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Fast unbegrenzte Funktionskombinationen

Sichere Drehzahlüberwachung
Fast unbegrenzte Funktionskombinationen

Drehzahlen zu erfassen ist die Kernfunktion der sicheren Antriebsüberwachung. Da es aber beispielsweise beim Einrichten, Warten, Instandhalten und in anderen Betriebsszenarien weitere Parameter im Auge zu behalten gilt, können mit dem neuen Drehzahlwächter BWU2849 von Bihl+Wiedemann nun beliebig viele Sicherheitsfunktionen in einer Applikation kombiniert und bis in die höchste Sicherheitskategorien gleichzeitig gelöst werden.

Die Autorin: Dipl.-Ing. (BA) Johanna Schüßler, Produktmanagement, Bihl+Wiedemann

Der Drehzahlwächter BWU2849 ist ein Erweiterungsmodul für unterschiedliche sichere Kleinsteuerungen sowie Gateways von Bihl+Wiedemann und erfüllt die sicherheitstechnischen Anforderungen gemäß PL e nach EN ISO 13849-1 und SIL3 nach EN 62061. Der Safety-Baustein bildet zudem alle Motion-Control-Funktionen der sicherheitsgerichteten Antriebsüberwachung der EN 61800-5-2 ab – auch simultan: Für jede der beiden mit dem Drehzahlwächter überwachbaren Achsen können – nahezu unbegrenzt – entweder mehrere Sicherheitsfunktionen kombiniert oder eine identische Überwachung mit unterschiedlichen Parametern festgelegt werden.
Antriebsüberwachung an Maschinen mit mechanisch trennenden Schutzeinrichtungen
CNC-Fertigungszentren, Pressen, Bearbeitungsstationen, Abfüllanlagen oder Verpackungslinien sind typische Beispiele für Maschinen und Anlagen, an denen der Schutz vor einem Eingriff in einen gefahrbringenden Bereich im laufenden, in der Regel automatisierten Betrieb oftmals mit mechanisch trennenden Schutzeinrichtungen wie Klappen, Hauben, Schiebeelementen oder Türen gelöst wird. Diese Einrichtungen sind seit Mitte 2015 mit Verriegelungseinrichtungen auszustatten, die den Anforderungen der DIN EN ISO 14119 entsprechen. Dabei muss die sicherheitstechnische Gesamtlösung zum einen berücksichtigen, dass nach dem Auslösen eines Not-Halts durch Öffnen der Schutzeinrichtung der Antrieb vollständig zum Stillstand gekommen ist, bevor die Gefahrstelle mit einem Körperteil erreicht werden kann. Zum anderen kann es sich aus der konkreten Applikation ergeben, dass ein Antrieb auch bei geöffneter Schutzeinrichtung sicher bewegt werden muss, etwa bei Einricht-, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten. Notwendig ist also eine Kombination verschiedener antriebstechnischer Sicherheitsfunk-tionen nach EN 61800-5-2.
Ein SOS (Safe Operation Stop, sicherer Betriebshalt) sorgt dann dafür, dass die Zuhaltung des Zugangs erst freigeben wird, wenn der Antrieb steht. Gleichzeitig verhindert er dessen ungewollten Wiederanlauf. SLS (Safely Limited Speed, sicher begrenzte Geschwindigkeit) und SSM (Safe Speed Monitor, sichere Geschwindigkeitsüberwachung) ermöglichen es wiederum, die Antriebe im Einrichtbetrieb sicher zu bewegen. Und je nach Aufgabenstellung wird mit SDI (Safe Direction) noch die sichere Bewegungsrichtung überwacht, während mit SLI (Safely Limited Increment) auch die Programmierung eines sicher begrenzten Schrittmaßes für einen Tipp-Betrieb möglich ist. Der Drehzahlwächter BWU2849 führt diese Sicherheitsfunktionen aus und verarbeitet dazu die Messwerte der Antriebsencoder sowie die Sensorsignale der Verriegelungen. Unter dem Strich erreicht die sichere Stillstands- und Drehzahlüberwachung dreierlei: Sie gewährleistet höchstmögliche Sicherheit für den Bediener, vermeidet Anreize zur Manipulation oder Umgehung der Schutzeinrichtungen beziehungsweise der Sicherheitsfunktionen und sie optimiert die Produktivität der Maschine.
Mobile Antriebe per Drehzahl sicher überwachen
Über die Drehzahl oder die Messwerte der Encoder lassen sich auf mobilen Maschinen, wie zum Beispiel Kranen, Regalbediengeräten, fahrerlosen Transportfahrzeugen oder Aufzügen, eine Vielzahl an sicherheitsgerichteter Funktionen einrichten. So können mit Hilfe von SS1 (Safe Stop 1) beziehungsweise SS2 die Bremsrampen bei Horizontal- oder Vertikalbewegungen sicher überwacht sowie in der Stopp-Position entweder die Energiezufuhr abgeschaltet oder der Stillstand überwacht werden. Werden diese Funktionen frühzeitig, etwa bei der Auslegung von Regalgassen und Bediengeräten oder von Portalkrananlagen, berücksichtigt, können dadurch Sicherheitsabstände im Bereich der Endpositionen optimiert werden. Auch die Ausführung einer sicher begrenzten Beschleunigung lässt sich im Drehzahlwächter über die Sicherheitsfunktion SLA (Safely Limited Acceleration) abbilden, beispielsweise bei schwebenden Lasten an einem Kran oder bei beladenen fahrerlosen Transportfahrzeugen. Nach Erreichen der Sollgeschwindigkeit kann dafür die eigentliche Bewegungsgeschwindigkeit mit Hilfe der Sicherheitsfunktionen SSM (Safe Speed Monitor) in Form eines Grenzwertes überwacht oder mit SSR (Safe Speed Range) innerhalb eines zulässigen Korridors geregelt werden.
Darüber hinaus ist auch die Überwachung von Positionen und Endlagen sowie das Einhalten der Positionierbereiche besonders wichtig für ein kollisionsfreies Handling von Förder- oder Lagergütern oder etwa die barrierefreie Nutzung von Aufzügen. So dürfen Krane schwebende Lasten oft nicht über bestimmte Hallenbereiche bewegen und die Tür eines Aufzugs darf sich nur öffnen, wenn die Lastenkabine präzise zur Bodenfläche gestoppt hat. Lösen lassen sich solche Aufgabenstellungen über die Sicherheitsfunktion SLP (Safely Limited Position), die sich ebenfalls im BWU2849 zuverlässig abbilden lässt.
Kombinationen, Maschinendefekte und die Berücksichtigung individueller Risikoanalysen
Insgesamt können mit dem Drehzahlwächter bis zu 128 Sicherheitsfunktionen projektiert werden – entweder in Form mehrerer unterschiedlicher Funktionen oder als identische Funktionen mit unterschiedlichen Parametern pro Achse. Ein Umsetzungsbeispiel für eine Kombination der Sicherheitsfunktionen ist etwa die Sperrung eines Teilbereichs in einer Regalgasse mit Hilfe des Drehzahlwächters. Dazu werden die für die Fahrzeugsteuerung notwendigen, zulässigen Positionswerte entsprechend sicher begrenzt. Weitere Aufgaben der sicheren Drehzahlüberwachung mit dem BWU2849 können das Erkennen von Maschinendefekten beinhalten. Sind bei einem fahrzeugtechnischen Antriebs- beziehungsweise Bremsprüfstand zwei Achsen über eine Kupplung miteinander verbunden, erkennt der Drehzahlwächter sofort einen Wellenbruch, indem er die Messwerte der beiden Achsencoder miteinander vergleicht und per SSM oder SSR sicher auswertet. Auch Schieflagen, Schlupf an Antriebsrädern oder ein asynchroner Lauf parallel angetriebener Seilzug-Hubwerke an einer Krankatze lassen sich erkennen.
Die Basis für solche und weitere technisch und wirtschaftlich effiziente Lösungen, die sich an konkreten Risikoanalysen und Gefährdungssituationen orientieren, bilden die sicherheitszertifizierten Kleinsteuerungen und Gateways von Bihl+Wiedemann. Diese können um bis zu 62 sichere Module erweitert werden. Werden noch mehr sichere E/As benötigt oder sollen unterschiedliche Anlagenteile miteinander verbunden werden, ist es möglich, bis zu 31 Kopfstationen mit Safe Link über Ethernet sicher zu koppeln. Die Gateways bieten Schnittstellen für alle gängigen Feldbussysteme – sowie deren entsprechende Remote-Diagnosemöglichkeiten – und sind in der Lage, sowohl Safety- als auch Standardsignale zu verarbeiten. ge

Kontakt

40310000

info

Bihl+Wiedemann GmbH
Mannheim
Tel. +49 621 33996-0
Details zu den Drehzahlwächtern von Bihl+Wiedemann:
http://t1p.de/xj2a
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