Analoge Schnittstelle Sin/Cos (1Vpp) Für Funktionale Sicherheit; Allgemeine Hinweise; Auswertung Der Sicheren Inkrementellen G-Schnittstelle - Balluff BML Información Básica

Schnittstellen für magnetkodiertes Wegmesssystem BML
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Schnittstellen (Fortsetzung)
2.7 Analoge Schnittstelle sin/cos (1Vpp) für
funktionale Sicherheit
Die Positionsauswertung der G-Schnittstelle muss wie bei
der sin/cos-Schnittstelle (1Vpp) erfolgen.
2.7.1

Allgemeine Hinweise

BML-Sensoren mit G-Schnittstelle können in sicherheits-
gerichteten Anwendungen bis zu Safety Integrity Level 2
(SIL 2) gemäß EN 61800-5-2 / EN 62061 / IEC 61508
bzw. Performance Level d (PL d) gemäß EN ISO 13849-1
eingesetzt werden.
Die Sensoren der Produktreihe BML mit G-Schnittstelle
stellen die Sicherheitsfunktion Sicherer Inkrementalwert
bereit. Hierzu ist eine sichere Auswertung und Übertragung
der inkrementellen Groblageinformation des Messsystems
über die analoge sin/cos-Schnittstelle implementiert. Für
sicherheitsbezogene Anwendungen, die die Funktion
Sicherer Inkrementalwert nutzen, darf nur die aus der
Quadrantenerkennung von A und B gewonnene Groblage
genutzt werden.
Einige Sensoren der Produktreihe BML mit G-Schnittstelle
stellen ebenfalls eine Sicherheitsfunktion Sicherer Absolut-
wert bereit. Hierzu wird der absolute Positionswert unsi-
cher generiert und unsicher übertragen. Sie werden aber
durch eine übergeordnete Plausibilisierung gegen die
sichere relative Groblageinformation zu einem sicheren
Absolutwert mit der Genauigkeit der relativen Groblagein-
formation aufgewertet (siehe Kapitel 2.7.3 auf Seite 20).
Die weiteren Sensorschnittstellen (BiSS, SSI, IO-Link,
RS422, HTL...) dürfen nicht für sich alleine in sicherheits-
gerichteten Anwendungen genutzt werden!
Für einen sicheren Betrieb muss der Sensor in einer siche-
ren Gesamtanwendung betrieben werden. Der Anwender
muss dazu die gesamte Sicherheitskette der Sicherheits-
funktion betrachten (z. B. Verwendung einer Sicherheits-
steuerung), um den erreichten SIL und PL zu bestimmen.
Es sind mehrere Balluff BML-Sensoren mit G-Schnittstelle
verfügbar und im Dokument BML-SIL-2-Sensoren
(Dok Nr. 934186) aufgelistet.
Das Dokument BML-SIL-2-Sensoren
(Dok Nr. 934186) kann im Internet unter
www.balluff.com oder per E-Mail bei
service@balluff.de angefordert werden.
Wenn der Sensor mit einer von der Auswerte-
elektronik getrennten Spannung versorgt wird,
muss der GND (die Masse) dieser Spannung mit
dem GND der Auswerteelektronik verbunden
werden.
Zusätzlich zu diesen Hinweisen die Hinweise aus der jewei-
ligen Sensoranleitung beachten.
www.balluff.com
2.7.2 Auswertung der sicheren inkrementellen
G-Schnittstelle
Aus den vier Signalen +A (+sin), −A (−sin), +B (+cos),
−B (−cos) werden die Differenzsignale A und B wie folgt
gebildet:
A = +A (+sin) − (−A (−sin))
B = +B(+cos) − (−B (−cos))
Für sicherheitsbezogene Anwendungen, die die Funktion
Sicherer Inkrementalwert nutzen, darf nur die aus der
Quadrantenerkennung von A und B gewonnene Groblage
genutzt werden. Dabei dürfen die Triggerlevel für die
Quadrantenerkennung höchstens ±100 mV sein.
Die Sicherheitssteuerung muss die Fehlererkennung durch
eine Bestimmung und Überwachung der Zeigerlänge (Z)
der zwei Differenzsignale nach folgendem Algorithmus
durchführen:
Z = (A² + B²)
Die Zeigerlänge Z muss mindestens mit einer Frequenz
von 500 kHz bestimmt werden. Dabei muss die Zeiger-
länge Z auf die Grenzen Z = 0,25 V und Z
u
überwacht werden. Falls diese Grenzen über- oder unter-
schritten werden, muss ein sicherer Zustand des Gesamt-
systems innerhalb der Prozesssicherheitszeit herbeigeführt
werden.
Ein im Sensorkopf entstandener Fehler lässt sich spätes-
tens nach einer Bewegung um eine Periode über die
Zeigerlängenüberwachung erkennen.
Die Auswerteschaltung muss so dimensioniert werden,
dass die Zeigerlänge bei der maximalen Verfahrgeschwin-
digkeit (Oberflächengeschwindigkeit) v
chenden Periodenlänge p der Anlage bestimmt werden
kann.
Die maximale Frequenz der Signale A und B kann wie folgt
bestimmt werden:
f = v / p
max max
Die maximal auftretende Frequenz bei der Quadrantenbe-
stimmung errechnet sich wie folgt:
f = 4 × v /p
max max
Für die sicherheitsgerichtete Auswertung dürfen nur die
Quadranten der sin/cos-Signale genutzt werden. Eine
Interpolation der sin/cos-Signale ist für den sicheren Pfad
nicht zulässig. Für die Regelung von Antrieben außerhalb
einer Sicherheitsfunktion können die interpolierten
sin/cos-Signale (Feinlage) jedoch genutzt werden.
= 0,675 V
o
und der entspre-
max
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