Safe Motion

Gefährliche Bewegungen gut abgesichert

18. Juni 2019, 2:30 Uhr | Thomas Kramer-Wolf

Fortsetzung des Artikels von Teil 5

Eine Frage der Logik

Wie überall in der Steuerungstechnik sitzt zwischen Sensorik und Aktorik die Logikverarbeitung. Diese bestimmt darüber, welche der (in Tabelle 1) genannten Funktionen auch tatsächlich einsetzbar sind. Während die Aktorik maßgeblich über die Reaktionszeit im Fehlerfall entscheidet, bestimmt die Logik darüber, wie schnell oder dynamisch Bewegungen überhaupt sein dürfen. Wird ein üblicher Antrieb mit 50 oder 60 Hz betrieben, stellt sich bei diesem meist eine Drehzahl von 3000 bis 3600 U/min ein. Um rasch auf ungewollte Bewegungen reagieren zu können, sollte die Winkelauflösung der Messung kleiner als 1° gewählt werden. Hierfür kommen typische Drehgeber mit 512 Strichen je Umdrehung zum Einsatz. Diese Kombination erfordert allerdings eine Auswertung der Signale mit 25 bis 50 kHz – womit ein normaler Eingang an einer Sicherheitssteuerung überfordert wäre. Deshalb werden hier spezielle Eingänge oder ‚Motion-Monitore‘ verwendet. Diese müssen in der Lage sein, bis zu vier Spuren auszuwerten und mögliche Leitungsfehler aufzudecken. Nur so kann eine PL-e-Auswertung einer Drehrichtung oder Position erfolgen. Können diese vier Eingänge alternativ auch als zwei Paare zu zwei Eingängen gruppiert werden, lassen sich ebenfalls zwei unabhängige Achsen in einem niedrigeren PL oder lediglich auf Stillstand und Drehzahl hin überwachen.

Zwei scheinbar harmlose, applikative Randbedingungen können eine sichere Stillstandsüberwachung jedoch erschweren: Vibrationen und schleichende Bewegungen im Stillstand. Erstere können überall auftauchen, während zweitere vor allem bei vertikalen Achsen zu finden sind. In beiden Fällen versagt die typische Überwachung der Geschwindigkeit auf v=0 und Fehlauslösungen der Sicherheitsfunktion sind damit zu erwarten. Nur mit einer reinen Geschwindigkeitsüberwachung lässt sich dies technologisch nicht vermeiden. Abhilfe schaffen Bewegungsmonitore, die neben der Geschwindigkeit gleichzeitig die Position überwachen. Hierfür steigt allerdings der Aufwand für die Sensorik. Eine Positionsüberwachung bedeutet, wie bereits erläutert, dass zwei Sensoren je Kanal erforderlich sind. In der Summe ist dann fast der doppelte Invest an Sensoren und Verarbeitung nötig.