19.11.2013

Wirtschaftlicher Schutz von Mensch und Maschine

Pilz erweitert sein Portfolio für die sichere Überwachung von Bremsen an vertikalen Achsen. Je nach Anwendungsfall und Betriebsart stehen verschiedene Lösungsansätze zur Verfügung, die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit vereinen.

Autor: Andreas Hahn, Pilz GmbH & Co. KG.


Bild 1: Die Sicherheitskarte für Servoregler bietet eine Reihe von Sicherheitsfunktionen für vertikale Achsen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Vertikalachsen werden in Belade- und Entladeportalen, Werkzeugmaschinen, Hubeinrichtungen und in der Bühnentechnik eingesetzt. Gerade durch störungsbedingte Bewegungen der Maschinen besteht bei diesen Anwendungen eine große Gefahr. Denn in der Regel bieten die im Antriebsmotor integrierten Haltebremsen keinen ausreichenden Schutz gegen das unkontrollierte Absinken hängender Lasten.

Bedarfsgerechte Lösung zur Risikominimierung

Für eine sichere Bewegungsüberwachung im Bereich schwerkraftbelasteter Achsen bietet Pilz je nach Anforderung zwei verschiedene Varianten an: Die Safe Motion Lösung Pmcprotego DS ist eine Kombination aus Servoverstärker und Sicherheitskarte, die durch verschiedene Bewegungs-, Stopp- und Bremsenfunktionen eine hohe Sicherheit des Anwenders gewährleistet. Hinzu kommt das neu entwickelte Stand-Alone Sicherheitsrelais Pnoz s50. Es sorgt für die sichere Ansteuerung und Überwachung von zwei Halte- oder Sicherheitsbremsen. Beide sind bis PLe nach EN ISO13849-1 bzw. SIL CL3 nach EN/IEC62061 konzipiert und können bei Bedarf auch kombiniert werden. Das Gefahrenpotenzial schwerkraftbelasteter Achsen hängt nicht nur davon ab, ob sich der Bediener außerhalb oder innerhalb des zugangsgesicherten Bereichs befindet. Denn innerhalb des gesicherten Bereichs muss zusätzlich zwischen 'vollständigem' und 'teilweisem' Aufenthalt sowie kurzer und langer Verweildauer unter der Last differenziert werden. Welche Sicherheitslösung letztendlich notwendig ist, muss der Hersteller im Rahmen einer Risikobeurteilung für jede Anwendung im Vorfeld festlegen. Voraussetzung hierzu ist die Bestimmung des erforderlichen Performance Levels (PL), zu der jeder Maschinenhersteller laut Maschinenrichtlinie verpflichtet ist.

Steckbare Karte mit elf Sicherheitsfunktionen

Um bei schwerkraftbelasteten Achsen in einen zugangsgesicherten Bereich zu gelangen, muss vor der Deaktivierung der Zuhaltung ein zyklischer Bremsentest nach Kat. 2, EN ISO13849-1 erfolgen. Diese Aufgabe übernimmt die Sicherheitskarte der Safe Motion Lösung Pmcprotego DS, indem sie eine zusätzliche Belastung der Bremse mit dem 1,3-fachen Moment initiiert. Dieser 'Sichere Bremsentest' (SBT) erfolgt je nach Risikobeurteilung einmal in jedem Produktionszyklus oder nur alle acht Stunden. SBT ist eine von insgesamt 11 Sicherheitsfunktionen der steckbaren Karte. Dazu gehören auch die 'Sichere Bremsenansteuerung' (SBC) und die 'Sicher begrenzte Position' (SLP), mit der Endlagen überwacht werden. Beide zählen zusammen mit dem 'Sicheren Bremsentest' (SBT) zu den relevanten Sicherheitsfunktionen im Bereich vertikaler Achsen. Sie gehen weit über die im Regler integrierte Funktion 'Sicher abgeschaltetes Moment' (STO, Unterbrechung der Energieversorgung) hinaus und erhöhen damit sowohl die Sicherheit als auch die Verfügbarkeit der Anlage deutlich. Weitere integrierte Sicherheitsfunktionen, die primär das Einrichten betreffen, sind 'Sicher begrenzte Geschwindigkeit' (SLS), 'Sichere Bewegungsrichtung' (SDI) sowie 'Sicher begrenztes Schrittmaß' (SLI). Andere, die sich eher auf den Eingriff in den Prozess beziehen, betreffen 'Sicherer Betriebshalt' (SOS), 'Sicherer Geschwindigkeitsbereich' (SSR) sowie allgemeine Maßnahmen wie 'Sicherer Stopp 1 und 2' (SS1 und 2). Alle Funktionen erfüllen die Anforderungen der Maschinenrichtlinie nach IEC61800-5-2 und sind ausgelegt bis PLe nach EN ISO13849-1 bzw. SIL CL3 nach EN/IEC62061. Die Safe Motion Lösung Pmcprotego DS sorgt dank der Achsbruchüberwachung über einen externen Geber zusätzlich dafür, dass kein Fehlerausschluss der Mechanik notwendig ist. Ein Anlaufen der Vertikalachse bei geöffneter Schutztür wird so zuverlässig verhindert.

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