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Thema: Betriebsart 2 Einrichtbetrieb

  1. #41
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    @Safety: Danke
    @Blockmove: ja so etwas in die Richtung suche ich.

  2. #42
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    Hallo,
    also ich denke dieser Link könnte Dir helfen. Sehe es mir mal genauer an:
    http://www.festo.com/net/SupportPort...Sicherheit.pdf
    http://www.festo.com/net/SupportPort...ulsventile.pdf
    Damit könnte man ein Sicherheitskonzept erstellen.

  3. #43
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    Hallo,
    Punkt 1:
    als erstes müsstet Ihr die Gefährdungspotenziale ermitteln, besteht überhaupt eine Verletzungsgefahr, kann ich nicht schon bei der ersten Risikobewertung sagen es besteht kein zuminderndes Risiko. Hierzu kannst du sehr gut den BGIA Bericht verwenden http://publikationen.dguv.de/dguv/pd...empf_u001d.pdf
    Hier sind Bewertungsparameter angegeben, diese Tabellen und Bewertungen fließen zurzeit auch in die Normung ein.
    Vermeidet bei der Konstruktion unnötige Überdimensionierung der Zylinder, das führt immer zu großen Problemen und kostet bei der Sicherheit dann wieder Geld. Die mechanischen Konstrukteure sollen darauf achten das Gefahrenstellen gleich vermieden bzw. mit trennenden Schutzeinrichtungen gesichert sind.
    Punkt 2
    Wenn das nicht für alle Zylinder möglich ist, wird so sein, dann ermittelt den PLr der einzelnen Gefahrstellen Pneumatikzylinder. Hier wird auch oft PLr b oder c ermittelt werden.
    Diese Bewegungen könnte sehr einfach mit einem Ventil Mittelstellung geschlossen angehalten werden, muss aber eins mit Federkraft sein, keine Pneumatische Feder. Also das Prozessventil ist auch für die Sicherheit zuständig. Was zu beachten ist sind verklemmte Teile da sollte man Anweisungen geben, wie man die beseitigen kann. Es gibt aber Erfahrungsgemäß immer nur ein paar Punkte in der Maschine die diese Probleme haben. Ein Konzept wäre das freifahren dies findet im besten Fall mit funktionsfähigen Schutzeinrichtungen statt. Wenn das nicht geht, dann eben mit einem Sicherheitskonzept bei geöffneter Schutztür, aber dazu kommen wir noch.
    Ich denke bei 100 Zylindern kann man durch Punkt 1 und Punkt 2 schon einige raus filtern und durch überschaubare Maßnahmen in den Griff bekommen.
    Punkt 3.1
    Sicherer Halt bei Pneumatikzylinder die einen PLr von d benötigen, mehr wirst Du bei einer automatischen Maschine nicht benötigten.
    Auch hier könnte man den Gedanken weiterführen und zusätzlich ein Ventil anbringen, eventuell für verschiedene Bereiche dann eben mehr, welches entsprerrbare Rückschlagventile öffnet bzw. schließt. Seihe hier zu im Festo-Handbuch Seite 38 http://www.festo.com/PDF_Flip/Leitfa...index.htm#/38/
    Also Kanal 1 ist das Prozessventil mit Mittelstellung geschlossen, Diagnose über den Prozess und Endlagenabfrage, Zeitliche Überwachung, Kanal 2 Ventil zum Entlüften, Diagnose mit Druckschalter, und die Rückschlagventile HGL die dann regelmäßig geprüft werden müssen, da es noch keine mit Stellungsüberwachung gibt.
    Punkt 3.2
    Impulsventile, wenn Du Dir den Link zu dem Thema mal ansiehst ist es also unter bestimmten Umständen möglich zusagen, wenn eine Impulsventil mal in der Endlage ist dann bleibt es auch da, wenn man die Spulen sicher abschaltet und die Vorsteuerluft auch entlüftet. Wenn es bei euch nicht zu Erschütterungen oder sonstigen Vibrationen oder ähnlichem kommt, kann man damit durch aus auch ein PLe für die Sicherheitsfunktion verhindern des unerwarteten Anlauf erreichen.
    Wie könnte jetzt ein Sicherheitskonzept aussehen:
    Welche Sicherheitsfunktionen benötigen wir beim öffnen der Schutztür
    Anhalten der Bewegungen, verhindern des Wiederanlauf.
    Anhalten ist schwer bei Impulsventilen, da diese Ihre Bewegung zu Ende führen.
    Also sehen wir eine Zuhaltung vor, die erste öffnet wenn die Zylinder alle in der Endlage sind. Zusätzlich Zeitliche Überwachung.
    Es gibt mittlerweile viele Hersteller von Induktiven Sensoren die MTTFd werte rausgeben, damit ist ein PLb erreichbar, also könnte man für die Zuhaltung PLb ansetzen deckt nur das Restrisiko einer nicht erreichten Endlage ab.
    Sicherheitsfunktion verhindern des Wiederanlauf, durch wegschalten der Spulen Spannung je nach PLr und wegschalten der Vorsteuerluft.
    Das ganze am besten auf Bereich aufteilen.
    Zu beachten sind auch Energieausfälle, was passiert bei Vertikalachsen oder Federkraftbelasteten Achsen. Rückschlagventile können helfen.
    4.1 Sonderbetriebsart
    Es muss auf jeden Fall ein Betriebsartenwahlschalter vorhanden sein.
    Zustimmungseinrichtung, bei so einer großen Maschine am besten ein Mobilpanel welches dann eindeutig zeigt welcher Zylinder jetzt gesteuert wird. Hier unbedingt darauf achten das man nicht alle Türen freigibt und die Bedienperson einen Sichere Position hat, also durch Falsche Taste fährt Ihm eine Achse in den Rücken. Die Zustimmung sollte zu einer Entlüftung führen Sicherheitsfunktion aus der Ferne PLd also Zweikanalige Zustimmungseinrichtung und am besten ein MS6SV das auch gleich das Belüften im Griff hat, nämlich schlagartige Bewegungen beim Einschalten.
    Alternativ wäre bei PLr b und c auch folgendes Möglich:
    Anhalten über Rückschlagventile HGL, ein Ventil aufbauen welches an allen Zylindern entsperrbare Rückschlagventile ein und ausschaltet damit ist ein Anhalten geben. Kommt auf die Gefährdungslage an.
    Also der eingewiesene und geschulte Bediener schaltet den BA auf Fehlerbeseitigung nimmt das Panel und geht zur Tür diese öffnet nach dem alle Zylinder in Pos. (PLr =b) also die Zuhaltung geht auf oder eben im Fehlerfall Endlage nicht erreicht, durch eine Zeit und eine Eindeutige Warnung, jetzt muss er die Zustimmungseinrichtung betätigen bevor er die Tür öffnet sonst wird entlüftet, eventuell zweiter Berührungsloswirkender Schutzschalter notwendig. Durch das betätigen hebt er jetzt den Schutz gegen unerwarteten Wiederanlauf auf, gut wenn man das auf Bereiche begrenzen kann, mehrere Positionen am BA-Schalter. Jetzt kann er die Zylinder bewegen, diese fahren immer von einer Endlage zur anderen, wenn möglich Kraft und /oder Geschwindigkeit begrenzen. Er kann nicht anhalten, aber entlüften. Es ist aber, je nach Zylinder ein nicht unerhebliches Restrisiko enthalten.

    4.2 Sonderbetriebsart
    Es muss auf jeden Fall ein Betriebsartenwahlschalter vorhanden sein.
    Auch hier ist eine Zustimmungseinrichtung notwendig.
    Durch die SF Anhalten der Zylinder wird das ganze jetzt deutlich sicherer und auch einfacher, alle schon beim Automatikbetrieb verwendeten SF können hier auch greifen, also alle Ventile gehen in Mittelstellung geschlossen und bei PLr=d auch die Rückschlagventile, bei auslösen der Zustimmungseinrichtung.


    Das ist eine Diskussionsgrundlage und keine fertige Lösung, hierzu ist eine umfangreiche Risikobeurteilung notwendig und dann die Erstellung eines Sicherheitskonzeptes!!!!!!
    Geändert von Safety (22.12.2013 um 09:48 Uhr) Grund: Schreibfehler

  4. Folgende 2 Benutzer sagen Danke zu Safety für den nützlichen Beitrag:

    rostiger Nagel (21.12.2013),SchneiderCC (13.01.2014)

  5. #44
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    Hallo Safety,

    ich würde das Thema (Post #43 - Punkt 3.2) gerne nochmals aufgreifen, da die Lösung einen gewissen Charme hat.

    Zitat Zitat von Safety Beitrag anzeigen

    Punkt 3.2
    Impulsventile, wenn Du Dir den Link zu dem Thema mal ansiehst ist es also unter bestimmten Umständen möglich zusagen, wenn eine Impulsventil mal in der Endlage ist dann bleibt es auch da, wenn man die Spulen sicher abschaltet und die Vorsteuerluft auch entlüftet. Wenn es bei euch nicht zu Erschütterungen oder sonstigen Vibrationen oder ähnlichem kommt, kann man damit durch aus auch ein PLe für die Sicherheitsfunktion verhindern des unerwarteten Anlauf erreichen.
    Wie könnte jetzt ein Sicherheitskonzept aussehen:
    Welche Sicherheitsfunktionen benötigen wir beim öffnen der Schutztür
    Anhalten der Bewegungen, verhindern des Wiederanlauf.
    Anhalten ist schwer bei Impulsventilen, da diese Ihre Bewegung zu Ende führen.
    Also sehen wir eine Zuhaltung vor, die erste öffnet wenn die Zylinder alle in der Endlage sind. Zusätzlich Zeitliche Überwachung.
    Es gibt mittlerweile viele Hersteller von Induktiven Sensoren die MTTFd werte rausgeben, damit ist ein PLb erreichbar, also könnte man für die Zuhaltung PLb ansetzen deckt nur das Restrisiko einer nicht erreichten Endlage ab.
    Sicherheitsfunktion verhindern des Wiederanlauf, durch wegschalten der Spulen Spannung je nach PLr und wegschalten der Vorsteuerluft.
    Das ganze am besten auf Bereich aufteilen.
    Zu beachten sind auch Energieausfälle, was passiert bei Vertikalachsen oder Federkraftbelasteten Achsen. Rückschlagventile können helfen.

    Das ist eine Diskussionsgrundlage und keine fertige Lösung, hierzu ist eine umfangreiche Risikobeurteilung notwendig und dann die Erstellung eines Sicherheitskonzeptes!!!!!!
    Bei Einsatz eines Festo VTSA Ventilträgersystems gibt es die Möglichkeit (Post #43 - Punkt 3.2) sehr elegant umzusetzen.
    Die Festo VTSA kann mit einem Sanftanlaufventil und einem Steuerlufteinschaltventil ausgerüstet werden.
    Somit ist es möglich die Ventilspulen der Wegeventile und die Ventilspule des Steuerlufteinschaltventils abzuschalten wodurch die Steuerluft der Wegeventile entlüftet wird.
    Das Steuerlufteinschaltventil kann mit einer Schaltstellungsüberwachung ausgerüstet werden (Testung).
    Die Wegeventile müssen über den Prozess getestet werden – Endlagenschalter der Bewegungen.
    Eine Aufteilung in Bereiche lässt sich durch diese dezentrale Lösung mit je einem Sanftanlaufventil und einem Steuerlufteinschaltventil pro Ventilträgersystem gut realisieren.

    Sicherheitsfunktionen beim Öffnen der Schutztür
    Anhalten der Bewegungen, verhindern des Wiederanlauf.
    Anhalten ist bei Impulsventilen nicht möglich, da diese Ihre Schaltstellung beibehalten und die Bewegung somit zu Ende geführt wird.
    Somit ist eine Schutzeinrichtung mit Zuhaltung erforderlich, welche nur freigegeben (geöffnet) wird, wenn alle Bewegungen (Zylinder) in der Endlage sind (Anhalten / sicher Zustand).

    Für das freigeben der Schutzeinrichtung mit Zuhaltung ist eine Überwachungsfunktion erforderlich.
    Überwachung der Zylinderendlagen mittels z.B. induktiver Sensoren (MTTFd-Wert muss bekannt ein).
    Zusätzlich erfolgt eine zeitliche Überwachung der Bewegung im Prozess.

    Jetzt stellt sich die Frage, welcher Performance Level required PLr ist für diese Überwachungsfunktion „Detektieren einer verklemmten Bewegung (Zylinder)“ erforderlich?
    In Post #43 - Punkt 3.2 wird von PLr b ausgegangen – Hier stellt sich für mich die Frage, ist diese Annahme so in der Praxis umsetzbar.
    Pneumatische Bewegungen werden üblicherweise mit Zylinderdurchmessern von 6mm bis 100mm ausgeführt also mit Kräften von 10N bis >4000N

    Hierbei können durchaus schwere Verletzungen entstehen, die Häufigkeit ist selten, eine Vermeidung ist unter bestimmten Umständen möglich.
    Somit ergibt sich ein PLr c.

    Die Überwachungsfunktion „Detektieren einer verklemmten Bewegung (Zylinder)“ erfolgt mit Standard-Eingängen auf dem VTSA Ventilträgersystem via Bussystem ProfiNet.
    Die Überwachungsfunktion sollte in dem Funktionsbaustein (Standard-Teil der F-CPU) für die Bewegungssteuerung erfolgen.
    Die restlichen Abschaltungen erfolgen auf einer Sicherheits-SPS.

    MTTFd von folgenden Geräten sind bekannt:

    • Endschalter
    • Festo Digitales Eingangsmodul
    • Festo Busknoten
    • Siemens Standard SPS
    • Siemens Sicherheits SPS


    Somit stellt sich die Frage, gibt es eine Möglichkeit dieses Konzept in PLc umzusetzen.

    Für Ideen wäre ich sehr dankbar.

    Gruß, jsa

  6. #45
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    Hallo,
    vorweg PLc wird schwer.
    Die Sensoren sind elektronische Bauteile die beim Bau keinerlei Sicherheitsrelevante Betrachtungen erhalten haben also nichts mit bewährt.
    In den meisten mir bekannten Maschinen sind unterschiedliche Gefahrenpotenziale bei den Pneumatischen Bewegungen gegeben.
    Also könnte man ja je nach Gefährdungslage des Zylinders auch unterschiedliche Sensoren benutzen. Bei PLr=b und vorhandenen MTTFd Werten der Bauteile sollte es kein Problem sein, aber was machen bei PLr=c, hier gibt es z.B. von Festo die Möglichkeit Redundant die Endlagen abzufragen die müsste dann aber auch Sicherheitsgerichtet eingelesen werden.
    Aber Einrichten ist mit Impulsventilen nicht machbar, bzw. nur mit Ortsbindenden Schutzmaßnahmen und einem gewissen Restrisiko wenn was verklemmt.
    Ich finde die Diskussionen zu dem Thema pneumatische Sicherheit sehr interessant.

  7. #46
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    Hallo,

    bei den pneumatischen Bewegungen muss man zwischen folgenden Lösungsprinzipien abwägen.

    Zylinder gezielt anhalten mit "eingesperrter" Druckluft
    oder
    Zylinder anhalten (austrudeln) durch entlüften.
    Die "eingesperrte" Druckluft wird von vielen Endkunden nicht mehr gerne "gesehen" - bietet allerdings teilweise einige Vorteile wie z.B.
    • schnelles Anhalten
    • kein "Austrudeln"
    • Zylinder bleiben in Position...


    Entlüften ist "sicher" und "energiefrei" - sofern durch das Entlüften keine gefahrbringenden Bewegungen ausgelöst werden (Absturzsicherung, ....).

    Wie seht Ihr das - ist im Einrichtbetrieb ein schnelles Anhalten oder ein schnelles Entlüften mit "unkontrolliertem Anhalten" aber sicherer Energieabschaltung die bessere Lösung.

    Wie behandelt Ihr die "eingesperrte" Druckluft in der Risikobewertung.

    Gruß, jsa
    Geändert von jsa (16.06.2014 um 17:26 Uhr)

  8. #47
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    Hallo,
    es gibt wie Du sagst anhalten und entlüften, und was du vergessen hast reversieren.
    Beim Einrichten muss man bei entsprechender Gefährdungslage auch eine weitere Risikominderung beim Einrichten betrachten, verlangsamte Geschwindigkeit mit z.B. Umschaltung zwischen zwei Abluftdrosseln, ist aber immer ein entsprechender Aufwand.
    Entlüften hat besonders beim Einrichten den Effekt das die Zylinder nicht in der Endlage bleiben und das wollen viele Bediener und Instandhalter nicht, da kommen dann der zweite Mann ins Spiel was nicht ganz ungefährlich ist.
    Das Anhalten oder reversieren ist eine weitere Möglichkeit da die Bewegungen schneller anhalten, beim enlüften ist das so eine Sache. Auch das Belüften bei erneuter Betätigung der Zustimmungstaste ist nicht ganz ohne und es sind weitere Maßnahmen notwendig.
    Auch Kombinationen sind möglich ein Kanal Anhalten mit 5/3 Mittelstellung geschlossen Kanal 2 entlüften und belüften. Zuschaltung der 5/3 nur möglich wenn Druckluft wieder aufgebaut. Hat den Vorteil das man die Zylinder in eine Stellung bringen kann und er bleibt da stehen und es ist aber keine größere Energie mehr da. Die finde ich persönlich am besten. Diagnose der Entlüftung über Druckschalter, Prozessventil 5/3 über Prozess Laufzeitüberwachung. Oder Entlüften über MS6SV.

    Anhalten über Mechanische Bremse und 5/3 ist auch eine Möglichkeit.

    Nicht immer nur einseitig denken!

  9. Folgender Benutzer sagt Danke zu Safety für den nützlichen Beitrag:

    zotos (17.06.2014)

  10. #48
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    Zitat Zitat von jsa Beitrag anzeigen
    Wie seht Ihr das - ist im Einrichtbetrieb ein schnelles Anhalten oder ein schnelles Entlüften mit "unkontrolliertem Anhalten" aber sicherer Energieabschaltung die bessere Lösung.

    Wie behandelt Ihr die "eingesperrte" Druckluft in der Risikobewertung.
    "Die" bessere Lösung gibt es bei Pneumatik nicht.
    Wir versuchen das meiste mit sicherem Entlüften zu erschlagen.
    Vertikalbewegungen bekommen eine Bremse. Hier hast du etwas Spielraum, da der Zylinder drucklos ist, muss die Bremse nur das Eigengewicht halten.
    Damit wird der notwendige PLr evtl. geringer.
    Eingesperrte Luft nehmen sehr, sehr ungern. Diese Lösungen sind sicher ... ... ... irgendwann undicht
    Wenn es doch sein muss, dann gehört ein Hinweis in die BA und eine Warntafel an die Maschine.

    Gruß
    Dieter

  11. #49
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    Hallo,

    wir handhaben es auch so wie oben bereits beschrieben.
    • Wenn möglich sicher Entlüften
    • Wenn möglich bei vertikalen Bewegungen eine Bremse oder Klemmeinheit
    • Wenn nicht anders möglich "eingesperrte" Druckluft und Hinweis in BA und an der Maschine


    Die Einrichter und Instandhalter bevorzugen meist eine Lösung bei der die Zylinder unter Druck stehen, da das Einstellen der Endanschläge und Endschalter komfortabler durchzuführen ist.
    Unsere Maschinen/Anlagen enthalten zwischen 50 bis 500 pneumatische Bewegungen, somit ist die Anforderung der Einrichter durchaus nachzuvollziehen.

    Wir versuchen derzeit ein Konzept zu erarbeiten, welches geringe Restrisiken beinhaltet aber auch die Anforderungen der Einrichter / Instandhalter berücksichtigt.
    Hier geht es vor allem um die Vermeidung von Manipulation von Schutzeinrichtungen und die damit einhergehende Gefährdungssituation.

    Restrisiken beim Entlüften
    Bei Betätigung des Zustimmungsschalter werden die Zylinder belüftet (mit Druck beaufschlagt) dies führt zu einer Bewegung wenn die Zylinder durch z.B. Stoßdämpfer aus der Endlage bewegt werden.
    Langsameres anhalten, austrudeln
    ...

    Restrisiken bei unter Druck stehendem Zylinder (Impulsventil)
    Bei Verklemmung (nicht in Endlage) und Lösen der Verklemmung durch den Einrichter kann es zu einer schlagartigen Bewegung kommen.

    Wir durchdenken derzeit folgendes Konzept:

    • Wenn alle Zylinder in plausibler Position (Endlage) und Zustimmungstaster nicht betätigt bleiben die Zylinder unter Druck
    • Wenn ein Zylinder unplausibel, wird der entsprechende Sicherheitsbereich (Ventilinsel) und somit der Zylinder entlüftet.
    • Die Prüfung der Plausibilität erfolgt in der Software.


    Ein Anhalten (mit vertretbarem Nachlauf) im Einrichtbetrieb ist durch die Entlüftung direkt an der Ventilinsel und relativ kurze Leitungen bis zum Zylinder möglich.

    Bei dieser Lösung ist es erforderlich die Endlagen (Gefahr durch Restdruck bei verklemmter Bewegung) gemäß dem in der Risikobewertung bestimmten PLr abzusichern.
    • Bei leichter Verletzung und Einrichtbetrieb sollte hir PLrb in der Regel ausreichen.
    • Bei schwerer Verletzung und Einrichtbetrieb benötigt man PLrc oder d


    Wir überprüfen derzeit welche Lösung bei erforderlichem Einrichtbetrieb kostengünstiger / praktikabler ist:
    • Bewegungen mit Gefahr durch Restdruck PLrc / PLrd mittels sicheren Eingängen und Sensoren mit bekanntem MTTFd auf Plausibilität zu prüfen.
    • Pneumatische Schaltungen mit mehreren Wege- und Sperrventilen
    • Elektrische Achsen bei Gefahr durch Restdruck >=PLrc


    Wie sind hier die Erfahrungen hier im Forum?

    Gruß, jsa
    Geändert von jsa (18.06.2014 um 08:42 Uhr)

  12. #50
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    Hallo Zusammen,

    Also, ist es dann korrekt zu sagen, dass der Servicebetreib (zur Stoerungssuche) OHNE Zustimmschalter so gut wie unzulaessig ist?

    Mein Kunde besteht darauf, dass sein Wartungsteam zur lafenden Maschine muss. Seine Vorstellung:

    1. Service-Schluessel-Schalter drehen (innerhalb des Schaltschrankes)
    2. Sicherheitskaefig Oeffnen (zweikanallige Tuerueberwachung)
    3. Maschine kann beliebig ein- bzw. ausgeschaltet werden aber die Geschwindigkeit ist sicherheitsgerichtet Ueberwacht. Ueberschreitet die Maschine 4.7 RPM (linear speed ca. 250mm/s) wird einen Nothalt eingeleitet.

    Liege ich falsch zu glauben, dass man hier einen Zustimmschalter braucht? Klar, die Bewegungen koennte man als "erkennbare Gefaehrdungen" betrachten, denn die Maschinedrehung ist sehr offensichtlich. Aber der Kunde sagt Zustimmtaster geht nicht, denn die Servicetechniker brauchen beide Haende und es ist ergonomisch unzumutbar fuer laengere Zeiten den Schalter gedruckt zu halten.

    Ich glaub, hier würde ein Prozessbeobachtungsbetrieb in Frage kommen. Ich weiss es nicht. Auf alle Fälle, Prozessbeobachtung ohne Zustimmschalter ist sehr heickle, oder nicht?

    Ich bitte hoeflich um Hilfe. Hat der Kunde Recht? Habe ich irgendwas verpasst oder falsch verstanden? Ich waere Euch sehr dankbar.

    PS: Die Maschine wird nicht druch Maschinenbediener eingerichtet. Hier geht es um Fachpersonen wie Elektrischer, Mechaniker usw.

    Freundliche Gruesse
    Chris
    Geändert von cferrer (13.10.2017 um 17:54 Uhr)

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