BRESIMAR(asaTek)-Beckhoff-Slides Formação Técnica TwinSAFE 2-1.1 Safe Maquina

TwinSAFE v2.11 

Soluções para Segurança 

Industrial Homem-Máquina 

Jorge Andril 

BRESIMAR AUTOMAÇÃO 

( 12/2018 ) 

1

BRESIMAR (asaTek) – J. Andril 

Diretivas e Normas 

Diretivas e Normas de 

Segurança Máquina 

2


As diversas Normas de Segurança Máquina 

Old 1996 

New 2006 

B 1 2 3 4 

PL a - Risco baixo 

IEC 62061 

SIL 1 - Risco baixo 

Risco baixo 

Risco alto 

PL e - Risco alto 

Cat.BCat.4 PL a PL e 

SIL 3 - Risco alto 

62061 

Norma especifica 

da IEC 61508 

3

TwinSAFE 

Tecnologia TwinSAFE 



4


Desde os antigos relés …até aos novos conceitos 


5


Vantagens dos sistemas com SafetyBus 


Tempo de resposta rápido 

Úteis em arquiteturas com automatismos de alta cadência 

Simplicidade do sistema 

Melhor clareza com cablagem simples 

 

Facilidade de expansão do sistema 

Melhor diagnóstico 

Integração com terminais standard EL e KL 

Necessidade de pouco espaço (12 ou 24mm de largura) 

Protocolo aberto suportado por diversas fieldbus 

PROFIBUS, RT Ethernet, EtherCAT, LigthBUS, etc. 

Utilização de funções de safety pré testadas, nos dispositivos safe 

BECKHOFF, de acordo com as normas standard vigentes (EN 954-1, 

ISO 13849-1, IEC 61508, etc.) 

Custos mais baixos 

6


EtherCAT – Protocolo RT de troca segura de dados 


Entradas Safe 

Slave 

Saídas Safe 

Slave 

# 3 # 2 

Endereços 

Safe 

Copia dados do 

TwinCAT 

# 4 

# 5 

Drive Safe 

Slave 

# 1 

Logica Safe 

Master 

A comunicação pode ser feita através de diversas redes de campo ( EtherCAT, 

RT Ethernet, PROFIBUS, LigthBUS, etc). 

Cada modulo safe deve ter um único endereço na rede Twinsafe. 

7


EtherCAT – Protocolo RT de troca segura de dados 


Cada terminal safe obrigatoriamente 

possui um S_address (Endereço do 

TwinSAFE) 

Esse S_address deve ser único na 

configuração do System Manager 

(TwinSAFE) 

O S_address é codificado em binário 

(DIP-switch, na parte lateral esquerda) 

Nos terminais safe KLxxxx, EL6900 e 

EL2904 a gama de endereços está 

compreendida entre 1 – 1023 .Nos 

terminais EL1904 entre 1 – 65534. 

* Exemplo: Endereço S da carta da figura (superior direita) 242 

(Bit 0 ...Bit 10) OFF,ON,OFF,OFF,ON,ON,ON,ON,OFF,OFF 

8


FSoE - Protocolo Fail Safe over EtherCAT 


Ethernet 

Header 

EtherCAT 

Header 

1. Datagram 

2. Datagram 

FSC 

Telegrama 

do FSoE 

CMD Safe Safe CRC_0 CRC_1 

Data 

Data 

Conn ID 

O protocolo de segurança homem-máquina Fail Safe over EtherCAT é 

integrado na rede EtherCAT ou em outras redes de campo (RT Ethernet, 

PROFIBUS, Ligthbus, etc.) 

9


FSoE - Protocolo Frame Safety over EtherCAT 


NOTAS : 

+ TwinSAFE em redes RT Ethernet : 

Quando se usa o BK9000 ou BK9100 deve-se ativar a propriedade “No Real Time Flag”. Isto deve ser feito 

quando desejamos receber dados do terminal (ex. temperatura ou o download das configurações). 

+ TwinSAFE em redes PROFIBUS : 

Os módulos de cabeceira PROFIBUS só possuem um buffer de dados, do process image, de 128 bytes em 

cada direção. O KL6904 com 15 conexões possui um buffer de 95 bytes em cada direção. Sendo assim o 

buffer do modo de cabeceira pode ser insuficiente. 

+ TwinSAFE em redes Ligthbus : 

Quando usamos terminais safe em redes Ligthbus deverá usar o TwinCAT v2.10 build 1319 ou superior. 

+ Os módulos de cabeceira com protocolo DeviceNet, Sercos, Modbus, Serial e módulos BC não suportam o 

TwinSAFE. Os módulos de cabeceira CANopen suportam os terminais de entrada e saída safe KL mas não o 

KL6904 (PLC safe). 

+ Os módulos lógicos safe EL6900 suportam todos os tipos de terminais EL safe e os terminais KL de entradas 

e saídas safe produzidos a partir do ano de 2008. Este modulo EL6900 consegue trocar dados safe com o 

KL6904 (a partir de 2008) se o KL6904 for slave. 

10


Comunicações entre máquinas com TwinSAFE 


Máquina A Máquina B Máquina C 

Safety via 

EtherCAT 

Safety via 

EtherCAT 

11


Safety over EtherCAT – Uma tecnologia aberta 


IEC 61508 

12


TwinSAFE I/O 


TwinSAFE I/O 

13


Arquitetura do sistema TwinSAFE 


Sistema de Safety 

Sensor(s) 

Entradas 

Safety 

Lógica 


Saídas 


Atuador(s) 

TwinSAFE Input 

TwinSAFE PLC 

TwinSAFE Output 

TwinCAT V2.11 

Drives 

14



EL/KL1904 - Modulo de entradas digitais safety (1) 

EL1904 - Funcionalidades 

Tipo de canais safe : 

4 canais safe de entradas digitais a 

24Vdc (com 1 clock por canal) 

Programação dos canais: 

Lógica simples (ex. emergência) 

Sinais OSSD* (duplo-canal) com 

impulsos assíncronos e teste de 

sensor inativo (ex. barreiras) 

Sinais OSSD* (duplo-canal) com 

impulsos variados e teste de sensor 

inativo (ex. scanners) 

Deteção de curto-circuito não deverá 

deverá causar erro no modulo EL 

(ex. tapetes de segurança) 

”Single logic channel ….” 

”Asynchronous analysis OSSD, sensor test deactivated” 

”Any pulse repetitition OSSD, sensor test deactivated” 

*OSSD - ”Output Signal Switching Device” 

NOTA : Só possível nos canais 1+2 ou nos canais 3+4 

”Short cut channel x/x is no module fault”” 

15





Tipo de dispositivos de segurança : 

Comandos emergência, bimanual, barreiras 

óticas, scanners laser, tapetes, portas/ trincos 

de segurança, etc 

 

Parâmetros de segurança (“Safe Parameter”) : 

16




EL1904 - Parametrização 

Tabela de 

parâmetros 

(“Safe Parameter”) 

17





Exemplo 

(“Ligth barriers” ou “Scanner laser” ) 

Parâmetros de segurança 

(“Safe Parameter”) : 

NOTA : Os Sinais OSSD só são permitidos nos 

canais (1+2) ou (3+4) 

18




EL1904 – Diagnóstico de estado e erro 

Teste dos canais : 

Teste de impulsos (1 clock por canal) 

Diagnostico de estado ou erro : 

E rros na comunicação 

Diagnostico de erros e estado 

interno do processador do modulo 

Diagnóstico do estado dos sensores 

externos ligados ao modulo : 

* Curto-circuito externo falso 

* Fonte de alimentação externa falsa 

* Ligação elétrica quebrada 

Certificação em acordo com as normas : 

IEC/EN 61508 (SIL 3) 

DIN/EN ISO 13849-1 (Cat. 4, PL e) 

Diretiva Máquina 2006/42/EC 19





Diagrama de blocos funcionais da EL1904 : 

20




EL1904 – Diagnóstico de estado e erro (LED ś) 

 

1º LED 

(Diag 1) 

 

2º LED 

(Diag 2) 

21





 

3º e 4º LED 

(Diag 3 e 4) 

22




EL1904 – Diagnóstico de estado e erro (CoE) 

 

CoE 

(Can Over Ethernet) 

TwinCAT 

(System Manager) 

23




EL1904 – Diagnóstico de estado e erro (CoE) 

 

 

Temperatura 

interna 

(FA80 hex) 

Diagnóstico e 

informação 

(800E hex) 

24


EP/KL1908 - Modulo de entradas digitais safety 


EP1908 - Funcionalidades 


8 canais de entradas digitais 


Lógica simples (ex. emergência) 

Sinais OSSD (duplo-canal) com 

impulsos assíncronos e teste de 

sensor inativo (ex. barreiras) 

Sinais OSSD (duplo-canal) com 

repetição de impulso variado e teste 

de sensor inativo (ex. scanners) 

Deteção de curto-circuito externo 

não deverá causar erro no modulo 

EP 

”Single logic channel ….” 


”Any pulse repetitition OSSD, sensor test deactivated” 

Deteção de velocidade (1 ou 2ch, 

encoder síncrono ou assíncrono) ”Short cut channel x/x is no module fault”” 

com frequências entre 2 a 500Hz 25



EL/KL2904 - Modulo de saídas digitais safety (1) 



4 canais safe de saídas digitais 

a 24Vdc / 0,5A 


Combinação logica AND de 

saídas standard com saídas 

safe 

Teste de medição de corrente 

de carga. Com esta função 

desligada, permite utilizar um 

ground comum para as cargas 

(ex. contatores ou relés) 

Teste de saídas ativas. O teste 

de impulsos das saídas ativas 

podem ser desativadas (ex. 

relés de estado solido) 

”Current measurement active” = TRUE 

“Testting of outputs active” = TRUE 

”Standard outputs active” = TRUE 

”Current measurement active” = FALSE 

“Testting of outputs active” = FALSE 

26





Tipo de acionamentos de segurança : 

Relés eletromecânicos, relés eletrónicos, 

trincos eletromagnéticos, contatores, servodrives, 

sinalizadores, etc 

 

Parâmetros de segurança (“Safe Parameter”) : 

27





Tabela de 

parâmetros 

(“Safe Parameter”) 

28





Teste dos canais : 

Teste de impulsos (1 clock por canal) 

Diagnostico de estado ou erro : 

E rro na comunicação 

Diagnostico de erros e estado 

interno do processador do modulo 

Diagnostico do estado das cargas 

externas ligadas ao modulo : 

* Curto-circuito externo falso 

* Circuito externo em aberto 

* Fonte de alimentação externa falsa 

Certificação em acordo com as normas : 

IEC/EN 61508 (SIL 3) 

DIN/EN ISO 13849-1 (Cat. 4, PL e) 

Diretiva Máquina 2006/42/EC 29





Diagrama de blocos funcionais da EL2904 : 

30





1º LED 

(Diag 1) 

2º LED 

(Diag 2) 

 

3º e 4º LED 

(Diag 3 e 4) 

31



EK1914 - Modulo de cabeceira EtherCAT de safety 

EK1914 - Funcionalidades 

 


2 canais entradas digitais 

2 canais saídas digitais 


 


Entadas 

Lógica simples 

Sinais OSSD (assi./sínc.) 

Deteção c.c. sem falha 

Saídas 

Lógica AND de saídas 

Teste das saídas 

”Short cut channel x/x is no module fault”” 

”Standard outputs active” = TRUE 

”Current measurement active” = FALSE 

NOTA : c.c. = “Curto-circuito” 

32





33


EL6900: Modulo lógico de TwinSAFE 


Funcionalidades do terminal lógico 

Certificados DIN EN ISO 13849-1:2008 (PLe) 

IEC 61508:2010 (SIL 3) 

EN 954-1 (Cat 4) 

NRTL, UL508, UL1998, UL991 

2006/42/EC Diretiva Máquina 

Configurações 

 

 

 

 

 

Máximo de 255 FB ś (max. 32 FB ś/grupo) 

Máximo128 conexões TwinSAFE (50/grupo) 

Só 16 conexões podem ser slave 

Disponíveis 14 tipos de FB ś 

Min. WD Time 1ms e tempos curtos resposta 

Completo diagnóstico no EtherCAT processimage 

(configurável) 

Diagnóstico Erros de comunicação 

Erros no modulo : 

Erros no controlador do modulo 

Under e Overvoltage 

Monitorização da temperatura no modulo 

34


EL6930: Modulo lógico de TwinSAFE / ProfiSAFE 


Funcionalidades do terminal lógico 


IEC 61508:2010 (SIL 3) 

EN 954-1 (Cat 4) 

NRTL, UL508, UL1998, UL991 


Configurações Máximo de 255 FB ś (max. 32/grupo) 

Máximo127 conexões TwinSAFE (50/grupo) 

e 1 conexão ProfiSAFE slave. 

Só 16 conexões podem ser slave 


Min. WD Time 1ms e tempos curtos resposta 

Completo diagnóstico no EtherCAT processimage 

(configurável) 






35


KL6904: Modulo lógico de TwinSAFE 


Funcionalidades do terminal lógico (com 4 saídas digitais) 


IEC 61508:2010 (SIL 3) 

EN 954-1 (Cat 4) 

NRTL, UL508, UL1998, UL991 


Configurações Máximo de 48 FB ś (max. 8/grupo) 

Máximo 7 ou 15 conexões TwinSAFE 

Programado com : 

KS2000(>=4.3.0.60) ou * 


Com 4 saídas digitais safe com “Testes de 

impulso ” sempre ativas (não configuráveis) 

* Modulo KL6904-0001 (com 15 conexões) 






Erro saídas safe (c.c, c.aberto, F.A. ext.) 

-K2 

-K4 

36 

-K1 

-K3



EL6900/EL6930: Modulo lógico de TwinSAFE 

EL6900/EL6930 – Diagnóstico de erro e estado (LED ś) 

 

 

 

1º LED 

(Diag 1) 

2º LED 

(Diag 2) 

3º e 4º LED 

(Diag 3 e 4) 

 

 

1º e 2º LED 

(State 1 e 2) 

3º e 4º LED 

(State 3 e 4) 

37


Dispositivos de segurança testados 


EL/KL19xx – Para dispositivos de entrada de segurança 

EL/KL29xx – Para acionamentos de saída para segurança 

Nota : As bobines dos contatores deverão usar em paralelo um circuito R/C ou um díodo de roda livre. Nunca um varistor. 

38


TwinSAFE – Programação de automatismo safe 


System Manager 

TwinCAT 2.11 

SystemManager 

(TwinSafe Logic) 

Export / Import 

(TwinSAFE Logic) 

3 rd party drive 

(só com TC3) 


(só com TC3) 

TwinSAFE SC 

analógica 

Standard 

Analógica / digital 

EtherCAT Box Drives 

3 rd party encoder 

3 rd party drive 

39


TwinSAFE : Programação do automatismo safe (1) 


EL6900/EL6930 – Programação do TwinSAFE 

O programa de segurança homem-máquina não poderá correr no PLC standard 

TwinCAT PLC (PLC Control). Terá de ser programado no System Manager e 

posteriormente descarregado para o modulo lógico safe EL6900/EL6930. 

40




Funções Bloco safe no 

KL6904 

6 FB ś safe 

Não existe a Função Bloco safe 

de “Comando Bimanual” 

 

Funções Bloco safe no 

EL6900 New /EL910 

14 FB ś safe 

Existe a Função Bloco safe de 

“Comando Bimanual” 

41




Funções Bloco safe no modulo lógico KL6904/EL6900/EL6930 

New 

42


TwinSAFE Motion 


TwinSAFE Motion 

43



AX5801 Safety integrada nos Drives AX5000 

AX5801 Safety Option Card 

Certificado para Cat. 3 

( esta carta não necessita de 

configurações no System 

Manager ) 

Funções de Stop 

STO – Safe Torque Off 

SS1 – Safe Stop 1 => STO 

Acionamento externo, com 24Vdc : 

Nota : Potência elétrica permanece ligada! 

44


AX5805 Safety integrada nos Drives AX5000 


AX5805 / 5806 Safety Option Card para AX5xxx-0000-0200 

Certificado para PLe 

(ISO13849-1) para todas 

as funções de safety ! 

Funções de Stop : 

STO – Safe Torque Off 

SS1 – Safe Stop 1 => STO 

Funções de limite : 

SS2 – Safe Stop 2 -> SOS 

SOS – Safe Operating Stop 

SSM – Safe Speed Monitor 

SLx – Safe Limited … 

SLS – speed 

LP – position 

SxR – Safe … Range 

SAR – acceleration 

SSR – speed 

SMx – Safe maximum … 

SMA – acceleration 

SMS – speed 

SDI – Safe Direction 

Nota : Potência elétrica permanece ligada! 

NOTA : Para servo-drives da nova geração 

AX5805 servo-drives AX5101-x40/AX5201-x06 

AX5806 servo-drives AX5160-x72/AX5190-x93 

45


Terminais para Servo-Motores com STO (1) 


Terminal Servo ultracompacto 

• EL7201-9014: 50V DC,2,8 A 

EL7211-9014: 50V DC, 4,5 A 

• Safe Torque Off (STO) via entrada digital de 

acordo com DIN EN ISO 13849 Cat.3, PL d 

NEW 

Entrada STO 

46


Terminais para Servo-Motores com STO (2) 


STO com Terminais 

Servo standard 

STO integrado nos 

Terminais Servo 

47


TwinSAFE FB – Function Blocks 



Function Blocks 

48


I - FB ESTOP (1) 


ESQUEMA CLÁSSICO COM COMANDOS DE PARAGEM DE EMERGÊNCIA 

EStopIn 

EStopOut 

Restart 

EDM 

49




FB para Comando de Paragem de Emergência [ Function Block Emergêncy Stop ] 

Descrição funcional : 

- Só com Restart manual (010) 

- Max. 4 Botões de Emergencia de 2 

canais ou 8 de 1 canal 

- As entradas podem ser NF (0safe) 

ou NA (1safe) 

- Permite o controlo de estado das 

saídas através EDM1 (EStopOut) 

e EDM2 (EStopDelOut) (*) 

- Podemos controlar a discrepância 

temporal do par de contatos do 

Botão de Emergencia 

- Saídas de acionamento direto e com 

atraso temporal . (Saída a 0safe) 

- Ativando „Safe Inputs after Disc Erro“ 

força que, depois de um erro de 

discrepância, as entradas do grupo 

devem ter ambos os canais a „0“. 

Senão o Restart não é possivel. 

Só nos EL69xx 

Estado e diagnóstico : 

State (0) indefinido 

(estado) (1)RUN (2)STOP (3)SAFE 

(4)ERROR (5)RESET (6) START 

(7)DELAYOUT 

DIAG (Bit 0 a 3) Discrepância grupo 1a3 

(erros) (Bit 4 e 5) Erro EDM (EDM1 e 2) 

Nota : Disponível no KL6904, EL6900/6910 ! 

(*) EDM (“External Device Monitoring”) 

Saída safe direta 

Saída safe atrasada 

50




FB para Comando de Paragem de Emergência [ Function Block Emergêncy Stop ] 

Exemplo de aplicação : 

- Sistema com Paragem de Emergência 

- O circuito completo cumpre as 

categorias de segurança Cat.4 e PLe 

- São usados 2 contatos NF no Botão 

de Paragem de Emergência 

- Restart – Não é obrigatório usar uma 

entrada digital segura (KL/EL1904) 

- EDM (K1,K2) – Não é obrigatório usar 

uma entrada segura (KL/EL1904) 

- Utilizando , nas opções anteriores, 

cartas de entradas digitais não safe a 

categoria de segurança baixa (Cat.3, 

PLd) 

- É utilizada uma saída safe para ligar 

dois contatores em paralelo 

Restart 

EStopIn 

EDM 

Emergency Stop 

EStopOut 



51


II - FB MON (1) 


ESQUEMA CLÁSSICO PARA CONTROLO DE ZONA PERIGOSA COM TAPETE 

EDM 

MonIn 

MonIn 

Restart 

MonOut 

MonOut 

EDM 

52




FB para Monitorização de zonas perigosas de maquinas [ Function Block Machine Monitor ] 


- Restart manual ou automatico 

- Max. 2 Switch de Guarda de 2 canais 

- As entradas podem ser NF (0safe) 

ou NA (1safe) 

- Podemos controlar a discrepância 

temporal do par de contatos do 

Switch de Guarda 

- Permite o controlo de estado das 

saídas através EDM1 (EStopOut) e 

EDM2 (EStopDelOut) (*) 

- Secure1 e Secure2 permite definir 

zonas seguras ignorando as entradas 

MonIn1 e 2 

- Saídas de acionamento direto e com 

atraso temporal . (Saida a 0safe) 

Só nos EL69xx 





(7)ERROR DELAY (8)DELAYOUT 

(9)FUNCTEST 

DIAG (Bit 0 e 1) Discrepância grupo 1e2 

(erros) (Bit 2) Discrepância grupo Secure 

(Bit 4 e 5) Erro EDM 1 e 2 



53






- Sistema com Porta de Segurança que 

protege o operador de zona perigosa 

- O circuito cumpre as categorias de 

segurança Cat. 4 e PLe 

- Máquina com duas zonas funcionais 

(Zona 1 e Zona 2) 

- Zona 1 – Posição da máquina em que 

o operador corre perigo (ex. orgãos 

mecanicos ou elétricos com energia) 

- Zona 2 – Posição da máquina em que 

o operador não corre perigo (ex. 

orgãos mecânicos ou elétricos sem 

energia – desligados) 

- Sensores S3 e S4 detetam a maquina 

na Zona 2 (Secure 1 e 2) 

- Na Zona 1 se o operador de máquina 

abrir a Porta de Segurança os orgãos 

mecanicos e elétricos perigosos tem 

de ser desligados de imediato e a 

máquina entra em modo seguro 

- Na Zona 2 pode-se abrir a Porta de 

Segurança não provocando a 

passagem para modo seguro da 

máquina 

Restart 

MonIn 

Secure 

EDM 

Zona 2 

Machine Monitoring 

MonOut 

Zona 1 



54






- Sistema com Tapete de Segurança 

que protege o operador da zona 

perigosa 

- O circuito cumpre as categorias de 

segurança Cat.4 e PLe 

- Sistema funciona de acordo com o 

principio do curto-circuito 

- O tapete de segurança sem presença 

do operador provoca, na entrada 

Input1+/1- da carta EL1904, o nível 

logico “1” (circuito aberto). Com a 

presença do operador, a pressiona-lo, 

o nível logico é “0” (curto-circuito). 

Fica em modo safe. 

- No exemplo , as entradas safe 

Input1+/1- e Input2+/2- terão de ser 

configuradas para “Short cut is no 

module fault” 

Restart 

MonIn 

Secure 

EDM 

Machine Monitoring 

MonOut 



55


III - FB EDM 


FB para Comando de EDM [ Function Block External Device Monitor ] 


- Utilizado para controlar o sincronismo 

de dois sinais „Mon1“ e „Mon2“ 

Exemplo : Controlo do estado dos 

contatores de potência responsáveis 

pelo acionamento do orgão perigoso 

- „Switch Off Monitoring“ controla 

passagem do „Mon2“ para „0“, dentro 

do tempo configurado, a partir da 

passagem do „Mon1“ de „0“ para „1“ 

- „Switch On Monitoring“ controla 

passagem do „Mon2“ para „1“, dentro 

do tempo configurado, a partir da 

passagem do „Mon1“ de „1“ para „0“ 

- Se o tempo de monitorização (não 

0ms) correspondente for excedido a 

saida „Error“ é colocada em estado 

de erro („1“) 

- Após este erro terá de ser feito o 

reset do grupo TwinSafe em que está 

inserido, via „ERR_ACK“ 


State (2)STOP 

(estado) (4)ERROR (5)RESET 

(14)MON_OFF (15)MON_ON 

DIAG (Bit 0) Acabou tempo switch-off 

(erros) (Bit 2 ) Acabou tempo switch-on 

Nota : Só está disponível no EL6900/6910 ! 

56


IV - FB TWO HAND (1) 


ESQUEMA CLÁSSICO COM COMANDO DE BIMANUAL 

TwoHand 

TwoHand 

TwoHandOut 

57




FB para Comando de Bimanual [ Function Block Two Hand ] 


- Utilizado em Comandos de Bimanual 

em que ambos os grupos 

(Twohand1/2 e Twohand3/4) tem de 

operar simultaneamente para mudar 

o estado da saída (TwoHandOut). 

- Só 1 Comando de Bimanual 

- O grupo de entradas pode ter uma 

entrada de canal único („Single- 

Channel“) ou duplo („Two Channel“). 

- Com „Two-Channel“ monitorizamos a 

discrepância dos contatos do grupo 

(„Discrepancy Time“). 

- Com o „Discrepancy between groups“ 

controlamos o sincronismo entre os 

grupos de contatos 

Discrepancy between groups 

Two Hand 





(11)1BUTTON (12)2BUTTON 

(13)RELEASE 

DIAG (Bit 0 e 1) Discrepância grupo 1/2 

(erros) (Bit 2 ) Discrepância nas entradas 

do grupo 

Nota : Só está Disponível no EL6900/6910 ! 

58





Normativa máquina : 

- A normativa sobre segurança 

funcional atual é a EN ISO 13849-1 

(designação PLa até Ple). Substituiu 

a antiga EN 954-1 (designação Cat.1 

até Cat.4) 

- A norma Europeia para os Comandos 

de Bimanual é a EN 574. 

- A FB safe „Two Hand“, conforme a 

sua configuração, poderá seguir as 

seguintes categorias de segurança 

maquina: 

EN574 Typ.I, 

EN574 Typ.II, 

EN574 Typ.IIIA, 

EN574 Typ.IIIC 

Nota : Só está disponível no EL6900/6910 ! 

59





1+2 : Diferença entre A e B > 500ms 

3+4+5 : Diferença entre A e B < 500ms 

1 2 3 4 5 

Nota : A FB safe “Two Hand” não está disponível no KL6904. É possível construir a função de Comando de Bimanual utilizando 

uma sequência de outras FB ś safe disponíveis ! 

60






- Sistema com Comando de Bimanual 

- O circuito completo cumpre as 

categorias de segurança Cat.4 e PLe 

- São usados 2 contatos (1x NA + 1x 

NF) em cada botoneira STB1 e STB2 

- FB EDM – É usado, neste exemplo, a 

Função Bloco safe EDM. Esta FB é 

que garante o bom funcionamento 

dos contatores de potência. Estes 

contatores são os responsáveis do 

acionamento dos orgãos perigosos. 

- A utilização da FB EDM aumenta a 

categoria de segurança deste sistema 

TwoHand 

TwoHand 

Two Hand 

TwoHandOut 

EDM 

Mon 



61


V - FB MUTING (1) 


ESQUEMA CLÁSSICO COM BARREIRAS ÓTICAS COM ZONA DE MUTING 

S1 

S3 S4 

S1 S2 

AOPD 

S2 

AOPD 

S3 

S4 

S1 S2 AOPD S3 S4 

AOPD – Active Opto-electronic Protection Device 

Sx – Sensores de controlo do Muting 

62




FB para Barreiras Óticas com zona de muting [ Function Block Muting ] 


- Utilizado em Barreiras de segurança 

óticas com definição de zona de 

muting 

- Muting significa o bloqueio seguro, 

automático e temporário do dispositivo 

de proteção (ex.Barreiras ou scanners 

óticos). Assim podemos, por exemplo, 

transportar materiais em andamento 

para uma zona de perigo sem 

necessidade de parar a máquina e 

mantendo a proteção ao operador 

- A zona de muting pode ser feita com 2 

ou 4 sensores 

- A saída da FB continua ativa apesar 

da interrupção do feixe da barreira 

ótica 


State (0) indefinido (1)RUN (2)STOP 

(estado) (3)SAFE (4)ERROR (5)RESET 

(8)DELAYOUT (9..17) MUTING1..9 

DIAG (Bit 0) Discrepância muting grupo 1 

(erros) (Bit 1) Discrepância OSSD 

(Bit 2) Discrepância muting grupo 2 

(Bit 4 e 5) EDM 1 e 2 

(Bit 6) Sequência muting 

(Bit 7) Tempo máximo de muting 

Nota : Só disponível no EL6900/6910 ! 

63






- Sistema com Barreira ótica em modo 

sequêncial 

- Circuito com 4 sensores muting em 

modo „Single-Channel“ 

- FB MUTING com opção „Sequential 

Inputs“ ativada 

Muting em modo Sequencial 

Inputs do 

FB Muting 

Outputs do 

FB Muting 


64






- Sistema com Barreira ótica em modo 

paralelo 

- Circuito com 2 sensores muting em 

modo „Two-Channel“ 

- FB MUTING com opção „Sequential 

Inputs“ desativada 

Muting em modo Paralelo 

Inputs do 

FB Muting 

Outputs do 

FB Muting 


65


VI – FB ś de Lógica Booleana (1) 


FB ś de Descouplamento de variaveis safe / standard [ Function Block Decoupler ] 

SET Descrição - RESET funcional = : OUT 

0 - 0 = x 

- BLOCO LÓGICO DECOUPLER 

0 - 1 = 0 

1 - 0 = 1 

1 - 1 = 0 

= - „EQ“ com 8 entradas (máximo) 

Consideramos esta FB como uma 

função logica de „igual“ ( o sinal de 

saida é igual à respetiva entrada). 

Serve para desacoplar ligações entre 

variáveis usadas no programa safe e 

NOTA 1: 

x – Estado anterior 

variáveis standard ou vice-versa. 


BLOCOS LÓGICO DECOUPLER 


(estado) (1)RUN (2)STOP 

DIAG Sempre a „0“ 


66


VI – FB ś de Lógica Booleana (2) 


FB ś com Blocos Lógicos [ Function Block AND e OR ] e Blocos biestáveis [ Function Block SR e RS ] 

SET Descrição - RESET funcional = : OUT 

0 - 0 = x 

- BLOCOS LÓGICOS 

0 - 1 = 0 

1 - 0 = 1 

ligação a uma entrada standard. 

1 - 1 = 0 

AND - „E“ com 8 entradas (máximo) 

Nota : Só a entrada „AndIn1“ permite 

Obrigatório usar 2 entradas (mínimo). 

OR - „OU“ com 8 entradas (max.) 

NOTA 1: 


- BLOCOS BIESTÁVEIS 

RS - „Flip-flop RS“ em que o RESET 

tem prioridade sobre o SET 

SR - „Flip-flop SR“ com o SET com 

prioridade sobre o RESET 


AND 

RS 

OR 

SR 

BLOCOS LÓGICOS 



DIAG Sempre a 0 

BLOCOS BIESTÁVEIS 


(estado) (2)STOP (3)SAFE (9)SET 


Nota : RS e SR só estão disponíveis no EL6900/6910 ! 

67


VI – FB ś Temporizados 


FB ś com Blocos Temporizados [ TON , OR ] 

Descrição SET - funcional RESET : = OUT 

0 - 0 = x 

0 - 1 = 0 

1 - 0 = 1 

o tempo configurado. 

1 - 1 = 0 

- TON - Bloco temporizado ao trabalho. 

Acionada a entrada „TonIn“ a saida 

„TonOut“ muda de estado „0“„1“ após 

- TOFF - Bloco temporizado ao repouso. 

Acionada a entrada „TonIn“ a saida 

„ToffOut“ passa ao estado „1“. 

Desativado o sinal de ToffIn a saida 

ToffOut passa de estado „1““0“ após 

o tempo configurado. 

NOTA 1: 


TON 

TOFF 


State (0) Indefinido 


(8)DELAY_OUT * no TOFF 

(9)DELAY_IN * no TON 


Nota : TON e TOFF só estão disponíveis no EL6900/6910 ! 

68


Programação TwinSAFE [ KLxxxx ] 


O 1º projeto em 


KLxxxx 

[Passo a Passo] 

69


1º Projeto TwinSAFE com Terminais KL (1) 

KIT DE FORMAÇÃO COM TERMINAIS KLxxxx 


NEW 

70




Os terminais safe KLxxxx disponíveis no System Manager 

Terminais KL 

standard 

Terminais KL 


71




Parametrização dos endereços TwinSAFE dos terminais KL1904/KL2904 no System Manager (S-Address) 

Terminal safe KL1904 

de 4 entradas digitais 

(S-Address = 2) 

Terminal safe KL2904 

de 4 saídas digitais 

(S-Address = 20) 

Nota : Nas versões antigas do TwinCAT o endereço safe designava-se por F_Address ! 

72




Parametrização do endereço TwinSAFE do terminal lógico KL6904 no System Manager (S-Address) 

Terminal lógico safe KL6904 

com 4 saídas digitais 

(TwinSAFE Address = 10) 

Nota : Os endereços dos terminais TwinSAFE são configurados por DIP-Switch ! 

73




1º Passo : Adicionar um grupo TwinSAFE no System Manager ( KL6904 ) 

Um grupo consiste em 

ligações lógicas de terminais 

safe guardadas no PLC de 

TwinSAFE KL6904. 

Para o exemplo : 

“Emergency Stop” 

Erros de comunicação ou de 

FB ś de um grupo safe, 

resulta no desativar (switch 

off) desse grupo. Outros 

grupos safe não são 

afetados. 

Nota : O KL6904 tem disponível 6 FB ś safe (Emergency Stop,Machine Monitoring,AND,OR,Decoupler, Operation Mode). Permite no 

máximo utilizar 8 FB ś por grupo TwinSAFE ! 

74




Criar projeto safe para comando de Paragem de Emergência E-Stop ( KL6904 ) 

1º Terminal de entradas 

digitais safe KL1904 

FB safe para E-Stop 

(“Emergency Stop”) 

Terminal de saídas 


2º Terminal de entradas 


Ligação lógica no 

PLC safe KL6904 

75




2º Passo : Adicionar a FB E-Stop no grupo TwinSAFE no System Manager ( KL6904 ) 

Função Bloco E-Stop : 

„Emergency Stop“ 

Configuração das entradas da FB E-Stop : 

Break contact „1“ = Saída „1“ (RUN) 

(contato=Input da FB) „0“ = Saída „0“ (Safe) 

Make contact „0“ = Saída „1“ (RUN) 

(contato=NOT Input FB) „1“ = Saída „0“ (Safe) 

Comando Restart 

Entradas do Comando 

de Emergência (E-Stop) 

Circuito feedback EDM 

(External Device Monitoring) 

Saída 

(contactor potencia) 

Saída atrasada 

(Delayed Output) 

Nota : FB safe usado para o Comando de Paragem de Emergência que deve cortar a fonte de energia (ex. energia elétrica / 

contactor potência) ! 

76




3º Passo : Linkagem das entradas safe do FB E-Stop no System Manager ( KL6904 ) 



Entradas da FB : 

KL1904 

„Restart...“ Term 2 - Ch1 

„EStopIn1“ Term 2 - Ch3 

„EStopIn2“ Term 2 - Ch4 

KL1904 

„EDM1“ Term 3 - Ch3 

Nota : Estão disponíveis dois terminais KL1904 com 4 entradas digitais safe ! 

77




4º Passo : Linkagem das saídas safe do FB E-Stop no System Manager ( KL6904 ) 



Saídas da FB : 

KL2904 

„EStopOut“ Term 5 - Ch1 

Nota : Está disponível um terminal KL2904 com 4 saídas digitais safe ! 

78




Confirmação das ligações das entradas / saídas na FB safe efetuadas no System Manager ( KL6904 ) 

1º Terminal entradas 


2º Terminal entradas 


Terminal saídas 


79




Gestão de utilizadores e histórico das versões do programa safe no System Manager ( KL6904 ) 

Utilizador de default : 

“User name:” Administrator 

“Password:” TwinSAFE 

Criar um novo utilizador : 

“User Name:” Andril 

“New Password:” ??????? 

Nota : Valores vindos de fábrica – “User Name:” (Administrator) e “Password:” (TwinSAFE) ! 

80




Gestão de utilizadores e histórico das versões do programa safe no System Manager ( KL6904 ) 

Nota : “Version History…” permite verificar o histórico das versões dos programas safe, no KL6904, por utilizador ! 

81




5º Passo : Download do programa safe para o KL6904 

Comandos disponíveis : 

“Upload” – Descarrega o programa safe do KL6904. 

Pode ser guardado em ficheiro (“Save..”) ou em papel 

(“Print…”) 

“Delete” – Apaga programa no KL6904. (*) 

“Download” – Carrega programa no KL6904. (*) 

“Start” – Ordem de verificar e iniciar programa safe 

no KL6904. (*) 

(*) : 

(pag. 61) 

“Delete”, ”Download” e “Start” 

necessitam de ordem de “Login”. 

NOTA : 

Caso não se lembre da password de 

Administrator (diferente de TwinSAFE) 

não há processo de repor os valores de 

fábrica e recupera-la. 

(pag. 60) 

Nota : Deverá usar o seu “User Name” e respetiva “Password” . Introduza o “Serial No.” do KL6904 que está a usar. 

É possível fazer o upload do programa residente no KL6904, clicando no comando “Upload” ! 

82




6º Passo : Aprovação e inicialização do programa safe no KL6904 

(pag. 59) 

Nota : Após aprovação e verificação do programa safe poderá iniciar (“Start…”) o correr do programa. 

Introduza a “Password” ! 

83




7º Passo : Upload do programa safe do KL6904 

(pag. 59) 

Nota : Podemos guardar o programa safe, residente no KL6904, em ficheiro (“Save…”) ou em papel (“Print…”) ! 

84




8º Passo : PLC Control - Programação de interface de variáveis com o PLC safe ( KL6904 ) 

PLC Control - Edição de 

programa do softPLC : 

[ PLC Control ] 

Declaração de Variáveis 

INPUT TwinSAFE Group 

- RUN/STOP xRun_Stop (%Q*) 

- ERR Ack xErrAck (%Q*) 

OUTPUT TwinSAFE Group 

- FB ERR xFBErr (%I*) 

- COM ERR xComErr (%I*) 

[ System Manager ] 

(*.tpy) 

Nota : Não é obrigatório colocar a TRUE a entrada RUN/STOP (xRun_Stop). Por defeito está a TRUE ! 

85




Diagnostico de erro no Sistema TwinSAFE ( do terminal KL6904 e TwinSAFE group ) 

Diagnóstico KL6904 : 

- Temperaturas internas 

- Código de erro no µC1 

- Código de erro no µC2 

Diagnóstico do gupo safe : 

- „Status“ do grupo 

INPUTS 

- „RUN/STOP“ executar FB ś do grupo 

- „ERR Ack“ reconhecer erro 

- („1“ „0“ „1“) 

OUTPUTS 

- „ERR“ erro em FB 

- „COM Err“ erro na comunicação 

- „OUT ERR“ Indicação de erro em 

uma saída do grupo 

Nota : “Status” = “RUN” (todas as FB ś e terminais estão a trabalhar) ; “STOP” (em paragem após inicialização) ; “SAFE” (existe um terminal 

,pelo menos, que não iniciou); “ERROR” (FB ou terminal em erro); “RESET” (foi detetado nível “1” na entrada ErrAck, devemos passar a “0”) ! 

86




Diagnóstico de erro no Sistema TwinSAFE ( das Funções Bloco do grupo safe ) 

Diagnóstico das FB ś : 

Bit 7 

Bit 0 

- Nº da FB safe 

- Tipo de FB safe 

- Status do FB 

- Bits de diagnóstico 

Exemplos dos bits de diagnóstico : 

EMERGENCY STOP 

Bit 0-3 : Erro discrepância 

(Bit 0 - Inputgroup1... Bit 3 - Inputgroup4) 

Bit 4-5 : Erro EDM 

(Bit 4 EDM1...Bit 5 EDM2) 

MACHINE MONITOR 

Bit 0-1 : Erro discrepância MonIn 

(Bit 0 - Inputgroup1... Bit 1 - Inputgroup2) 

Bit 2 : Erro discrepância Secure Inputs 

Bit 4-5 : Erro EDM 

(Bit 4 EDM1...Bit 5 EDM2) 

Nota : Detalhe dos bits de diagnóstico para cada FB safe ver Manuais da Beckhoff (KL6904-Fben.pdf) ! 

87




Diagnóstico de erro no Sistema TwinSAFE ( das conexões com os terminais ) 

Diagnóstico das conexões : 

- Nº da conexão 

- Tipo de conexão (Master / Slave) 

- Status da conexão 

- Flags de diagnóstico 

Exemplos de bits diagnóstico : 

Bit 0 : Zero mensagens recebidas (ex. 

Interrupção do K-Bus ou fieldbus) 

Bit 1 : Status inválido do K-Bus 

Bit 2 : Tempo de watchdog ultrapassado 

Bit 3 : Erro CRC2 

Bit 4 : Erro SeqNo 

Bit 5 : Erro no slave. 

Os bits de erro Comm_Fault, WD_Fault no 

F_Status estão ativos 

Bit 6 : Os parâmetros F/I foram transmitidos 

Bit 7 : Bit ActivateFV no F_Control estão 

ativos 

88




Gestão dos projetos TwinSAFE ( Export / Import project ) 

Opções de gestão do projeto: 

„Check“ – Verifica se o projeto safe que se 

encontra no System Manager está correto 

(linkagens, endereços, etc ) 

Restoring das connections… 

„Export“ – Faz o upload do projeto safe no 

System Manager e guarda-o em ficheiro 

(*.xml) 

„Import“ – Faz o download do projeto safe 

,guardado em ficheiro (*.xml), para o System 

Manager 

Restoring das linkagens… 

„Link to FB“ – Verifica as linkagens a FB ś 

89

TwinSAFE v2.11 

FIM 

Obrigado 

Jorge Andril 

BRESIMAR AUTOMAÇÃO 

90

BRESIMAR(asaTek)-Beckhoff-Slides Formação Técnica TwinSAFE 2-1.1 Safe Maquina

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