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Antriebsüberwachung mit Sicherheit und System

Sicherheitszertifizierte Antriebsüberwachung bis SIL2 und PL d aus einer Hand statt Selbstbewertung der Systeme.

Der DFS60S Pro von Sick komplettiert als Inkremental-Encoder für funktionale Sicherheitstechnik das Produktportfolio für industrielle Sicherheitssysteme. Sicher in der elektrischen und mechanischen Ausführung, einfach in der Systemimplementierung und flexibel in seinen Einsatzmöglichkeiten ist der DFS60S Pro der universelle Motion Control-Sensor für stationäre und mobile Safety-Applikationen. 

Anforderungen aus mobilen und stationären Anwendungen, aber auch die Komplexität sicherheitstechnischer Bewertungen sprechen in der Praxis dafür, Antriebe oder Achsen, die in Sicherheitsfunktionen integriert sind, mit zertifizierten Encodern wie dem DFS60S Pro auszurüsten. Somit wird der DFS60S Pro dem Markttrend zu immer komplexer werdenden Navigations- Anforderungen bei fahrerlosen Transportsystemen (FTS) gerecht. Sogenannte „frei navigierende“ Transportsysteme, mit einer wachsenden Anzahl an Freiheitsgraden bei der Fortbewegung, stellen besondere Herausforderung an die sichere Bewegungsüberwachung. Für eine sichere Fahrtrichtungserkennung und beim Drehen auf der Stelle mittels Differenzialantrieben kommt der Vorteil des DFS60S Pro klar zur Geltung. Beim Einsatz nicht sicherheitszertifizierter Encoder können diese komplexen Abläufe nicht ohne größeren steuerungstechnischen Aufwand realisiert werden. Mit dem DFS60S Pro lassen sich solche Applikationen hingegen einfach und sicher überwachen.


Auch für stationäre Antriebsachsen und Asynchronmotoren sind funktional sicherheitszertifizierte Encoder von Vorteil, weil diese bis SIL2 beziehungsweise PL d einen zweiten redundanten Encoder zur Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktion überflüssig machen können. Dies ist nur dann erforderlich, wenn mit solchen Encodern höchste Schutzniveaus gemäß SIL3 beziehungsweise PL e erfüllt werden müssen – welche in der Praxis weniger häufig anzutreffen sind.

 

Sicherheitszertifiziert, langlebig und hoch verfügbar


Der DFS60S Pro gewährleistet mit seiner Zertifizierung wirtschaftlich sinnvolle Lösungen. Zum einen, weil der Inkremental-Encoder sowohl für Standard- Steuerungsfunktionen als auch für Sicherheitsfunktionen eingesetzt werden kann, zum anderen, weil der Encoder das Sicherheits- Engineering beim Motorenhersteller oder Maschinenbauer vereinfacht und risikofrei gestaltet. Die für die Bewertung der funktionalen Sicherheit erforderlichen Kennzahlen des Encoders sind bekannt und können direkt in weitere Berechnungen übernommen werden. Inkremental-Encoder für funktionale Sicherheitstechnik wie der DFS60S Pro sind daher die zukunftssichere und risikofreie Lösung für die sicherheitszertifizierte Antriebsüberwachung. Zumal dann, wenn diese auch sensortechnisch überzeugen und eine hohe Verfügbarkeit und Lebensdauer aufweisen.

 

Robustes Konzept


Der DFS60S Pro von SICK ist ein zertifizierter Inkremental-Encoder für die sicherheitsgerichtete Antriebsüberwachung. Bei Systemintegratoren und Maschinenbauern überzeugt der Encoder durch seine Präzision, seine Integrationsfreundlichkeit und seine Robustheit als Weg- und Geschwindigkeitssensor in mobilen und stationären Anwendungen. Neben der Gehäuseschutzart IP 65 und dem großen, von minus 30 bis plus 85 Grad Celsius reichenden Temperaturbereich sind für die besondere Langlebigkeit des DFS60S Pro zwei konstruktive Merkmale verantwortlich: Die Codescheibe aus Nickel sowie der vergrößerte Kugellagerabstand. Gegenüber Encoderscheiben aus Glas ist die Nickel-Codescheibe bei gleicher Auflösung wesentlich robuster; im Vergleich zu Codescheiben aus Kunststoff ist sie mindestens genauso haltbar, dabei aber deutlich besser auflösend und hitzebeständiger. Mit dem Ziel, die Vibrationen am Encodergehäuse zu minimieren, wurde der DFS60S Pro systematisch aufgebaut, um die Belastungen am Encoder möglichst gering zu halten und dies unter Beibehaltung des marktüblichen 60-Millimeter-Gehäuses. Ferner wurde der Abstand der beiden Kugellager der Welle auf 30 Millimeter vergrößert. Dadurch erhöht sich nicht nur die Lebensdauer der Kugellager, der Encoder bietet jetzt selbst bei der maximalen Betriebsdrehzahl von 6 000 Umdrehungen pro Minute einen optimalen Rundlauf. Dadurch wird die Genauigkeit der erfassten Geschwindigkeitswerte nicht von mechanischen Exzentrizitäts- beziehungsweise Toleranzeffekten beeinflusst.

 

Hohe Integrationsfreundlichkeit


Während das Gehäuse wie auch das Innenleben auf höchste Robustheit und Langlebigkeit ausgelegt sind, überzeugt auch die Integrationsfreundlichkeit des DFS60S Pro. Der Encoder eignet sich für Versorgungsspannungen von 4,5 bis 32 VDC und kann so über nahezu alle am Markt üblichen Sicherheits- Steuerungen versorgt werden. Der DFS60S Pro verfügt über eine kompakte, platzsparende Einbautiefe von 45 Millimeter. Ebenso erleichtert der universelle, radial wie axial ausrichtbare Kabelabgang den Einbau bei beengten Platzverhältnissen.

 

Höchste Sicherheit für die mechanischen Schnittstellen


Sick hat bei der mechanischen Anbindung adäquate Sicherheitsmaßstäbe angelegt. Als zusätzliche Maßnahmen im Sinn der IEC 61800-5-2 „Elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl“ wurden die mechanischen Schnittstellen mit dem Ziel des Fehlerausschlusses konsequent überdimensioniert. Bei den Vollwellen- Versionen des Sicherheits-Encoders mit Klemm- beziehungsweise Servoflansch sind die Wellen entweder mit einer Abflachung oder einer Passfeder für die kraft- und formschlüssige Anbindung ausgestattet. Die Encoder-Varianten mit Aufsteck- und Durchsteckwelle verfügen über einen verstärkten Klemmring für hohen Kraftschluss sowie eine Passfedernut, mit der ein Höchstmaß an Formschluss sichergestellt wird.

 

Sichere Antriebstechnik durchgängig konzipiert


Elektrisch, mechanisch und zulassungstechnisch ist der DFS60S Pro der ideale Safety Encoder für die Umsetzung durchgängiger Sicherheitskonzepte vom Sensor über die Steuerung bis zum Aktor. Als einer der Technologie- und Marktführer in der industriellen Sicherheitstechnik kann die Firma Sick hier umfassende Lösungen aus einer Hand bieten. Mithilfe des Drive Monitor FX3-MOC0 lassen sich eine Vielzahl von Sicherheitsfunktionen einfach und praktikabel handhaben.

 

FTF sicher überwachen


Eingesetzt werden kann der Drive Monitor unter anderem in Komplettlösungen für die sichere Antriebsüberwachung von mobilen Maschinen, wie beispielsweise fahrerlosen Transportsystemen. Mithilfe der Sicherheitsfunktionen SSM (Safe Speed Monitor, sichere Geschwindigkeitsüberwachung) und SLS (Safety Limited Speed, sicher reduzierte Geschwindigkeit) wird bei einem FTF die Geschwindigkeit über sichere DFS60S Pro-Encoder an den Rädern überwacht und bei Bedarf reduziert. Mit den Antriebs-Überwachungsfunktionen SBC (Safe Brake Control, sicher Bremsenansteuerung) und SS1 (Safe Stopp 1) beziehungsweise SS2 (Safe Stopp 2) kann ein Not-Stopp des Fahrzeugs auslöst und sicher überwacht werden.

 

Stationäre Maschinen sicher betreiben


Der Drive Monitor managt auch Sicherheitsfunktionen an Antrieben stationärer Maschinen. Im Einricht- oder im Wartungsbetrieb wird über die sichere Drehzahlüberwachungs- Funktion SLS eine reduzierte Maschinengeschwindigkeit mithilfe von DFS60S Pro-Encodern sicherheitsgerichtet überwacht. SSM (Safe Speed Monitor, sichere Geschwindigkeitsüberwachung) und SOS (Safe Operating Stopp, sichere Stillstandüberwachung) sind Antriebs-Überwachungsfunktionen des Drive Monitor, die dort umgesetzt werden, wo mechanische Abtrennungen, wie Hauben oder Schutztüren, zur Absicherung von Gefahrstellen eingesetzt werden, der Bediener aber häufig per Hand in den Prozess eingreifen muss. Damit dies schnell und sicher erfolgen kann, stellt das Drive Monitor-Modul zunächst über den Safety Encoder den Stillstand des Antriebes sicher fest und verhindert einen Wiederanlauf. Sofort danach gibt es das Öffnen der mechanisch trennenden Schutzeinrichtung und damit den Eingriff in die Gefahrstelle frei. In Notsituationen, in denen eine Stopp-Funktion durch die Betätigung einer Not-Halt-Taster das Öffnen einer nicht mechanisch verriegelten Schutztür oder Haube oder das Ansprechen einer optischen Schutzeinrichtung angefordert wird, gewährleisten die Funktionen SS1, SS2 und SBC (Safe Brake Control) des Drive Monitor ein sicheres Abschaltverhalten.


Der DFS60S Pro von SICK wird der steigenden Nachfrage nach funktionaler Sicherheit in der Antriebstechnik gerecht. Als zertifiziertes Sicherheitsprodukt eröffnet der Inkremental-Encoder die Möglichkeit, in mobilen und stationären Applikationen zusammen mit dem Drive Monitor FX3-MOC0 und der breiten Palette sicherer Sensoren von Sick durchgängige Plug&Play-Komplettlösungen aus einer Hand zu realisieren. Maschinenbauern und Integratoren spart dies viel Zeit beim Safety Engineering sowie bei Zulassungsprozeduren und vermeidet die Risiken bei einer Selbstevaluierung von Lösungen mit nicht zertifizierten Standardprodukten.

www.sick.com


Titelthema aus dhf 4.2015

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