EBOX電子功率單元

功能：改變電壓及頻率,SEW程序部分,初始化及IPOS程序(AM1001).

ABOX通訊接線單元

功能：變頻器接線、與EBOX連接通訊,PN網卡/安全模塊S11.

PN通訊轉換模塊

功能：銅纜網絡電信號轉換成光纖.

該端子只有配PROFIsafe卡的S11模塊才有效

PROFIsafe選件S11B安全設計

? PROFIsafe選件S11B屬于內置的安全電氣組件，配有安全數字輸入和輸出端（F- DI、F-DO）。

組件的安全設計以所有安全過程值都存在一個安全狀態為基礎。

在PROFIsafe選件S11B上，所有數字輸入端F-DI和數字輸出端F-DO的安全狀態值為“0”。

? 借助合適的監控機制，通過雙通道冗余系統結構可以滿足EN 61508級別標準SIL3和EN ISO 13849-1功能等級e的要求。

識別出故障后，系統將通過轉入安全狀態來做出響應。

因此，安全功能通過安全輸入端和輸出端與上級安全控制器之間的PROFIsafe通訊來實現。

?24 V變頻器電源可以通過安全數字輸出端F-DO_STO來切斷，從而實現驅動裝置安全停止。

另請遵守前面提到的MOVIFIT?FC安全設計和手冊內所有的安全技術規定 和安裝規定。

MOVIFIT-FC方框電路圖

STO (Safe Torque Off)－ 安全扭矩關斷

STO 功能啟用時，變頻器不向電機送電。驅動裝置無法生成扭矩。此安全功能相當于EN 60204-1停止類別0的非受控停機。

必須通過一臺合適的外部安全控制器/安全繼電器切斷 STO輸入端。

v = 速度

t = 時間

t1 = STO 功能啟動的時間點

S11安全控制SEW負載啟動：

下面的接線圖說明了為保證安全切斷MOVIFIT?FC驅動裝置應如何接線。

短接S11安全回路 ：給EBOX安全控制電源供電X29的5,6需要24V短接電源

MOVIFIT的安全S11的控制原理電路圖，安全電路控制逆變電路的控制電源，從而切斷電機的電源。

電機的接法

LED指示燈“F-STATE”

綠色長亮	PROFIsafe選件S11B正在與F- Host進行周期性數據交換 (Data-Exchange)。 正常運行狀態。
紅色長亮	安全部件內故障狀態。缺少24V_O電源電壓。
熄滅	PROFIsafe選件S11B正處于初始化階段。 PROFIsafe選件S11B選件不存在或總線主控部件內沒有相應組態 （插槽1是空的）。
紅色/綠色 閃爍	安全部件內有故障，故障原因已排除，要求確認。

LED指示燈“STO”

黃色長亮	驅動裝置處于“已安全消除扭矩”狀態（“STO激活”）。
熄滅	驅動裝置未處于“已安全消除扭矩”的狀態（“STO未激活”）。

通過PROFIsafe選件S11B進行調試

PROFIsafe地址的設置

在帶有PROFIsafe選件S11B的MOVIFIT接通24V電壓后，必須借助MOVITOOLSMotionStudio軟件對PROFIsafe設備地址（= F目標地址）進行設置。允許的地址范圍為1至65534。

請注意，設備上的設置必須與總線主控設備配置軟件（例如西門子STEP7 HW Config）內設置的PROFIsafe地址一致。

MOVITOOLSMotionStudio軟件內的PROFIsafe設備地址（= F目標地址）的設置通過MOVIFIT過程數據監視器來實現，見下圖：

PROFIsafe選件在STEP7內的配置

為確保帶PROFIsafe選件的MOVIFIT設備運行順利，STEP7內的配置和參數設置要求必須使用5.4版本以上的選件包“DistributedSafety”。

1. 請確保安裝了最新版本的GSDml文件。

2. 在針對PROFINET IO進行總線配置時，請按照軟件手冊《MOVIFIT功能級別Classic...》和《MOVIFIT功能級別Technology...》內的說明進行操作。

3. 請在插槽（“Slot”）1上對模塊“I/OF模塊（2個字節）”進行工程設計，然后輸入所需的I/O或外圍設備地址。下圖示例性地顯示了使用PROFINET版本時在功能級別“Classic”下MOVIFIT-FC的工程設計。

4.為PROFIsafe選件進行參數設定。

為PROFIsafe選件S11B進行參數設定

在MOVIFIT的插槽1上選擇F模塊。

點擊F模塊并在上下文菜單中選擇條目“PROFIsafe”。在標簽卡“General” (常規)下選擇條目“PROFIsafe”。下圖示例性地闡述了已參數化的PROFIsafe選件S11B的屬性。

在現場總線或網絡系統啟動的過程中，針對PROFIsafe的運行，總線主控設備會以F參數組的形式向MOVIFIT的PROFIsafe選件發送與安全運行有關的參數。

這些參數在選件內接受可靠性檢查。

只有在F參數組順利通過檢查后，PROFIsafe選件才開始與總線主控設備進行數據交換 (DataExchange)。

下表介紹了發送給PROFIsafe選件的安全參數。對于PROFINET IO，可以使用以下參數：

PROFIsafe F-參數	PROFINET IO
F_Check_SeqNr	不存在
F_SIL	固定
F_CRC_Length	固定
F_Par_Version	固定
F_Source_Add	固定
F_Dest_Add	可調
F_WD_Time	可調

參數“F_SIL”

借助該參數，F設備可檢查安全等級是否與F-Host一致。視風險高低而定，針對這些安全相關的情況，安全電路分為不同的安全等級（SIL1至SIL 3，SIL= Safety-Integrity- Level）。

PROFIsafe選件S11B支持以下設置：

?F_SIL = SIL 3

參數“F_CRC_Length”

不同的F用戶數據（過程值）長度和不同的PROFIsafe版本要求不同的CRC檢驗值長度。該參數向F組件告知安全報文內預期的CRC2關鍵數據長度。

參數“F_Par_Version”

該參數用于識別PROFIsafe選件S11B中所支持的PROFIsafe版本。對于PROFINET規格，支持PROFIsafe V2。

參數“F_Source_Add” PROFIsafe地址用于源 (F_Source_Add) 和目標 (F_Dest_Add) 的明確識別。

在網絡和站點范圍內，源地址和目標地址的組合必須唯一。

源地址F_Source_Add的分配取決于主控設備的工程設計，該分配通過STEP7自動完成。

參數“F_Dest_Add” 該參數用于輸入事先在MOVIFIT設備上通過MOVITOOLS MotionStudio軟件設定的PROFIsafe地址。

參數“F_Dest_Add”允許的值范圍在1和65534之間。

參數“F_WD_Time”

該參數決定PROFIsafe安全選件S11B的監控時間。

在監控時間內，系統必須收到來自F-CPU的當前有效安全報文。否則PROFIsafe選件S11B轉入安全狀態。

在設置監控時間時，一方面，監控時間必須足夠長，以允許通訊過程中出現一定的報文延遲，另一方面，必須足夠短，以確保設備安全運行。

針對PROFIsafe選件S11B，可在1 ms到65535 ms的范圍內以1 ms的步幅設置參數“F_WD_Time”。

PROFIsafe選件S11B在STEP7中的F外圍設備訪問

為實現安全通訊，PROFIsafe選件S11B共需要6個字節用于傳輸PROFIsafe報文，在過程圖像中也相應地占據6個字節位置。其中2個字節（= 16 Bit）用于實際安全I/O數據

（F用戶數據），剩余的4個字節用于報文保護（參照PROFIsafe規定，“PROFIsafe- Header”）。

	地址	圖標	數據類型	功能	預設
可以控制的變量	DBX0.0	“F00008_198.PASS_ON”	Bool	1 = 激活鈍化	0
	DBX0.1	“F00008_198.ACK_NEC”	Bool	1 = S11B處需要再集成確認	1
	DBX0.2	“F00008_198.ACK_REI”	Bool	1 = 再集成確認	0
	DBX0.3	“F00008_198.IPAR_EN”	Bool	再參數化變量（不受PROFIsafe選件S11B支持）	0
可以評估的變量	DBX2.0	“F00008_198.PASS_OUT”	Bool	執行鈍化。	1
	DBX2.1	“F00008_198.QBAD”	Bool	1 = 輸出替換值	1
	DBX2.2	“F00008_198.ACK_REQ”	Bool	1 = 再集成確認要求	0
	DBX2.3	“F00008_198.IPAR_OK”	Bool	再參數化變量（不受PROFIsafe選件S11B支持）	0
	DBB3	“F00008_198.DIAG”	字節	維護信息

PROFIsafe選件S11B的F用戶數據

PROFIsafe F用戶數據內各個數位的含義

F用戶數據的編碼遵循“PROFIdriveon PROFIsafe ”V1.0規定（PNO Order No. 3.272）。其中指定的“ROFIdriveSafety Block 1”映射到字節0。字節1與制造商有關，在S11B選件上用于安全輸入端和輸出端。

輸出數據

	字節	位	名稱	默認	功能	備注
[3]	0	0	STO	0	驅動裝置安全斷路“Safe Torque Off”	0-活躍
		1 ~ 7	無	0	保留	不要使用！
[2]	1	0	F-DO00	0	安全數字輸出端0	無
		1	F-DO01	0	安全數字輸出端1
		2 ~ 7	無	0	保留	不要使用！
[1]	2 ~ 5	無	無	無	保留，用于保存PROFIsafe報文	無

輸入數據

	字節	位	名稱	默認	功能	備注
[4]	0	0	POWER_REMOVED	0	反饋安全數字輸出端F-DO_STO接通 – “Power removed”	1-活躍
		1 ~ 7	無	0	保留	不要使用！
[5]	1	0	F-DI00	0	安全數字輸入端0	無
		1	F-DI01	0	安全數字輸入端1
		2	F-DI02	0	安全數字輸入端2
		3	F-DI03	0	安全數字輸入端3
		4 ~ 7	無	0	保留	不要使用！
[6]	2 ~ 5	無	無	無	保留，用于保存PROFIsafe報文	無

PROFIsafe選件S11B的故障狀態

安全部件內的故障

PROFIsafe選件S11B可以識別一系列內部和外部故障（在安全數字輸入端/輸出端 上）。故障類型、具體的故障反應及排除措施說明參見章節“PROFIsafe選件S11B的故障列表”。安全部件內有故障時，PROFIsafe選件S11B通常會鈍化模塊并用替換值取代過程值。期間，所有的安全過程值（F-DI和F-DO）被設為“0”（→安全狀態）。

排除故障后，PROFIsafe選件S11B再集成通過用戶確認來進行。

再集成結束后，安全數字輸入端 (F-DI) 上的過程值可以使用，準備好的輸出值被傳輸至安全數字輸出端 (F-DO.)。

PROFIsafe超時

在PROFIsafe安全通訊出現中斷或延遲時，PROFIsafe選件S11B在設定的監控時 間“F_WD_Time”（參見F參數說明）結束后會同樣鈍化模塊并轉入安全狀態。在安全控制器內，監控時間結束后相關的模塊被鈍化，從屬的安全過程值被設為“0”（→安全狀態）。

通常在鈍化狀態下，相關模塊的再集成必須通過用戶確認來進行

PLC負載控制：組態movifit

雙擊打開MOVIFIT的屬性界面，對設備名稱及IP地址進行編輯，然后復制設備名稱，設備編號要與IP地址最后一位一致。

變頻器參數設定中的安全目標地址必須與PLC組態的安全選件的目標地址一致。

PROFIsafe設備地址（= F目標地址）的設置

將帶PROFIsafe選件S11的MOVIPRO與DC24V電源連接后，必須用MOVITOOLSMotionStudio設置PROFIsafe設備地址（= F目標地址）。允許的地址范圍為1至65534。

請注意，設備上的設置必須與總線主控設備配置軟件（例如西門子STEP7HW Config）內經參數化的PROFIsafe地址一致。

PROFIsafe選件S11在STEP7內的工程設計

?請確保安裝了最新版本的GSD文件。

?請在插槽（“Slot”）1上對模塊“FmoduleI/O(2bytes)”進行工程設計，然后輸入相應的I/O或外圍設備地址。下圖示例性地顯示了使用PROFINET版本時在功能級別“Classic”下MOVIPRO的工程設計。

?然后必須對PROFIsafe選件S11進行參數設定。

PROFIsafe選件S11的參數設定

在MOVIPRO的插槽1上選擇F module。

借助上下文菜單（鼠標右鍵）打開菜單項“Properties”，然后選擇標簽卡“PROFIsafe”或“F parameters”。下圖舉例顯示PROFIBUS設備。

可以控制的變量	DBX0.0	“F00008_198.PASS_ON”	Bool	1 = 激活鈍化	0
	DBX0.1	“F00008_198.ACK_NEC”	Bool	1 = PROFIsafe選件S11再集成要求復位確認	1
	DBX0.2	“F00008_198.ACK_REI”	Bool	1 = 再集成確認	0
	DBX0.3	“F00008_198.IPAR_EN”	Bool	再參數化變量（不受 PROFIsafe選件S11?持）	0
可以分析的變量	DBX2.0	“F00008_198.PASS_OUT”	Bool	執行鈍化	1
	DBX2.1	“F00008_198.QBAD”	Bool	1 = 輸出替換值	1
	DBX2.2	“F00008_198.ACK_REQ”	Bool	1 = 再集成確認要求	0
	DBX2.3	“F00008_198.IPAR_OK”	Bool	再參數化變量（不受 PROFIsafe選件S11?持）	0
	DBB3	“F00008_198.DIAG”	字節	維護信息

PROFIsafe選件S11控制舉例

下面用于PROFIsafe選件S11安全功能控制說明的例子以下列前提條件為基礎：

?已建立一個安全程序和一個過程組，

?存在F控制程序單元。

安全功能和F外圍設備的控制及對外圍設備反饋信息的分析計算在示例中通過標志實現。

注意，在STEP7內標志只允許用于標準用戶程序和安全程序聯結。標志不能用作F 數據緩存器。

地址	圖標	標志	含義
E8.0 S11_PowerRemove d		M 8.0	反饋安全輸出端接通。
A 8.0	S11_STO	M 80.0	驅動裝置安全停止
DB811.DBX0.0	"F00008_198".PAS S_ON	M 10.0	激活S11鈍化
DB811.DBX0.1	"F00008_198".ACK _NEC	M 10.1	S11再集成參數參數設定
DB811.DBX0.2	"F00008_198".ACK _REI	M 10.2	激活S11用戶復位確認
DB811.DBX2.0	"F00008_198".PAS S_OUT	M 10.3	存在S11鈍化
DB811.DBX2.1	"F00008_198".QBA D	M 10.4	S11內存在故障
DB811.DBX2.2	"F00008_198".ACK _REQ	M 10.5	說明S11再集成是否要求用戶復位確 認。

反應時間

在設備和機器安全功能的設計和應用中，反應時間占據重要的地位。在根據安全功能的要求確定反應時間時，必須將整個系統（從傳感器或控制設備到執行器）納入考慮范圍。下列時間起決定作用：

?相連傳感器的響應時間

?安全輸入端的內部反應時間（濾波時間 + 處理時間）

?PROFIsafe循環周期

?安全控制器的處理時間（循環周期）

?PROFIsafe監控時間“F_WD_Time”

?PROFIsafe選件S11的內部反應時間

?執行器的反應和開關時間

PROFIsafe選件S11的故障列表

故障代碼/名稱		反應	原因	措施
00	無故障	無	無	無
01	內部過程故障	? F-DO_STO = 0 ? PROFIsafe選件S11 鈍化	安全電子元件受到干擾，可能受EMC影響	? 檢查設備安裝情況 (EMC) ? 切斷并重新接通24V 電壓 ? 再集成PROFIsafe選件S11
02	內部系統故障
03	通訊故障		PROFIsafe通訊受到干擾	? 檢查工程設計（例如PROFIsafe 監 控 時 間） ? 再集成PROFIsafe選件S11
04	電子設備供電故障		電子元件電源在規定的極限范圍外	? 檢查設備安裝情況 (EMC) ? 切斷并重新接通24V 電壓 ? 再集成PROFIsafe選件S11

故障代碼/名稱		反應	原因	措施
50	安全輸出端 (F?DO_STO) 內部故障	? F-DO_STO = 0 ? PROFIsafe選件S11 鈍化	安全電子元件受到干擾，可能受EMC影響	? 檢查設備安裝情況 (EMC) ? 切斷并重新接通24V 電壓 ? 再集成PROFIsafe選件S11
51	安全輸出端 (F- DO_STO) 短路		? 24V電源或參考電位短路 ? F-DO_STO_P和F- DO_STO_M之間短路	? 檢查設備安裝/布線并排除短路故障 ? 再集成PROFIsafe選件S11
52	安全輸出端 (F- DO_STO) 過載		F-DO_STO過載（電流過高！）	? 檢查設備安裝/布線并排除過載故障 ? 再集成PROFIsafe選件S11
111	內部通訊故障	? F-DO_STO = 0 ? PROFIsafe選件S11 鈍化	安全電子元件受到干擾，可能受EMC影響	? 檢查設備安裝情況 (EMC) ? 切斷并重新接通24V 電壓 ? 再集成PROFIsafe選件S11
127	PROFIsafe選件S11初始化故障	? F-DO_STO = 0 ? PROFIsafe選件S11 鈍化	? F_Dest_Add為零 ? PROFIsafe選件S11 與需要的（工程設計的）安全功能不符	? 通 過 MOVITOOLS MotionStudio將F_Dest_Add調整到經工程設計后的值。

審核編輯：劉清