Verknüpfung von Not-Halt & Schütztür-Überwachung & verzögert öffnende Schutztür-Verriegelung

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Hallo an Alle

ich möchte es mal zur Diskussion stellen:

Ich hab eine Maschine mit Hydraulik-Aggregat und hydraulisch angetriebenen, rotierendem Prüfling. Der Prüfling trudelt nach einem Halt-Befehl aus (ca. 30s). Daraus ergibt sich das Risiko irreversibler Verletzung, welches Minderungsmaßnahmen mit min. PLd erfordern.
Es soll deshalb eine Schutztür als trennende Schutzeinrichtung mit Zuhaltung installiert werden, welche erst nach 30s geöffnet werden kann. Die Zuhaltung ist 0-aktiv und fehlschlusssicher konzipiert, und gibt demnach nur die Rückmeldung für "verriegelt" wenn es auch tatsächlich so ist.

Grundsätzlich würden meiner Ansicht nach folgende elektrische Sicherheitsfunktionen notwendig:
• Not-Halt: Abschaltung des Pumpen-Antriebs im Notfall, wirkt auf Netzschütze der Pumpe
• Überwachung der Verrieglelung: Verhinderung eines unerwarteten Anlaufs wenn Tür offen, wirkt auf Netzschütze der Pumpe
• Entsperren der Zuhaltung: Entsperren der Tür erst 30s nachdem der Pumpen-Antrieb abgeschaltet wurde, wirkt auf Zuhaltung der Tür

Wer würde bis dahin mitgehen oder gibt es andere Ansätze?

Im weiteren Verlauf geht es um die Schaltungsentwicklung. Ich hatte überlegt, für jede Funktion ein eigenes Sicherheitsschaltgerät einzusetzen. Die Schaltkontakte der F-Relais für Not-Halt und Überwachung der Verriegelung würden in Reihe geschaltet. Da bei der dritten Funktion sichergestellt werden muss, dass die Tür fehlersicher verriegelt wird, sobald die Netzschütze eingeschaltet werden, hätte ich versucht die Rückmeldungen als Trigger für die Zuhaltung zu nutzen. Die logische Verknüpfung des Ganzen hab ich mal angehangen. Was meint Ihr dazu? Gehts auch einfacher, ohne einbußen bei den Sicherheitsfunktionen?

VG

 

[PePe44]

Ist es vielleicht interessant ein programmierbares Gerät mit allen Funktionen einzusetzen statt mehrerer Geräte ?
So was hier z.B.

Über Software konfigurierbares Sicherheitsrelais | Allen-Bradley

www.rockwellautomation.com

 

[Twirl]

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Pnoz Multi lohnt in der Regel bei 3 Sicherheitsfunktionen.
Interessanter ist aber deine pauschale Festlegung auf 30 Sekunden. Eigentlich muss du „Messreihen“ dafür erstellen und rechtskonform dokumentieren. 1x reicht da in der Regel nicht für aus.
Wenn die Mechanik fest über Wellen o.ä. (Kein Keilriemen) verbunden ist, dann lohnt ggf eine Dina Stillstandsüberwachung die im Lastkreis des Motors eingebunden wird.
Dann weißt du sicher ob der Antrieb steht und kannst entriegeln mit einer Karenzzeit.
Habe ich selbst schon so umgesetzt und funktioniert tadellos.

 

[det]

Moin,
Deine 30 Sekunden zum Austrudeln sind nicht wirklich sicher. Auf einmal läuft's 45 Sekunden nach. Für so etwas gibt es "Stillstandswächter".
Grüße Detlef

 

[s_kraut]

Moin,
Deine 30 Sekunden zum Austrudeln sind nicht wirklich sicher. Auf einmal läuft's 45 Sekunden nach. Für so etwas gibt es "Stillstandswächter".
Grüße Detlef

Richtig!

Allein über die Zeitachse zu gehen bringt einige Nachteile mit:
1. Verändert sich die Drehzahl, kann die veranschlagte Zeit zu kurz sein.
2. Wird die Zeit pauschal lang angesetzt, besteht für den Bediener ein Manipulations-Anreiz.
3. Wenn sich z.B. nach einem Lagerwechsel die Nachlaufzeit ändert, kriegt die Steuerung das nicht mit.
..

 

[SPSAlex83]

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moin zusammen,

Ich stimme dem Punkt mit der Zeit voll und ganz den anderen Kollegen zu!
In meiner Welt gehören Timer eher zum "schlechteren" Programmierstil und werden sehr sehr sparsam verwendet bzw. nur für bestimmte Dinge. In Sicherheitsfunktionen praktisch gar nicht. Überall wo es möglich ist, werden in meiner Logik eindeutige Zustände überwacht und nicht mit Timern gemutmaßt.
Zum einen geht das oft zu lasten der Zykluszeiten denn die Möglichkeit, dass die Zeiten zu lang sind nur um sicher zu sein ist mir persönlich zu ungenau. Zum anderen ist es gerade im Bereich Sicherheit ein absolutes Muss, von definitiven Zuständen auszugehen.
Also ich empfehle hier auch dringendst eine Stillstands- Überwachung oder einen Drehgeber etc.
Deine Aufgabe ist ja:
"Öffne die Türe, aber bitte erst, wenn der sichere Zustand erreicht wurde: Drehzahl Null"
und nicht:
"Warte nach Stop Anforderung mal 30Sekunden und gib dann die Türe frei, egal ob sich das Ding noch dreht oder nicht."

Allein über die Zeitachse zu gehen bringt einige Nachteile mit:
1. Verändert sich die Drehzahl, kann die veranschlagte Zeit zu kurz sein.
2. Wird die Zeit pauschal lang angesetzt, besteht für den Bediener ein Manipulations-Anreiz.
3. Wenn sich z.B. nach einem Lagerwechsel die Nachlaufzeit ändert, kriegt die Steuerung das nicht mit.

Genau aus den Gründen!

Zur Umsetzung gehe ich persönlich her und verwende bei mehreren Sicherheitsfunktionen gerne eine F-CPU.
Bei max. 2 SF´s (zB. 2-Hand und Not-Halt) verwende ich die fertigen Module.

VG Alex

 

[Fehlerbehandlung]

Hallo. Danke für die zahlreichen Antworten.
Wie ich ja oben bereits geschrieben habe, wird es ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat geben, welches einen Hydraulikmotor mit Flügelrad antreibt. Den Elektromotor an sich überwachen nützt also nichts. Man kann maximal an das Flügelrad gehen und dieses überwachen. Eine fehlersichere Erfassung des Stillstand dieses Flügelrads ist jedoch mit enormen Kosten und Aufwendungen verbunden, und steht nicht im Verhältnis zur restlichen Anlage. Auserdem ist auch technisch schwer wenn nicht sogar gar nicht umsetzbar, aufgrund des Materials und Beschaffenheit des Flügelrads. Aber selbst wenn, würde es ein Einrichten der Sensoren, die die Drehzahl erfassen sollen, durch den Bediener nach jedem Wechsel des Prüflings erfordern und ist somit m.E. unsicherer als eine ausreichend große Verzögerung (Falls der Bediener zum Bsp die Sensoren gar nicht an`s Flügelrad ran stellt).
Prinzipiell gebe ich euch natürlich recht, dass es ohne all diese anderen Umstände zu beachten immer die sicherste Methode ist, einen solchen Wächter einzusetzen.
Wenn die Verzögerung ausreichend groß gewählt wird, und das durch eine entsprechende Messreihe dokumentiert wurde, sehe ich das nicht grundsätzlich als Problem. In irgendeiner Norm (Ich glaub ich hatte es in der 13849 gelesen) wird auch darauf eingegangen, wie mit einer zeitlich gesteuerten Zuhaltung umzugehen und was zu beachten ist.

F-CPU ist leider auch mit Kanonen auf Spatzen geschossen an der Stelle - von den aktuellen Lieferzeiten mal abgesehen. Es soll noch nicht mal eine Standard-CPU in geben, was in anbetracht des Kundenwunsches auch nicht unbedingt notwendig ist.

Wie ist die Sicherheitsfunktion der verzögerten Türfreigabe quantitativ zu bewerten, wenn die Rückmeldungen der beiden Motorschütze als Trigger für das ausschaltverzögerte Sicherheitsrelais genutzt werden?

 

[s_kraut]

Hallo. Danke für die zahlreichen Antworten.
Wie ich ja oben bereits geschrieben habe, wird es ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat geben, welches einen Hydraulikmotor mit Flügelrad antreibt. Den Elektromotor an sich überwachen nützt also nichts. Man kann maximal an das Flügelrad gehen und dieses überwachen. Eine fehlersichere Erfassung des Stillstand dieses Flügelrads ist jedoch mit enormen Kosten und Aufwendungen verbunden, und steht nicht im Verhältnis zur restlichen Anlage. Auserdem ist auch technisch schwer wenn nicht sogar gar nicht umsetzbar, aufgrund des Materials und Beschaffenheit des Flügelrads. Aber selbst wenn, würde es ein Einrichten der Sensoren, die die Drehzahl erfassen sollen, durch den Bediener nach jedem Wechsel des Prüflings erfordern und ist somit m.E. unsicherer als eine ausreichend große Verzögerung (Falls der Bediener zum Bsp die Sensoren gar nicht an`s Flügelrad ran stellt).
Prinzipiell gebe ich euch natürlich recht, dass es ohne all diese anderen Umstände zu beachten immer die sicherste Methode ist, einen solchen Wächter einzusetzen.
Wenn die Verzögerung ausreichend groß gewählt wird, und das durch eine entsprechende Messreihe dokumentiert wurde, sehe ich das nicht grundsätzlich als Problem. In irgendeiner Norm (Ich glaub ich hatte es in der 13849 gelesen) wird auch darauf eingegangen, wie mit einer zeitlich gesteuerten Zuhaltung umzugehen und was zu beachten ist.

F-CPU ist leider auch mit Kanonen auf Spatzen geschossen an der Stelle - von den aktuellen Lieferzeiten mal abgesehen. Es soll noch nicht mal eine Standard-CPU in geben, was in anbetracht des Kundenwunsches auch nicht unbedingt notwendig ist.

Wie ist die Sicherheitsfunktion der verzögerten Türfreigabe quantitativ zu bewerten, wenn die Rückmeldungen der beiden Motorschütze als Trigger für das ausschaltverzögerte Sicherheitsrelais genutzt werden?

ich frag mal andersrum: welche Funktion sollst du wie sicher umsetzen?
Frag das mal weiter an den, der dich beauftragt hat.

Und dann red ma weiter.

 

[Twirl]

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Hallo. Danke für die zahlreichen Antworten.
Wie ich ja oben bereits geschrieben habe, wird es ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat geben, welches einen Hydraulikmotor mit Flügelrad antreibt. Den Elektromotor an sich überwachen nützt also nichts. Man kann maximal an das Flügelrad gehen und dieses überwachen. Eine fehlersichere Erfassung des Stillstand dieses Flügelrads ist jedoch mit enormen Kosten und Aufwendungen verbunden, und steht nicht im Verhältnis zur restlichen Anlage. Auserdem ist auch technisch schwer wenn nicht sogar gar nicht umsetzbar, aufgrund des Materials und Beschaffenheit des Flügelrads. Aber selbst wenn, würde es ein Einrichten der Sensoren, die die Drehzahl erfassen sollen, durch den Bediener nach jedem Wechsel des Prüflings erfordern und ist somit m.E. unsicherer als eine ausreichend große Verzögerung (Falls der Bediener zum Bsp die Sensoren gar nicht an`s Flügelrad ran stellt).
Prinzipiell gebe ich euch natürlich recht, dass es ohne all diese anderen Umstände zu beachten immer die sicherste Methode ist, einen solchen Wächter einzusetzen.
Wenn die Verzögerung ausreichend groß gewählt wird, und das durch eine entsprechende Messreihe dokumentiert wurde, sehe ich das nicht grundsätzlich als Problem. In irgendeiner Norm (Ich glaub ich hatte es in der 13849 gelesen) wird auch darauf eingegangen, wie mit einer zeitlich gesteuerten Zuhaltung umzugehen und was zu beachten ist.

F-CPU ist leider auch mit Kanonen auf Spatzen geschossen an der Stelle - von den aktuellen Lieferzeiten mal abgesehen. Es soll noch nicht mal eine Standard-CPU in geben, was in anbetracht des Kundenwunsches auch nicht unbedingt notwendig ist.

Wie ist die Sicherheitsfunktion der verzögerten Türfreigabe quantitativ zu bewerten, wenn die Rückmeldungen der beiden Motorschütze als Trigger für das ausschaltverzögerte Sicherheitsrelais genutzt werden?

Wäre es denn möglich den Druck im Hydrauliksystem zu überwachen? Nach meinen Verständnis ist doch ohne Druck im System keine Bewegung möglich, korrigiere mich wenn ich falsch liege.

 

[det]

Moin,
Durchflusswächter oder Strömungswächter in sicherer Ausführung sollte Dein Problem lösen. Ich gehe davon aus das Dein Hydraulikmotor solange dreht wie Dein Flügelrad sich dreht, also Öl fließt.
Ansonsten kann man an der Motorwelle bestimmt einen Induktiven Sensor oder ähnliches anbringen, kostengünstig natürlich. Dieser wird dann sicher ausgewertet.

Grüße Detlef

 

[rostiger Nagel]

Hallo. Danke für die zahlreichen Antworten.
Wie ich ja oben bereits geschrieben habe, wird es ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat geben, welches einen Hydraulikmotor mit Flügelrad antreibt. Den Elektromotor an sich überwachen nützt also nichts. Man kann maximal an das Flügelrad gehen und dieses überwachen. Eine fehlersichere Erfassung des Stillstand dieses Flügelrads ist jedoch mit enormen Kosten und Aufwendungen verbunden, und steht nicht im Verhältnis zur restlichen Anlage. Auserdem ist auch technisch schwer wenn nicht sogar gar nicht umsetzbar, aufgrund des Materials und Beschaffenheit des Flügelrads. Aber selbst wenn, würde es ein Einrichten der Sensoren, die die Drehzahl erfassen sollen, durch den Bediener nach jedem Wechsel des Prüflings erfordern und ist somit m.E. unsicherer als eine ausreichend große Verzögerung (Falls der Bediener zum Bsp die Sensoren gar nicht an`s Flügelrad ran stellt).
Prinzipiell gebe ich euch natürlich recht, dass es ohne all diese anderen Umstände zu beachten immer die sicherste Methode ist, einen solchen Wächter einzusetzen.
Wenn die Verzögerung ausreichend groß gewählt wird, und das durch eine entsprechende Messreihe dokumentiert wurde, sehe ich das nicht grundsätzlich als Problem. In irgendeiner Norm (Ich glaub ich hatte es in der 13849 gelesen) wird auch darauf eingegangen, wie mit einer zeitlich gesteuerten Zuhaltung umzugehen und was zu beachten ist.

F-CPU ist leider auch mit Kanonen auf Spatzen geschossen an der Stelle - von den aktuellen Lieferzeiten mal abgesehen. Es soll noch nicht mal eine Standard-CPU in geben, was in anbetracht des Kundenwunsches auch nicht unbedingt notwendig ist.

Wie ist die Sicherheitsfunktion der verzögerten Türfreigabe quantitativ zu bewerten, wenn die Rückmeldungen der beiden Motorschütze als Trigger für das ausschaltverzögerte Sicherheitsrelais genutzt werden?

Das Flügelrad zu überwachen währe sowieso der falsche Ansatz,
der Nachlauf kommt doch sicher von deinen Prüfling und nicht vom
Aggregat!
Der Antrieb deiner Hydraulikpumpe wird doch keine 30s nachlaufen?

Lüfterräder können sich übrigens lösen, so hättest du nur eine Einkanalige
Struktur, auch wenn du zwei Sensoren anbringst.

Wenn du überwachst dann an der Gefahr selber, also am Rotierenden Prüfling.

 

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Wäre es denn möglich den Druck im Hydrauliksystem zu überwachen? Nach meinen Verständnis ist doch ohne Druck im System keine Bewegung möglich, korrigiere mich wenn ich falsch liege.

Moin,
Durchflusswächter oder Strömungswächter in sicherer Ausführung sollte Dein Problem lösen. Ich gehe davon aus das Dein Hydraulikmotor solange dreht wie Dein Flügelrad sich dreht, also Öl fließt.
Ansonsten kann man an der Motorwelle bestimmt einen Induktiven Sensor oder ähnliches anbringen, kostengünstig natürlich. Dieser wird dann sicher ausgewertet.

Grüße Detlef

Nein, leider nicht. Wurde auch intern schon besprochen. Das Lüfterrad läuft nach ohne dabei Rückwirkungen auf das hydraulische System auszuüben. Vermutlich gibt es auf der Welle einen Mitnehmer, der nur in eine Drehrichtung wirkt, um beim Stopp Belastungen auf das mechanische und hydraulische System zu reduzieren.

Das Flügelrad zu überwachen währe sowieso der falsche Ansatz,
der Nachlauf kommt doch sicher von deinen Prüfling und nicht vom
Aggregat!
Der Antrieb deiner Hydraulikpumpe wird doch keine 30s nachlaufen?

Lüfterräder können sich übrigens lösen, so hättest du nur eine Einkanalige
Struktur, auch wenn du zwei Sensoren anbringst.

Wenn du überwachst dann an der Gefahr selber, also am Rotierenden Prüfling.

Richtig, der Nachlauf kommt vom Prüfling - was in dem Fall der Hydraulikmotor mit Flügelrad ist.

 

[Twirl]

Wie ist die Sicherheitsfunktion der verzögerten Türfreigabe quantitativ zu bewerten, wenn die Rückmeldungen der beiden Motorschütze als Trigger für das ausschaltverzögerte Sicherheitsrelais genutzt werden?

Ich meine mich zu erinnern, dass z.B. bei Pilz die verzögerten (>30 SEK.) Sicherheitsrelais nur bis PL=C zugelassen waren.
Ansonsten würde ich es wie bei Sicherheitsprogrammen handhaben und diese in Sistema nicht bewerten, da es nicht vorgesehen ist.
Aber bitte an die Dokumentation der Messreihen denken und auch sonst alles sinnvolle zu den Überlegungen und warum andere Lösungen nicht akzeptabel waren dokumentieren.

 

[s_kraut]

Ich meine mich zu erinnern, dass z.B. bei Pilz die verzögerten (>30 SEK.) Sicherheitsrelais nur bis PL=C zugelassen waren.
Ansonsten würde ich es wie bei Sicherheitsprogrammen handhaben und diese in Sistema nicht bewerten, da es nicht vorgesehen ist.
Aber bitte an die Dokumentation der Messreihen denken und auch sonst alles sinnvolle zu den Überlegungen und warum andere Lösungen nicht akzeptabel waren dokumentieren.

Die Sicherheitsrelais mit den längeren Laufzeiten hat Pilz doch ausgelabelt oder verkauft, oder?
Steiner oder so.

Kann mich bei sowas immer schlecht erinnern
a)schlechtes Namensgedächtnis: CHECK
b)kein Bock wegen des Wirkprinzips und der Risiken die man in Kauf nimmt: DOUBLECHECK!

 

[Twirl]

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Die Sicherheitsrelais mit den längeren Laufzeiten hat Pilz doch ausgelabelt oder verkauft, oder?
Steiner oder so.

Kann mich bei sowas immer schlecht erinnern
a)schlechtes Namensgedächtnis: CHECK
b)kein Bock wegen des Wirkprinzips und der Risiken die man in Kauf nimmt: DOUBLECHECK!

Gut möglich, ich habe die auch schon länger nicht mehr eingesetzt. Versuche sowas halt zu vermeiden.

 

[s_kraut]

Gut möglich, ich habe die auch schon länger nicht mehr eingesetzt. Versuche sowas halt zu vermeiden.

Es ist m.E. nicht mehr Stand der Technik. Wir haben wirksamere Lösungen am Markt.

 

[ChristianVogel]

Hallo zusammen, finde das Thema sehr interresant, muss aber mal nachfragen:

-> Was ist denn der Prüfling?
-> Der Prüfling wird hydraulisch angetrieben und läuft >30s nach?

Also bei allen Hydraulikaggregaten die ich kenne, steht die Hydraulische Bewegung innerhalb von wenigen sekunden wenn kein Druck von der Pumpe kommt, spätestens dann, wenn die Ventile abfallen und das Tank-Rücklauf-Ventil wieder einfällt.
Es gibt ja auch Sichere Hydraulikventile mit Stellungsüberwachung und zweikreisig, ggf. ist das eine Lösung, oder ich verstehe die Frage falsch... Mit dem Lüfterrad ist schätze ich mal das Lüfterrad der Hydraulikpumpe/Motor gemeint?

Gruß Christian