlaufzeit.
HINWEIS
Es wird empfohlen die Parameter vom Memory- Modul (externes EEPROM) auch dann auf
das interne EEPROM zu kopieren (P550 = 1), wenn das Memory- Modul im Gerät verbleibt!
4.1 Steuerklemmen
Parameter
[ Werkseinstellung ]
Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Parametersatz
P420 [- 01]
...
[- 04]
0 ... 72
[ -01 = 1 ]
[ -02 = 2 ]
[ -03 = 4 ]
SK 200E,
SK 205E,
SK 220E,
SK 225E:
[ -04 = 5 ]
SK 210E,
SK 215E,
SK 230E,
SK 235E:
[ -04 = 0 ]
Digitaleingang 1 bis 4
Im SK 200E stehen bis zu 4 frei programmierbare digitale Eingänge zur Verfügung. Die einzige
Einschränkung besteht bei den Ausführungen SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E, hier
ist der 4. digitale Eingang immer der Eingang für die Funktion „Sicherer Halt“.
[-01] = Digitaleingang 1 (DIN1), Freigabe rechts als Werkseinstellung,
Steuerklemme 21
[-02] = Digitaleingang 2 (DIN2), Freigabe links als Werkseinstellung,
Steuerklemme 22
[-03] = Digitaleingang 3 (DIN3), Festfrequenz 1 (P465 [-01]) als Werkseinstellung,
Steuerklemme 23
[-04] = Digitaleingang 4 (DIN4),
SK 200/205/220/225E: Festfrequenz 2 (P465 [-02]) als Werkseinstellung
SK 210/215/230/235E: keine Funktion als Werkseinstellung, kann ausschließlich
mit der Funktion Spannung sperren belegt werden.
Es können unterschiedliche Funktionen programmiert werden. Diese sind der folgenden Tabelle
zu entnehmen.
BU 0230 DE-2712 49

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Liste der für die funktionale Sicherheit relevanten Funktionen der digitalen Eingänge P420 [-01] ... [-04]
1
Wert Funktion Beschreibung Signal
00 keine Funktion Eingang ist abgeschaltet. ---
10 1 Spannung sperren Die FU Ausgangsspannung wird abgeschaltet, der Motor läuft frei
aus.
11 1 Schnellhalt Der FU reduziert die Frequenz mit der programmierten Schnellhaltzeit
aus P426.
Auch wirksam bei Steuerung über BUS (RS232, RS485, CANbus, CANopen, DeviceNet, Profibus, InterBus, AS-Interface)
Eine vollständige Liste aller möglichen Funktionen befindet sich in dem Handbuch BU 0200 DE.
low
low
Parameter
[ Werkseinstellung ]
Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Parametersatz
P426 Schnellhaltezeit S P
0 ... 320.00 s
[ 0.10 ]
Einstellung der Bremszeit für die Funktion Schnellhalt, die über einen Digitaleingang, die
Busansteuerung, die Tastatur oder automatisch im Fehlerfall ausgelöst werden kann.
Die Schnellhaltezeit ist die Zeit, die der linearen Frequenzreduzierung von der eingestellten
Maximalfrequenz (P105) bis auf 0Hz, entspricht. Wird mit einem aktuellen Sollwert < 100%
gearbeitet, verkürzt sich die Schnellhaltezeit entsprechend.
P428 Automatischer Anlauf S P
0 ... 1
[ 0 ]
In Standardeinstellung (P428 = 0 Aus) benötigt der FU zur Freigabe eine Flanke
(Signalwechsel von „low high“) am jeweiligen digitalen Eingang.
In der Einstellung An 1 reagiert der FU auf einen anstehenden High Pegel. Diese Funktion
ist nur möglich, wenn die Steuerung des FU über die digitalen Eingänge erfolgen. (siehe
P509=0/1)
In einigen Fällen muss der FU direkt mit dem Netz-Einschalten anlaufen. Dafür kann P428 = 1
An gesetzt werden. Ist das Freigabesignal permanent eingeschaltet oder mit einer
Drahtbrücke versehen, läuft der FU direkt an.
HINWEIS: Die Funktion des „Automatischen Anlaufes“ lässt sich nur nutzen, wenn ein
Digitaleingang des Frequenzumrichters (DIN 1 … DIN 4) auf die Funktion
„Freigabe rechts“ oder „Freigabe links“ parametriert und dieser Eingang auf
permanent „high“ gesetzt wird. Die Digitaleingänge der Technologiebaugruppen
(z.B.: SK CU4 - IOE) unterstützen diese Funktion des „Automatischen Anlaufes“
nicht!
HINWEIS: Der „Automatische Anlauf“ lässt sich nur aktivieren, wenn der Frequenzumrichter
auf lokale Steuerung ((P509) Einstellung { 0 } oder { 1} ) parametriert wurde.
P434 [- 01]
[- 02]
0 ... 39
[ 7 ]
Digitalausgang Funktion
[-01] = Digitalausgang 1, Digitalausgang 1 des Frequenzumrichters
[-02] = Digitalausgang 2, Digitalausgang 2 des Frequenzumrichters (nur SK 2x0E)
Steuerklemmen 1/40
Der Digitalausgang kann mit verschiedenen Funktionen belegt werden: Die nachfolgende Liste
zeigt die für die Funktionale sichererheit relevanten Funktionen und deren Logik. Durch einen
negativen Wert im P435 kann dieses Verhalten invertiert werden.
Eine vollständige Liste aller Funktionen beifindet sich in dem Handbuch BU 0200 DE.
50 BU 0230 DE-2712

4 Parametrierung
Liste der für die funktionale Sicherheit relevanten Funktionen der Digitalausgänge P434
Wert Funktion Beschreibung Ausgang ...
bei Grenzwert
oder Funktion
(siehe
P435)
0 keine Funktion Ausgang ist abgeschaltet. low
1 externe Bremse zur Steuerung eines externen 24V-Bremsen-Relais. Der Ausgang
schaltet bei programmierter absoluter Minimalfrequenz (P505).
Für typische Bremsen sollte eine Sollwertverzögerung von 0.2-0.3 s
(siehe auch P107/P114) programmiert sein.
Eine typische Motor-Bremse (105-180-205 V) kann direkt über die
Steuerklemmen 79 MB+/80 MB- angeschlossen werden. (siehe
BU0200)
Achtung:
Die Steuerung der Bremse erfolgt nicht sicherheitsgerichtet!
7 Störung Gesamtstörmeldung, Störung ist aktiv oder noch nicht quittiert.
Störung - low (Betriebsbereit - high)
33 Zustand DIN4 bzw.
„sichere Pulssperre“
Es wird der Zustand des Digitaleinganges 4 abgebildet. Dies
entspricht bei den Geräten SK 210E, SK 215E, SK 230E und
SK 235E dem Zustand der „sicheren Pulssperre“ an den
Eingangsklemmen.
39 STO inaktiv Diese Funktion bildet die Reaktion der „sicheren Pulssperre“ ab. high
high
low
high
auch
Parameter
[ Werkseinstellung ]
P435 [-01]
[-02]
Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Digitalausgang Normierung
Parametersatz
-400 ... 400 %
[ 100 ]
[-01] = Digitalausgang 1, Digitalausgang 1 des Frequenzumrichters
[-02] = Digitalausgang 2, Digitalausgang 2 des Frequenzumrichters (nur SK 2x0E)
Anpassung des Grenzwerts der Ausgangsfunktion. Bei einem negativen Wert wird die
Ausgangsfunktion negiert ausgegeben.
Bezug folgender Werte:
Stromgrenze (3) = x [%] P203 >Motornennstrom<
Momentstromgrenze (4) = x [%] P203 P206 (berechnetes Motornennmoment)
Frequenzgrenze (5) = x [%] P201 >Motornennfrequenz<
P475 … [-01]
...
... [-04]
Ein-/ Ausschaltverzögerung
S
-30.000 ... 30.000 s
[ 0.000 ]
Einstellbare Ein- bzw. Ausschaltverzögerung für die digitalen Eingänge. Die Nutzung als
Einschaltfilter oder einfache Ablaufsteuerung ist möglich.
[-01] = Digitaleingang 1
[-02] = Digitaleingang 2
[-03] = Digitaleingang 3
[-04] = Digitaleingang 4
Positive Werte = einschaltverzögert
Negative Werte = ausschaltverzögert
Für die Verwendung eines Digitaleinganges im
Rahmen der funktionalen Sicherheit ist ein Wert von 0s
einzustellen.
Im Falle einer Ablaufsteuerung erfolgt Bildung der
Verzögerungszeit nicht sicherheitsgerichtet.
BU 0230 DE-2712 51

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Parameter
[ Werkseinstellung ]
P481 ... [-01]
...
... [-10]
Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Funktion Bus I/O Out Bits
Parametersatz
0 ... 39
{ [-01] = 18 }
{ [-02] = 08 }
{ [-03] = 30 }
{ [-04] = 31 }
{ [-05...-10] = 00 }
Die Bus I/O Out Bits werden wie Multifunktionsrelaisausgänge angesehen. Sie können auf die
gleichen Funktionen (P434) eingestellt werden.
Diese I/O Bits können auch im Zusammenhang mit dem AS-Interface (SK 22xE oder SK 23xE)
(Bit 0 … 3) oder der I/O-Erweiterungen (SK xU4-IOE) (Bit 4 … 5 und Merker 1 … 2) genutzt
werden.
[-01] = Bus / AS-i Dig Out1 (Bus IO Out Bit 0 + AS-i 1)
[-02] = Bus / AS-i Dig Out2 (Bus IO Out Bit 1 + AS-i 2)
[-03] = Bus / AS-i Dig Out3 (Bus IO Out Bit 2 + AS-i 3)
[-04] = Bus / AS-i Dig Out4 (Bus IO Out Bit 3 + AS-i 4)
[-05] = Bus / IOE Dig Out1 (Bus IO Out Bit 4 + DO 1 der ersten SK xU4-IOE (DigOut 02))
[-06] = Bus / IOE Dig Out2 (Bus IO Out Bit 5 + DO 2 der ersten SK xU4-IOE (DigOut 03))
[-07] = Bus / 2nd IOE Dig Out1 (Merker1 + DO 1 der zweiten SK xU4-IOE (DigOut 04))
[-08] = Bus / 2nd IOE Dig Out2 (Merker2 + DO 2 der zweiten SK xU4-IOE (DigOut 05))
[-09] = Bit 10 BUS Statuswort
[-10] = Bit 13 BUS Statuswort
Die möglichen Funktionen für die Bus Out Bits entnehmen Sie bitte der Tabelle der Funktionen
des Digitalausgangs (P434).
P482 [-01]
...
[-10]
-400 … 400 %
[ alle 100 ]
Normierung Bus I/O Out Bits
Anpassung der Grenzwerte der Bus Out Bits. Bei einem negativen Wert wird die Ausgangsfunktion
negiert ausgegeben.
Beim Erreichen des Grenzwertes und positiven Einstellwerten liefert der Ausgang ein High-
Signal, bei negativen Einstellwerten ein Low-Signal.
[-01] = Bus / AS-i Dig Out1 (Bus IO Out Bit 0 + AS-i 1)
[-02] = Bus / AS-i Dig Out2 (Bus IO Out Bit 1 + AS-i 2)
[-03] = Bus / AS-i Dig Out3 (Bus IO Out Bit 2 + AS-i 3)
[-04] = Bus / AS-i Dig Out4 (Bus IO Out Bit 3 + AS-i 4)
[-05] = Bus / IOE Dig Out1 (Bus IO Out Bit 4 + DO 1 der ersten SK xU4-IOE (DigOut 02))
[-06] = Bus / IOE Dig Out2 (Bus IO Out Bit 5 + DO 2 der ersten SK xU4-IOE (DigOut 03))
[-07] = Bus / 2nd IOE Dig Out1 (Merker1 + DO 1 der zweiten SK xU4-IOE (DigOut 04))
[-08] = Bus / 2nd IOE Dig Out2 (Merker2 + DO 2 der zweiten SK xU4-IOE (DigOut 05))
[-09] = Bit 10 BUS Statuswort
[-10] = Bit 13 BUS Statuswort
52 BU 0230 DE-2712

4 Parametrierung
Das Zustandswort (ZSW)
Im Umrichter- Antwort- Telegramm wird im Bereich der Prozessdaten das Zustandswort (ZSW) als erstes Wort
dem Frequenzumrichter übertragen.
PZD1 PZD2 PZD3 PZD4
ZSW IW1 IW2/3 IW2/3
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Bedeutung der einzelnen Bits:
Bit Wert Bedeutung Bemerkung
0 0 Nicht Einschaltbereit
1 Einschaltbereit Initialisierung beendet, Laderelais ein, Ausgangsspannung gesperrt
1 0 Nicht betriebsbereit Ursachen: Ein- Befehl liegt nicht an, Störung liegt an , AUS2 oder AUS 3 liegen
an, Zustand Einschaltsperre liegt an
1 Betriebsbereit EIN- Befehl liegt an, es liegt keine Störung an. Der Umrichter kann mit dem
Befehl BETRIEB FREIGEBEN starten
2 0 Betrieb gesperrt
1 Betrieb freigegeben Freigabe der Ausgangsspannung; Hochlauf auf anliegenden Sollwert
3 0 Störungsfrei
1 Störung Antrieb gestört und dadurch außer Betrieb; geht nach erfolgreicher Quittierung
in Zustand Einschaltsperre
4 0 AUS2 AUS 2-Befehl Spannung sperren liegt an
1 kein AUS2
5 0 AUS3 AUS3-Befehl Schnellhalt liegt an
1 kein AUS3
6 0 Keine Einschaltsperre
1 Einschaltsperre Geht durch AUS1-Befehl Freigabe in Zustand Einschaltbereit
7 0 Keine Warnung
1 Warnung Antrieb weiter in Betrieb, keine Quittierung nötig
8 0 Istwert nicht o.k. Istwert entspricht nicht dem Sollwert (bei posicon: Sollposition nicht erreicht)
1 Istwert o.k. Istwert entspricht dem gewünschten Sollwert (Sollwert erreicht)
(bei posicon: Sollposition erreicht)
9 0 Lokale Führung Führung lokal am Gerät aktiv
1 Führung gefordert Der Master wird aufgefordert, die Führung zu übernehmen.
10 0
1 Bit 10 aktiv Bus Bit 10 vom Statuswort ist gesetzt. Näheres zur Funktion siehe unter
Parameter P481.
11 0
1 Drehrichtung rechts Umrichter- Ausgangsspannung hat rechtes Drehfeld
12 0
1 Drehrichtung links Umrichter- Ausgangsspannung hat linkes Drehfeld
13 0
1 Bit 13 aktiv Bus Bit 13 vom Statuswort ist gesetzt. Näheres zur Funktion siehe unter
Parameter P481.
14 0/1 Aktueller aktiver
15 0/1
Parametersatz 0
Aktueller aktiver
00 = Parametersatz 1
01 = Parametersatz 2
Parametersatz 1
10 = Parametersatz 3
11 = Parametersatz 4
BU 0230 DE-2712 53

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
4.2 Zusatzparameter
Parameter
[ Werkseinstellung ]
Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
P506 Autom. Störungsquittierung S
0 ... 7
[ 0 ]
P550
0 ... 3
{ 0 }
ab Firmware V1.3
Die automatische Störungsquittierung sollte in Verbindung mit einer Sicherheitsfunktion nicht
verwendet werden.
0 = keine automatische Störungsquittierung.
Eine vollständige Beschreibung der Funktion befindet sich im Handbuch BU 0200 DE.
EEPROM Kopierauftrag
(EEPROM Kopierauftrag)
Der Frequenzumrichter verfügt über ein internes EEPROM, das in erster Linie zur Speicherung
von störungsrelevanten Daten und Betriebsstunden verwendet wird. Ist kein externes
EEPROM „Memory- Modul“ gesteckt, so werden auch Parametereinstellungen auf dem
internen EEPROM gespeichert. Die auf dem internen EEPROM und auf dem Memory- Modul
abgespeicherten Datensätze können untereinander kopiert werden.
0 = keine Änderung
1 = Ext. → Int. EEPROM, Datensatz wird
vom Memory- Modul (externes
EEPROM) auf das interne EEPROM
kopiert
2 = Int. → Ext. EEPROM, Datensatz wird
vom internen EEPROM auf das
Memory- Modul (externes EEPROM)
kopiert
3 = Datensatz tauschen, die Datensätze
werden zwischen beiden EEPROMs
getauscht
Hinweis: Der Frequenzurmichter verwendet immer den Datensatz, der auf dem externen
EEPROM („Memory- Modul“) hinterlegt ist. Nur dann, wenn kein Memory- Modul gesteckt ist,
wird die Parametrierung des internen EEPROM verwendet.
P559 DC-Nachlaufzeit S P
0.00 ... 5.00 s
[ 0.50 ]
Nach einem Stoppsignal und Ablauf der Bremsrampe wird der Motor kurzzeitig mit einem
Gleichstrom beaufschlagt. Dies soll den Antrieb vollständig stillsetzen. Je nach Massenträgheit
kann die Zeit der Bestromung über diesen Parameter eingestellt werden.
Die Stromhöhe hängt von dem vorangegangenen Bremsvorgang (Stromvector-Regelung) oder
von statischen Boost (lineare Kennlinie) ab.
4.3 Informationen
Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Parametersatz
Paramtersatz
P700 [-01]
...
[-03]
Aktueller Betriebszustand
0.0 ... 21.4 Anzeige von aktuellen Meldungen zum akuellen Betriebszustand des Frequenzumrichters, wie
Störung, Warnung bzw. Ursache einer Einschaltsperre. Details zu den Meldungen siehe Kap. 9
und im Handbuch BU 0200 DE.
[-01] = Aktuelle Störung, zeigt den aktuell aktiven (nicht quittierten) Fehler an (Kap. 9 )
[-02] = Aktuelle Warnung, zeigt eine aktuell anstehende Warnmeldung an (BU 0200)
[-03] = Grund Einschaltsperre, zeigt den Grund für eine aktive Einschaltsperre an (BU 0200)
54 BU 0230 DE-2712

4 Parametrierung
Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Paramtersatz
Hinweis
SimpleBox: mit der Simplebox lassen sich lediglich Warnmeldungen und Störungen anzeigen.
Die Darstellung der Meldungen erfolgt codiert. Die Beschreibung der Codes (Warn-
/Fehlernummern) ist in den jeweiligen Tabellen der BU 0200 zu finden.
ParameterBox: mit der Parameterbox werden die Meldungen im Klartext angezeigt. Außerdem
lässt sich der Grund für eine mögliche Einschaltsperre anzeigen.
Bus: Die Darstellung der Fehlermeldungen auf Busebene erfolgt dezimal im Ganzzahlfomat.
Wird der Wert durch 10 geteilt, entspricht die Darstellung der, wie in der BU 0200 aufgeführt.
Beispiel: Anzeige: 20 → Fehler Nummer: 2.0
P701 [-01]
...
[-05]
Letzte Störung 1...5
0.0 ... 21.4 Dieser Parameter speichert die letzten 5 Störungen. Weitere Details im Kapitel 9.3 .
Mit der SimpleBox muss der entsprechende Speicherplatz 1...5 (Array-Parameter) angewählt
werden und mit der OK-Taste bestätigt werden, um den gespeicherten Fehlercode auszulesen.
BU 0230 DE-2712 55

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
P708
00000 ... 11111
(binär)
oder
0000 ... FFFF (hex)
(hexadezimal)
Zustand Digitaleingänge
Paramtersatz
Zeigt den Zustand der digitalen Eingänge binär/hexadezimal codiert an. Diese Anzeige kann zur
Überprüfung der Eingangssignale genutzt werden.
Bit 0 = Digitaleingang 1
Bit 1 = Digitaleingang 2
Bit 2 = Digitaleingang 3
Erste SK xU4-IOE (optional)
Bit 8 = 1. IO-Erweiterung: Digitaleingang 1
Bit 9 = 1. IO-Erweiterung: Digitaleingang 2
Bit 10 = 1. IO-Erweiterung: Digitaleingang 3
Bit 11 = 1. IO-Erweiterung: Digitaleingang 4
Bit 3 = Digitaleingang 4
Bit 4 = Kaltleitereingang
Bit 5 - 7 reserviert
Zweite SK xU4-IOE (optional)
Bit 12 = 2. IO-Erweiterung: Digitaleingang 1
Bit 13 = 2. IO-Erweiterung: Digitaleingang 2
Bit 14 = 2. IO-Erweiterung: Digitaleingang 3
Bit 15 = 2. IO-Erweiterung: Digitaleingang 4
Bit 15-12 Bit 11-8 Bit 7-4 Bit 3-0
Minimalwert
0000
0
0000
0
0000
0
0000
0
binär
hex
Maximalwert
1111
F
1111
F
1111
F
1111
F
binär
hex
P711
00000 ... 11111 (bin)
oder
00 ... FF (hex)
SimpleBox: die binären Bits werden in einen hexadezimal Wert umgerechnet und angezeigt.
ParameterBox: die Bits werden von rechts nach links aufsteigend (binär) angezeigt.
Zustand Ausgang
Zeigt den aktuellen Zustand der Digitalausgänge an.
Bit 0 = Digitalausgang 1
Bit 1 = mechanische Bremse
Bit 2 = Digitalausgang 2
Bit 3 = reserviert
Minimalwert
Maximalwert
Bit 4 = Digitalausgang 1, IO-Erweiterung 1
Bit 5 = Digitalausgang 2, IO-Erweiterung 1
Bit 6 = Digitalausgang 1, IO-Erweiterung 2
Bit 7 = Digitalausgang 2, IO-Erweiterung 2
Bit 7-4 Bit 3-0
0000
0
1111
F
0000
0
1111
F
binär
hex
binär
hex
SimpleBox: die binären Bits werden in einen hexadezimal Wert umgerechnet und angezeigt.
ParameterBox: die Bits werden von rechts nach links aufsteigend (binär) angezeigt.
56 BU 0230 DE-2712

4 Parametrierung
Parameter Einstellwert / Beschreibung / Hinweis Gerät Supervisor
Paramtersatz
P741 [-01]
...
[-10]
Prozeßdaten Bus Out
0000 ... FFFF (hex) Dieser Parameter informiert über das aktuelle Statuswort und die Istwerte, die über die
Bussysteme übertragen werden.
P749
0000 ... 01FF (hex)
oder
0 ... 511 (dez)
Bit 8: ab SW 1.3
[-01] = Statuswort Statuswort
[-02] = Istwert 1 (P543 [-01])
[-03] = Istwert 2 (P543 [-02])
[-04] = Istwert 3 (P543 [-03])
[-05] = resultierender Zustand Out Bit P481 Der angezeigte Wert stellt alle Bus Out Bit
Quellen mit oder verknüpft dar.
[-06] = Parameterdaten Out 1
[-07] = Parameterdaten Out 2
[-08] = Parameterdaten Out 3
[-09] = Parameterdaten Out 4
[-10] = Parameterdaten Out 5
Zustand DIP-Schalter
Daten bei Parameterübertragung.
Dieser Parameter zeigt die aktuelle Stellung der DIP-Schalter des FU an.
Bit 0:
Bit 1:
Bit 2:
Bit 3:
Bit 4:
Bit 5:
Bit 6:
Bit 7:
Bit 8:
DIP-Schalter 1
DIP-Schalter 2
DIP-Schalter 3
DIP-Schalter 4
DIP-Schalter 5
DIP-Schalter 6
DIP-Schalter 7
DIP-Schalter 8
EEPROM (Memory - Modul)
Bit 8 = 0: gesteckt / Bit 8 = 1: nicht gesteckt
S
BU 0230 DE-2712 57

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
5 Sicherheitsschaltgeräte
Das für die beabsichtigte Verwendung benutzte Sicherheitsschaltgerät, sowie alle weiteren zur Realisierung
einer Sicherheitsfunktion benötigten Komponenten müssen den Anforderungen der speziellen Anwendung
gemäß einer Risikoanalyse genügen.
Die Ausgänge der Schaltgeräte müssen die folgenden Randbedingungen erfüllen:
5.1 Ausgangsspannung
Mechanisches Sicherheitsschaltgerät
24V±25% (18V…30V)
Elektronisches Sicherheitsschaltgerät mit OSSD-Ausgängen
24 V -20 % +25 % (19,2 V…30 V) für die „sichere Pulssperre“
24 V -10 % +25 % (21,6 V…30 V) für die „Abschaltung der 24V-Versorgung“
Die angegeben Spannung sollten an den Eingangsklemmen des Umrichter anliegen. D. h. es ist ggf. der
Spannungsfall auf dem verwendeten Kabel zu berücksichtigen.
5.2 Schaltvermögen und Strombelastung
Die Sicherheitsausgänge der verwendeten Schaltgeräte müssen den folgenden Belastungen widerstehen:
Belastung pro angeschlossenen
Frequenzumrichter
„sichere Pulssperre“
Baugröße I bis III
„sichere Pulssperre“
Baugröße IV
„Abschaltung der
24V-Versorgung“
(Digitalausgang DO1 unbelastet)
Dauerstrom (Mittelwert) ≤ 125 mA ≤ 40 mA ≤ 500 mA, siehe Abschnitt 3.6
Einschaltstrom
Stützkapazität (hinter Verpolschutz)
Spitzenstrom nach einem
OSSD-Testpuls (periodisch)
≤ 500 mA
(für t ≤ 2 ms)
≤ 250 mA
(für t ≤ 2 ms)
20 µF 10 µF 200 µF
≤ 500 mA
(für t ≤ 300 µs)
≤ 250 mA
(für t ≤ 250 µs)
≤ 1 A
(für t ≤ 10 ms, verzögert),
siehe Abschnitt 3.6
≤ 4,3 A (bei 21,6 V),
siehe Abschnitt 3.6
Zur Beachtung:
Aufgrund der Stützkondenstoren der sicheren Abschaltwege kommt es beim Einschalten und nach einem
Testpuls eines OSSD kurzzeitig zu einer erhöhten Stromaufnahme. Die „sichere Pulssperre“ ist mit einer aktiven
Strombegrenzung ausgestattet um die Belastung für einen Sicherheitsausgang zu minimieren.
Im Gegensatz hierzu verfügt die 24 V Versorgung nur über ein gesteuertes Startverhalten und somit über einen
begrenzten Einschaltstrom. Nach einem OSSD-Testpuls tritt jedoch ein relativ großer Spitzenstrom auf,
der nur durch die Eingangsimpedanz und die Quellimpedanz begrenzt wird. Hieraus resultiert eine nur bedingte
Verwendbarkeit der „Abschaltung der 24V-Versorgung“ an einem OSSD. => siehe Abschnitt 3.6
58 BU 0230 DE-2712

5 Sicherheitsschaltgeräte
5.3 OSSD-Ausgänge, Testpulse
t off ≤ 0,5ms (Breite des Prüfpulses)
Maximale Zeit, in der der Ausgang des Sicherheitsschaltgerätes zu Prüfzwecken abgeschaltet wird.
D ≥ 90% (Duty, Einschaltverhältnis)
Es liegt zu mindestens 90% der Zeit die Versorgungsspannung an. D.h. für einen Testpuls von t off =0,5 ms
liegt anschließend die Versorgungsspannung für mindestens t on =4,5 ms an.
Doppelpulse sind zulässig, wenn die zwei Pulse mindestens 1ms auseinander liegen und die Bedingung
für D eingehalten wird.
zulässige Testpulse eines OSSD
1
0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Zeit in ms
Mit der maximalen Pulsbreite ergibt sich folgender Ablauf: Erster Testpuls mit t off =0,5 ms, anschließend
liegt für 0,5 ms die Versorgungsspannung an, gefolgt von dem zweiten Testpuls mit t off =0,5 ms, anschließend
liegt für mindestens 8,5 ms die Versorgungsspannung an!
BU 0230 DE-2712 59

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
6 Sicherheitseinstufungen
6.1 IEC 60204-1:2005
(Deutsche Fassung EN 60204-1:2006)
Die Anforderungen an die Stoppfunktionen der Kategorie 0 und der Kategorie 1 können mit der „sicheren
Pulssperre“ erfüllt werden.
Das gesteuerte Bremsen der Stoppfunktion der Kategorie 1 erfolgt nicht sicherheitsgerichtet über die Standardfunktionalität
des Frequenzumrichters. Der Übergang in die Stoppfunktion der Kategorie 0 erfolgt sicherheitsgerichtet.
6.2 IEC 61800-5-2:2007
(Deutsche Fassung EN 61800-5-2:2007)
Mit dem sicheren Abschaltweg „sichere Pulssperre“, können die Anforderungen an die Funktionen „sicher abgeschaltetes
Moment“ (STO) und „sicherer Stopp 1“ (SS1) erfüllt werden.
Bei der Funktion SS1 erfolgt keine sichere Überwachung der Motorverzögerung oder der Motordrehzahl durch
den Frequenzumrichter. Wenn eine Risikoanalyse ergeben hat, dass eine Überwachung erforderlich ist, so hat
diese durch eine externe sichere Steuerung zu erfolgen. Die in den Beispielen beschriebene Lösung für die
Funktion SS1 entspricht dem Verhalten nach IEC 61800-5-2:2007, Abschnitt 4.2.2.3, Absatz c) „Auslösen der
Motorverzögerung und nach einer anwendungsspezifischen Zeitverzögerung Auslösen der STO-Funktion“. Die
Motorverzögerung erfolgt nicht sicherheitsgerichtet über die Standardfunktionalität des Frequenzumrichters.
Der Übergang in die Funktion STO erfolgt sicherheitsgerichtet.
6.3 IEC 61508:2010
(Deutsche Fassung EN 61508:2010)
Für die sicherheitsbezogenen Stoppfunktionen, STO und SS1 (Bezeichnung gemäß IEC 61800-5-2:2007), erfüllen
die Frequenzumrichter mit den sicheren Abschaltwegen, „sicherer Pulssperre“ und „Abschaltung der
24V-Versorgung“, die Anforderungen an SIL 3.
Abschaltweg „sichere Pulssperre“ „sichere Pulssperre“ „Abschaltung der 24V-Versorgung“
Baugröße BG I bis III BG IV BG I bis III (SK 205E und SK 215E)
SIL 3 3 3
PFH 0 0,0058FIT = 5,8*10 -12 /h 0
PFD 0 5,23*10 -5 0
DC
kann nicht ermittelt
werden (PFH=0)
>99% kann nicht ermittelt werden (PFH=0)
SFF 100 % >99% 100 %
T M 20 Jahre 20 Jahre 5 Jahre
SIL
PFH
PFD
DC
SFF
T M
Sicherheitsintegritätslevel
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls bei Anforderung
Diagnose Deckungsgrad
Anteil sicherer Ausfälle
Gebrauchsdauer
Die Digitaleingänge sind nicht SIL-fähig!
60 BU 0230 DE-2712

6 Sicherheitseinstufungen
6.4 ISO 13849-1:2006
(Deutsche Fassung EN ISO 13849-1:2008)
Für die sicherheitsbezogenen Stoppfunktionen, STO und SS1 (Bezeichnung gemäß IEC 61800-5-2:2007), erfüllen
die Frequenzumrichter mit den sicheren Abschaltwegen, „sicherer Pulssperre“ und „Abschaltung der
24V-Versorgung“, die Anforderungen an den Performance Level e. Dabei kann die Sicherheitskategorie 4 erreicht
werden.
Abschaltweg „sichere Pulssperre“ „sichere Pulssperre“ „Abschaltung der 24V-Versorgung“
Baugröße BG I bis III BG IV BG I bis III (SK 205E und SK 215E)
PL e e e
DC kann nicht ermittelt
werden (PFH=0)
„hoch“ (>99%)
kann nicht ermittelt werden (PFH=0)
MTTF d „hoch“ (>100 Jahre) „hoch“ (>100 Jahre) „hoch“ (>100 Jahre)
T M 20 Jahre 20 Jahre 5 Jahre
Kategorie 4 4 4
PL
DC
MTTF d
T M
Performence Level
Diagnose Deckungsgrad
Die mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden Ausfall
Gebrauchsdauer
Die Digitaleingänge, die bei der Realisierung sicherheitsbezogener Stoppfunktionen, in erster Linie aus
Hilfseingänge vorgesehen sehen, können die Anforderungen an die Sicherheitskategorie 1 und den Performance
Level c erfüllen.
Eingang DIN 1 und DIN 4 DIN 2 und DIN 3
PL c c
DC kein DC kein DC
PFH 786,69 FIT für SK 2x0E in Baugröße I bis III
811,98 FIT für SK 2x0E in Baugröße IV
811,82 FIT für SK 2x5E in Baugröße I bis III
789,25 FIT für SK 2x0E in Baugröße I bis III
814,55 FIT für SK 2x0E in Baugröße IV
814,39 FIT für SK 2x5E in Baugröße I bis III
MTTF d „hoch“ (>100 Jahre) „hoch“ (>100 Jahre)
T M 20 Jahre 20 Jahre
Kategorie 1 1
HINWEIS
Die angegebenen Werte berücksichtigen nur die jeweils genannten Eingänge bzw. Abschaltwege!
Die zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion zusätzlich benötigten Komponenten, wie ein
Sicherheitsschaltgerät, ein Not-Aus-Taster, etc., müssen bei der Bewertung der Sicherheitsfunktion
mitberücksichtigt werden. Die hieraus resultierenden sicherheitsrelevanten
Kennwerte werden durch diese Komponenten maßgeblich beeinflusst.
BU 0230 DE-2712 61

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
7 Inbetriebnahme
An dieser Stelle wird nur auf die Belange der funktionalen Sicherheit eingegangen. Ein ausführliches Kapitel
zur Inbetriebnahme bezüglich der Standardfunktionen der Frequenzumrichter SK 200E befindet sich in dem
Handbuch BU 0200 DE.
ACHTUNG
Der Frequenzumrichter ist nicht mit einem Netz-Hauptschalter ausgestattet und steht somit,
wenn er an Netzspannung angeschlossen ist, immer unter Spannung. An einem
angeschlossenen stillstehenden Motor kann daher auch Spannung anstehen.
LEBENSGEFAHR!
Für die Realisierung einer Sicherheitsfunktion (STO oder SS1) wird neben einem „sicheren Abschaltweg“ in
der Regel zusätzlich ein Digitaleingang verwendet, der mit einer speziellen Funktion zu belegen ist. Aus diesem
Grund wird bei der Inbetriebnahme für die Parametrierung wahlweise ein PC mit RS232/485-Schnittstelle
oder eine Simple-/ParameterBox benötigt.
Eine Konfiguration nur über die DIP-Schalter ist nicht möglich!
Es ist darauf zu achten, dass die DIP-Schalter „I/O“ (S1:4 und S1:5) in Position „0“ („off“) stehen. Nur in dieser
Position können die Digitaleingänge über den Parameter P420 [-01]…[-04] mit den Funktionen „Spannung
sperren“ [10] oder „Schnellhalt“ [11] belegt werden (siehe Kapitel Parametrierung).
8 poliger DIP‐Schalter
steckbares
EEPROM
SK 2xxE Innenansicht
Nr.
Bit
8
2 7
7
2 6
6
2 5
5/4
2 4/3
3
2 2
2/1
2 1/0
DIP-Schalter (S1)
Int R Brake
0 Verhalten entsprechend P555, P556, P557
Interner Bremswiderstand
I
Verhalten entsprechend dem verwendeten
Bremswiderstand
Motordaten entsprechend der FU Nennleistung
0
60Hz *
in kW bezogen auf 50Hz, fmax = 50Hz
50/60Hz-Betrieb Motordaten entsprechend der FU Nennleistung
I
in hp bezogen auf 60Hz, fmax = 60Hz
U/F
0 VFC-Regelung entsprechend P211/P212
Regelungsverfahren
I U/f-Kennlinie ( P211=0 und P212=0)
I/O
Funktion
Potentiometer,
Digitaleingänge
und AS-Interface
BUS
Quelle Steuerwort
& Sollwert
ADR
Systembus
Adresse/ Baudrate
DIP-Nr
5 4
0 0
entsprechend P420 [1-4] und P400 [1-2]
bzw. P480 [1-4] und P481 [1-4]
0 I
Weiter Details in der nächsten Tabelle.
I 0
(ist abhängig von DIP3 „BUS“)
I I
0 entsprechend P509 und P510 [1] [2]
I Systembus ( P509=3 und P510=3)
DIP-Nr
2 1
0 0 entsprechend P515 und 514 [32, 250kBaud]
0 I Adresse 34, 250kBaud
I 0 Adresse 36, 250kBaud
I I Adresse 38, 250kBaud
*) eine geänderte Einstellung wird mit dem nächsten Netz-Einschalten
übernommen. Vorhandene Einstellungen in den Parametern P201-P209
und P105 werden überschrieben!
62 BU 0230 DE-2712

7 Inbetriebnahme
HINWEIS
WERKSEINSTELLUNG, AUSLIEFERZUSTAND!
*) Im Auslieferzustand sind alle DIP-Schalter in Position „0“ („off“). Die Ansteuerung erfolgt dabei
mit digitalen Steuersignalen (P420 [01]-[04]) und den im FU integrierten Potentiometern P1 und P2
(P400 [01]-[02]) (P1 / P2 nur SK 2x5E und im SK 2x0E der Baugröße IV).
Eine ausführliche und vollständige Beschreibung jedes Parameters befindet sich in der BU 0200 DE.
ACHTUNG
Erst nach erfolgter anwendungsspezifischer Einstellung der Parameter durch qualifiziertes
Personal, darf der angeschlossene Motor gestartet werden.
Während der Inbetriebnahme, bis zum Nachweis des korrrekten Verhaltens der
Sicherheitsfunktion durch eine Validierung, ist eine besondere Vorsicht geboten! Mögliche
Gefahren während der Inbetriebnahme sind ggf. organisatorisch abzuwenden.
Bei der Inbetriebnahme hinsichtlich der Funktionalen Sicherheit sind die folgenden Schritte durchzuführen:
STO:
Die DIP-Schalter S1:4 und S1:5 sind auf die Position „0“ („off“) zu stellen.
Die Stellung der DIP-Schalter wird nach dem anlegen der 24 V Versorgung ausgewertet und kann mit
Hilfe des Parameters P749 überprüft werden.
Ein Sicherheitsausgang des verwendeten Sicherheitsschaltgerätes wird mit einem sicheren Abschaltweg
verbunden:
o Sichere Pulssperre: Klemme 89 (24V_SH) und Klemme 88 (GND_SH)
o Abschaltung der 24V-Versorgung: Klemme 44 (24V) und Klemme 40 (GND)
Je nach der erforderlichen Sicherheitskategorie muss ggf. ein Fehler in der Verdrahtung (Kurzschluss
zwischen beliebigen Leitern) ausgeschlossen werden können.
Es wird empfohlen für den verwendeten sicheren Abschaltweg eine eigene zweiadrige geschirmte Leitung
zu verwenden (Siehe auch Abschnitt 2.4.5 ). Der Schirm der Kabel ist beidseitig aufzulegen!
Durch die zusätzliche Verwendung eines Digitaleingangs kann die typische Reaktionszeit verkürzt
werden.
Bei der sicheren Pulssperre kann der Diagnosepfad „Zustand an den Eingangsklemmen“, der in Form
des Digitaleingangs 4 parallel zur sicheren Pulssperre liegt verwendet werden. Hierzu wird der Digitaleingang
4 mit der Funktion „Spannung sperren“ (P420 [-04] = 10) belegt. Es kann auch ein anderer
Digitaleingang verwendet werden (Achtung: Unterschiedliche Bezugspotentiale beachten!).
Bei der „Abschaltung der 24V-Versorgung“ wird zu Verkürzung der Reaktionszeit immer ein zusätzlicher
Digitaleingang benötigt.
Es wird empfohlen für den verwendeten sicheren Abschaltweg und für im Rahmen der funktionalen
Sicherheit verwendete Digitaleingänge, jeweils eine eigene geschirmte Leitung zu verwenden. (Siehe
auch Abschnitt 2.4.5 ). Der Schirm der Kabel ist beidseitig aufzulegen!
Die Ein-/Ausschaltverzögerung des Digitaleingangs darf nicht verwendet werden: P475 [-0x] = 0 s!
Je nach Anwendung kann durch die Aufhebung der Sicherheitsfunktion eine Gefährdung auftreten, so
dass ein Überwachter Start erforderlich ist! In diesem Fall darf der automatische Start nicht verwendet
werden, P428 = „Aus“ [0].
BU 0230 DE-2712 63

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
SS1:
Die DIP-Schalter S1:4 und S1:5 sind auf die Position „0“ („off“) zu stellen.
Die Stellung der DIP-Schalter wird nach dem Anlegen der 24 V Versorgung ausgewertet und kann mit
Hilfe des Parameters P749 überprüft werden.
Ein Sicherheitsausgang des verwendeten Sicherheitsschaltgerätes wird mit einem Digitaleingang verbunden.
Es wird empfohlen hierfür ein eigenes geschirmtes Kabel zu verwenden. Der Schirm ist
beidseitig aufzulegen!
Ein sicherer Abschaltweg wird mit einem verzögerten Sicherheitsausgang des Schaltgerätes verbunden.
o Sichere Pulssperre: Klemme 89 (24V_SH) und Klemme 88 (GND_SH)
o Abschaltung der 24V-Versorgung: Klemme 44 (24V) und Klemme 40 (GND)
Es wird empfohlen hierfür ein eigenes geschirmtes Kabel zu verwenden. Der Schirm ist beidseitig
aufzulegen!
Der gewählte Digitaleingang x ist mit der Funktion „Schnellhalt“ (P420 [-0x] = 11) zu belegen.
Für die Funktion SS1 sind die Parameter P426 Schnellhaltzeit und ggf. P559 DC-Nachlaufzeit gemäß
den Anforderung der Anwendung zu parametrieren. Die Verzögerungszeit des verzögerten Sicherheitsausgangs
des Sicherheitsschaltgerätes ist so zu bemessen, dass sie größer ist als die Schnellhaltzeit
zuzüglich DC-Nachlaufzeit.
Die Ein-/Ausschaltverzögerung des Digitaleingangs darf nicht verwendet werden: P475 [-0x] = 0 s!
Je nach Anwendung kann durch die Aufhebung der Sicherheitsfunktion eine Gefährdung auftreten, so
dass ein Überwachter Start erforderlich ist! In diesem Fall darf der automatische Start nicht verwendet
werden, P428 = „Aus“ [0].
7.1 Auswahl des sicheren Abschaltweges
Die folgende Aufstellung kann bei der Auswahl des sicheren Abschaltweges hilfreich sein:
Eigenschaft „sichere Pulssperre“ „Abschaltung der 24V-Versorgung“
Gebrauchsdauer T M 20 Jahre 5 Jahre
eigenes Ground ja Nein
Kommunikation mit dem FU bei ausgelöster
Sicherheitsfunktion
möglich
nicht möglich
Diagnose des Abschaltweges möglich nicht möglich
Betrieb am OSSD ja eingeschränkt (siehe Kapitel 3.6.2 )
HINWEIS
Für Baugröße IV:
Der in den Geräten SK 200E, SK 210E, SK 220E und SK 230E der Baugröße IV
vorhandene 24V Anschuß, zur Versorgung der Steuerelektronik, kann nicht als Sicherer
Abschaltweg genutzt werden, da hier das parallel arbeitende Hochspannungsnetzteil die
Steuerung und den Mikrokontroller weiter versorgt.
7.2 Validierung
Es ist zwingend durch eine Validierung nachzuweisen, dass die Anforderungen für die spezielle beabsichtigte
Verwendung erfüllt werden.
64 BU 0230 DE-2712

8 Diagnose
8 Diagnose
8.1 Diagnose LEDs
Die Geräte SK 2xxE verfügen über verschiedene LEDs zur Diagnose. Darüber hinaus bieten SK 2x5E - Geräte
und SK 2x0E - Geräte in der Baugröße IV zusätzliche LEDs, die den Zustand der Ein- und Ausgänge des Frequenzumrichters
anzeigen.
SK 2x5E
SK 2x0E
RJ12
RS 232
RS 485
LEDs zur
Diagnose
P1 / P2
LED‐FU
LED‐ASi
SK 2x0E BG IV bzw. SK 2x5E Ansicht von oben
RJ12
RS 232
RS 485
DIP
Schalter
AIN1/2
Diagnose
LEDs
SK 2x0E BG I bis BG III Ansicht von oben
BU 0230 DE-2712 65

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
Status LEDs
LED
Name Farbe Beschreibung Signal Zustand Bedeutung
DS
dual
rot/grün
Status Umrichter aus FU nicht betriebsbereit,
grün an
keine Netz- und Steuerspannung
FU ist betriebsbereit
grün blinkt 0,5 Hz FU ist einschaltbereit
4 Hz FU ist in Einschaltsperre
rot / grün 4 Hz Warnung
im Wechsel 1…25Hz Überlastungsgrad des eingeschalteten FU
grün an +
rot blinkt
rot blinkt
FU nicht betriebsbereit,
Steuerspannung vorhanden aber keine
Netzspannung
Fehler, Blinkhäufigkeit → Fehlernummer
Diagnose LEDs (nur SK 2x5E – Geräte und SK 2x0E BG IV)
LED
Signal
Name Farbe Beschreibung Zustand Bedeutung
DOUT 1 gelb Digitalausgang 1 an High-Signal liegt an
DOUT 2 * gelb Digitalausgang 2 an High-Signal liegt an
DIN 1 gelb Digitaleingang 1 an High-Signal liegt an
DIN 2 gelb Digitaleingang 2 an High-Signal liegt an
DIN 3 gelb Digitaleingang 3 an High-Signal liegt an
DIN 4 gelb Digitaleingang 4 an High-Signal am digitalen Eingang 4, bzw. an der der „sicheren
Pulssperre“ wird angezeigt
* nur im SK2x0E BG IV
Bei den Geräten SK 215E und SK 235E, bildet die Diagnose-LED DIN4 den Zustand an den Eingangsklemmen,
89 24V_SH und 88 GND_SH, „der sicheren Pulssperre“ ab.
Eine vollständige Übersicht der Diagnose-LEDs befindet sich im Handbuch BU 0200 DE
8.2 Zustandsinformationen
Es ist möglich Zustandsinformationen mittels Parameter-Box, Simpel-Box oder über einen Feldbus abzufragen.
Diese Informationen werden nicht sicherheitsgerichtet bereitgestellt, sondern sind nur informativ!
Für den Abschaltweg „Abschaltung der 24V-Versorgung“ sind keine detaillierten Zustandsinformationen verfügbar,
da bei der Verwendung dieses Abschaltweges die Versorgungsspannungen der Steuerelektronik des
Frequenzumrichters abgeschaltet wird. Bei abgeschalteter 24 V Versorgung ist die Status-LED DS (Drive Status)
aus und es ist keine Kommunikation mit dem Umrichter möglich.
Der Zustand der „sicheren Pulssperre“ und der digitalen Ein- und Ausgänge kann über die Informationsparameter
und ggf. über das Zustandswort via Kommunikation über einen Feldbus abgefragt werden (siehe Kapitel
4 ).
Für die „sichere Pulssperre“ kann sowohl der Zustand an den Eingangsklemmen 89, 88 (24V_SH, GND_SH),
als auch die Reaktion der sicheren Pulssperre abgefragt werden.
Der Diagnosepfad „Zustand an den Eingangsklemmen“ ist in Form des Digitaleingangs 4 ausgeführt und kann
über den Parameter P708 direkt abgefragt werden.
Um die Reaktion der „sicheren Pulssperre“ abfragen zu können, muss der Digitalausgang, ein Bus Out Bit o-
der ein freies Bit des Zustandswortes (Bit 10 oder Bit 13) mit der Funktion 39 (STO inaktiv) belegt werden. Der
Zustand dieses Bits kann über die Parameter P711 (Digitalausgang), P741 [-01] (Zustandswort) oder P741 -
05] (Bus Out Bits) ausgelesen werden, bzw. wird via Bus-Protokoll übertragen.
66 BU 0230 DE-2712

9 Störmeldungen
9 Störmeldungen
Die grundlegenden Informationen zu diesem Thema entnehmen sie bitte der Betriebsanleitung BU 0200 DE.
Im Folgenden sind die Fehlermeldungen, die der funktionalen Sicherheit zuzuordnen sind, beschrieben.
9.1 Tabelle der möglichen Störmeldungen
Anzeige in der
SimpleBox
Gruppe
Detail in
P700 / P701
Störung
Text in der ParameterBox
Ursache
Abhilfe
E008 8.0 Parameterverlust
(EEPROM - Maximalwert
überschritten)
8.1 Umrichtertyp falsch EEPROM defekt
8.2 Kopierfehler extern --
8.3 EEPROM KSE Fehler
(Kundenschnittstelle falsch
erkannt (KSE Ausstattung))
8.4 EEPROM interner Fehler
(Datenbankversion falsch)
8.7 EEPR Kopie ungleich
Fehler in EEPROM-Daten
Softwareversion des gespeicherten Datensatzes passt nicht
zur Softwareversion des FU.
Hinweis: Fehlerhafte Parameter werden automatisch
neu geladen (Werkseinstellung).
EMV- Störungen (siehe auch E020)
Ausbaustufe des Frequenzumrichters wird nicht richtig
erkannt.
EEPROM mit einem Firmwarestand ab 1.2 in einen FU mit
älterem Firmwarestand gesteckt → Parameterverlust! (siehe
auch Hinweis in Kap. Fehler! Verweisquelle konnte nicht
gefunden werden.
Netzspannung aus- und wieder einschalten.
E018 18.0 Sicherheitskreis Während der Frequenzumrichter freigegeben war hat der
Sicherheitskreis -sichere Pulssperre- ausgelöst.
nur verfügbar im SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E
HINWEIS
Sollte im laufenden Betrieb des Frequenzumrichters ein Parameterverlust (Fehler 8.0)
auftreten, so sind die sicherheitsrelevanten Parameter zu überprüfen und eine Validierung
der Sicherheitsfunktion durchzuführen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Memory-
Modul (externes EEPROM) ausgetauscht wird.
9.2 Anzeige der Störung
Frequenzumrichter: Die Fehlernummer wird über einen Blinkcode der Status-LED DS (Drive Status) in „rot“
angezeigt.
SimpleBox: Die SimpleBox zeigt eine Störung mit ihrer Nummer und einem vorangestellten „E“ an. Ist die Störungsursache
nicht mehr vorhanden, blinkt die Störungsanzeige in der SimpleBox und der Fehler kann mit der
OK-Taste quittiert werden.
ParameterBox: Die Störmeldungen werden im Klartext angezeigt.
BU 0230 DE-2712 67

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
9.3 Fehlerspeicher
Die aktuelle Störung ist im Parameter P700 hinterlegt und im Parameter P701 [-01]…[-05] werden die fünf letzten
Störmeldungen abgespeichert. Weitere Informationen zum FU-Status im Moment der Störung sind den Parametern
P702 bis P706 / P799 gespeichert. Genauere Information hierzu sind dem Handbuch BU 0200 DE zu
entnehmen.
68 BU 0230 DE-2712

10 Technische Daten
10 Technische Daten
Weitere, hier nicht aufgeführte Daten, sind dem Haupthandbuch zum Grundgerät (BU0200) zu entnehmen.
10.1 Umweltdaten
Funktion
Umgebungstemperatur
Spezifikation
Lagertemperatur -25 °C ... +60 °C
Transporttemperatur -25 °C ... +70 °C
-25 °C…bis zu +40 °C (+50 °C im S3 Betrieb)
Achtung: Die Derating-Angaben (Leistung, Strom, Einschaltdauer) in
Abhängigkeit vom Umrichtertyp und von den Kühlbedingungen sind zu
beachten! (siehe Hanbuch BU 0200 DE)
Klimaklasse 3k3 (3K4 bei IP66 Geräten)
Aufstellhöhe über NN
Überspannungkategorie 3
Verschmutzungsgrad 3
Schutzart
bei Motormontage
Schutzart
bei der Montage mit Wandhalter
≤ 2000 m
IP55 (IP66 als Option bestellbar),
bei Motormontage abhängig vom verwendeten Motor
je nach Umrichter IP55 oder IP66 (Option)
Langzeitlagerung Der Frequenzumrichter ist spätestens nach Ablauf eines Jahres für 60
Minuten an Netzspannung anschließen. Zusätzlich sind die „sichere
Pulssperre“ und die 24 V Versorgung mit Spannung (24 V) zu versorgen,
bzw. in Inbetriebnahmekonfiguration zu betreiben. Dieser Zyklus muß über
den Zeitraum der Lagerung beibehalten werden.
EMV
Bei Verwendung einer EMV-gerechten Verdrahtung, gemäß BU 0200 DE,
können die Grenzwerte bis zu einer Leitungslänge von 100 m zwischen
Sicherheitsschaltgerät und Umrichter eingehalten werden.
10.2 Daten der Steuerklemmen in BG I bis BG III
Funktion
Werkzeug
Anzugsmoment
Anschlussquerschnitt
Anschlussquerschnitt
bei Mehrleiteranschluss
Spezifikation
Schraubklemmen, Schlitz-Schraubendreher, Größe 3,5 mm
0,5 ... 0,6 Nm
0,2 … 2,5 mm 2 : starr oder flexibel
AWG 24-12,
0,25 … 2,5 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse, ohne oder mit Kunststoffhülse
0,2 … 1 mm 2 : starr
0,2 … 1,5 mm 2 : flexibel
0,25 … 1 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse
0,5 … 1 mm 2 : flexibel mit TWIN-Aderendhülse mit Kunststoffhülse
BU 0230 DE-2712 69

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
10.3 Daten der Steuerklemmen in BG IV
Funktion
Werkzeug
Anzugsmoment
Anschlussquerschnitt
Anschlussquerschnitt
bei Mehrleiteranschluss
Spezifikation
Schraubklemmen, Schlitz-Schraubendreher, Größe 3,5 mm
0,5 ... 0,6 Nm
0,2 … 2,5 mm 2 : starr oder flexibel
AWG 24-14,
0,25 … 2,5 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse, ohne oder mit Kunststoffhülse
0,2 … 0,75 mm 2 : starr
0,2 … 0,75 mm 2 : flexibel
0,25 … 0,75 mm 2 : flexibel mit Aderendhülse ohne Kunststoffhülse
0,5 … 0,75 mm 2 : flexibel mit TWIN-Aderendhülse mit Kunststoffhülse
70 BU 0230 DE-2712

10 Technische Daten
10.4 Daten der Digitaleingänge
Funktion
Eingangsspannung
High Pegel
Low Pegel
Eingangswiderstand
Eingangskapazität
Abtastzeit
Reaktionszeit
Spezifikation
24 V -37,5 % +25 %, 15 V…30 V
15 V…30 V
0 V…5 V
~ 9,5 kΩ für den Low Pegel
~ 2,5 kΩ…3,5 kΩ für den High Pegel
Eingang 1 + 4 = 10 nF
Eingang 2 + 3 = 1.2 nF
1 ms
≤ 5 ms
Anforderungen an OSSDs Testpulsbreite ≤ 500 µs
Duty (high Pegel) ≥ 90 %
Abstand von Doppelpulsen ≥ 1 ms (Dutyfaktor beachten)
Sicherheits-Integritätslevel (IEC 61508) kein, die Digitaleingänge sind nicht SIL-fähig
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls pro Stunde
Anteil sicherer Ausfälle
Sicherheitskategorie
(nach EN ISO 13849-1)
DIN1 und DIN4:
PFH = 786,69 FIT
PFH = 811,98 FIT
PFH = 811,82 FIT
DIN2 und DIN3:
PFH = 789,25 FIT
PFH = 814,55 FIT
PFH = 814,39 FIT
DIN1 und DIN4:
SFF = 47,77 %
SFF = 53,53 %
SFF = 53,06 %
DIN2 und DIN3:
SFF = 54,39 %
SFF = 57,39 %
SFF = 57,00 %
Kat. 1
Performence Level (nach EN 13849-1) PL c
Die mittlere Zeit bis zum
gefahrbringenden Ausfall
Diagnodedeckungsgrad
Gebrauchsdauer
MTTF d = „hoch“ (>100 Jahre)
kein DC
TM = 20 Jahre
für SK 2x0E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
für SK 2x5E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
für SK 2x5E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
für SK 2x5E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
für SK 2x5E in BG I bis III
BU 0230 DE-2712 71

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
10.5 Daten der sicheren Pulssperre
(nur für SK 210E, SK 215E, SK 230E und SK 235E)
Funktion
Eingangsspannung
Spezifikation
+24 V
Spannungstoleranz ±25 % (18 V…30 V)
Betrieb am OSSD -20 % +25 % (19,2 V…30 V)
Stromaufnahme
(Mittelwert)
Spitzenstrom
(Peak, beim Einschalten oder am
OSSD)
Leitungslänge
Leitungskapazität
Einschaltverzögerung
Reaktionszeit
Zykluszeit
≤ 125 mA
≤ 40 mA
≤ 500 mA
≤ 250 mA
für SK 2xxE in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
für SK 2xxE in BG I bis III
für SK 2x0E in BG IV
≤ 100 m (siehe EMV, Gruppierung)
≤ 20 nF pro angeschlossenen Umrichter
≤ 200 ms
≤ 300 ms (≤ 65 ms typisch)
≥ 1 s
Anforderungen an OSSDs Testpulsbreite ≤ 500 µs
Duty (high Pegel) ≥ 90 %
Abstand von Doppelpulsen ≥1 ms (Dutyfaktor beachten)
Sicherheits-Integritätslevel (IEC 61508) SIL 3
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls pro Stunde
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls bei Anforderung
Anteil sicherer Ausfälle
Sicherheitskategorie
(nach EN ISO 13849-1)
PFH = 0 für SK 2xxE in BG I bis III
PFH = 0,0058 FIT = 5,8*10 -12 /h für SK 2xxE in BG IV
PFD = 0
PFD = 5,23*10 -5
für SK 2xxE in BG I bis III
für SK 2xxE in BG IV
SFF = 100 % für SK 2xxE in BG I bis III
SFF > 99 % für SK 2xxE in BG IV
Kat. 4
Performence Level (nach EN 13849-1) PL e
Die mittlere Zeit bis zum
gefahrbringenden Ausfall
Diagnodedeckungsgrad
Gebrauchsdauer
MTTF d = „hoch“ (>100 Jahre)
DC kann nicht ermittelt werden (PFH=0) für SK 2xxE in BG I bis III
DC > 99 % für SK 2xxE in BG IV
TM = 20 Jahre
72 BU 0230 DE-2712

10 Technische Daten
10.6 Daten zur Abschaltung der 24V-Versorgung
(nur für SK 205E, SK 215E, Baugröße I bis III)
Funktion
Eingangsspannung
Spezifikation
+24 V
Spannungstoleranz ±25 % (18 V…30 V)
Betrieb am OSSD -10 % +25 % (21,6 V…30 V)
Stromaufnahme
Spitzenstrom
Leitungslänge
Leitungskapazität
Einschaltverzögerung
Reaktionszeit
Zykluszeit
≤ 500 mA (Mittelwert)
Details siehe Kapitel 24 V Versorgung
≤ 1 A (Peak, beim Einschalten)
≤ 6,5 A (Peak, am OSSD)
Details siehe Kapitel 24 V Versorgung
≤ 100 m (siehe EMV, Gruppierung)
≤ 2 nF * t OSSD / 0,1 ms pro angeschlossenen Umrichter
(mit t OSSD = Breite des Testpulses, max. 0,5 ms)
≤ 3 s
≤ 200 ms (≤ 80 ms typisch)
≥ 4 s
Anforderungen an OSSDs Testpulsbreite ≤ 500 µs
Duty (high Pegel) ≥ 90 %
Abstand von Doppelpulsen ≥ 1 ms (Dutyfaktor beachten)
Sicherheits-Integritätslevel (IEC 61508) SIL 3
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls pro Stunde
Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen
Ausfalls bei Anforderung
PFH = 0
PFD = 0
Anteil sicherer Ausfälle SFF = 100 %
Sicherheitskategorie
(nach EN ISO 13849-1)
Kat. 4
Performence Level (nach EN 13849-1) PL e
Die mittlere Zeit bis zum
gefahrbringenden Ausfall
Diagnodedeckungsgrad
Gebrauchsdauer
MTTF d = „hoch“ (>100 Jahre)
DC kann nicht ermittelt werden (PFH=0)
TM = 5 Jahre
BU 0230 DE-2712 73

Funktionale Sicherheit mit NORD Frequenzumrichter SK 200E
11 Zusatzinformationen
11.1 Wartungs- und Service-Hinweise
NORDAC SK 200E Frequenzumrichter sind bei ordnungsgemäßem Betrieb wartungsfrei. Bitte beachten Sie
auch die ‚allgemeinen Daten’ im Handbuch BU 0200 DE.
Wird der Frequenzumrichter in staubhaltiger Luft betrieben, sind die Kühlflächen regelmäßig mit Druckluft zu
reinigen. Bei evtl. eingesetzten Lufteintrittsfiltern im Schaltschrank sind auch diese regelmäßig zu reinigen o-
der auszutauschen.
Bei Anfragen an unseren technischen Support, halten Sie bitte den genauen Gerätetyp (Typenschild/Display)
ggf. mit Zubehör oder Optionen, die eingesetzte Softwareversion (P707) und die Seriennummer (Typenschild)
bereit.
Reparatur
Im Reparaturfall ist das Gerät an folgende Anschrift einzusenden:
NORD Electronic DRIVESYSTEMS GmbH
Tjüchkampstr. 37
26605 Aurich
Bei evtl. Rückfragen zur Reparatur wenden Sie sich bitte an:
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Telefon: 04532 / 401-515
Telefax: 04532 / 401-555
Wird ein Frequenzumrichter oder Zubehör zur Reparatur eingeschickt, kann keine Gewähr für eventuelle Anbauteile,
wie z.B. Netzkabel, Potentiometer, externe Anzeigen etc. übernommen werden!
Bitte entfernen Sie alle nicht originalen Teile vom Frequenzumrichter.
HINWEIS
Es sollte nach Möglichkeit der Grund der Einsendung des Bauteil/Gerätes vermerkt werden.
Ggf. ist mindestens ein Ansprechpartner für Rückfragen anzugeben.
Dies ist wichtig, um die Reparaturzeit so kurz und effizient wie möglich zu halten.
Auf Wunsch erhalten Sie einen passenden Rückwarenschein von Getriebebau NORD
GmbH.
Internet Informationen
Zusätzlich finden Sie auf unserer Internet-Seite das umfassende Handbuch in deutscher und englischer Sprache.
www.nord.com
11.2 Abkürzungen im Handbuch
AS-i ......AS-Interface
BW .......Bremswiderstand
EMV ......Elektromagnetische Verträglichkeit
FU ........Frequenzumrichter
OSSD ...Output Signal Switching Device
S .......... Supervisor-Parameter, P003
SH .........„sicherer Halt“
SS1 ....... safe stop 1
STO ....... safe torque off
SW ....... Software-Version, P707
74 BU 0230 DE-2712

12 Stichwort-Verzeichnis
12 Stichwort-Verzeichnis
2
24V - Versorgung ....................... 73
A
Abschaltung der 24V-Versorgung
......................................... 31, 44
Aktueller
Betriebszustand (P700) ..... 54
B
Beispiel (Wiederanlaufsperre) .... 37
Beispiele (SS1) .......................... 36
Beispiele (STO) .......................... 34
Bus-I/O Out Bits ......................... 52
D
Diagnose .................................... 65
Diagnose-LEDs .......................... 65
Digitalausgang ..................... 48, 50
Digitaleingänge ........ 32, 47, 49, 71
DIP-Schalter ............................... 62
E
EEPROM .................................... 54
EEPROM Kopierauftrag (P550) . 54
EMV ..................................... 44, 47
F
Fehlerausschluß ......................... 39
Fehlermeldungen ....................... 67
Fehlerspeicher ........................... 68
G
Grounded Corner ....................... 40
I
IEC 60204-1 ............................... 60
IEC 61508 .................................. 60
IEC 61800-3 ................................. 8
IEC 61800-5-2 ............................ 60
Inbetriebnahme .......................... 62
Installation .................................. 40
Internet ....................................... 74
IP 40
ISO 13849-1 ............................... 61
IT-Netz ........................................ 40
M
mechanische Bremse ................. 33
Memory - Modul ......................... 54
Montage ..................................... 40
N
Netzanschluss ............................ 40
Niederspannungsrichtlinie ............ 2
O
OSSD ............................. 43, 45, 59
P
Parameterverlust ........................ 67
Parametrierung ........................... 49
Performance Level ..................... 61
Potentiometer P1 und P2 ........... 65
R
Reparatur ................................... 74
S
Schutzart .................................... 40
Sichere Abschaltwege ................ 31
sichere Pulssperre ...................... 72
Sichere Pulssperre ..................... 31
Sicherheitsfunktionen ................. 32
Sicherheitshinweise ...................... 2
Sicherheitskategorie ................... 61
SIL .............................................. 60
SS1 ....................................... 33, 49
Steueranschluss ......................... 40
Steuerklemmen............... 41, 49, 70
STO ...................................... 32, 49
STO (Sichere Pulssperre) ........... 43
T
Technische Daten ....................... 69
TN-Netz ...................................... 40
TT-Netz ....................................... 40
U
Umweltdaten ............................... 69
V
Validierung .................................. 64
Verdrahtung ................................ 40
W
Wiederanlaufsperre .................... 37
Z
Zustandsinformationen ............... 66
Zustandswort .............................. 53
BU 0230 DE-2712 75

Mat. Nr. 607 2301 / 2712