Schwerpunkte

Funktionale Sicherheit

Per generischem Ansatz zur sicheren Servolösung

16. April 2018, 00:00 Uhr   |  Jasper Leinberger, Gerhard Weiß

Per generischem Ansatz zur sicheren Servolösung
© Bild: Computer&AUTOMATION, Quellen: Fotolia, Industrieblick, Chayantorn

Servoantriebe mit integrierten Sicherheitsfunktionen sind aus modernen Werkzeugmaschinen nicht mehr wegzudenken. Allerdings: Die Implementierung von Safety im Antrieb ist in der Regel mit hohem Aufwand verbunden. Generische Plattformlösungen erleichtern diese Aufgabe.

Weltweit müssen Werkzeugmaschinen und Anlagen heute immer strengeren Anforderungen an den Arbeitsschutz Rechnung tragen. Wichtige Märkte – allen voran China – haben bereits Sicherheitsstandards nach europäischem Vorbild übernommen. Wenn Safety bereits im Antrieb integriert ist, können entsprechende Maschinen deutlich kostengünstiger produziert werden. Elektronisch realisierte Sicherheitsfunktionen bieten kürzere Reaktionszeiten, der Wegfall mechanischer Komponenten sorgt für geringeren Verschleiß und weniger Wartungsbedarf; daneben reduzieren sich der Platzbedarf sowie der Verdrahtungsaufwand.

Während die Sicherheitsfunktion ‚Safe Torque Off‘ – kurz STO – bei Servoantrieben mittlerweile schon fast zum Standard gehört, sind andere oft benötigte Funktionen, zum Beispiel ‚Safe Operation Stop‘ (SOS) oder ‚Safe Stop 1‘ beziehungsweise ‚Safe Stop 2‘ seltener zu finden. Der Grund: Um Sicherheitsfunktionen zu integrieren, müssen Hersteller die hohen Anforderungen der internationalen Norm EN/IEC 61800-5-2 erfüllen. Bei modernen Werkzeugmaschinen mit Servoantrieb, insbesondere bei Industrierobotern, die mit ihren zahlreichen miteinander verschraubten Achsen ein hohes Maß an Komplexität aufweisen, sind die Fehlerüberwachung und die sichere Umsetzung von Notstopp-Funktionen sehr aufwendig. Gerade kleinere Hersteller haben meist nicht die Kapazitäten für sichere Entwicklungen – deshalb delegieren auch Antriebe mit eingebauter STO-Funktion Fehlererkennung und Diagnosetests in der Regel an externe Geräte (Sicherheitssteuerung, Safety-SPS). Es geht allerdings auch einfacher – und zwar mithilfe einer generischen Plattform-Lösung wie ‚NTSafeDrive‘ von Newtec. Antriebe mit integrierter STO-Funktion lassen sich damit ohne großen Entwicklungsaufwand um zusätzliche Sicherheitsfunktionen erweitern – einschließlich redundant implementierter Überwachungslogik, Fehlererkennung und Diagnosemaßnahmen. Unterstützt werden dabei alle gängigen, in IEC 61800-5-2 beschriebenen Sicherheitsfunktionen (siehe Kasten, S. 86): Safe Torque Off (STO), Safe Stop 1 und 2 (SS1/SS2), Safe Operating Stop (SOS), Safely Limited Position (SLP), Safely Limited Speed (SLS), Safe Speed Monitor (SSM), Safe Direction (SDI), Safely Limited Increment (SLI) sowie Safe Brake Control (SBC).

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1. Per generischem Ansatz zur sicheren Servolösung
2. Die Herausforderungen bei der Integration
3. Sichere Datenerfassung
4. Redundanz per 2-kanaliger Architektur
5. Sicherheitsfunktionen nach IEC 61800-5-2

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