3 - RST Elektronik GmbH
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RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) Produkt: Ausführung: Antriebsarten: Anwendung: 1 9.595.81 Seite 1 von 8 RST-Frequenzumrichter der Serie „IMD“ Funktion „Sicherer Halt“ (STO) für Betrieb ohne Fahrschütze Asynchron-Getriebe-Antriebe / Getriebelose permanenterregte Synchronantriebe Aufzüge nach Aufzugsrichtlinie 95/16/EG Anwendungsbereich Mit Hilfe der STO-Funktion (STO – Safe Torque Off) für RST-Frequenzumrichter der Serie „IMD“ kann in Aufzuganwendungen auf sog. Fahrschütze zur Unterbrechung des Energieflusses zwischen Frequenzumrichter und Antriebseinheit gemäß den Anforderungen nach EN 81-1 verzichtet werden. Sie verhindert mit hoher Wahrscheinlichkeit die Entstehung ungewollter Drehbewegungen des Antriebs im Fehlerfall. Durch den fehlersicheren und zweikanaligen Aufbau der Schaltung wird bei deaktivierten STO-Eingängen ein unkontrolliertes Ansteuern der Schaltglieder im Wechselrichter des Frequenzumrichters verhindert. Bei Verwendung von Asynchronmotoren kann aufgrund einer Fehlfunktion von Schaltgliedern im Wechselrichter des Frequenzumrichters kein Drehmoment und in der Folge auch keine unkontrollierte Bewegung des Fahrkorbes entstehen. In Verbindung mit permanenterregten Synchronantrieben ist im Fehlerfall (Kurzschluss von mindestens zwei Schaltgliedern) eine Ausrichtung des Antriebes bis zu einer halben Umdrehung möglich. Dieser Umstand ist sowohl bei der mechanischen als auch elektrischen Konstruktion des Aufzuges zu berücksichtigen! 2 Sicherheitshinweise Die Planung, Konstruktion, Installation und Wartung von sicherheitskritischen Anwendungen darf nur durch entsprechend fachkundiges Personal durchgeführt werden! Die STO-Funktion gewährleistet keine Potenzialtrennung vom speisenden Netz. Vor jeglichen Arbeiten an den elektrischen Komponenten des Aufzugsystems ist daher die Anlage spannungsfrei zu schalten und die erforderliche Wartezeit zur Entladung der Zwischenkreiskondensatoren des Frequenzumrichters einzuhalten! Bei Anwendung der STO-Funktion kann die Sicherheit der Aufzuganlage nur gewährleistet werden, wenn diese fachkundig in ein übergeordnetes Überwachungskonzept eingebunden ist. Die hierzu erforderliche Gefährdungsbeurteilung obliegt ausschließlich dem die Aufzugsanlage inverkehrbringenden Montagebetrieb! 3 Funktionsweise Die Schaltungsvorschläge nach Abbildung 1 und Abbildung 2 dienen der Erläuterung der Sicherheitsproblematik und erfüllen in dieser Form die sicherheitstechnischen Anforderungen. Jegliche praktische Umsetzung muss für die Zielanwendung auf Tauglichkeit überprüft und sicherheitstechnisch analysiert werden. Wie den beiden Prinzipschaltbildern zu entnehmen ist, sind Frequenzumrichter und Motor direkt gekoppelt. Die beiden Relais KSTO1 und KSTO2 ersetzen die üblicherweise verwendeten Fahrschütze. Die Ansteuerung erfolgt durch die übergeordnete Aufzugsteuerung. Die hierfür erforderliche Spannung wird am Ende des Sicherheitskreises abgegriffen. Das parallel angesteuerte (elektronische) Relais KGS dient der Reglerfreigabe (GS) und gewährleistet in allen Nothaltsituationen (hierzu zählen auch Inspektions- und Rückholbetrieb) die schnelle Abschaltung des Frequenzumrichters. Dieses Relais kann auch durch eine elektronische Ausführung ersetzt werden, was vor allem in Verbindung mit dem Betrieb von getriebelosen permanenterregten Synchronantrieben zu empfehlen ist. RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) 9.595.81 Seite 2 von 8 Die nach EN 81-1 geforderte redundante Abschaltung der Haltebremse erfordert den Einsatz von zwei (parallelen) Bremsschützen. Das Prinzipschaltbild nach Abbildung 1 gewährleistet im Normalbetrieb und in Nothaltsituationen (Unterbrechung des Sicherheitskreises) im Fehlerfall eines Bremsschützes (KBR1 bzw. KBR2) ein unverzögertes Einfallen der mechanischen Bremse. Die Umsetzung des Prinzipschaltbildes nach Abbildung 2 ermöglicht im Normalbetrieb ein verzögertes Abschalten des Bremsschützes KBR_DC. Bedingt durch den dadurch aktiven Freilaufkreis des Bremsgleichrichters kann dies in Folge eines sanfteren Einfallens der mechanischen Bremse zur Verringerung der Betriebsgeräusche beitragen. Im Rahmen der Gefährdungsanalyse muss beurteilt werden, inwieweit in Nothaltsituationen (Unterbrechung des Sicherheitskreises) ein Fehler eines Bremsschützes (KBR1/KBR2 bzw. KBR_AC/KBR_DC) Auswirkungen auf die Sicherheit der Aufzuganlage hat. Diese Betrachtung ist in Folge der allgemeinen Sicherheitsanforderungen an Aufzuganlagen notwendig und nicht ausschließlich nur aufgrund des Einsatzes von Frequenzumrichtern mit integrierter STO-Funktion. Die Ansteuerung der Bremsschütze erfolgt in beiden Fällen durch die übergeordnete Steuerung. Die hierfür erforderliche Spannung wird am Ende des Sicherheitskreises abgegriffen. Die Ansteuerung der beiden STOEingänge STO1 und STO2 des Frequenzumrichters erfolgt über entsprechende Schließerkontakte der Relais KSTO1 und KSTO2. Über jeweils einen Öffnerkontakt dieser Relais sowie der Bremsschütze wird die Schützabfallüberwachung durch die Steuerung sichergestellt. 4 Anforderungen an die Installation/Komponenten Für die Festlegung der Isolierung muss aus Sicherheitsgründen nach DIN EN 61800-5-1 der Verschmutzungsgrad 3 und die Überspannungskategorie III zugrunde gelegt werden. Befinden sich die Ansteuerleitungen für die Signale STO1 und STO2 außerhalb eines geschlossenen Schaltschrankes, so muss die Verlegung geschützt erfolgen (geschirmtes Kabel oder getrennte Verlegung in Kabelkanal). Zwangsgeführte Kontakte sind für die Relais KSTO1 und KSTO2 nicht zwingend erforderlich, allerdings hat in diesem Fall die Schützüberwachung der Steuerung in Bezug auf diese Relais nur informativen Charakter. Die sichere Trennung zwischen der Spule und den Kontakten muss gewährleistet sein. Die Kontakte der Bremsschütze KBR1/KBR2 bzw. KBR_AC/KBR_DC müssen zwangsgeführt sein. Eine sichere Trennung muss sowohl zwischen Spule und Kontakten als auch zwischen den Kontakten selbst gewährleistet sein. Die sichere Trennung ist nach DIN EN 61800-5-1 für folgende Werte gewährleistet: Die Luft- und Kriechstrecke zwischen Spule und Kontakt bzw. zwischen den Kontakten muss mindestens 5,5 mm betragen. Die Spannungsfestigkeit zwischen Spule und Kontakt bzw. zwischen den Kontakten muss mindestens 3000 V AC / 4240 V DC betragen. 5 Aktivierung der STO-Funktion Die STO-Funktion wird auf Bestellung werksseitig aktiviert. Eine Aktivierung/Deaktivierung seitens des Kunden ist nicht vorgesehen. Unzulässige Eingriffe seitens des Kunden haben den Verlust sämtlicher Gewährleistungs-, Garantie- und Haftungsansprüche zur Folge. RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) 6 9.595.81 Seite 3 von 8 Funktionsprüfung Zur Funktionsprüfung der sicherheitsrelevanten Signale und Funktionen sicherstellen, dass sich keine Personen im Fahrkorb befinden. Anschließend die Außenrufe in der Aufzugsteuerung sperren. Es wird empfohlen, die nachfolgenden Tests durch Abklemmen der STO-Signale am entsprechenden Relais und nicht direkt am Frequenzumrichter durchzuführen. Falls das Abklemmen der STO-Signale auf Seiten des Frequenzumrichters erfolgt, ist unbedingt darauf zu achten, dass die Kabel keine Bauteile des Frequenzumrichters kontaktieren (Zerstörungsgefahr!). STO-Fehlermeldungen können nur durch Abschalten der Netzspannung gelöscht werden. 6.1 Prüfung des GS-Signals Zum Funktionstest des GS-Signals das Kabel an Klemme „53“ abklemmen und mit der Aufzugsteuerung einen Ruf geben. Der Frequenzumrichter darf den Motor nicht bestromen und die Haltebremse muss geschlossen bleiben (keine Fahrkorbbewegung). Nun das Kabel wieder an Klemme 53 anschließen, einen Ruf geben und den Test während der Fahrt wiederholen. Es muss sofort ein Nothalt eingeleitet werden (Stillsetzen des Fahrkorbes). Anschießend das Kabel an Klemme 53 wieder anschließen. 6.2 Prüfung der STO-Signale Zum Funktionstest der STO-Signale zunächst das Kabel an Klemme „STO1“ abklemmen und mit der Aufzugsteuerung einen Ruf geben. Der Frequenzumrichter darf den Motor nicht bestromen und die Haltebremse muss geschlossen bleiben (keine Fahrkorbbewegung). Das Störmelderelais TÜ des Frequenzumrichters fällt ab und der Fehler „STO-Error“ wird im Display des Frequenzumrichters angezeigt. Anschließend das Kabel wieder an Klemme „STO1“ anklemmen und den Vorgang mit dem Signal „STO2“ wiederholen. Beide Prüfungen während der Fahrt wiederholen. In beiden Fällen muss sofort ein Nothalt eingeleitet werden (Stillsetzen des Fahrkorbes). Das Störmelderelais TÜ des Frequenzumrichters fällt ab und der Fehler „STO-Error“ wird im Display des Frequenzumrichters angezeigt. 6.3 Prüfung der Schützabfallüberwachung Zum Funktionstest der Schützabfallüberwachung das Kabel am entsprechenden Eingang der Aufzugsteuerung abklemmen und anschließend mit der Aufzugsteuerung einen Ruf geben. Nach Fahrtende muss dieser Zustand von der Aufzugsteuerung erkannt und angezeigt werden. Ein erneuter Ruf darf keine weitere Fahrt zur Folge haben. Nach Abschluss der Prüfungen die Verdrahtung nochmals überprüfen und die Außenrufe wieder freigeben. 4 5 73 (EÜ out) 3 KSTO1 KSTO2 KGS KBR1 Störmeldung Error signal nur bei EM-04 with EM-04 only 5 (Out) ohne EM-04 without EM-04 6 (+) V1 ... RO RU EÜ 10 11 12 13 14 7 8 4 (-) +24V GND GND_STO KSTO2 GS ZB frühöffnende Türen pre-opening doors PE +24V ZS Fahrschütze drive contactors 3~ EM-04 Rückmeldung nur informativ, da keine zwangsgeführten Kontakte Feedback only informatively because of non forcibly actuated contacts Ende Sicherheitskreis End of safety circuit U V W +24V GND Fahrbefehle, Ein-/Ausgänge Drive comands, I/O Anfang Sicherheitskreis Start of safety circuit Geschützte Verlegung der Signale STO1 und STO2 bei Verlegung außerhalb vom Schaltschrank Protected installation of signals STO1 and STO2 if installing outside of the cabinet STO2 STO1 V W PE KSTO1 U 72 (ZB out) TÜ STO-Platine STO board Bremse brake Relaisausgang Relay output Input voltage STO1 und STO2: 24VDC ±10% Time delay STO1<=> STO2 when switching on and off: max. 60ms Motor 71 (ZS out) Digitale Ein-Ausgänge Digital I/O Relaismodul relay module Eingangsspannung STO1 und STO2: 24VDC ±10% Zeitversatz STO1 <=> STO2 beim Ein- und Ausschalten: max. 60ms 70 (GND) IMD / FRC-F / FRC-Q Freigabe Bremse Release of the brake Relais- /SchützAbfallüberwachung Monitoring of relays/contactors KBR2 Freigabe Fahrt Release of driving 24V-Signal oder potentialfreies Signal von externem Relaismodul Steuerung Lift control 24V signal oder potential free signal von external relaiy module KBR1 KBR2 KBR1 KSTO1, KSTO2: Relais ohne zwangsgeführte Kontakte Relays without forcibly actuated contacts KBR1, KBR2: Schütze mit zwangsgeführten Kontakten Contactors with forcibly actuated contacts KBR2 ~ = IMD FRC-F / FRC-Q Bremse Brake KBR1 KBR2 KSTO1 KSTO2 Zchngs.-Nr.: Datum Bearb. 21.06.10 Gepr. Norm KGS/ EM04 N 32 Index Rev. Änd.Nr. Freigabe Name Abbildung 1 Prinzipschaltbild für parallele Ansteuerung der Bremsschütze Maßstab Name Müller 3.105.32 Prinzipschaltbild STO-Verdrahtung General schematic diagram STO wiring Elektronik GmbH Datei: 3-105-32.skd Blatt 1 1 Bl. 9.595.81 / Seite 4 von 8 4 5 73 (EÜ out) 3 EÜ 10 11 12 13 14 7 8 4 (-) V1 ... RO RU KSTO1 KSTO2 KGS KBR_AC Störmeldung Error signal nur bei EM-04 with EM-04 only 5 (Out) ohne EM-04 without EM-04 +24V GND GND_STO 6 (+) KSTO1 GS ZB frühöffnende Türen pre-opening doors PE +24V ZS Fahrschütze drive contactors 3~ EM-04 Rückmeldung nur informativ, da keine zwangsgeführten Kontakte Feedback only informatively because of non forcibly actuated contacts Ende Sicherheitskreis End of safety circuit U V W +24V GND Fahrbefehle, Ein-/Ausgänge Drive comands, I/O Anfang Sicherheitskreis Start of safety circuit Geschützte Verlegung der Signale STO1 und STO2 bei Verlegung außerhalb vom Schaltschrank Protected installation of signals STO1 and STO2 if installing outside of the cabinet STO2 STO1 V W PE KSTO2 U 72 (ZB out) TÜ STO-Platine STO board Bremse brake Relaisausgang Relay output Input voltage STO1 und STO2: 24VDC ±10% Time delay STO1<=> STO2 when switching on and off: max. 60ms Motor 71 (ZS out) Digitale Ein-Ausgänge Digital I/O Relaismodul relay module Eingangsspannung STO1 und STO2: 24VDC ±10% Zeitversatz STO1 <=> STO2 beim Ein- und Ausschalten: max. 60ms 70 (GND) IMD / FRC-F / FRC-Q KBR_AC Zeitversatz beim Abschalten um Geräusche der Bremse zu reduzieren Time shift when switch off to reduce noise of brake KBR_DC t Freigabe Bremse AC-Seite Release of the brake AC side KBR_AC Freigabe Bremse DC-Seite Release of the brake DC side Relais- /SchützAbfallüberwachung Monitoring of relays/contactors KBR_DC 24V-Signal oder potentialfreies Signal von externem Relaismodul Steuerung Lift control 24V signal oder potential free signal von external relaiy module Freigabe Fahrt Release of driving KBR_DC KSTO1, KSTO2: Relais ohne zwangsgeführte Kontakte Relays without forcibly actuated contacts KBR_DC KBR_AC, KBR_DC: Schütze mit zwangsgeführten Kontakten Contactors with forcibly actuated contacts KBR_AC ~ = IMD FRC-F / FRC-Q Bremse Brake KBR_AC KBR_DC KSTO1 KSTO2 Zchngs.-Nr.: Datum Bearb. 19.08.10 Gepr. Norm KGS/ EM04 N 32 Index Rev. Änd.Nr. Freigabe Name Abbildung 2 Prinzipschaltbild für getrennte Ansteuerung der Bremsschütze Maßstab Name Müller 3.106.32 Prinzipschaltbild STO-Verdrahtung (zeitversetzte Bremsschütz-Abschaltung) General schematic diagram STO wiring (time shifted switch off of brake contactors) Elektronik GmbH Datei: 3-106-32.skd Blatt 1 1 Bl. 9.595.81 / Seite 5 von 8 RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) 9.595.81 Seite 6 von 8 RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) 9.595.81 Seite 7 von 8 RST Elektronik GmbH Sicherheits- und Installationshinweise zur Funktion „Sicherer Halt“ (STO) 9.595.81 Seite 8 von 8
