Hydac HLT 1000 Analog User guide

Mat –Nr. 669879 / Stand:19.07.2012 D/E
-Safety Manual-
(-Sicherheitshandbuch-)
(Originalanleitung)
-Safety Manual-
(Translation of original
instructions)
Linearer
Wegmessumformer
DIN EN ISO 13849-1: 2008 Kategorie 2 PL d
DIN EN 61508 Safety Integrity Level: SIL 2
Linear
Position Transducer
DIN EN ISO 13849-1: 2008 Category 2 PL d
DIN EN 61508 Safety Integrity Level: SIL 2
HLT 1000 Analog

Mat –Nr. 669876 / Stand: 19.07.2012 D
2

Mat –Nr. 669879 / 19.07.2012 D
3
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 5
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 6
5.3.1 Temperaturbereich 6
5.3.2 Mechanisches Umfeld 6
5.4 Eingangskenngrößen 7
5.5 Ausgangskenngrößen 7
6Bedienelemente 7
7Inbetriebnahme 7
8Intervall für Wiederholungsprüfungen 7
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. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
4
1 Allgemeine Angaben
1.1 Autor, Version, Datum, Dokumentname, Dateiname
Autor: R. Heuckelbach (HEUR)
Version: 1.1
Datum: 19.07.2012
Dokumentname: Safety Manual
Dateiname: SM_HLT_1000-Analog-FS_D_E_669879_2012-07-19.pdf
1.2 Versionshistorie und Änderungsvermerke
Version Datum Autor Änderung
V1.0 24.05.2012 HEUR Erste Ausgabe
V1.1 19.07.2012 HEUR Korrektur von Spezifikationen
2 Geltungsbereich
Dieses Sicherheitsdatenblatt gilt für folgende Wegmessumformer der Serie HLT 1000
für funktionale Sicherheit:
HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-100
HLT 1100-xx-xxx-Cxx-xxxx-S2Pd-xxx
| | | | | | |
| | | | | | +-- Modifikation
| | | | | | 000 = Standardgehäuse
| | | | | | 100 = OEM Sondergehäuse
| | | | | +------- SIL2/PL=d
| | | | +------------ Messlänge in mm
| | | +---------------- Schnittstelle
| | | C01 = Analog 4..20mA
| | | C02 = Analog 20..4mA
| | +-------------------- Anschluss
| | K01 = freies Kabel 1m
| | K02 = freies Kabel 2m
| | K05 = freies Kabel 5m
| | K10 = freies Kabel 10m
| +----------------------- Anschlussart
| R2 = Zylinderintegriert
| 00 = Sondergehäuse gemäß
| Modifikation
+---------------------------- Bauart
1 = Stab

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
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3 Produktbeschreibung
Die Wegmessumformerserie HLT 1000 wurde speziell für den Serieneinsatz in
Hydraulikzylindern, z. B. in Mobilanwendungen, entwickelt und dient der sicheren
Detektion der Kolbenstangenposition von Hydraulikzylindern.
Der HLT 1000 basiert auf dem robusten, langlebigen und kontaktfreien Prinzip der
Magnetostriktion. Die Gehäuseform und die Geometrie sind so beschaffen, dass ein
Falscheinbau in den Zylinder nicht möglich ist.
Zur Einbindung in moderne Steuerungen steht ein analoger Stromausgang zur
Verfügung. Für den mechanischen Einbau stehen zwei Varianten mit verschiedenen
Gehäusegeometrien zur Verfügung. Das eröffnet dem HLT 1000 ein breites
Anwendungsfeld.
Der Wegmessumformer HLT 1000-FS ist speziell für den Einsatz in Sicherheitskreisen
/ Sicherheitsfunktionen im Rahmen der funktionalen Sicherheit von Maschinen bis
SIL2 (IEC 61508) bzw. PL='d' Kat 2 (DIN EN ISO 13849-1:2008) bestimmt. Der
Wegmessumformer dient als Sensorelement (SRP/CS) einer elektronischen
Steuerung (E/E/PE-System).
4 Funktionale Sicherheit
4.1 Relevante Normen
Performance Level
DIN EN ISO 13849-1: 2008-12
Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen –
Teil1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze
Safety Integrity Level
DIN EN 61508: 2001
4.2 Konformität
Die Konformität zu den relevanten Normen wird vom TÜV Nord Cert im
Zertifikat Nr.: 44 207 12 388991 bestätigt.
4.3 Beschreibung der Sicherheitsfunktionen
Der Wegmessumformer besitzt nur eine einzige Sicherheitsfunktion:
Die Sicherheitsfunktion des Wegmessumformers besteht darin, innerhalb der
spezifizierten Betriebsbedingungen und Eingangskenngrößen zu jeder Zeit ein zur
Magnetposition wegabhängiges Ausgangssignal im Rahmen der spezifizierten
Messgenauigkeit auszugeben.
Im Fall eines erkannten internen Fehlers nimmt der Wegmessumformer den sicheren
Zustand an.
4.3.1 Ungestörter Betrieb
Der ungestörte Betrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal
dauerhaft im Bereich 4 ... 20 mA liegt.

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
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4.3.2 Sicherer Zustand
Der sichere Zustand ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal dauerhaft
oder zyklisch außerhalb des Bereichs 4 ... 20 mA liegt. Die übergeordnete Steuerung
muss diese Situation erkennen und die Maschine (EUT) in einen sicheren Zustand
überführen.
4.3.3 Gefährlicher Fehler
Eine Gefährdungssituation kann entstehen, wenn der Wegmessumformer der
übergeordneten Steuerung eine fehlerhafte Position signalisiert. Durch Schaltungs-
und Software-Entwurf, Diagnosemaßnahmen und Auswahl der Bauteile wurde die
Wahrscheinlichkeit für diesen Fehler minimiert (vgl. Kap. 9).
5 Spezifikation (Auszug)
Die vollständige Spezifikation ist dem Benutzerhandbuch zu entnehmen
5.1 Diagnosezeiten
Diagnosezeit Wert
Diagnose-Intervall Kontinuierliche Diagnose
Prozess-Sicherheitszeit ≤1000 ms
5.2 Elektrischer Anschluss
Versorgung Wert
Versorgungsspannung (Vin) nominal 9 ... 36 V DC
Restwelligkeit Versorgungsspannung ≤250 mV
Leistungsaufnahme < 2 W
Elektrischer Anschluss
(Kabel; 3 adrig)
weiß: + UB
grün: 4 ... 20 mA Signalausgang
braun: GND
Verpolungsschutz
Überspannungsschutz
Lastkurzschlussfestigkeit
vorhanden
vorhanden
vorhanden
5.3 Umwelt
5.3.1 Temperaturbereich
Umgebungsbedingung Wert
Betriebstemperaturbereich - 40 ... 85 °C
Lagertemperaturbereich - 40 ... 100 °C
5.3.2 Mechanisches Umfeld
Umgebungsbedingung Wert
Schutzklasse nach EN 60529 IP 66 * / 67
Schutzklasse nach DIN 40050-9 IP 69 K *
* Modifikation 100

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
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5.4 Eingangskenngrößen
Eingangskenngröße Wert
Messlänge 200 ... 2500 mm
Messbereichsanfang vor
Montageflansch
≤30 mm
Messbereichsende vor Stabende ≤63 mm
5.5 Ausgangskenngrößen
Ausgangskenngröße Wert
Ausgangssignal 4 ... 20 mA
Wiederholbarkeit +/- 0,1 % FS
Hysterese +/- 0,1 % FS
Linearitätsabweichung +/- 0,1 % FS
Genauigkeitsklasse +/- 0,5 % FS
Bürde nach GND 200 ... 500 Ω
Reaktionszeit des Ausgangssignals ≤30 ms (10 … 90 %)
6 Bedienelemente
Der Wegmessumformer besitzt keine Bedienelemente. Entsprechend sind
Benutzereingriffe weder möglich, noch erforderlich.
7 Inbetriebnahme
Die Vorgaben im Benutzerhandbuch 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 Wegmessumformers 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.

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
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9 Sicherheitstechnische Kennzahlen
9.1 Performance Level
Gerät HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-C01-xxxx-S2PD-100
TÜV Nord Zertifikat 44 207 12 388991
Grundlage DIN EN ISO 13849-1:2008 – Teil 1
PL d
Architektur Kategorie 2
MTTFd 106,09 Jahre (hoch)
DCavg 89,27 % (mittel)
CCF 75 Punkte (ausreichend)
Gebrauchsdauer 20 Jahre
9.2 Safety Integrity Level
Gerät HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-C01-xxxx-S2PD-100
TÜV Nord Zertifikat 44 207 12 388991
Grundlage DIN EN 61508:2001
SIL 2
Klassifizierung Typ B System
Architektur 1oo1D
HFT 0
Anforderungsart kontinuierlich
PFH 1,15
*10-7 / h
SFF 94,4 %

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
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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
g
efahrbrin
g
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 / 109hours)
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

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
10
11 CE-Konformitätserklärung

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
11
12 TÜV-Zertifikat

Mat –Nr. 669879 / Stand: 19.07.2012 D
12
HYDAC ELECTRONIC GMBH
Hauptstr. 27
D-66128 Saarbrücken
Germany
Web: www.hydac.com
E-Mail: electr[email protected]m
Tel.: [phone]
Fax.: [phone]
HYDAC Service
Für Fragen zu Reparaturen steht Ihnen der HYDAC Service zur Verfügung.
HYDAC SERVICE GMBH
Hauptstr. 27
D-66128 Saarbrücken
Germany
Tel.: [phone]
Fax.: [phone]
Anmerkung
Die Angaben in dieser Dokumentation beziehen sich auf die beschriebenen
Betriebsbedingungen und Einsatzfälle. Bei abweichenden Einsatzfällen und/oder
Betriebsbedingungen wenden Sie sich bitte an die entsprechende Fachabteilung.
Bei technischen Fragen, Hinweisen oder Störungen nehmen Sie bitte Kontakt mit Ihrer
HYDAC-Vertretung auf.
Technische Änderungen sind vorbehalten.

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
-Safety Manual-
(Translation of original
instructions)
Linear
Position Transducer
DIN EN ISO 13849-1: 2008 Category 2 PL d
DIN EN 61508 Safety Integrity Level: SIL 2
HLT 1000 Analogue

Part no.: 669876 / Status: 19.07.2012 E
2

Part no.: 669879 / 19.07.2012 E
3
Contents
1General data 4
1.1 Author, version, date, document name, file name 4
1.2 Version history and revision notes 4
2Scope 4
3Product description 5
4Functional safety 5
4.1 Relevant standards 5
4.2 Conformity 5
4.3 Description of the safety functions 5
4.3.1 Normal operation 5
4.3.2 Safe state 6
4.3.3 Dangerous failures 6
5Specification (extract) 6
5.1 Diagnostic times 6
5.2 Electrical connection 6
5.3 Environment 6
5.3.1 Temperature range 6
5.3.2 Mechanical environment 6
5.4 Input data 7
5.5 Output data 7
6Operating elements 7
7Commissioning 7
8Interval between repeat testing 7
9Safety-related information 8
9.1 Performance level 8
9.2 Safety integrity level 8
10 Glossary 9
10.1 Terms from DIN EN ISO 13849 9
10.2 Terms from DIN EN 61508 9
11 CE conformity declaration 10
12 TÜV Certificate 11

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
4
1 General data
1.1 Author, version, date, document name, file name
Author: R. Heuckelbach (HEUR)
Version: 1.1
Date: 19.07.2012
Document name: Safety Manual
File name: SM_HLT_1000-Analog-FS_D_E_669879_2012-07-19.pdf
1.2 Version history and revision notes
Version Date Author Revision
V1.0 2012-05-24 HEUR First edition
V1.1 2012-07-19 HEUR Correction of specifications
2 Scope
This safety manual applies to the following Linear Position Transducers in the series
HLT 1000 for functional safety:
HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-100
HLT 1100-xx-xxx-Cxx-xxxx-S2Pd-xxx
| | | | | | |
| | | | | | +-- Modification
| | | | | | 000 = Standard housing
| | | | | | 100 = OEM Special housing
| | | | | +------- SIL2/PL=d
| | | | +------------ Measuring range in mm
| | | +---------------- Interface
| | | C01 = Analogue 4..20mA
| | | C02 = Analogue 20..4mA
| | +-------------------- Connection
| | K01 = Flying lead 1m
| | K02 = Flying lead 2m
| | K05 = Flying lead 5m
| | K10 = Flying lead 10m
| +----------------------- Type of connection
| R2 = Cylinder integrated
| 00 = Special housing
| according to modification
+---------------------------- Design
1 = Rod

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
5
3 Product description
The linear position transducer series HLT 1000 has been specially developed for OEM
hydraulic cylinders, e.g. in mobile applications, and provides reliable monitoring of the
piston rod position in hydraulic cylinders.
The HLT 1000 is based on the robust, long-lasting and wear-free principle of
magnetostriction. The housing shape and the geometry are designed in such a way
that it is impossible to install it incorrectly in the cylinder.
An analogue current output is available for incorporation in modern controls. As
regards the mechanical installation, there are two models with different housing
geometries. This means that the HLT 1000 can be used in a wide variety of
applications.
The HLT 1000-FS linear position transducer is specially designed for use in safety
circuits/safety functions as part of the functional safety of machines up to SIL2 (IEC
61508) or PL = 'd' Cat 2 (DIN EN ISO 13849-1:2008). The linear position transducer is
designed to be a sensor element (SRP/CS) on electronic control systems (E/E/PE
system).
4 Functional safety
4.1 Relevant standards
Performance Level
DIN EN ISO 13849-1: 2008-12
Safety of machinery – Safety-related parts of control systems -
Part 1: General principles for design
Safety integrity level
DIN EN 61508: 2001
4.2 Conformity
Conformity to the relevant standards is certified by TÜV Nord in
certificate no: 44 207 12 388991.
4.3 Description of the safety functions
The linear position transducer has just one safety function:
The safety function of the linear position transducer consists in transmitting at any time
an output signal based on the distance to the magnet position within the specified
measuring accuracy, within the specified operating conditions and input parameters.
In case of internal error detection, the linear position transducer goes into the "safe
state".
4.3.1 Normal operation
Normal operation is characterized by a permanent output signal in the range
4 ... 20 mA.

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
6
4.3.2 Safe state
The safe state is characterized by the output signal being permanently or cyclically
outside the range 4 ... 20 mA. The higher-level control system must recognise this
situation and put the machine (EUT) into a safe state.
4.3.3 Dangerous failures
A dangerous situation can arise if the linear position transducer of the higher-level
control signals an error position. The circuit and software design, diagnostic measures
and the choice of components all contribute to minimizing the probability of such
failures (see Point 9).
5 Specification (extract)
The full specification can be found in the user manual for the instrument.
5.1 Diagnostic times
Diagnostic time Value
Diagnostic interval Continuous diagnostics
Process safety time ≤1000 ms
5.2 Electrical connection
Supply Value
Supply voltage (Vin) nominal 9 ... 36 V DC
Residual ripple supply voltage ≤250 mV
Power consumption < 2 W
Electrical connection
(cable; 3-core)
white: + UB
green: 4 ... 20 mA signal output
brown: GND
Reverse polarity protection
Surge protection
Short-circuit protection
Standard
Standard
Standard
5.3 Environment
5.3.1 Temperature range
Environmental conditions Value
Operating temperature range - 40 ... 85 °C
Storage temperature range - 40 ... 100 °C
5.3.2 Mechanical environment
Environmental conditions Value
Safety class to EN 60529 IP 66 * / 67
Safety class to DIN 40050-9 IP 69 K *
* Modification 100

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
7
5.4 Input data
Input parameters Value
Measuring length 200 ... 2500 mm
Distance between start of measuring
zone and flange housing
≤30 mm
Distance between end of rod and end
of measuring zone
≤63 mm
5.5 Output data
Output data Value
Output signal 4 ... 20 mA
Repeatability +/- 0.1 % FS
Hysteresis +/- 0.1 % FS
Linearity discrepancy +/- 0.1 % FS
Accuracy class +/- 0.5 % FS
Ohmic resistance to GND 200 ... 500 Ω
Reaction time of the output signal ≤30 ms (10 … 90 %)
6 Operating elements
The linear position transducer does not have any operating controls. User intervention
is therefore neither possible nor necessary.
7 Commissioning
The user manual instructions must be followed. The geometry and cleanliness of the
installation space, the sound condition of the sealing surfaces and sealing elements,
and the electrical connection are particularly crucial.
8 Interval between repeat testing
The operating life of the position transducer is defined as 20 years. The reliability of
the electrical, electronic and mechanical components is such that no repeat testing is
required during the unit's operating life.

Part no.: 669879 / Status: 19.07.2012 E
8
9 Safety-related information
9.1 Performance level
Instrument HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-C01-xxxx-S2PD-100
TÜV Nord certificate 44 207 12 388991
Based on DIN EN ISO 13849-1:2008 – Part 1
PL d
Architecture Category 2
MTTFd 106.09 years (high)
DCavg 89.27 % (medium)
CCF 75 points (satisfactory)
Operating life 20 years
9.2 Safety integrity level
Instrument HLT 1100-R2-Kxx-Cxx-xxxx-S2PD-000
HLT 1100-00-Kxx-C01-xxxx-S2PD-100
TÜV Nord certificate 44 207 12 388991
Based on DIN EN 61508:2001
SIL 2
Classification Type B System
Architecture 1oo1D
HFT 0
Demand mode continuous
PFH 1.15 * 10-7 / h
SFF 94.4 %