Musterbau GmbH SINUMERIK Safety Integrated ® Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen SINUMERIK 840D sl Maschine XYZ 1200 Typ Bearbeitungszentrum Fabriknummer V 01 SINUMERIK Safety Integrated ® Mit Sicherheit kann man sagen: Mehr als nur eine Steuerung Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 1 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
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SINUMERIK Safety Integrated - Siemens...Projektierung der in NCK, PLC und Antrieb genutzten SI Überwachungsfunktionen. Dazu wird die richtige Umsetzung der definierten Sicherheitsfunktionen
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Musterbau GmbH
SINUMERIK
Safety Integrated ®
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen
SINUMERIK 840D sl
Maschine XYZ 1200
Typ Bearbeitungszentrum
Fabriknummer V 01
SINUMERIK
Safety Integrated ®
Mit Sicherheit kann man sagen: Mehr als nur eine Steuerung
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 1 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
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Hinweis
Die Anforderungen zu einem Abnahmetest gehen aus der EU Maschinenrichtlinie hervor. Dementspre-chend ist der Maschinenhersteller (OEM) verpflichtet,
• einen Abnahmetest für sicherheitsrelevante Funktionen und Maschinenteile durchzuführen und
• ein ”Abnahmezertifikat”, aus dem die Prüfergebnisse hervorgehen, auszustellen.
Bei Verwendung der Funktion Safety Integrated dient der Abnahmetest zur Überprüfung der korrekten Projektierung der in NCK, PLC und Antrieb genutzten SI Überwachungsfunktionen. Dazu wird die richtige Umsetzung der definierten Sicherheitsfunktionen untersucht, die implementierten Testmechanismen (Zwangsdynamisierungsmaßnahmen) geprüft, sowie das Ansprechen der einzelnen Überwachungen durch gezielte Verletzung der Toleranzgrenze provoziert. Dies ist für alle Sicherheitsfunktionen durchzu-führen, also für die axialen Überwachungen, die SPL, die sicheren Kommunikationsbeziehungen, die si-chere Peripherie usw.
Der Abnahmetest hat das Ziel, die korrekte Parametrierung der Sicherheitsfunktionen zu überprüfen. Mit dem Abnahmetest sollen potentielle Projektierungsfehler aufgedeckt bzw. die korrekte Projektierung do-kumentiert werden. Die gemessenen Werte (z.B. Weg, Zeit) und das festgestellte Systemverhalten
(z.B. Auslösen eines konkreten Stops) bei der Durchführung des Abnahmetests dienen der Plausibilitäts-kontrolle der projektierten Sicherheitsfunktionen. Die ermittelten Meßwerte sind typische und keine worst--case--Werte. Sie repräsentieren das Verhalten der Maschine zum Zeitpunkt der Messung. Die Messun-gen können nicht dazu dienen, Maximalwege für Nachlaufwege abzuleiten.
Der Test jeder SI-Funktion ist von einer berechtigten Person durchzuführen und im Abnahmeprotokoll zu protokollieren. Das Protokoll muß von der Person, die den Abnahmetest durchgeführt hat, abgezeichnet werden. Das Abnahmeprotokoll muß im Logbuch der jeweiligen Maschine hinterlegt werden.
Berechtigt in obigem Sinn ist eine vom Maschinenhersteller befugte Person, die aufgrund ihrer fachlichen Ausbildung und Kenntnis der Sicherheitsfunktionen den Abnahmetest in angemessener Weise durchfüh-ren kann.
Die Anweisungen und Hinweise zur Inbetriebnahme in Kapitel 9 der Funktionsbeschreibung, SINUMERIK Safety Integrated ®, müssen beachtet werden.
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Inhalt 1 SYSTEMBESCHREIBUNG – DOKUMENTATION, TEIL 1 ................................................................. 4
3 ÜBERPRÜFUNG DER SICHERHEITSFUNKTIONEN....................................................................... 13 3.1 FUNKTIONSTEST, TEIL 1.................................................................................................................. 13
3.1.1 Prüfung der Abschaltpfade ................................................................................................... 13 3.1.2 Prüfung der Zwangsdynamisierung (externe Stopps) .......................................................... 14 3.1.3 Test der Zwangsdynamisierung (SPL-Eingänge/Ausg.) ...................................................... 18 3.1.4 Prüfung der NOT-HALT-Reaktion ........................................................................................ 19 3.1.5 Prüfung der Funktionszusammenhänge............................................................................... 23
3.2 FUNKTIONSTEST, TEIL 2.................................................................................................................. 24 3.2.1 Prüfung der SBH-Reaktion (sicherer Betriebshalt)............................................................... 24 3.2.2 Bremsentest (sichere Bremsansteuerung) ........................................................................... 33 3.2.3 Prüfung der sicher reduzierten Geschwindigkeit (SG) ......................................................... 36
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 7 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
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2.2 SI-Funktionen pro Achse
Achse / Spin-del
X1
Grenzwert 1.0 mm SBH
Aktiv, wenn
Grenzwert 2000.0 mm/min SG1
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG2
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG3
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG4
Aktiv, wenn
Grenzwert 1000.0 mm SE1+
Aktiv, wenn
Grenzwert -900.0 mm SE1-
Aktiv, wenn
Grenzwert 100000.0 mm SE2+
Aktiv, wenn
Grenzwert -100000.0 mm SE2-
Aktiv, wenn
Positions- toleranz
1 mm
Grenzkraft Nicht zutreffend SBC
Moment 5 %
Sicherer Nocken
Richtung Freigegeben Grenzwert
Plus Nein 1
Minus Nein
Plus Nein 2
Minus Nein
Plus Nein 3
Minus Nein
Plus Nein 4
Minus Nein
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 8 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
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Achse / Spin-del
Y1
Grenzwert 1.0 mm SBH
Aktiv, wenn
Grenzwert 2000.0 mm/min SG1
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG2
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG3
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG4
Aktiv, wenn
Grenzwert 1000.0 mm SE1+
Aktiv, wenn
Grenzwert -900.0 mm SE1-
Aktiv, wenn
Grenzwert 100000.0 mm SE2+
Aktiv, wenn
Grenzwert -100000.0 mm SE2-
Aktiv, wenn
Positions- toleranz
1 mm
Grenzkraft Nicht zutreffend SBC
Moment 5 %
Sicherer Nocken
Richtung Freigegeben Grenzwert
Plus Nein 1
Minus Nein
Plus Nein 2
Minus Nein
Plus Nein 3
Minus Nein
Plus Nein 4
Minus Nein
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 9 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
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Achse / Spin-del
Z1
Grenzwert 1.0 mm SBH
Aktiv, wenn
Grenzwert 2000.0 mm/min SG1
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG2
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG3
Aktiv, wenn
Grenzwert 10000.0 mm/min SG4
Aktiv, wenn
Grenzwert 1000.0 mm SE1+
Aktiv, wenn
Grenzwert -900.0 mm SE1-
Aktiv, wenn
Grenzwert 100000.0 mm SE2+
Aktiv, wenn
Grenzwert -100000.0 mm SE2-
Aktiv, wenn
Positions- toleranz
1 mm
Grenzkraft Nicht zutreffend SBC
Moment 20 %
Sicherer Nocken
Richtung Freigegeben Grenzwert
Plus Nein 1
Minus Nein
Plus Nein 2
Minus Nein
Plus Nein 3
Minus Nein
Plus Nein 4
Minus Nein
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Achse / Spin-del
SP1
Grenzwert 1.0 Grad SBH
Aktiv, wenn
Grenzwert 50.0 U/min SG1
Aktiv, wenn
Grenzwert 1500.0 U/min SG2
Aktiv, wenn
Grenzwert 1500.0 U/min SG3
Aktiv, wenn
Grenzwert 1500.0 U/min SG4
Aktiv, wenn
Grenzwert Nicht verwendet SE1+
Aktiv, wenn
Grenzwert Nicht verwendet SE1-
Aktiv, wenn
Grenzwert Nicht verwendet SE2+
Aktiv, wenn
Grenzwert Nicht verwendet SE2-
Aktiv, wenn
Positions- toleranz
1 Grad
Grenzkraft 5 % SBC
Moment Nicht zutreffend
Sicherer Nocken
Richtung Freigegeben Grenzwert
Plus Nein 1
Minus Nein
Plus Nein 2
Minus Nein
Plus Nein 3
Minus Nein
Plus Nein 4
Minus Nein
Bemerkungen:
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2.3 Sicherheitsausrüstung / - Einrichtungen
2.3.1 Schutztür
Die Schutztür wird über eine einkanalige Anforderungstaste und bei Erfüllung entsprechender si-cherheitsrelevanter Voraussetzung (n < nist der Antriebe X1,Y1,Z1,SP1) entriegelt.
2.3.2 Schutztürschalter
Die Schutztür ist mit einem Schutztürschalter ausgestattet. Der Schutztürschalter liefert das zweika-nalige Signal „Türe geschlossen und verriegelt“. Umschaltung und Anwahl der Sicherheitsfunktionen nach Funktionstabelle in Kapitel 2.1.
2.3.3 Betriebsartenwahlschalter
Die Betriebsarten „Produktion“ und „Einrichten“ werden mit dem Betriebsartenwahlschalter selektiert. Der Schlüsselschalter hat zwei Kontaktebenen. Umschaltung und Anwahl der Sicherheitsfunktionen nach Funktionstabelle in Kapitel 2.1.
2.3.4 Zustimmtaster
Mit dem zweikanaligen Zustimmtaster wird bei geöffneter Schutztür in der Betriebsart „Einrichten“ SBH für alle Achsen abgewählt.
2.3.5 Überwachung der max. Achsgeschwindigkeit bzw. Spindeldrehzahl
Zum Maschinenschutz wird bei geschlossener Schutzeinrichtung die max. zulässige Vorschubge-schwindigkeit der Achsen bzw. die max. zulässige Drehzahl der Spindel überwacht. Hierzu ist bei geschlossenen Schutzeinrichtung die SG4 aktiv, (kein Trace zur Dokumentation notwendig/möglich, da der Grenzwerte für die SG4 höher als die max. Achsgeschwindigkeiten ist.)
2.3.6 NOT-HALT-Taster
Mit dem zweikanligen Not-Halt-Signal wird über die SPL-Logik ein ext. Stop C für X1, Y1, Z1, SP1 aktiviert, nach einer Übergangszeit von 1 sec wird ein ext. Stop A für die Achsen X1, Y1, Z1 und die Spindel SP1 ausgelöst. Die Hydraulikanlage, Kühlmittelpumpe und der Späneförderer werden über SGA`s (OUSE/P) der SPL-Logik bei NOT-HALT sicher abgeschaltet.
2.3.7 Energie Ein-Taster
Der Taster dient der NOT-HALT-Quittierung und Zuschaltung der Energie.
2.3.8 Sicherer Software - Endschalter
Linearachsen X1, Z1, Y1, sind zur Arbeitsfeldbegrenzung mit sicheren Software-Endschalter (SE1) ausgestattet. Die Funktion SE1 ist immer aktiv, sicher mit gesetzter Anwenderzustimmung.
2.3.9 Haltebremse hängender Achsen (Z1)
Die Haltebremse wird über Sinamics-Motormodul angeschlossen und über SH aktiv geschaltet. Für die vertikale Z1 Achse wird zur Überwachung der korrekten Funktion der Haltebremse die Si-cherheitsfunktion SBT eingesetzt. Mit dem Anforderungssignale „Schutztuere entriegeln“ wird die Sicherheitsfunktion SBT durchge-führt. Die Schutztüre wird erst nach einem erfolgreich durchlaufenen Bremsentest entriegelt. Wird durch den SBT ein Fehler aufgedeckt, muss die Achse in eine Absetzposition verfahren werden, um die Schutztüre entriegeln zu können.
2.3.10 Teststop
Der Teststop wird nach Hochlauf der Steuerung, mit Maschine ein Maschine ein gestartet.
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3.1.2 Prüfung der Zwangsdynamisierung (externe Stopps)
Bezeichnung der Prüfung
X1-Achse Test der externen Stopps Erfolg Ja
Achse / Spindel AX1:X1 Test veranlasst
durch Auslösen des Teststopps
Ergebnisse
(Sekunden)1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9
SGE-Antrieb Stopp E
SGA-Antrieb Stopp E
SGE-NCK Stopp E
SGA-NCK Stopp E
SGE-Antrieb Stopp D
SGA-Antrieb Stopp D
SGE-NCK Stopp D
SGA-NCK Stopp D
SGE-Antrieb Stopp C
SGA-Antrieb Stopp C
SGE-NCK Stopp C
SGA-NCK Stopp C
SGE-Antrieb Stopp A
SGA-Antrieb Stopp A
SGE-NCK Stopp A
SGA-NCK Stopp A
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Bezeichnung der Prüfung
Y1-Achse Test der externen Stopps Erfolg Ja
Achse / Spindel AX2:Y1 Test veranlasst
durch Auslösen des Teststopps
Ergebnisse
(Sekunden)1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2
SGE-Antrieb Stopp E
SGA-Antrieb Stopp E
SGE-NCK Stopp E
SGA-NCK Stopp E
SGE-Antrieb Stopp D
SGA-Antrieb Stopp D
SGE-NCK Stopp D
SGA-NCK Stopp D
SGE-Antrieb Stopp C
SGA-Antrieb Stopp C
SGE-NCK Stopp C
SGA-NCK Stopp C
SGE-Antrieb Stopp A
SGA-Antrieb Stopp A
SGE-NCK Stopp A
SGA-NCK Stopp A
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Bezeichnung der Prüfung
Z1-Achse Test der externen Stopps Erfolg Ja
Achse / Spindel AX3:Z1
Test veranlasst durch
Auslösen des Teststopps
Ergebnisse
(Sekunden)1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
SGE-Antrieb Stopp E
SGA-Antrieb Stopp E
SGE-NCK Stopp E
SGA-NCK Stopp E
SGE-Antrieb Stopp D
SGA-Antrieb Stopp D
SGE-NCK Stopp D
SGA-NCK Stopp D
SGE-Antrieb Stopp C
SGA-Antrieb Stopp C
SGE-NCK Stopp C
SGA-NCK Stopp C
SGE-Antrieb Stopp A
SGA-Antrieb Stopp A
SGE-NCK Stopp A
SGA-NCK Stopp A
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Bezeichnung der Prüfung
SP1-Achse Test der externen Stopps Erfolg Ja
Achse / Spindel AX4:SP1 Test veranlasst
durch Auslösen des Teststopps
Ergebnisse
(Sekunden)2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1
SGE-Antrieb Stopp E
SGA-Antrieb Stopp E
SGE-NCK Stopp E
SGA-NCK Stopp E
SGE-Antrieb Stopp D
SGA-Antrieb Stopp D
SGE-NCK Stopp D
SGA-NCK Stopp D
SGE-Antrieb Stopp C
SGA-Antrieb Stopp C
SGE-NCK Stopp C
SGA-NCK Stopp C
SGE-Antrieb Stopp A
SGA-Antrieb Stopp A
SGE-NCK Stopp A
SGA-NCK Stopp A
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3.1.3 Test der Zwangsdynamisierung (SPL-Eingänge/Ausg.)
Bezeichnung der Prüfung
Test Abschaltung Späneförderer Erfolg Ja
Prüfung veranlasst durch
Der Späneförderer wird sicherheitsgerichtet bei Not Halt oder Schutztüre auf mit-tels eines SGA`s (OUTSE/P[10]) abgeschaltet. Eine korrekte Abschaltung wird mittels des PLC Rückmeldeeingang E30.0 über-wacht. Für den Test wird der PLC Rückmeldeeingang E30.0 bei geschlossener Schutztü-re und quittiertem Not Halt abgeklemmt und der SGA abgeschaltet. Um einen Fehler zu provozieren und die Reaktion zu dokumentieren wird die Schutztüre geöffnet
Ergebnisse
Der SGA OUTSE/P [10] schaltet ab (Status von 1-> 0), innerhalb einer definierten Zeit muss der PLC Eingang den Zustand „Späneförderer abgeschaltet (E30.0 =1)“ melden. Durch die Auswertung der PLC wird die fehlende Rückmeldung detektiert und die Fehlermeldung 700007 ausgegeben
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3.1.4 Prüfung der NOT-HALT-Reaktion
Bezeichnung der Prüfung
X1-Achse Test der NOT-HALT-Funktion SH Erfolg Ja
Achse / Spindel AX1:X1 SH ausgewählt Ja
Sicherheitskreis ID NOT-HALT Taster MSST INSE(P)[1] betätigt Gruppe 1
Rückmeldeeingang MARKERSI(P)[1] Not Halt aktiv E30.0 Rückmeldung Not Halt Abschaltung
Status
Signalzustände Not Halt Taster: INSE(P)[1] von 1 nach 0 Not Halt aktiv: MARKERSI (P)[1] von 1 nach 0 Rückmeldeeingang: E30.0 von 0 nach 1 Mit betätigen des NH Tasters wird unverzögert ein Stop C aktiviert und nach einer Verzögerungszeit von 1 sec Stop A
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 20 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
Bezeichnung der
Prüfung Y1-Achse Test der NOT-HALT Funktion SH Erfolg Ja
Achse / Spindel AX2:Y1 SH ausgewählt Ja
Sicherheitskreis ID NOT-HALT Taster MSST INSE(P)[1] betätigt Gruppe 1
Rückmeldeeingang MARKERSI(P)[1] Not Halt aktiv E30.0 Rückmeldung Not Halt Abschaltung
Status
Signalzustände Not Halt Taster: INSE(P)[1] von 1 nach 0 Not Halt aktiv: MARKERSI (P)[1] von 1 nach 0 Rückmeldeeingang: E30.0 von 0 nach 1 Mit betätigen des NH Tasters wird unverzögert ein Stop C aktiviert und nach einer Verzögerungszeit von 1 sec Stop A
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 21 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
Bezeichnung der
Prüfung Z1-Achse Test der NOT-HALT Funktion SH Erfolg Ja
Achse / Spindel AX3:Z1 SH ausgewählt Ja
Sicherheitskreis ID NOT-HALT Taster MSST INSE(P)[1] betätigt Gruppe 1
Rückmeldeeingang MARKERSI(P)[1] Not Halt aktiv E30.0 Rückmeldung Not Halt Abschaltung
Status
Signalzustände Not Halt Taster: INSE(P)[1] von 1 nach 0 Not Halt aktiv: MARKERSI (P)[1] von 1 nach 0 Rückmeldeeingang: E30.0 von 0 nach 1 Mit betätigen des NH Tasters wird unverzögert ein Stop C aktiviert und nach einer Verzögerungszeit von 1 sec Stop A
Abnahmeprotokoll, SI-Funktionen Seite 22 von 59 Abnahmetest_SIN840D sl_de.doc 07.03.2012
Bezeichnung der
Prüfung SP1-Achse Test der NOT-HALT-Funktion SH Erfolg Ja
Achse / Spindel AX4:SP1 SH ausgewählt Ja
Sicherheitskreis ID NOT-HALT Taster MSST INSE(P)[1] betätigt Gruppe 1
Rückmeldeeingang MARKERSI(P)[1] Not Halt aktiv E30.0 Rückmeldung Not Halt Abschaltung
Status
Signalzustände Not Halt Taster: INSE(P)[1] von 1 nach 0 Not Halt aktiv: MARKERSI (P)[1] von 1 nach 0 Rückmeldeeingang: E30.0 von 0 nach 1 Mit betätigen des NH Tasters wird unverzögert ein Stop C aktiviert und nach einer Verzögerungszeit von 1 sec Stop A