3.1 Typenschlüssel
Hohlwelle
Typ
B Aufsteckhohlwelle
T Durchsteckhohlwelle
Mechanische Ausführung
A Hohlwelle Ø6 mm mit Passfedernut
B Hohlwelle Ø8 mm mit Passfedernut
C Hohlwelle Ø3/8“ mit Passfedernut
D Hohlwelle Ø10 mm mit Passfedernut
E Hohlwelle Ø12 mm mit Passfedernut
F Hohlwelle Ø1/2“ mit Passfedernut
G Hohlwelle Ø14 mm mit Passfedernut
H Hohlwelle Ø15 mm mit Passfedernut
J Hohlwelle Ø5/8“ mit Passfedernut
Elektrische Schnittstelle
O 4.5… 32V, SIN/COS
Anschlussart
Auflösung
A Stecker M23, 12-polig, radial
C Stecker M12, 8-polig, radial
J Leitung 8-adrig, universal 0,5 m
1)
K Leitung 8-adrig, universal 1,5 m
1)
L Leitung 8-adrig, universal 3 m
1)
M Leitung 8-adrig, universal 5 m
1)
N Leitung 8-adrig, universal 10 m
1)
Perioden pro Umdrehung
1
0
2
4
0
S
0
1
Auflösung 1024 Perioden
Drehmomentstütze,
lang (nur mit Typen B, T)
D
F
S
6
0
S
-
0
0
0
1) Der universelle Leitungsabgang ist so positioniert, dass eine knick‐
freie Verlegung in radialer oder axialer Richtung möglich ist. UL-Zulas‐
sung nicht verfügbar.
Hohlwelle
Typ
B Aufsteckhohlwelle
T Durchsteckhohlwelle
Mechanische Ausführung
A Hohlwelle Ø6 mm mit Passfedernut
B Hohlwelle Ø8 mm mit Passfedernut
C Hohlwelle Ø3/8“ mit Passfedernut
D Hohlwelle Ø10 mm mit Passfedernut
E Hohlwelle Ø12 mm mit Passfedernut
F Hohlwelle Ø1/2“ mit Passfedernut
G Hohlwelle Ø14 mm mit Passfedernut
H Hohlwelle Ø15 mm mit Passfedernut
J Hohlwelle Ø5/8“ mit Passfedernut
Elektrische Schnittstelle
O 4.5… 32V, SIN/COS
Anschlussart
Auflösung
A Stecker M23, 12-polig, radial
C Stecker M12, 8-polig, radial
J Leitung 8-adrig, universal 0,5 m
1)
K Leitung 8-adrig, universal 1,5 m
1)
L Leitung 8-adrig, universal 3 m
1)
M Leitung 8-adrig, universal 5 m
1)
N Leitung 8-adrig, universal 10 m
1)
Perioden pro Umdrehung
1
0
2
4
0
S
0
1
Auflösung 1024 Perioden
Drehmomentstütze,
lang (nur mit Typen B, T)
D
F
S
6
0
S
-
0
0
0
1) Der universelle Leitungsabgang ist so positioniert, dass eine knick‐
freie Verlegung in radialer oder axialer Richtung möglich ist. UL-Zulas‐
sung nicht verfügbar.
4
Projektierung
4.1 Anforderungen an die Signalauswertung
Für die vorzeichenrichtige Geschwindigkeitsermittlung sowie für die korrekte
inkrementelle Positionsermittlung muss sowohl das Sinussignal als auch das
Cosinussignal ausgewertet werden. Dies muss über eine geeignete Sicherheitsar‐
chitektur realisiert werden. Typischerweise erfolgt die Signalauswertung in zwei
getrennten Kanälen, deren Ergebnisse innerhalb der Prozess-Sicherheitszeit
1
mit‐
einander verglichen werden. Die Größe der zulässigen Abweichung muss so
gewählt sein, dass statische Fehler in der Auswertung erkannt werden.
1
Prozess-Sicherheitszeit: Zeitspanne zwischen dem Auftreten eines Gefahr brin‐
genden Ausfalls des Messsystems und dem Zeitpunkt, bei dem die Reaktion
abgeschlossen sein muss, um das Auftreten der Gefahr zu verhindern.
HINWEIS
Abweichungen können sich ergeben durch:
•
Paarungs-Toleranzen in Schaltschwellen:
± 1 Inkrement
•
Paarungs-Toleranzen von Abtastzeitpunkten: Anzahl Inkremente in Zeit‐
unterschied bei maximaler Geschwindigkeit
Zur Signalauswertung müssen stets die Differenzsignale verwendet werden (siehe
).
Aus den Differenzsignalen müssen mit geeigneten Schaltelementen (z.B. Kompa‐
ratoren) Rechtecksignale gebildet werden, die mit geeigneten Verfahren (z.B. Qua‐
dratur-Decoder) für eine Zählung verwendet werden.
Die Schaltschwellen müssen so gewählt werden, dass die untere Grenze der Vek‐
torlängenüberwachung (siehe
) nicht überschritten wird. Entspre‐
chend muss die obere Schaltschwelle inklusive Toleranz bei maximal 150 mV
über der Signalmitte (siehe
) liegen und die untere Schaltschwelle
inklusive Toleranz bei maximal 150 mV unter der Signalmitte.
WARNUNG
Bei ungeeigneter Dimensionierung von Schaltschwellen und Hysterese in der
Signalauswertung kann es zur fehlerhaften Erkennung von zusätzlichen Flan‐
ken oder fehlerhaften Nicht-Erkennung von Flanken kommen. Dies kann z.B.
zur falschen Bestimmung von Drehrichtung, Position oder Geschwindigkeit
führen.
Durch die Zähler kann eine Auflösung von 4.096 Schritten pro Umdrehung
erreicht werden (d.h. 4 Schritte pro Signalperiode bzw. 1 Schritt pro Quadrant
jeder Signalperiode).
Der Diagnosedeckungsgrad (DC) zur Fehlererkennung der Encodersignale muss
mindestens 99% betragen. Hierfür müssen die Diagnoseanforderungen aus
erfüllt werden. Die Diagnose muss innerhalb der Prozess-Sicherheits‐
zeit
2
ausgeführt werden.
4.2 Diagnoseanforderungen und Fehlererkennung
Das nachgeschaltete Auswertesystem sollte gemäß IEC 61800-5-2 aufgrund der
dort gelisteten Fehlerannahmen zum Einsatz von motion and position feedback
sensors die nachfolgend beschriebenen Diagnoseanforderungen und Fehlerer‐
kennung gewährleisten.
Im Falle der Erkennung eines Fehlers bei einer der unten genannten Diagnosen
muss eine Fehlerreaktion eingeleitet werden, die zu einem sicheren Zustand der
Applikation führt.
Im Fehlerfall muss der sichere Zustand der Anwendung erreicht werden, bevor
eine Gefahr bringende Situation entstehen kann. Entsprechend muss die Summe
aus der maximal benötigten Zeit für die Fehlererkennung und der Zeit für die Feh‐
lerreaktion kleiner sein als die Prozess-Sicherheitszeit
2
.
Die maximal benötigte Zeit für die Fehlererkennung ist der zeitliche Abstand, mit
dem die unten genannten Diagnosemaßnahmen vollständig wiederholt werden.
4.2.1
Störungen der analogen Encodersignale Sinus/Cosinus
Zur Erkennung aller unzulässigen Pegelveränderungen in der Relation von Sinus
und Cosinus wird die zugrundeliegende mathematische Beziehung der Sinus-/
Cosinussignale herangezogen.
Durch Bildung der Größe
k
durch folgende mathematische Beziehung
k² = k
1
² × sin²
α
+ k
2
² × cos²
α
oder anderer geeigneter mathematischer Verfahren ist es möglich, den Gleich‐
spannungspegel, der den Sinus-/Cosinussignalen gemeinsam zugrundeliegt, zu
erfassen. Der Vergleich mit entsprechenden maximalen und minimalen Limitie‐
rungen ermöglicht eine genaue und schnell reagierende Erkennung von unzulässi‐
gen Abweichungen, unabhängig von der momentanen Winkelstellung
α
.
Mit den vorliegenden Signalen kann
k
anhand der folgenden Berechnung ermittelt
werden:
k² = (SIN+ – SIN–)² + (COS+ – COS–)²
Anschaulich darstellen lässt sich diese Relation der Nutzsignale mittels eines
zweidimensionalen Modells (Lissajous-Figur). Hierbei bilden die Nutzsignale einen
Nutzsignalring.
Für das Signal
k
wird eine Toleranz von ±50% um die Nominallage erlaubt. Eine
größere Abweichung als diese stellt eine Verletzung der Vektorlängengrenzen dar
und verlangt eine entsprechende Fehlerreaktion des Auswertesystems.
Es wird empfohlen, die Grenzwerte zur Vermeidung von Fehlauslösungen nicht zu
eng zu setzen.
4.2.2
Verlust der mechanischen Kopplung Encodergehäuse oder Versatz der
mechanischen Kopplung während des Stillstands oder des Betriebs
Diese Fehlerannahme kann gemäß IEC 61 800-5-2 unter Berücksichtigung der
korrekten Montage der Drehmomentstütze bzw. des Klemmflansches/Servoflan‐
sches (siehe
) ausgeschlossen werden.
4.2.3
Verlust der mechanischen Kopplung Encoderwelle–Antriebswelle wäh‐
rend des Stillstands oder des Betriebs
Diese Fehlerannahme kann gemäß IEC 61 800-5-2 unter Berücksichtigung der
korrekten Montage des Encoders an der Antriebswelle (siehe
) ausge‐
schlossen werden.
4.2.4
Sinus-/Cosinussignal-Stillstand aufgrund elektrischer Defekte
Diese Fehlerannahme kann ausgeschlossen werden, da Sinus-/Cosinussignale
rein analog erfasst und verarbeitet werden und im Design keine Speicherstruktu‐
ren für analoge Spannungen vorgesehen sind.
2
Prozess-Sicherheitszeit: Zeitspanne zwischen dem Auftreten eines Gefahr brin‐
genden Ausfalls des Messsystems und dem Zeitpunkt, bei dem die Reaktion
abgeschlossen sein muss, um das Auftreten der Gefahr zu verhindern.
8016866/12N8/2019-01-31/de, en, es, fr, it
DFS60S Pro | SICK
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