HYDACELECTRONIC HAT 1000-CAN-FS Series Bedienungsanleitung

Mat –Nr. 669983 / Stand: 09.03.2017 D_E

-Safety Manual-

(-Sicherheitshandbuch-)

(Originalanleitung)

-Safety Manual-

(Translation of original

instructions)

Winkelgeber

Angle Sensor

CANopen-Safety Interface

DIN EN ISO 13849-1 Category 2 PL d

DIN EN 61508 Safety Integrity Level: SIL 2

HAT 1000-CAN-FS

Mat

–

Nr. 669983 / Stand: 09.03.2017 D

Mat –Nr. 669983 / Stand: 09.03.2017 D

Inhalt

1Allgemeine Angaben 4

1.1 Autor, Version, Datum, Dokumentname, Dateiname 4

1.2 Versionshistorie und Änderungsvermerke 4

2Geltungsbereich 4

3Produktbeschreibung 5

4Funktionale Sicherheit 5

4.1 Relevante Normen 5

4.2 Konformität 5

4.3 Beschreibung der Sicherheitsfunktionen 5

4.3.1 Ungestörter Betrieb 6

4.3.2 Sicherer Zustand 6

4.3.3 Gefährlicher Fehler 6

5Spezifikation (Auszug) 6

5.1 Diagnosezeiten 6

5.2 Elektrischer Anschluss 6

5.3 Umwelt 7

5.3.1 Temperaturbereich 7

5.3.2 Mechanisches Umfeld 7

5.4 Eingangskenngrößen 7

5.5 Ausgangskenngrößen 7

6Bedienelemente 7

7Inbetriebnahme 8

8Intervall für Wiederholungsprüfungen 8

9Sicherheitstechnische Kennzahlen 8

9.1 Performance Level 8

9.2 Safety Integrity Level 8

10 Glossar 9

10.1 Begriffe aus der DIN EN ISO 13849 9

10.2 Begriffe aus der DIN EN 61508 9

11 CE-Konformitätserklärung 10

12 TÜV-Zertifikat 11

Mat –Nr. 669983 / Stand: 09.03.2017 D

1 Allgemeine Angaben

1.1Autor, Version, Datum, Dokumentname, Dateiname

Autor: G. Schüssler

Version: 1.0

Datum: 09.03.2017

Dokumentname: Safety Manual

Dateiname: SM_HAT_1000_CAN_FS_D_E_669983_2017-03-09.pdf

1.2Versionshistorie und Änderungsvermerke

ersion Datum

uto

Änderung

V1.0 09.03.2017 SCHG Erste Ausgabe

2 Geltungsbereich

Dieses Sicherheitshandbuch gilt für folgende Winkelgeber der Serie HAT 1000 für

funktionale Sicherheit:

HAT 1 4 3 6 – F13 – XXXX – P01 – XXXX – XXX - S2PD – XXX

Auflösung

4 = 14 Bit

Flanschdurchmesser

36 = 36 mm

Signalausgang

F13 = CANopen Safety

Messbereich in ° und Drehrichtung

360R = 360°, Drehrichtung rechts

360L = 360°, Drehrichtung links

Anschlussart elektrisch 1)

P01 = Einbaustecker M12x1, 5-pol. axial

Anschlussart mechanisch 2)

V106 = Vollwelle, Länge 10 mm, Durchmesser 6 mm

D106 = D-Kontur, Länge 10 mm, Durchmesser 6 mm

Befestigungsart

M01 = Synchro Flansch mit 4 Gewindebohrungen

Funktionale Sicherheit

S2PD = SIL2 gem. IEC 61508 und PLd – Kat 2 gem. DIN EN 13849-1

Modifikation

000 = Standard

XXX = Kundenspezifisch

Mat –Nr. 669983 / Stand: 09.03.2017 D

3 Produktbeschreibung

HAT 1000 ist ein absolut messender Singleturn Winkelgeber.

Wegen des berührungslosen, magnetischen Messverfahrens und seiner robusten Bauart

eignet sich der HAT 1000 insbesondere zur sicheren Drehwinkelmessung an mobilen

Arbeitsmaschinen.

Auf Grund der Zweikammerbauweise ist die Elektronik vollständig gekapselt, so dass bei

entsprechendem elektrischem Anschluss IP 6K9K gewährleistet ist.

Zur Einbindung in die kundenseitige Steuerung (CS) ist eine CANopen-Safety Schnittstelle

nach CiA DS 304 realisiert.

Die sicherheitsrelevanten Messdaten werden über SRDOs (Safety Relevant Data Object)

übertragen.

Der Winkelgeber HAT 1000 CANopen Safety ist für den Einsatz in Sicherheitskreisen /

Sicherheitsfunktionen im Rahmen der funktionalen Sicherheit von Maschinen bis SIL2

(DIN EN 61508) bzw. PL='d' Kat 2 (DIN EN ISO 13849-1) bestimmt.

In diesem Zusammenhang dient der Winkelgeber als Sensorelement (SRP/CS) einer

elektronischen Steuerung (E/E/PE-System).

4 Funktionale Sicherheit

4.1Relevante Normen

Performance Level

DIN EN ISO 13849-1:2015

Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen –

Teil1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze

Safety Integrity Level

DIN EN 61508:2010

Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener

elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme

CANopen Safety (CAN in Automation - CiA)

Konform zu DS 301, DS 302, DS 304, DS 305, DS406

4.2Konformität

Die Konformität zu den relevanten Normen wird vom TÜV Nord Cert im

Zertifikat Nr.: 44 207 13709206 bestätigt.

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4.3Beschreibung der Sicherheitsfunktionen

Der Winkelgeber besitzt nur eine einzige Sicherheitsfunktion:

Die Sicherheitsfunktion des Winkelgebers besteht darin, innerhalb der spezifizierten

Betriebsbedingungen und Eingangskenngrößen zu jeder Zeit ein zur Winkelposition

abhängiges Ausgangssignal im Rahmen der spezifizierten Messgenauigkeit auszugeben.

Im Fall eines erkannten internen Fehlers nimmt der Winkelgeber den sicheren Zustand an.

4.3.1 Ungestörter Betrieb

Der ungestörte Betrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelgeber SRDOs (Safety

Relevant Data Object – CiA DS 304) erzeugt. Im SRDO ist der aktuelle Drehwinkel als

Digitalwert codiert.

4.3.2 Sicherer Zustand

Der sichere Zustand ist dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelgeber keine SRDOs

erzeugt. Die übergeordnete Steuerung erkennt diesen Zustand aufgrund der Vorgaben

des Standards DS 304.

4.3.3 Gefährlicher Fehler

Eine Gefährdungssituation kann entstehen, wenn der Winkelgeber der übergeordneten

Steuerung einen fehlerhaften Drehwinkel signalisiert. Durch Schaltungs- und Software-

Entwurf, Diagnosemaßnahmen und Auswahl der Bauteile wurde die Wahrscheinlichkeit für

diesen Fehler minimiert (vgl. 9).

5 Spezifikation (Auszug)

Die vollständige Spezifikation ist dem Benutzerhandbuch zu entnehmen

5.1Diagnosezeiten

Diagnosezeit Wert

Betriebsbereitschaft ≤400 ms

Diagnose-Intervall ≤310 ms

Prozess-Sicherheitszeit ≤310 ms

5.2Elektrischer Anschluss

ersorgung Wert

Versorgungsspannung (+UB) nominal 9 ... 36 V DC

Restwelligkeit Versorgungsspannung ≤5% UB

Leistungsaufnahme < 1,4 W

Elektrischer Anschluss

(M12x1 Stecker, 5-pol.) PIN Belegung

1 CAN_SHLD

2 CAN_V+

3 CAN_GND

4 CAN_H

5 CAN_L

Verpolungsschutz

Überspannungsschutz

Lastkurzschlussfestigkeit

vorhanden

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5.3Umwelt

5.3.1 Temperaturbereich

Umgebungsbedingung Wert

Betriebstemperaturbereich -40 ... +85 °C

Lagertemperaturbereich -40 ... +85 °C

5.3.2 Mechanisches Umfeld

Umgebungsbedingung Wert

Schutzklasse nach EN 60529 IP 67, IP 6K9K (Elektronik)

5.4Eingangskenngrößen

Eingangskenngröße Wert

Mechanischer Stellwinkel 360°, durchdrehbar

Messbereich 0-360° in Schritten von 15°

Winkelzunahme cw / ccw

5.5Ausgangsgrößen

6 Bedienelemente

Der Winkelgeber besitzt keine Bedienelemente. Entsprechend sind Benutzereingriffe

weder möglich, noch erforderlich.

Ausgangsgrößen

Ausgangssignal CANopen Safety

Auflösung 14 Bit

Genauigkeit

(bei Raumtemperatur)

± 0,1° typ.

± 0,2° max.

Genauigkeit

(über den Temperaturbereich)

± 0,05°/10K typ.

± 0,1°/10K max.

Wiederholbarkeit ≤± 0,05 °

Protokolldaten für CANopen Safet

Communication Profile CiA DS 301 V4.2.0 / DS 304 V1.0.1

NMT-Services CiA DSP 302 V4.1

Layer Setting Services and

Protocol

CiA DSP 305 V2.2

Encoder Device Profile CiA DS 406 V3.2

Baudraten 10 kbit/s … 1 Mbit/s gemäß DS305 V2.2

Übertragungsdienste

- PDO

- Transfer

Messwert als 32 bit Wert

synchron, asynchron, zyklisch

Node Id/Baudrate einstellbar über LSS

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7 Inbetriebnahme

Die Vorgaben in der Bedienungsanleitung sind zu beachten. Kritisch sind insbesondere

die Geometrie und Sauberkeit des Einbauraums, der einwandfreie Zustand der

Dichtflächen und -elemente sowie der elektrische Anschluss.

8 Intervall für Wiederholungsprüfungen

Die Gebrauchsdauer des Winkelgebers wird auf 20 Jahre festgelegt. Die Zuverlässigkeit

der elektrischen, elektronischen und mechanischen Bauteile wird als ausreichend

bewertet, um während der Gebrauchsdauer ohne Wiederholungsprüfung auskommen zu

können.

9 Sicherheitstechnische Kennzahlen

9.1Performance Level

Gerät HAT 1436-F13-xxx-P01-xxxx-M01-S2PD-XXX

TÜV Nord Zertifikat 44 207 13709206

Grundlage DIN EN ISO 13849:2015

PL d

Architektur Kategorie 2

MTTFd 156 Jahre (hoch)

DCav

93,51 % (mittel)

Gebrauchsdauer 20 Jahre

9.2Safety Integrity Level

Gerät HAT 1436-F13-xxx-P01-xxxx-M01-S2PD-XXX

TÜV Nord Zertifikat 44 207 13709206

Grundlage DIN EN 61508:2010

SIL 2

Klassifizierung Typ B System

Architektur 1oo1D

Anforderungsart kontinuierlich

PFH 3,46 x 10-

[1/h]

SFF 94,8 %

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10 Glossar

10.1 Begriffe aus der DIN EN ISO 13849

Abkürzung Bedeutung

MTTFDMean time to dangerous failure

Mittlere Zeit bis zum

efahrbrin

enden Ausfall

DCavg Average diagnostic coverage

Durchschnittlicher Diagnose-Deckungsgrad

CCF Common Cause Failure

Fehler gemeinsamer Ursache

PL Performance Level

10.2 Begriffe aus der DIN EN 61508

Abkürzung Bedeutung

SIL Safety Integrity Level

Sicherheits-Integritätslevel

HFT Hardware failure tolerance

Hardware Fehler Toleranz

SFF Safe failure fraction

Anteil sicherer Fehler

MooN M out of N architecture

M aus N Architektur

PFH Probability of a Dangerous Failure per Hour

Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Fehlers pro Stunde

FMEDA Failure Mode, Effects and Diagosis Analysis

Fehler Modus, Effekt und Diagnose Analyse

λsd Rate for safe detected failures

Anteil sicherer, erkannter Fehler

λsu Rate for safe undetected failures

Anteil sicherer, nicht erkannter Fehler

λdd Rate for dangerous detected failures

Anteil gefährlicher, erkannter Fehler

λdu Rate for dangerous undetected failures

Anteil gefährlicher, nicht erkannter Fehler

DCsDiagnostic coverage of safe failures

Diagnoseabdeckung für sichere Fehler

DCdDignaostic coverage of dangerous failures

Diagnoseabdeckung für gefährliche Fehler

FIT Failure in time (1 FIT = 1 failure / 10

hours)

Fehler pro Zeiteinheit (1 FIT = 1 Fehler in 109 Stunden)

MTBF Mean time between failure

Mittlere Zeit zwischen dem Auftreten von Fehlern

MTTF Mean time to failure

Mittlere Zeit bis zum Auftreten eines Fehlers

MTTR Mean time to repair

Mittlere Zeit bis zur Reparatur

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11 CE-Konformitätserklärung

Dieses Handbuch passt für folgende Modelle

Inhaltsverzeichnis

Sprachen:

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