ABB NGDR-02 Antriebsschutz-Relaismodul | SIL3 Sicherheit für ACS-Antriebe

ABB NGDR-02 Drive Guard Relaismodul - SIL3-Sicherheitsschutz für Industrieantriebe

Das ABB NGDR-02 Drive Guard Relaismodul bietet zertifizierte Sicherheitsüberwachung und Schutz für Frequenzumrichter der Serien ACS600 und ACS800 und gewährleistet die Einhaltung internationaler Maschinensicherheitsnormen. Dieses SIL3/PL e bewertete Sicherheitsrelais stellt kritische Not-Aus- und Safe Torque Off (STO)-Funktionen bereit und schützt Personal und Anlagen in industriellen Automatisierungsumgebungen, in denen Antriebssysteme potenzielle Gefahren darstellen.

Kern-Sicherheitsspezifikationen

Sicherheitsfunktionen & Betrieb

Not-Aus (E-Stop) Integration: Der NGDR-02 überwacht zweikanalige Not-Aus-Schaltungen mit Kreuzfehlererkennung, um sicherzustellen, dass ein einzelner Komponentenfehler die Sicherheit nicht beeinträchtigt. Wird ein Not-Aus-Zustand erkannt, trennt das Modul sofort die Stromversorgung der Gate-Treiber des Antriebs und bringt den Motor innerhalb der erforderlichen Reaktionszeit für SIL3-Anwendungen sicher zum Stillstand.

Safe Torque Off (STO): Implementiert die IEC 61800-5-2 konforme Safe Torque Off-Funktionalität, indem die Steuerungssignale der Leistungsstufe des Antriebs unterbrochen werden. Dies verhindert ein unerwartetes Neustarten des Motors während Wartungsarbeiten, ohne die Hauptstromversorgung zu trennen, und ermöglicht sicherere Serviceverfahren bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Produktivität.

Zweikanalige Architektur: Jeder Sicherheitseingang nutzt redundante Signalwege mit kontinuierlicher Diagnoseüberwachung. Das Modul vergleicht beide Kanäle in Echtzeit und erkennt Abweichungen, die auf Verdrahtungsfehler, Bauteilausfälle oder Manipulationsversuche hinweisen könnten. Diese Architektur erreicht die für SIL3/PL e-Zertifizierung erforderliche Diagnoseabdeckung.

Konfigurierbare Logik: Unterstützt mehrere Sicherheitskreis-Topologien, einschließlich in Reihe geschalteter Sicherheitsgeräte, paralleler Überwachung mehrerer Zonen und Integration mit Sicherheits-SPS. Die Konfigurationsparameter können über DIP-Schalter oder über die Bedienfeldschnittstelle des Antriebs eingestellt werden.

Industrielle Anwendungsszenarien

Materialflusssysteme: Schützt Bediener in der Nähe von Förderantrieben, Brückenkränen und fahrerlosen Transportsystemen (AGVs), indem es bei Übertritt von Sicherheitsbarrieren oder Betätigung von Not-Aus-Schaltern eine sofortige Motorabschaltung gewährleistet. Die schnelle Reaktionszeit des NGDR-02 erfüllt die strengen Anforderungen von Hochgeschwindigkeits-Materialflusssystemen.

Werkzeugmaschinenbetrieb: Gewährleistet den sicheren Betrieb von CNC-Maschinen, Drehmaschinen und Fräszentren, bei denen rotierende Spindeln und bewegliche Achsen Quetsch- und Verwicklungsgefahren darstellen. Die Integration mit Sicherheitslichtvorhängen und verriegelten Schutzvorrichtungen verhindert den Maschinenbetrieb, wenn sich Personen in Gefahrenzonen befinden.

Verpackungs- & Druckmaschinen: Koordiniert Sicherheitsfunktionen über mehrfache Antriebe in Verpackungslinien, in denen Bediener häufige Umrüstungen und Wartungen durchführen. Die sichere Drehmomentfreigabe ermöglicht mechanische Anpassungen ohne vollständige Stromtrennung, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Sicherheitskonformität gewahrt wird.

Pumpen- & Lüftungssysteme: Bietet Sicherheitsabschaltung für große HLK-Lüfter, Industriepumpen und Kompressorantriebe in Anlagen, in denen ein unerwarteter Motorneustart Wartungspersonal gefährden könnte. Die Relaisausgänge des Moduls können auch externe Alarme und Verriegelungsmechanismen auslösen.

Robotik- & Automationszellen: Integriert sich in kollaborative Robotersicherheitssysteme und Perimeterschutz, um umfassende Sicherheitszonen zu schaffen. Der NGDR-02 koordiniert die Antriebssicherheit mit anderen Zellkomponenten und stellt sicher, dass alle Bewegungsachsen gleichzeitig stoppen, wenn Sicherheitsbedingungen verletzt werden.

Systemintegration & Verkabelung

Der NGDR-02 wird direkt in dedizierte Optionssteckplätze innerhalb der ACS600- und ACS800-Antriebsschränke installiert und verbindet sich ohne externe Verkabelung mit dem internen Steuerbus des Antriebs. Sicherheitseingangsklemmen akzeptieren standardmäßige 24V DC-Sicherheitsgeräte, einschließlich Notausschalter, Sicherheitsrelais, Lichtvorhänge und Sicherheits-SPS mit Zweikanalausgängen.

Kommunikationsoptionen: Für verteilte Antriebssysteme unterstützt das Modul Glasfaser-DDCS (Drive-to-Drive Communication System) oder Profibus DP-Konnektivität, wodurch eine zentrale Sicherheitsüberwachung und Diagnose ermöglicht wird. Statusinformationen einschließlich Eingangsstatus, Fehlerzuständen und Diagnosezählern können über die Feldbus-Schnittstelle des Antriebs aus der Ferne abgerufen werden.

Relais-Ausgangsanwendungen: Die zwei Sicherheitsrelais-Ausgänge liefern hartverdrahtete Sicherheitssignale für externe Geräte wie Motor-Schütze, Bremssteuerungen oder Sicherheits-SPS-Eingänge. Jedes Relais verfügt über zwangsgelenkte Kontakte mit positiver Öffnungswirkung und erfüllt die Anforderungen für sicherheitskritische Schaltanwendungen.

Konformität & Zertifizierung

Der NGDR-02 wurde unabhängig nach SIL3 gemäß IEC 61508 funktionale Sicherheit und Performance Level e (PL e) gemäß ISO 13849-1 Maschinensicherheitsanforderungen zertifiziert. Die Zertifizierungsdokumentation umfasst Ausfallraten, Diagnosedeckungsberechnungen und Prüfverfahren, die für die Validierung des Sicherheitslebenszyklus erforderlich sind.

Regulatorische Konformität: Erfüllt die Anforderungen der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG für sicherheitsrelevante Teile von Steuerungssystemen. UL-Zertifizierung gilt für nordamerikanische Installationen, die NFPA 79-Konformität für elektrische Systeme von Industriemaschinen erfordern.

Diagnose- & Wartungsfunktionen

• LED-Statusanzeigen für Stromversorgung, Sicherheits-Eingangszustände und Fehlerzustände
• Kontinuierliche Selbstdiagnose mit automatischer Fehlererkennung und sicherem Abschalten
• Fehlerspeicherprotokollierung zugänglich über das Antriebsbedienfeld oder Feldbus-Schnittstelle
• Testimpulsüberwachung zur Erkennung von verschweißten Relaiskontakten
• Konfigurierbare Reaktionszeiten zur Anpassung an die Sicherheitsanforderungen der Anwendung
• Hot-Swap-Fähigkeit für den Austausch ohne Abschalten des gesamten Antriebssystems (bei korrekter Konfiguration)

Installation & Inbetriebnahme

Die Installation erfordert qualifiziertes Personal, das mit den Prinzipien der funktionalen Sicherheit und der Integration von Antriebssystemen vertraut ist. Der NGDR-02 muss entsprechend der Sicherheitsrisikobewertung für die jeweilige Anwendung konfiguriert werden, wobei geeignete Prüfintervalle basierend auf dem erforderlichen Safety Integrity Level festgelegt werden.

Wichtig: Die Validierung der Sicherheitsfunktion muss nach der Installation und anschließend regelmäßig gemäß dem Sicherheitslebenszyklusplan durchgeführt werden. ABB stellt Inbetriebnahme-Checklisten und Validierungsverfahren im Produktsicherheits-Handbuch bereit.

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