Keba FSM-Baugruppen, FSoE Master Bedienungsanleitung

Marke: Keba

Modell: FSM-Baugruppen, FSoE Master

Typ: Bedienungsanleitung

Sicherheitssteuerung

FSoE - Master

FSM-Baugruppe

Installationshandbuch

Abbildung ähnlich

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

FSoE - Master

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00

Stand: 09/2023

Die deutsche Version ist die Originalausführung des Installationshandbuchs.

Technische Änderungen vorbehalten.

Der Inhalt unserer Dokumentation wurden mit größter Sorgfalt zusammengestellt und

entspricht unserem derzeitigen Informationsstand.

Dennoch weisen wir darauf hin, dass die Aktualisierung dieses Dokuments nicht immer

zeitgleich mit der technischen Weiterentwicklung unserer Produkte durchgeführt wer-

den kann.

Informationen und Spezikationen können jederzeit geändert werden. Bitte informieren

Sie sich in unserem Doku-Portal über die aktuelle Version.

Die Geräte sind nach dem Stand der Technik und anerkannten sicherheitstechnischen

Regeln gebaut. Dennoch können bei der Verwendung Gefahren für Leib und Leben

des Benutzers bzw. Dritter sowie Beeinträchtigungen an der Gesamtanlage oder an

Sachwerten entstehen.

Ohne schriftliche Genehmigung des Herstellers dürfen keine Veränderungen, An- oder

Umbauten an der Anlage vorgenommen werden. Die Haftung und Gewährleistung des

Herstellers ist ausgeschlossen, wenn sie auf eine oder mehrere Ursachen zurückzufüh-

ren sind:

yNicht bestimmungsgemäße Verwendung der Baugruppe.

yUnsachgemäße Inbetriebnahme, Bedienung, Wartung, Instandhaltung, Repa-

ratur und Montage der Baugruppe und deren Anschlüsse.

yNicht Beachten der Sicherheitshinweise in diesem Handbuch.

yEigenmächtige bauliche oder technische Veränderungen.

yVerwendung von nicht freigegebenen Ersatz- und Zubehörteilen.

yKatastrophenfälle durch Fremdkörpereinwirkung und höhere Gewalt.

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlegende Informationen .................................................... 5

1.2 Begriffsbestimmungen .......................................................................................5

1.3 Relevante Normen und Richtlinien ...................................................................... 5

1.8 Typenschilder FSM Baugruppen ........................................................................8

2 Sicherheit ................................................................................. 9

2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung....................................................................9

2.2 Verhalten im Notfall ............................................................................................. 9

2.3 Sicherer Zustand ................................................................................................10

2.4 Allgemeine Sicherheitshinweise ..........................................................................10

2.5 Konformitätserklärung ........................................................................................11

3 Einsatzbereich ........................................................................ 13

3.1 Gerätebeschreibung ...........................................................................................13

3.1.1 Funk tion ..............................................................................................13

3.1.2 Einbindung in das EtherCAT-Netzwerk und FSoE ...............................13

3.2 Prinzip der sicheren Überwachung mit FSM.......................................................14

3.3 Betrieb und Service ............................................................................................15

3.4 Lagerung und Transport .....................................................................................15

4 Aufbau der FSM-Baugruppen ................................................ 17

4.1 FSM-1 Baugruppe ..............................................................................................17

4.1.1 Klemmenplan FSM-1 ...........................................................................17

4.2 FSM-2 Baugruppe ..............................................................................................18

4.2.1 Klemmenplan FSM-2...........................................................................18

5 Technische Daten ................................................................... 19

5.1 FSM-1 Baugruppe ..............................................................................................19

5.2 FSM-2 Baugruppe ..............................................................................................20

5.3 Zusätzliche Angaben FSM-1 und FSM-2 ............................................................21

6 Reaktionszeiten ...................................................................... 23

6.1 Reaktionszeiten im Standardbetrieb ...................................................................23

7 Sicherheitstechnische Merkmale ............................................ 25

7.1 Interne Architektur ..............................................................................................25

7.2 Sicherheitstechnische Kenndaten und Beschaltung

für angeschlossene Sensorik......................................................................... 26

7.2.1 Charakteristik der Sensoren / Eingangselemente ...............................26

7.2.2 Klassizierung der sicheren digitalen Eingänge ...................................29

7.2.3 Anschlussbeispiele digitale Sensoren .................................................30

7.2.4 Übersicht erreichbarer PL für digitale Sicherheitseingänge .................32

7.3 Sicherheitstechnische Kenndaten und Beschaltung der Ausgänge ...................33

7.3.1 Charakteristik der Ausgangselemente .................................................33

7.3.2 Klassizierung der sicheren digitalen Ausgänge ..................................36

7.3.3 Beschaltungsbeispiele Basisausgänge ...............................................38

7.3.4 Beschaltungsbeispiele für sicher digitale Ausgänge (IQQx) .................42

7.3.5 Übersicht erreichbarer PL für digitale Sicherheitsausgänge ................45

8 Einbau/ Montage .................................................................... 47

8.1 Montage .............................................................................................................47

8.2 Verkabelung .......................................................................................................47

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

9 Inbetriebnahme ...................................................................... 49

9.1 Einschaltsequenz ...............................................................................................49

9.2 Reset-Verhalten ..................................................................................................49

9.2.1 Reset-Arten und auslösende Ereignisse ..............................................49

9.2.2 Reset-Timing .......................................................................................50

9.2.3 Reset-Funktion ....................................................................................50

9.3 LED-Anzeigen ..................................................................................................... 52

9.4 Parametrierung ...................................................................................................52

9.5 Regelmäßige Funktionsprüfung ..........................................................................52

9.6 Validierung ..........................................................................................................52

9.7 Sicherheitstechnische Prüfung ...........................................................................53

10 Wartung und Lebenszyklus .................................................... 55

10.1 Störung und Fehlersuche ...................................................................................55

10.2 Austausch einer Baugruppe ...............................................................................55

10.2.1 Reparatur ............................................................................................55

10.3 Stilllegung/Demontage/Entsorgung ....................................................................55

10.3.1 Entsorgung: .........................................................................................56

A Anhang ................................................................................. 57

A.1 Sicherheitstechnische Kenndaten ......................................................................57

A.2 Abkürzungen ......................................................................................................57

1 Grundlegende Informationen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Grundlegende Informationen

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

1 Grundlegende Informationen

Wichtige Verwendungshinweise

Bitte lesen Sie dieses Installationshandbuch sorgfältig durch, bewahren Sie es in Ma-

schinennähe auf zum Nachschlagen bei Fragen.

HINWEIS:

Lesen Sie Handbücher sorgfältig durch, bevor Sie mit der Installation und der

Inbetriebnahme der FSM-Baugruppe beginnen.

Das Lesen und Verstehen der Dokumentation ist die Voraussetzung für stö-

rungsfreien Betrieb und die Erfüllung eventueller Gewährleistungsansprüche.

1.1 Zielgruppe

Dieses Handbuch richtet sich an folgende Zielgruppen:

yProjektierung sicherer Antriebssysteme: Ingenieure und Techniker

yMontage, Elektroinstallation, Wartung: Betriebselektriker und Servicetechniker

yInbetriebnahme, Bedienung, Konguration: Ingenieure und Techniker

1.2 Begriffsbestimmungen

Der Begriff „sicher“ wird in Übereinstimmung bzw. im Sinne der folgenden Normen

verwendet: DIN EN ISO 13849-1, DIN EN 61508-1:2011-02 (vgl. Kapitel „Relevante

Normen“).

Die Bezeichnung „sichere Funktion zur Anwendung bis PL e bzw. SIL 3“ benennt Funk-

tionen im Sinne der oben genannten Normen mit entsprechender Integrität (Zuverläs-

sigkeit).

Die FSM-Baugruppe der Firma KEBA, sind Baugruppen zur Umsetzung von sicher-

heitsrelevanten Funktionen mit sicherer Kommunikation via FSoE und unsicherer

Kommunikation mittels EtherCAT. Diese sind intern zweikanalig aufgebaut: System A

und System B.

Die Systemsoftware „SafetyManager“ dient zur Programmierung und Konguration der

FSM-Baugruppen der Firma KEBA.

Die Abkürzung FSM bezieht sich in diesem Dokument auf die FSM-Baugruppe (FSoE-

Master).

EtherCAT ist ein Technologiestandard für ein Feldbussystem.

EtherCAT® ist ein eingetragenes Warenzeichen und patentierte Technologie, lizensiert

von Beckhoff Automation GmbH, Deutschland.

1.3 Relevante Normen und Richtlinien

Folgende Normen wurden bei der Entwicklung und Umsetzung berücksichtigt:

yDIN EN ISO 13849-1:2015 Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene

Teile von Steuerungen

yDIN EN 61508-1:2011-02 Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektri-

scher/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme

yDIN EN ISO 13850:2016-05 Sicherheit von Maschinen - Not-Halt - Gestal-

tungsleitsätze

yDIN EN 60529:2014-09 – Schutzarten durch Gehäuse

yDIN EN 62061:2016-05 – Sicherheit von Maschinen - Funktionale Sicherheit

sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elekt-

ronischer Steuerungssysteme

yDIN EN 60204-1:2014-10 – Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüstung

von Maschinen - Teil 1: Allgemeine Anforderungen

yDIN EN 60204-32:2009-03 – Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüs-

tung von Maschinen - Teil 32: Anforderungen für Hebezeuge

yDIN EN 61800-5-2:2014-06 – Elektrische Leistungsantriebssysteme mit ein-

stellbarer Drehzahl - Teil 5-2: Anforderungen an die Sicherheit - Funktionale

Sicherheit

yDIN EN 574:2008-12 – Sicherheit von Maschinen - Zweihandschaltungen -

Funktionelle Aspekte – Gestaltungsleitsätze

yDIN EN 55011:2014-11 – Industrielle, wissenschaftliche und medizinische Gerä-

te - Funkstörungen - Grenzwerte und Messverfahren

1 Grundlegende Informationen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Grundlegende Informationen

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

yDIN EN 61000-6-2:2016-05 – Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil

6-2: Fachgrundnormen - Störfestigkeit für Industriebereiche

yDIN EN 60068-2-6:2008-10 – Umgebungseinüsse - Teil 2-6: Prüfverfahren -

Prüfung Fc: Schwingen (sinusförmig)

yDIN EN 60068-5-2:2000-08 – Umweltprüfungen - Teil 5: Leitfaden für das

Festlegen von Prüfverfahren

yDIN EN ISO 12100:2013-08 – Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestal-

tungsleitsätze – Risikobeurteilung und Risikominderung

yDIN ISO/TR 14121-2 – Sicherheit von Maschinen – Risikobeurteilung – Teil 2:

Praktischer Leitfaden und Verfahrensbeispiele

Folgende Richtlinien wurden bei der Entwicklung und Umsetzung berücksichtigt:

• 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie)

• 2014/35/EU (Niederspannungsrichtlinie)

• 2013/30/EU (EMV-Richtlinie)

• 2011/65/EU (RoHS-Richtlinie)

1.4 Symbole und Signalwörter

Signalwort/

Symbol Bedeutung

Macht Sie auf die Handhabung und Auswirkung von Sicherheitsinformationen aufmerk-

sam.

GEFAHR! Macht Sie auf eine gefährliche Situation aufmerksam, die eine schwere Verletzung oder

den Tod nach sich ziehen wird, wenn sie nicht vermieden wird.

WARNUNG! Macht Sie auf eine gefährliche Situation aufmerksam, die eine schwere Verletzung oder

den Tod nach sich ziehen kann, wenn sie nicht vermieden wird.

Signalwort/

Symbol Bedeutung

VORSICHT! Macht Sie auf eine gefährliche Situation aufmerksam, die eine leichte bis mittelschwere

Verletzung nach sich ziehen kann, wenn sie nicht vermieden wird.

HINWEIS: Macht Sie auf mögliche Sachschäden und andere wichtige Informationen aufmerksam.

1.5 Mitgeltende Dokumente

Folgende Dokumente sind bei der Installation sorgfältig zu lesen und mit zu berücksich-

tigen:

Dokument Beschreibung Artikel-Nr.

Programmier-

handbuch

SafetyManager

Beschreibrt die grasche PC-Software SafetyManager, die für die

Erstellung der Maschinen-Sicherheitsapplikation erforderlich ist. Id.-Nr.: 1102.02B.x

FSM Error List Fehlerbeschreibung, u.a. (nur englisch) Id.-Nr.: 1781.21B.x

Tabelle 1.1 Mitgeltende Dokumente

1 Grundlegende Informationen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Grundlegende Informationen

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1.6 Artikelbezeichnung

Die Artikelbezeichnung gibt Ihnen Auskunft über die jeweilige Ausführungsvariante.

Type Artikel-Nr.

FSM-1 mit Firmware 03.00.00.79 1781.0001

FSM-2 mit Firmware 03.00.00.79 1781.0002

Beschreibung FSM-1

Frei programmierbar- und kongurierbares FSoE Master-Modul zum Betrieb an

EtherCAT®-Netzwerken. Merkmale sind:

yKomfortabel und übersichtlich mittels SafetyManager programmierbar

yBibliothek für alle gängigen IO-Elemente (Not-Halt, Türverriegelung, Lichtvorhang, etc.)

yEinfache Einbindung von sicheren Antrieben

Zubehör (nicht im Lieferumfang) Artikel-Nr.

SafetyManager Die grasche PC-Software ist erforderlich zur Erstellung der Maschi-

nen-Sicherheitsapplikation.

Downloads

Dongle Der USB-Dongle ist zur Authentizierung des Programmierers sowie zur

Erstellung und Änderung von Sicherheitprogrammen erforderlich.

1102.0100

Programmier-

adapter

(USB-RS485 / X41) zur Programmierung/Service, falls keine Kommuni-

kation über EtherCAT möglich ist.

1181.0012

Beschreibung FSM-2

Frei programmierbar- und kongurierbares FSoE Master-Modul zum Betrieb an

EtherCAT®-Netzwerken. Merkmale sind:

yKomfortabel und übersichtlich mittels SafetyManager programmierbar

yBibliothek für alle gängigen IO-Elemente (Not-Halt, Türverriegelung, Lichtvorhang, etc.)

yEinfache Einbindung von sicheren Antrieben

Zubehör (nicht im Lieferumfang) Artikel-Nr.

SafetyManager Die grasche PC-Software ist erforderlich zur Erstellung der

Maschinen-Sicherheitsapplikation.

Downloads

Dongle Der USB-Dongle ist zur Authentizierung des Programmierers sowie

zur Erstellung und Änderung von Sicherheitprogrammen erforderlich.

1102.0100

Programmier-

adapter

(USB-RS485 / X41) zur Programmierung/Service, falls keine Kommu-

nikation über EtherCAT möglich ist.

1181.0012

1 Grundlegende Informationen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Grundlegende Informationen

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1.7 Lieferumfang

Lieferumfang Beschreibung Artikel-Nr.

FSM-1 Baugruppe wird mit den Steckern für Ein- und Ausgänge, sowie für die Span-

nungsversorgung ausgeliefert (im gesteck-ten Zustand) 1781.0001

Dokuset Enthält Booklet mit Warn- und Sicher-heitshinweisen sowie Daten-

träger mit Installationshandbuch, Programmier-handbuch, u.a. 1020.850.0-x

Tabelle 1.2 Leiferumfang FSM-1

Lieferumfang Beschreibung Artikel-Nr.

FSM-2 Baugruppe wird mit den Steckern für Ein- und Ausgänge, sowie für die Span-

nungsversorgung ausgeliefert (im gesteck-ten Zustand) 1781.0002

Dokuset Enthält Booklet mit Warn- und Sicher-heitshinweisen sowie Daten-

träger mit Installationshandbuch, Programmier-handbuch, u.a. 1020.850.0-x

Tabelle 1.3 Leiferumfang FSM-2

HINWEIS:

Dongle (Hard Lock), Programmierkabel, etc. müssen separat bestellt werden.

Sie dazu Bestellkatalog „Antriebssystem KeDrive D3“.

1.8 Typenschilder FSM Baugruppen

Das Typenschild ist auf der linken Seitenwand der Baugruppe angebracht und enthält

folgende Informationen:

Abbildung

Typenschild FSM-1 Baugruppe Typenschild FSM-2 Baugruppe

Information

Typenbezeichnung FSM-1+2

• Sachnummer

• Seriennummer

• Hardware Release Kennzeichnung

• Software Release Kennzeichnung

• Sicherheitskategorie

• Eigenschaften der Eingänge

• Eigenschaften der Ausgänge

• Herstellungsdatum

(KW/Jahr)

Sicherheit

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Sicherheit

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2 Sicherheit

2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Die Baugruppen FSM sind programmierbare Sicherheitssteuerungen zur Herstellung

von Sicherheitsabschaltungen und -funktionen. Die Geräte sind bestimmt zum dezent-

ralen Einsatz im Netzwerkverbund

− in NOT-HALT-Einrichtungen,

− als Sicherheitsbauteil im Sinne der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG,

− als PES für zur Risikoreduzierung im Sinne der EN 61508,

− in Sicherheitsstromkreisen nach EN 60204-1 u. EN 60204-32,

− als PES für funktionale Sicherheit im Sinne der EN 62061,

− als SRP/CS im Sinne der EN 13849,

− als Gerät zur Herstellung der Sicherheitsfunktionen nach EN 61800-5-2,

− als Logikeinheit zur Signalwandlung und –verarbeitung in Zweihandschaltung

nach EN 574.

Die Baugruppen FSM sind Sicherheitsbauteile gemäß Anhang IV der Maschinenricht-

linie 2006/42/EG. Sie wurden entwickelt, konstruiert und gefertigt in Übereinstimmung

mit der o.g. Richtlinie, sowie der EC-Richtlinie 2013/30/EU (EMV-Richtlinie) – vgl. An-

hang EG-Konformi-tätserklärung.

HINWEIS:

FSM-Baugruppen, die keine UL/CSA-Zulassung haben, können unter Be-

achtung folgender Randbedingungen in den USA und Kanada eingesetzt

werden:

ydie Schaltspannung der Ausgangsrelais ist auf max. 24 V zu begrenzen.

ydie Spannungsversorgung der FSM-Baugruppen und deren Ein- und Aus-

gänge muss mit einem Netzteil erfolgen, welches der Anforderung CLASS

2 gemäß der UL 1310 entspricht.

Unter diesen Voraussetzungen ist eine UL/CSA-Zulassung nicht notwendig und die

FSM-Baugruppe kann in Schaltanlagen gemäß der UL 508A eingesetzt werden.

WARNUNG!

Die Verwendung der oben genannten Geräte, entgegen den hier aufgeführ-

ten Regeln und Bedingungen, kann zu Verletzungen oder Tod von Personen

führen oder Schäden an angeschlossenen Geräten und Maschinen zur Folge

haben!

HINWEIS:

Ebenso führt dies zum Verlust jeglicher Garantie- oder Schadensersatzan-

sprüche gegenüber dem Hersteller.

2.2 Verhalten im Notfall

Die Baugruppen FSM sind so entwickelt und gebaut, dass diese bei Eintreten einer

Fehlfunktion diese mittels Diagnose selbständig erkennen und eigenständig in den

sicheren Zustand übergehen. (siehe Kapitel „Sicherer Zustand“).

VORSICHT!

Zur Beseitigung von Verdrahtungsfehlern muss die betroffene Baugruppe

spannungslos gemacht werden, da Fehlspannungen oder Kurzschlüsse zu

Defekten in der Baugruppe führen können.

GEFAHR!

Arbeiten an der Verkabelung oder dem elektrischen System können zu

elektrischem Schlag oder Tod führen. Daher dürfen diese Arbeiten nur durch

befähigte Personen im Sinne der TRBS 1203 durchgeführt werden.

Sicherheit

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Sicherheit

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2.3 Sicherer Zustand

Der sichere Zustand der FSM Baugruppe ist erreicht, wenn alle Ausgänge einer Bau-

gruppe sicher abgeschaltet sind und die Baugruppe im Fehlerstatus ist, der solange

erhalten bleibt, bis die Ursache beseitigt wurde und der Fehlerzustand quittiert bzw. die

Baugruppe neu gestartet wurde.

Der Zustand einer Baugruppe wird permanent über die 7-Segmentanzeige angezeigt,

sofern diese mit Spannung versorgt ist.

Zudem wird der Fehler sequenziell mit einem Buchstaben und 4 Ziffern angezeigt (vgl.

Fehlersuche).

2.4 Allgemeine Sicherheitshinweise

GEFAHR!

Arbeiten an der Verkabelung oder dem elektrischen System können zu

elektrischem Schlag oder Tod führen. Daher dürfen diese Arbeiten nur durch

befähigte Personen im Sinne der TRBS 1203 durchgeführt werden.

(Kenntnis von gültigen Regeln und Normen, sowie Unfallverhütungsvorschrif-

ten werden für befähigte Personen vorausgesetzt).

HINWEIS:

Arbeiten dürfen erst nach dem sorgfältigen Lesen und Beachten der Be-

triebsanleitung durchgeführt werden.

HINWEIS:

Die Gerätedaten (technischen Daten) der Baugruppe sind zu beachten.

HINWEIS:

Der Inhalt dieser Installationsanleitung ist auf die Grundfunktion der Geräte

bzw. deren Installation beschränkt. Die Programmierung und Parametrie-

rung der Geräte sind im Programmierhandbuch beschrieben. Deren genaue

Kenntnis und Verständnis ist zwingende Voraussetzung für eine Installation

bzw. Modikation der Gerätefunktion oder Geräteparameter.

HINWEIS:

Die Inbetriebnahme (d. h. Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes)

ist nur unter Einhaltung der Vorgaben der EMV-Richtlinie erlaubt. Es werden

die EMV-Prüfvorschriften EN55011 und EN 61000-5-2 zugrunde gelegt.

HINWEIS:

Für Lagerung und Transport sind die Bedingungen nach EN 60068-2-6 in

Bezug auf die unter „Techn. Kenndaten“ genannten Werte einzuhalten.

HINWEIS:

Es sind die geltenden VDE-Vorschriften, sowie weitere besondere Sicher-

heitsvorschriften für die gegenständliche Applikation zu beachten.

HINWEIS:

Die kongurierten Überwachungsfunktionen sowie deren Parameter und

Verknüpfungen sind über einen Validierungsreport nachzuweisen.

GEFAHR!

Niemals beschädigte Produkte installieren oder in Betrieb nehmen. Beschä-

digungen bitte umgehend beim Transportunternehmen reklamieren. Niemals

das Gehäuse öffnen und/oder eigenmächtig Umbauten vornehmen.

Es besteht die Gefahr des Verlusts von Sicherheitsfunktionen und damit

Lebensgefahr.

WARNUNG!

Ein- und Ausgänge für Standardfunktionen, bzw. die per Kommunikations-

baugruppen übertragenen Digital- und Analogdaten dürfen nicht für sicher-

heitsgerichtete Anwendungen verwendet werden. Durch Datenfehler kann es

zu Fehlfunktionen kommen, die auch zum unerwarteten Anlauf führen kann.

Sicherheit

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Sicherheit

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2.5 Konformitätserklärung

Sicherheit

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Einsatzbereich

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Einsatzbereich

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3 Einsatzbereich

3.1 Gerätebeschreibung

3.1.1 Funktion

Die FSM sind Masterbaugruppen für die FSoE Kommunikation zum Einlesen von Zu-

standsinformationen und Schaltzuständen von FSoE-Slave-Baugruppen (z.B. KeDrive

D3 SDC oder freigegebene FSoE-Slaves anderer Hersteller).

Die FSM (FSoE-Master) kann dazu sichere Daten via FSoE und unsichere Daten

via EtherCAT senden, empfangen und verarbeiten. In der Übertragungsschicht des

EtherCAT-Netzwerks funktioniert die FSM nur als Slave und sendet Daten zum bzw.

empfängt Daten vom EtherCAT-Master. Die FSoE-Slaves senden und empfangen

die Daten der zu überwachenden Achsen und deren digitale Ein- und Ausgänge in

gleicher Weise zum/vom EtherCAT-Master. Die FSoE (sicheren) Daten werden hierbei in

geschlossenen Containern übertragen. Der EtherCAT-Master fasst die von den Slaves

empfangenen FSoE-Datencontainer zusammen und leitet diese an die FSM (FSoE-

Master) weiter. In umgekehrter Datenrichtung empfängt der EtherCAT-Master den

Gesamtrahmen der Slave-FSoE-Datencontainer von der FSM und verteilt diese an die

einzelnen Slaves.

HINWEIS:

Der EtherCAT-Master leitet die FSoE-Datencontainer unverändert von den

FSoE-Slaves zum FSoE-Master und umgekehrt. Er ist somit nur für die

korrekte Übertragung zuständig. Hierzu benötigt der EtherCAT-Master aller

erforderlichen Verbindungsinformationen zur Herstellung dieser Querkom-

munikation. Diese sind über den Kongurator des EtherCAT-Masters zur

Verfügung zu stellen.

Folgende Sicherheitsfunktionen sind in der FSM-Baugruppe verfügbar:

ySichere Verarbeitung von Ein- und Ausgängen

3.1.2 Einbindung in das EtherCAT-Netzwerk und FSoE

FSoE-Datenübertragung

FSoE (Fail Safe over EtherCAT) ist die sichere Datenübertragung über das EtherCAT-

Netzwerk.

Die Nutzdaten werden zu Datenpaketen gebündelt und mit zusätzlichen eindeutigen

Kennungen und Checksumme ergänzt.

Die Übertragung wird zudem über Timer (Watchdog) überwacht, die in jedem FSoE-

Teilnehmer im Netzwerk überprüft werden. So kann eine Unterbrechung sicher erkannt

werden.

Die Checksumme wird mit einem CRC16 berechnet (16-Bit-Cyclic Redundancy Check)

und erlaubt ein Erkennen eines Fehlers mit einer Restfehlerwahrscheinlichkeit von

< 10-9 und damit eine sichere Datenübertragung bis PL e bzw. SIL 3.

Datenpaket und CRC werden gemeinsam (als ein Paket) über das nicht-sichere

EtherCAT-Netzwerk übertragen – aufgrund des zusätzlichen Rechenaufwands erfolgt

die Übertragung alle 1ms.

EtherCAT-Netzwerk

Das EtherCAT-Netzwerk besteht aus einem Master und einer bestimmten Anzahl von

Slaves.

Die Datenübertragung erfolgt über Ethernet-Verbindungen die zwischen dem Ether-

CAT-Master und jeden Teilnehmer geführt und in der Regel seriell von Teilnehmer zu

Teilnehmer verläuft. Hierüber werden Ethernet-Frames versandt. Jeder Netzwerk-Teil-

nehmer muss die enthaltenen Daten zunächst einlesen, die an ihn addressierten Daten

ausltern und die Ausgabedaten in den Frame einfügen. Nach Passieren aller Slaves

wird der Frame zurück zum EtherCAT-Master gesandt.

Da jeder Teilnehmer somit Einuss auf die Übertragung einer Botschaft hat, muss das

Netzwerk genau deniert bzw. speziziert werden. Diese Spezizierung erfolgt über die

ESI-Dateien, die die Teilnehmer und deren Eigenschaften festlegt.

Die Datenübertragung wird immer vom Master initiiert – sie erfolgt im EtherCAT-Netz-

werk mit einer bestmöglichen Übertragungszeit von wenigen µs.

Einsatzbereich

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Einsatzbereich

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Bild 3.1 Netzwerk EtherCAT

EtherCAT-Datenübertragung

Grundsätzlich wird zwischen zyklisch zu übertragenden Prozessdaten und azyklischen

Daten wie Einstell- und Diagnosedaten etc. unterschieden.

Die zyklischen Prozessdaten sind den PDO’s (Process Data Objects) zugeordnet. Die

PDO’s können in Länge und Inhalt sowohl fest als auch variabel gestaltet sein. Der

variable Inhalt wird durch das PDO-Mapping festgelegt. Die Möglichkeiten des PDO

werden durch die individuelle Teilnehmer-Beschreibungsdatei (ESI-Datei) festgelegt.

Azyklische Datendienste sind in erster Linie SDO’s (Service Data Objects) können

aber auch EoE (Ethernet over EtherCAT) oder FoE (File over EtherCAT) sein. Auch hier

werden die Möglichkeiten der azyklischen Dienste durch die individuelle Teilnehmer-

Beschreibungsdatei (ESI-Datei) festgelegt.

FSoE und EtherCAT

Im Ethernet-Frame des EtherCAT-Netzwerks können sowohl nicht-sichere als auch

sichere Daten enthalten sein. Die sicheren Daten werden als FSoE-Daten bezeichnet

und sind dem FSoE-Master und -Slave-Protokollstack zugeordnet. Diese Daten werden

zyklisch übertragen und sind somit im PDO des jeweiligen Teilnehmers enthalten.

Die FSM ist als FSoE-Master konzipiert und startet die sichere Übertragung via FSoE.

Zudem ist diese als EtherCAT-Slave Teilnehmer im unsicheren EtherCAT-Netzwerk.

Ein separater EtherCAT-Master startet die nicht-sichere Übertragung via EtherCAT.

Die PDO’s mit den darin enthaltenen FSoE-Daten werden zyklisch übertragen. Die Zyk-

luszeit der Übertragung wird in der Konguration des EtherCAT-Masters festgelegt. Sie

sollte in der Regel um ein vielfaches kürzer als die Zykluszeit des FSoE-Masters einge-

stellt werden um so den Update der Daten innerhalb der Watchdog-Überwachungszeit

des FSoE-Masters sicherzustellen.

S = Safe (Data Transfer) = FSoE

N = Non-safe (Data Transfer) = EtherCAT

Bild 3.2 Beispiel FSoE

3.2 Prinzip der sicheren Überwachung mit FSM

Die Masterbaugruppe FSM empfängt von den Slave-Baugruppen die Daten von Ein-

gängen und wertet diese aus.

Anschließend kann die FSM Sicherheitsfunktionen umsetzen und Ausgänge entspre-

chend schalten – dies kann direkt über die Baugruppen-eigenen Ausgänge oder die

Ausgänge der Slave-Baugruppen erfolgen.

Da die EtherCAT-Übertragung häuger erfolgt (z.B. alle 62,5 µs), können Daten zu-

nächst unsicher und dann seltener (alle 1 ms) sicher übertragen und verwendet wer-

den. Dies kann erforderlich sein, um Reaktionszeiten zu optimieren.

Einsatzbereich

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Einsatzbereich

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3.3 Betrieb und Service

Die FSM-Baugruppe ist für den Einsatz in geschützter Umgebung (Schaltschrank)

konzipiert (vgl. technische Daten).

Vor dem Ein- und Ausbau der Baugruppe oder dem Trennen von Signalleitungen ist

die Baugruppe spannungsfrei zu schalten. Dazu sind sämtliche spannungsführenden

Zuleitungen zum Gerät abzuschalten und auf Spannungsfreiheit zu prüfen.

Während des Ein- und Ausbaus der Baugruppe sind durch entsprechende Maß-

nahmen elektrostatische Entladungen auf die nach außen geführten Klemmen- und

Steckverbindungen zu vermeiden. Ein Kontakt mit diesen Klemmen sollte dazu auf ein

Minimum beschränkt bleiben und vorher und während dessen sollte eine Erdung durch

z.B. Erdungsarmband erfolgen.

3.4 Lagerung und Transport

Die Baugruppen werden in geschützten Schachteln gelagert und versendet. Diese

schützt die Baugruppen vor Fall und Stoß.

Die Hinweise für Transport, Lagerung und sachgemäße Handhabung sind zu beachten.

Die Klimatischen Vorgaben sind gemäß Kapitel „Technische Daten“ einzuhalten.

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

Aufbau der FSM-Baugruppen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Aufbau der FSM-Baugruppen

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

4 Aufbau der FSM-Baugruppen

4.1 FSM-1 Baugruppe

X11 X12 X13 X14

X22X21 X23 X24

IN 00 02 0301

IN 04 06 0705

IN 08 10 1109

IN 12 P1 P213

Status

COM X41

ECAT OUT ECAT IN

RUN

EC ST

Function

FSM-1

00 02 0301

1 2

X11 Anschlussklemme Spannungsversorgung

X12 Anschlussklemme Eingänge, Pulsausgänge

X14 Anschlussklemme Eingänge

(4) STATUS-LED-Anzeige Systemstatus

(5) LED-Anzeige Status Eingänge, Pulsausgänge

(6) LED-Anzeige Status Eingänge

(7) Reset-Taste zur Anzeige des CRC

(8) Anschlussbuchse EtherCAT-Kabel (IN)

(9) 7-Segement-Anzeige - Systemstatus

(10) Anschlussbuchse EtherCAT-Kabel (OUT)

(11) Anschlussbuchse Serviceschnittstelle

(12) LED-Anzeige Status Ausgänge

(13) LED-Anzeige Status Eingänge

(14) LED-Anzeige Status Ausgänge

(15) LED-Anzeige Status Eingänge

(16) STATUS-LED-Anzeige EtherCAT-Verbindung

X21 Anschlussklemme Ausgänge

X22 Anschlussklemme Ausgänge

X23 Anschlussklemme Eingänge

X24 Anschlussklemme Eingänge

Bild 4.1 Aufbau der FSM-1 Baugruppe

4.1.1 Klemmenplan FSM-1

X11

Kl. 1 - 24+ Spannungsversorgung

Gerät +24 VDC

2 - AQ1+ Spannungsversorgung

Gerät +24 VDC Ausgänge

3 - GND Spannungsversorgung

Gerät 0 VDC

4 - GND

X12

Kl. 1 - I12 Sichere digitale Eingänge

2 - I13

3 - P1 Pulsausgänge

4 - P2

X21

Kl. 1 - QX00

Sichere Ausgänge

pn-/ pp-schaltend

2 - QX01

3 - QX02

4 - QX03

X22

Kl. 1 - QR1L Sicherer Relaiseingang

2 - QR1 Sicherer Relaisausgang

3 - QR2L Sicherer Relaiseingang

4 - QR2 Sicherer Relaisausgang

X14

Kl. 1 - I00

Sichere digitale Eingänge

2 - I01

3 - I02

4 - I03

X23

Kl. 1 - I04

Sichere digitale Eingänge

2 - I05

3 - I06

4 - I07

X24

Kl. 1 - I08

Sichere digitale Eingänge

2 - I09

3 - I10

4 - I11

Aufbau der FSM-Baugruppen

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Aufbau der FSM-Baugruppen

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

4.2 FSM-2 Baugruppe

X41 X42 X45 X46 X49 X50 X65 X66

X44X43 X47 X48 X52X51 X67 X68

IN 00 02 0301

IN 04 06 0705

08 10 1109

IQ 12 14 1513

IQ 16 18 1917

IQ 02 04 0503

IQ 06 08 0907

00 02 0301

IN 12 P1 P213 IQ 00 01 IQ 10 11

1 2

Status

COM X41

ECAT OUT ECAT IN

RUN

EC ST

Function

FSM-2

26 25

X41/45 Anschlussklemme Spannungsversorgung

X42 Anschlussklemme Eingänge, Pulsausgänge

X46 Anschlussklemme IOs, Meldeausgänge

(4) STATUS-LED-Anzeige Systemstatus

(5) LED-Anzeige Status Eingänge, Pulsausgänge

(6) LED-Anzeige Status Eingänge

(7) Reset-Taste zur Anzeige des CRC

(8) Anschlussbuchse EtherCAT-Kabel (IN)

(9) 7-Segement-Anzeige - Systemstatus

(10) Anschlussbuchse EtherCAT-Kabel (OUT)

(11) Anschlussbuchse Serviceschnittstelle

X49 Anschlussklemme Spannungsversorgung

X50 Anschlussklemme IOs, Ausgänge

X66 Anschlussklemme Eingänge

(12) LED-Anzeige Status Ausgänge

(13) LED-Anzeige Status Eingänge

(14) LED-Anzeige Status Ausgänge

(15) LED-Anzeige Status Eingänge

(16) STATUS-LED-Anzeige EtherCAT-Verbindung

(25/26) LED-Anzeige Status IOs

(27/28) LED-Anzeige Status IOs

(29/30) LED-Anzeige Status IOs

Bild 4.2 Aufbau der FSM-2 Baugruppe

4.2.1 Klemmenplan FSM-2

X41

Kl. 1 - 24+ Spannungsversorgung

Gerät +24 VDC

2 - AQ1+ Spannungsversorgung

Gerät +24 VDC Ausgänge

3 - GND Spannungsversorgung

Gerät 0 VDC

4 - GND

X42

Kl. 1 - I12 Sichere digitale Eingänge

2 - I13

3 - P1 Pulsausgänge

4 - P2

X43

Kl. 1 - QX00

Sichere Ausgänge

pn-/ pp-schaltend

2 - QX01

3 - QX02

4 - QX03

X44

Kl. 1 - QR1L Sicherer Relaiseingang

2 - QR1 Sicherer Relaisausgang

3 - QR2L Sicherer Relaiseingang

4 - QR2 Sicherer Relaisausgang

X45

Kl. 1 - AQ2+ Spannungsversorgung Gerät

+24 VDC Ausgänge

2 - AQ2+

3 - GND Spannungsversorgung Gerät

0 VDC

4 - GND

X46

Kl. 1 - IQ00 Sichere digitale I/Os

2 - IQ01

3 - NC keine Funktion

4 - NC

X47

Kl. 1 - IQ02

Sichere digitale I/Os

2 - IQ03

3 - IQ04

4 - IQ05

X48

Kl. 1 - IQ06

Sichere digitale I/Os

2 - IQ07

3 - IQ08

4 - IQ09

X49

Kl. 1 - AQ3+ Spannungsversorgung Gerät

+24 VDC Ausgänge

2 - AQ3+

3 - GND Spannungsversorgung Gerät

0 VDC

4 - GND

X50

Kl. 1 - IQ10 Sichere digitale I/Os

2 - IQ11

3 - NC keine Funktion

4 - NC

X51

Kl. 1 - IQ12

Sichere digitale I/Os

2 - IQ13

3 - IQ14

4 - IQ15

X52

Kl. 1 - IQ16

Sichere digitale I/Os

2 - IQ17

3 - IQ18

4 - IQ19

X66

Kl. 1 - I00

Sichere digitale Eingänge

2 - I01

3 - I02

4 - I03

X67

Kl. 1 - I04

Sichere digitale Eingänge

2 - I05

3 - I06

4 - I07

X68

Kl. 1 - I08

Sichere digitale Eingänge

2 - I09

3 - I10

4 - I11

Technische Daten

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Technische Daten

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

5 Technische Daten

5.1 FSM-1 Baugruppe

Allgemeine technische Daten

Max. Anzahl an FSoE-Slave-Baugruppen bzw. Verbindungen 29

Anzahl der sicheren Eingänge: 14 (OSSD-fähig)

Anzahl der sicheren Ausgänge: 2pn-schaltend

(Software-parametrierbar) 4pp-schaltend

Anzahl der Relais-Ausgänge: 2

Anzahl der Pulsausgänge (getaktet): 2

Anschlussart: Steckklemmen mit Feder- oder Schraubanschluss

Zykluszeit PLC 16 ms

Sicherer Master FSoE

Tabelle 5.1 Techische Daten FSM-1

HINWEIS:

OSSD (Output Signal Switching Device) Testpulse, welche ausgeltert wer-

den sollen, müssen folgende Spezikation einhalten:

yDie Dauer der Testpulse muss < 500 μs sein.

yDie Wiederholrate der Testpulse muss ≥ 16 ms sein

Mechanische Daten

Größe (H x T x B) 100 x 115 x 45 mm

Gewicht 312 g

Befestigung: Hutschiene

Max.Anschlussquerschnitt/ AWG: 2,5 mm2 / 12

Min. Anschlussquerschnitt/ AWG: 0,2 mm2 / 24

Tabelle 5.2 Mechanische Daten FSM-1

Elektrische Daten

Versorgungsspannung: 24 VDC -15% / +20% *)

Leistungsaufnahme (max.): 3,1 W

Nenndaten digitale Eingänge: 24 VDC; 20 mA

Nenndaten digitale Ausgänge: 24 VDC; 2000 mA

Nenndaten Relaisausgänge: 24 VDC; 2,0 A / 230 VAC; 2,0 A

Nenndaten Pulsausgänge: 24 VDC; 500 mA

Absicherung der Versorgungsspannung max. 3,15 A (min. 30 VDC)

Absicherung der Ausgänge: max. 10 A (min. 30 VDC)

Summenstrom Ausgänge max. 10 A pro Board (QX00 bis QX03, QR1 bis QR2)

Derating Ausgänge Maximale Strombelastbarkeit der Ausgänge (QX00 bis QX03) auf der

Grundlage der Temperatur (2A bei 30°C; 1,8A bei 50°C)

*) Für einen sicheren Betrieb muss die oben spezizierte Versorgungsspannung für Gerät und alle Ausgänge anliegen.

Tabelle 5.3 Elektrische Daten FSM-1

Umweltdaten

Temperatur Betrieb: 0° … 50 °C

Temperatur Lagerung/Transport: -25° … 70 °C

Schutzklasse: IP 20

Klimaklasse: 3K3 gem. EN 60721-3

Relative Luftfeuchte (keine Betauung) 5% - 85% (min. - max.)

EMV DIN EN 61000-6-2, DIN EN 61000-6-4, DIN EN 61000-6-7, DIN EN

61800-3, DIN EN 61326-3, DIN EN 62061

Betriebsmitteleinsatz 2000 m

Tabelle 5.4 Umweltdaten FSM-1

Technische Daten

FSM-Baugruppen Installationshandbuch

Technische Daten

Id.-Nr.: 1781.00B.3-00 Stand: 09/2023

5.2 FSM-2 Baugruppe

Allgemeine technische Daten

Max. Anzahl an FSoE-Slave-Baugruppen bzw.

Verbindungen 27

Anzahl der sicheren Eingänge: 14 (OSSD-fähig)

Anzahl der sicheren Ausgänge: 2pn-schaltend

(Software-parametrierbar) 4pp-schaltend

Anzahl sichere digitale I/O 20

Anzahl der Relais-Ausgänge: 2

Anzahl der Pulsausgänge (getaktet): 2

Anschlussart: Steckklemmen mit Feder- oder Schraubanschluss

Zykluszeit PLC 16 ms

sicherer Master FSoE

Tabelle 5.5 Technische Daten FSM-2

HINWEIS:

OSSD (Output Signal Switching Device) Testpulse, welche ausgeltert wer-

den sollen, müssen folgende Spezikation einhalten:

yDie Dauer der Testpulse muss < 500 μs sein.

yDie Wiederholrate der Testpulse muss ≥ 16 ms sein.

Mechanische Daten

Größe (H x T x B) 100 x 115 x 90 mm

Gewicht 512 g

Befestigung: Hutschiene

Max.Anschlussquerschnitt/ AWG: 2,5 mm2 / 12

Min. Anschlussquerschnitt/ AWG: 0,2 mm2 / 24

Tabelle 5.6 Mechanische Daten FSM-2

Elektrische Daten

Versorgungsspannung: 24 VDC -15 % / +14,5% *)

Leistungsaufnahme (max.): 3,1 W

Nenndaten digitale Eingänge: 24 VDC; 20 mA

Nenndaten digitale Ausgänge: 24 VDC; 2000 mA

Nenndaten digitale IOs 24 VDC; 500 mA

24 VDC; 2000 mA *)

Nenndaten Relaisausgänge: 24 VDC; 2,0 A / 230 VAC; 2,0 A

Nenndaten Pulsausgänge: 24 VDC; 500 mA

Absicherung der Versorgungsspannung max. 3,15 A (min. 30 VDC)

Absicherung der Ausgänge: max. 10 A (min. 30 VDC)

Summenstrom Ausgänge max. 10 A pro Board

(QX00 - QX03, QR1 - QR2 / IQ00 - IQ09 / IQ10 - IQ19)

Derating Ausgänge Maximale Strombelastbarkeit der Ausgänge **) auf der Grundlage

der Temperatur (2 A bei 30°C; 1,8 A bei 50°C)

*) Für einen sicheren Betrieb muss die oben spezizierte Versorgungsspannung an X41, X45, X49 für Gerät und alle Ausgän-

ge anliegen.

**) QX00 - QX03 / IQ05 - IQ09 / IQ15 - IQ19

Tabelle 5.7 Elektrische Daten FSM-2

Umweltdaten

Temperatur Betrieb: 0° … 50 °C

Temperatur Lagerung/Transport: -25° … 70 °C

Schutzklasse: IP 20

Klimaklasse: 3K3 gem. EN 60721-3

Relative Luftfeuchte (keine Betauung) 5% - 85% (min. - max.)

EMV DIN EN 61000-6-2, DIN EN 61000-6-4, DIN EN 61000-6-7,

DIN EN 61800-3, DIN EN 61326-3, DIN EN 62061

Betriebsmitteleinsatz 2000 m

Tabelle 5.8 Umweltdaten FSM-2

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Keba FSM-Baugruppen, FSoE Master Bedienungsanleitung

Marke: Keba

Modell: FSM-Baugruppen, FSoE Master

Typ: Bedienungsanleitung

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Keba FSM-Baugruppen, FSoE Master Bedienungsanleitung

Keba FSM-Baugruppen, FSoE Master Bedienungsanleitung

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