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Funktionale Sicherheit: Per generischem Ansatz zur sicheren Servolösung

Fortsetzung des Artikels von Teil 4.

Sicherheitsfunktionen nach IEC 61800-5-2

Die Sektornorm IEC 61800-5-2 (in Deutschland DIN EN 61800-5-2) regelt die Anforderungen an die funktionale Sicherheit von „elektrischen Leistungsantriebssystemen mit einstellbarer Drehzahl“. Durch die Umsetzung der normativen Festlegungen ermöglichen Hersteller den Einbau ihrer sicheren Antriebe in Maschinen und Anlagen gemäß der Vorgaben der übergeordneten Normen IEC 61508 (Basisnorm für funktionale Sicherheit elektrischer und elektronischer Systeme), DIN EN 62061 (funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen) und DIN EN ISO 13849 (Maschinensicherheit).

Die wichtigste Klasse von Sicherheitsfunktionen sind Notstopps. Die IEC 61800-5-2 definiert drei Stoppfunktionen, die den drei Stopp-Kategorien 0, 1 und 2 aus DIN EN 60204-1 entsprechen:

• Safe Torque Off (STO): Sicher abgeschaltetes Moment (die Energieversorgung wird sofort unterbrochen und der Antrieb ungesteuert stillgesetzt).
• Sicherer Stopp 1 (SS1): Der Antrieb wird geregelt zum Stillstand gebracht und anschließend die Energieversorgung unterbrochen, also STO aktiviert.
• Sicherer Stopp 2 (SS2): Der Antrieb wird geregelt zum Stillstand gebracht und der Stillstand überwacht (die Energiezufuhr bleibt also erhalten).

Neben diesen Notstoppfunktionen beschreibt die IEC 61800-5-2 auch sogenannte „sichere Bewegungsfunktionen“, die Risiken im laufenden Betrieb reduzieren sollen. Dazu zählt zum Beispiel der sichere Betriebshalt (Safe Operation Stop, SOS), bei dem der Antrieb weiter geregelt, das heißt, die Sicherheitssteuerung weiter mit Positionswerten versorgt wird. Die Funktion ist  nötig, wenn häufig manuell in den Prozess einzugreifen ist – etwa im Einrichtbetrieb. 

Eine weitere Funktion ist die sicher überwachte Geschwindigkeit (Safely Limited Speed, SLS). Hier werden Elemente wie Achsen oder Spindeln auf eine vorgegebene Geschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl überwacht. Notwendig ist dies etwa beim Einrichten oder der automatischen Bearbeitung. Neben der Geschwindigkeit lassen sich Positionen oder die Bewegungsrichtung überwachen oder Bremsen ansteuern.