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Thema: Diagnose von Magnetventilen

  1. #1
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    Hallo Leute,

    Bezüglich einer Maschine an der ich gerade arbeite soll eine Sicherheitsfunktion (nach zugehöriger C-Norm) PL d erreichen.
    Eingangsseite und Steuerung selbst sind soweit klar und bereits korrekt ausgelegt, nun soll die Ausgangsseite folgen. Um kurz zusammenzufassen - die Sicherheitsfunktion soll die Bewegung eines hydraulischen Zylinders verhindern, wenn auf der Eingangsseite ein bestimmter Zustand erkannt wurde. In die direkte Ansteuerung einer Seite des Zylinders wirken sowohl der hydraulische Motor, als auch ein elektromagnetisch gesteuertes 4/3-Proportional-Wegeventil und zwei weitere magnetisch gesteuerte 2/2-Wegeventile (jeweils mit 2 Rückschlagventilen in entgegengesetzter Richtung). Beide Ventile sind federbelastet und wechseln bei Energieabschaltung in einen (für die Maschine bzw. die SF) sicheren Zustand. Eine Ansteuerung der zweiten Seite des Zylinders ist nicht notwendig, es wirkt hier dauerhaft eine externe Kraft. Eine direkte Positionsrückmeldung der Ventile (Schalter, etc.) ist aktuell nicht vorhanden. Ein Abschalten des Motors führt zu keinem sicheren Zustand.

    Ich würde aufgrund von PLr d die Ausgangsseite nach Kat. 3 aufbauen, wobei 1 Ventil prinzipiell undiagnostiziert bleiben würde.. Problematisch ist hier meiner Meinung nach aber die Diagnose der Ventile - abgesehen von den bereits erwähnten Positionsschaltern, gäbe es theoretisch eine Möglichkeit bzw. ist es üblich die Position aus der elektrischen Charakteristik der Steuerspulen abzuleiten?

    Sollte dies nicht möglich sein, reicht es evtl. auch aus nur ein Ventil mit einer Positionssauswertung per Schalter auszustatten, die beiden anderen Ventile als unüberwachten Abschaltpfad zu verwenden und das System damit nach Kat. 2 aufzubauen? Ein Rückschalten des überwachten Ventils in den sicheren Zustand erfolgt relativ häufig, zumindest wesentlich häufiger, als ein Rückschalten in den sicheren Zustand aufgrund der Sicherheitsfunktion notwendig wird, allerdings wird der sekundäre Abschaltpfad im Normalbetrieb betätigt und ist somit verschleißtechnisch gleich belastet wie das überwachte Ventil. Eine jährliche Kontrolle sämtlicher Ventile ist vorgesehen, dürfte aber eigentlich keinen (rechnerischen) Einfluss auf die Sicherheitsfunktion haben.

    Danke schonmal im Voraus!
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  2. #2
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    Hallo,

    das Ventil, welches im Normalbetrieb arbeitet, kannst Du mit
    "Fehlererkennung durch den Prozess" bewerten. DC ca. 60%.
    Den anderen Kanal dann mit einer Ventilüberwachung ausrüsten.
    Aber einer Richtigen, vom Ventilhersteller.
    Schau mal nach, wie weit Du damit in Sistema kommst.

    Du kannst auch hier nachschauen, da sind schöne Beispiele drin.

    http://www.pilz.com/de-DE/knowhow/bo...chinery_safety

    Muss der sekundäre Kanal auch im Normalbetrieb schalten?

    Gruß
    Tommi

  3. Folgender Benutzer sagt Danke zu Tommi für den nützlichen Beitrag:

    maggyrider (02.12.2013)

  4. #3
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    Super Danke!
    Mit 60% DC in beiden Kanälen würde ich hinkommen - eigentlich hätte ich auch selbst auf "Fehlererkennung durch den Prozess" kommen können Die Steuerung wird somit bei einem Fehler jedoch niemals abschalten. Nun ist die Frage, reicht es das Abschalten dem Benutzer zu überlassen und natürlich im Benutzerhandbuch darauf hinzuweisen (evtl. auch noch mit einem gesonderten Hinweis auf der Maschine selbst)? Oder wäre die SF damit in einer rechtlichen Grenzzone und der Einsatz zumindest einer Positionsüberwachung ist auf jeden Fall sinnvoll?

    Der sekundäre Kanal muss im Normalbetrieb leider immer schalten.

  5. #4
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    Lass dich da mal von einem erfahrenem Hydrauliker beraten.
    Bei Hydraulik gibt es richtig schöne Sachen in Richtung Sicherheit.
    Beispielsweise gibt es sichere Sperrblöcke die einen bestimmten Mindestdruck erfordern.
    Da genügt sicheres Abschalten des Motors und drucklos schalten des Systems für PLd.

    Gruß
    Dieter

  6. #5
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    Zitat Zitat von maggyrider Beitrag anzeigen
    Super Danke!
    Mit 60% DC in beiden Kanälen würde ich hinkommen - eigentlich hätte ich auch selbst auf "Fehlererkennung durch den Prozess" kommen können Die Steuerung wird somit bei einem Fehler jedoch niemals abschalten. Nun ist die Frage, reicht es das Abschalten dem Benutzer zu überlassen und natürlich im Benutzerhandbuch darauf hinzuweisen (evtl. auch noch mit einem gesonderten Hinweis auf der Maschine selbst)? Oder wäre die SF damit in einer rechtlichen Grenzzone und der Einsatz zumindest einer Positionsüberwachung ist auf jeden Fall sinnvoll?

    Der sekundäre Kanal muss im Normalbetrieb leider immer schalten.
    Hm, zweimal "Fehlererkennung durch den Prozeß???" Ich weiß nicht...
    Dann baue Druckschalter ein. DC=90%. Allerdings musst Du den dann
    in Sistema neben dem Ventil als Block oder Element eingeben...

    Kategorie 3 fordert Einfehlersicherheit, dem musst Du Rechnung tragen und
    das geht meiner Meinung nicht über das Benutzerhandbuch.

    Gruß
    Tommi

  7. #6
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  8. #7
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    Hallo,
    beim DC ist folgendes Wichtig:
    Quelle: BGIA Report 2/2008 Seite 234
    Wichtig ist aber, dass ein Test nur dann überhaupt wirksam ist, wenn nach Erkennung eines gefahrbringenden Ausfalls auch der sichere Zustand eingenommen wird. . wird z.B. das Verschweißen eines Hauptschützes erkannt, aber ohne Möglichkeit zur rechtzeitigen Stillsetzung einer gefahrbringenden Bewegung, so ist die Erkennung nutzlos und mit einem DC von 0% zu bewerten.

    Mein Kommentar:
    Die Prozessdiagnose muss auch zu einem Abschalten der Maschine führen, es darf nicht sein das die Maschine weiterläuft mit dem Fehler.
    Dies ist z.B. mit Laufzeitüberwachungen, Stillstandsüberwachungen mit Endlagenschaltern oder ähnlichem möglich. Also wenn das Ventil z.B. nicht mehr in eine Bestimmte Stellung geht, dann fährt der Zylinder nicht mehr zurück oder vor. Das erkennt man dann und schaltet mit Warnung die Maschine ab.
    Also Prozessdiagnose muss auch zu einer Reaktion führen!

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

    maggyrider (03.12.2013)

  10. #8
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    Eigentlich alles recht einleuchtend soweit.... Ich klär das alles mal in näherer Zukunft mit einem unserer Zulieferer ab und halte euch dementsprechend natürlich auch auf dem Laufenden.

  11. #9
    maggyrider ist offline Neuer Benutzer
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    So Leute... Mal zwischendurch ein kleines Update - mit einem Hersteller hab ich telefoniert, wobei mein Gesprächspartner erstmal nicht den Eindruck gemacht hat, schon jemals was von der 13849 gehört zu haben, er leitet meine Fragestellung nun an einen anderen Techniker weiter und ich sollte demnächst Rückmeldung erhalten.
    Ein zweiter Hydraulikspezialist, der sich auch betreffend der Maschinen die wir fertigen sehr gut auskennt, hat gemeint, dass eine Kontrolle der Ventile in der Branche nicht üblich ist und bei keinem Hersteller gemacht wird. Er kennt sich allerdings auch nicht mit der 13849 aus, von dem her hat er mir bezüglich meiner Frage nicht wirklich weiterhelfen können.
    Weitere Antworten sind noch ausständig, ich gebe dann wieder Bescheid.

    Nun mal so zwischendurch gefragt - kann es denn wirklich sein, dass in der Branche einfach knallhart die C-Norm ignoriert wird? Oder wird bei den Ventilen von irgendeinem Fehlerausschluss ausgegangen, der mir so noch nicht bewusst ist? Die Bemerkung in Tabelle C.3 der EN 13849-2 ("Ein Patronensitzventil besonderer Bauart...") ist mir irgendwie etwas unverständlich, wobei das auch daran liegen mag, dass ich Elektroniker bin

    Außerdem noch eine Skizzierung des Hydrauliksystem, so wie es aktuell aufgebaut ist. Der zweite Abgangsanschluss des Proportionalventils hat keinen Einfluss auf die Sicherheitsfunktion.

    Skizze.jpg

    Grüße

  12. #10
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    Hallo,
    ja das erlebt man in dem Beriech öfter, es ist Stand der Technik, dass ein Ventil mit einer Schaltstellungsüberwachung eingesetzt wird. Leider findet man auch heute immer noch Maschinen bei denen die entsprechenden PL nur in der Elektrik oder Elektronik umgesetzt sind aber die Hydraulik und Pneumatik kennt keine Sicherheitstechnik.
    Also für die von Dir beschrieben Schaltung gibt es auf jeden Fall Ventile mit Überwachung und die solltest Du dann auch einsetzten. Suche Dir einen Hydrauliker der sich da auskennt.

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

    maggyrider (03.12.2013)

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