Die sichere Bewegungsüberwachung (engl.: Safe Motion) ist ein zunehmend wichtiger Bestandteil im zeitgemäßen Maschinen- und Anlagen-Design. Die europäische Maschinenrichtlinie 2006/42/EG beschreibt den grundlegenden Anspruch, Personen vor den Gefahren der Maschine zu schützen. Um Gefährdungen zu verhindern, werden die gefahrbringenden Bewegungen einer Maschine sicher überwacht und notfalls abgeschaltet.
Damit Betriebsmittel zu optimalen Bedingungen produzieren, sollen Stillstandszeiten der Maschine vermieden werden. Herkömmliche Sicherheitstechniken und -einrichtungen halten den Maschinenbedienenden von den gefährlichen Bewegungen fern. Erfordert die Applikation eine Bewegung des Antriebs bei geöffneter Schutztür, kann der Konstrukteur diese Anforderung über die Integration von Safe Motion-Funktionen realisieren. Die Sicherheitslogik kontrolliert Bewegungsabläufe, sodass keine Gefahren von ihnen ausgehen können.
Sicherheitstechnische Anforderungen
Aktuelle Lösungen zur sicheren Bewegungsüberwachung sind gemäß der EN 61800-5-2 zertifiziert und stellen bereits eingebaute Sicherheitsfunktionen zur Verfügung.
Die Stoppfunktion STO (sicher abgeschaltetes Drehmoment) bildet die Grundlage, indem dem Motor keine krafterzeugende Energie mehr zugeführt wird. Diese Funktion entspricht einem ungesteuerten Stillsetzen nach IEC 60204 und der darin beschriebenen Stoppkategorie 0.
Bei den Stoppkategorien 1 und 2 (Stoppfunktionen SS1 und SS2) handelt es sich um ein vom Antrieb gesteuertes Stillsetzen. Bei SS2 wird die Energiezufuhr zu den Antriebselementen aufrechterhalten.
Weitere relevante Überwachungsfunktionen der EN 61800-5-2 sind:
- Safe Operation Stop (SOS): Sicherer Betriebshalt
- Safe Limited Speed (SLS): Sicher begrenzte Geschwindigkeit
- Safe Speed Monitor (SSM): Sichere Geschwindigkeitsüberwachung
- Safe Speed Range (SSR): Sicherer Geschwindigkeitsbereich
- Safe Direction (SDI): Sichere Bewegungsrichtung
Die in einer Maschine erforderlichen technischen Maßnahmen zur Risikominderung hängen von einer durchzuführenden Risikobeurteilung ab. Für bestimmte Maschinen gibt es Produktnormen (C-Normen), in denen die Sicherheitsanforderungen der betreffenden Anwendungsgebiete genau erläutert werden.
Safe Motion-Anwendungen sind vielfältig einsetzbar, z. B. zur sicheren Geschwindigkeitsüberwachung von fahrerlosen Transportsystemen (FTS), Windenergieanlagen oder in werkzeug- und holzbearbeitenden Maschinen.
Antriebsunabhängige Überwachung
In Abhängigkeit der mechanischen Gegebenheiten und Anforderungen werden Bewegungssensoren, z. B. Drehgeber (HTL, TTL, Sin-/Cos-Encoder), Linearmesssysteme oder Näherungsschalter, zur sicherheitsgerichteten Überwachung eingesetzt. Die Überwachung der Signale erfolgt zusammen mit den relevanten Sicherheitsfunktionen und den konfigurierten Grenzwerten in der Logik des Safe-Motion-Moduls.
Um gefahrbringende Bewegungen zu beherrschen, werden entweder sichere Leistungsantriebssysteme (Frequenzumrichter) oder unabhängige Sicherheitslösungen verwendet, z. B. konfigurierbare Sicherheitsmodule. Die spezifischen Anforderungen ergeben, welche Technologie für die Anwendenden am besten geeignet ist.
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Elektrische Leistungsantriebssysteme mit integrierten Sicherheitsbausteinen zeichnen sich häufig durch erweiterte Überwachungsfunktionen und schnelle Reaktionszeiten im Fehlerfall aus.
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Vom Antrieb unabhängige Lösungen lassen sich universell verwenden, zudem sind sie einfach in der Parametrierung und Handhabung.
Konfigurierbare Sicherheitsmodule vereinen wesentliche Vorteile beider Technologien, wie Einfachheit und Sicherheit.
Sichere Bewegungsüberwachung mit dem flexiblen Sicherheitssystem PSRmodular
Sichere Bewegungsüberwachung mit Phoenix Contact
Das Safe-Motion-Portfolio von Phoenix Contact reicht vom einfachen Stillstands- und Drehzahlwächter bis hin zum konfigurierbaren Sicherheitssystem PSRmodular.
Die kompakten Drehzahl- und Stillstandswächter PSRmotion schalten drehende Maschinenteile im Notfall sicher ab. Kombiniert mit einer Schutztüreinrichtung, gewährleistet der sensorlose Stillstandswächter PSR-MM25 ein Zuhalten bis zum Stillstand einer gefahrbringenden Bewegung. Der Drehzahl- und Stillstandswächter PSR-MM30 überwacht zusätzlich die Geschwindigkeit und schaltet im Gefahrenfall sicher ab.
Das konfigurierbare Sicherheitssystem PSRmodular bietet sichere Erweiterungsmodule zur Überwachung von Stillstand, Drehzahl und Drehrichtung und kombiniert einfach Handhabung mit umfangreichen Sicherheitsfunktionen.
