Praktische Sicherheit

Transkript

1 Praktische Sicherheit Vorlesung BA Bautzen Grundlagen Maschinensicherheit und Praktische Ausführung Sicherheitstechnik Tilo Schmidt / Pilz GmbH & Co. KG

2 Praktische Sicherheit Handlungen im Notfall Reihenschaltung von Not-Halt-Tastern und Schutztürschaltern... BWS - Einsatz Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen PSEN... Sichere Sensorik von Pilz

3 Handlungen im Notfall nach EN Differenzierung in: Stillsetzen im Notfall Not-Halt schnellstmögliches Stillsetzen der Maschine im Notfall, anschließend Abschaltung der elektrischen Energie Ausschalten im Notfall Not-Aus dient dem sofortigen Abschalten der Spannung im Notfall mit eventuellem Austrudeln Ingangsetzen im Notfall Anhang D Prozess oder Bewegung starten zur Verhinderung oder Beseitigung der Gefahr Einschalten im Notfall Anhang D Energiezuschaltung für Anlagenteile, die für Notsituationen benötigt werden

4 Handlungen im Notfall nach EN Vorrang gegenüber allen anderen Funktionen Geräte für das Stillsetzen im Notfall sind zumindest an jedem Bedienstand erforderlich (siehe auch EN ISO 13850)

5 Not-Halt nach EN ISO (ehem. EN 418) Betätigung des Stellteiles, die zu einer Erzeugung des Not-Halt Befehls führt, muss zum Verrasten des Befehlsgerätes führen. Das Rückstellen des Befehlsgerätes allein darf keinen Wiederanlauf auslösen!!! (siehe auch EN 1037) Not-Halt-Stellteile müssen rot sein. Wenn ein Hintergrund vorhanden ist, muss dieser gelb sein. (siehe auch EN )

6 Not-Halt-Taster EN ISO (ehem. EN 418) die Verfügbarkeit ist unabhängig von der Betriebsart!!

7 Not-Halt-Befehl EN ISO die Reaktion der Maschine auf den Not-Halt-Befehl darf keinerlei zusätzliche Gefährdung hervorrufen (z.b. Absenken, fallen lassen etc...)

8 Stopp im Notfall nach EN Stopp Kategorien Kap Stopp - Kategorie 0: ungesteuertes Stillsetzen durch sofortiges Abschalten der Energie (ggfls. mit Austrudeln) Stopp - Kategorie 1: gesteuertes Stillsetzen, Energieabschaltung erst nach Stillstand Stopp - Kategorie 2: gesteuertes Stillsetzen ohne Energieabschaltung (nicht zulässig für Not-Halt")

9 Not-Halt-Bereiche nach EN ISO Der Wirkungsbereich der NOT-Halt-Einrichtung muss eindeutig sein (Sichtbereich, Bereichstrennung usw...)

10 Not-Halt- Wirkungsbereich große Einzelmaschine Die Gesamtabschaltung der Maschine muss durch jeden Einzeltaster erfolgen (Einzelmeldung ist nur wichtig für die schnelle Diagnose und damit höhere Verfügbarkeit)

11 Praktische Sicherheit Teil 1 Handlungen im Notfall Reihenschaltung von Not-Halt-Tastern und Schutztürschaltern BWS - Einsatz Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen PSEN... Sichere Sensorik von Pilz

12 Reihenschaltung von Not-Halt und Schutztüren - Grundbetrachtung Es gibt keinen konkreten Hinweis in den Normen, ob bzw. wie viele Not-Halt-Taster oder Schutztürschalter hintereinander geschaltet werden dürfen. Es ist deshalb notwendig, eine Risikobetrachtung nach EN bzw. nach EN ISO vorzunehmen. Grundsätzlich ist aber zu bedenken, dass beim Betätigen eines Not-Halt-Tasters eine andere Absicht unterstellt werden muss als beim Öffnen einer Schutztür...

13 Reihenschaltung von Not-Halt und Schutztüren - Grundbetrachtung Not-Halt-Taster werden von Personen in der Absicht betätigt, die Bewegung einer Maschine oder Anlage zu stoppen, um im Gefahren- oder Störfall einen sicheren Zustand zu erreichen.

14 Reihenschaltung von Not-Halt und Schutztüren - Grundbetrachtung Schutztüren werden in der Absicht geöffnet, in einen Bereich zu greifen oder - zu gehen, um dort eine Tätigkeit durchzuführen. Damit es hierbei zu keinem Unfall kommt, wird die gefährliche Bewegung durch die Schutztürüberwachung sicher abgeschaltet. Anmerkung: In der EN sind hierbei nun auch die Zugangshäufigkeit und der damit verbundene Verschleiß zu berücksichtigen.

15 Reihenschaltung von Not-Halt und Schutztüren...Schlussfolgerung Eine Reihenschaltung von Schutztüren ist bei Betrachtung nach EN maximal mit Sicherheitskat. 3 zu bewerten, bei Betrachtung nach EN ergibt sich ein DC nur mit regelmäßiger Testung jeder einzelnen Tür. Somit ist ein PL d nur bei sehr geringen Schaltspielzahlen realistisch, ansonsten ist nur PL c zu erreichen..

16 Auswahl und Anbringung von Türendschaltern entsprechend Kat. 4 nach EN (PL e nach EN 13849) PSEN code Die Alternative... Sichere Reihenschaltung intelligenter Sensoren

17 Praktische Sicherheit Teil 1 Handlung im Notfall... Ausführungen, Stopp-Kategorien, - Bereiche Reihenschaltung von Not-Halt-Tastern und Schutztürschaltern BWS - Einsatz Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen PSEN... Sichere Sensorik von Pilz

18 Praktische Sicherheitssysteme: BWS Berührungslos Wirkende Schutzeinrichtungen

19 BWS - Technische Prinzipien Lichtschranken Sender/Empfänger oder Reflexion Laser oder Infrarot Eindimensional Lichtgitter / Lichtvorhänge Reflexion oder Sender/Empfänger Zweidimensional Scanner Reflexion über Laserprinzip Zweidimensional Sichere Kamerasysteme Digitales dreidimensionales Kameraprinzip

20 PSENopt Auswahl optoelektronischer Schutzeinrichtungen! Achtung! Eine optoelektronische Schutzeinrichtung kann nur verwendet werden, wenn der Bediener keiner Gefahr durch wegfliegende Material- bzw. Werkzeugteile oder z.b. Laserlicht ausgesetzt ist. Ebenso muss die Zugriffs- oder Zutrittszeit größer sein als die Zeit, die zum Stoppen der gefahrbringenden Bewegung benötigt wird!

21 PSENopt - Sicherheitsabstände gemäß DIN EN 999 Trennende Schutzeinrichtung Gefahrenbereich S = K x T + C Sender Mindestabstand S Empfänger S Mindestabstand [mm] Schutzfeld / Lichtstrahl K Konstante Annäherungsgeschwindigkeit [1600 bzw mm/s] T Gesamtansprechzeit der Schutzeinrichtung [s], wobei T = t1+ t2 t1 Ansprechzeit der Schutzeinrichtung t2 Nachlaufzeit der Maschine C zusätzlicher Abstand [mm], C= 8 x (d - 14) (d = Auflösung)

22 PSENopt Montage Verhindern von... Umgehungsmöglichkeiten: Übergreifen Untergreifen Umgreifen Hintertreten Umgehen Verschieben

23 PSENopt - Sicherheitsabstände gemäß DIN EN 13857

24 SafetyEYE Funktionsprinzip

25 SafetyEYE Produktmerkmale

26 SafetyEYE Applikationen Freie Fahrt für Gabelstapler Ergonomische Arbeitsplätze Freie Sicht auf den Prozess

27 SafetyEYE Applikationen Ein Sensor für mehrere Arbeitsbereiche Mit nur einem SafetyEYE werden dreidimensional mehrere Arbeitsbereiche unabhängig voneinander überwacht und gesteuert

28 Praktische Sicherheit Teil 1 Handlung im Notfall... Ausführungen, Stopp-Kategorien, - Bereiche Reihenschaltung von Not-Halt-Tastern und Schutztürschaltern... BWS - Einsatz Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen PSEN... Sichere Sensorik von Pilz

29 Schutztürsysteme und -einrichtungen

30 PSENslock sichere Schutztürüberwachung mit Magnetzuhaltung Die sichere Komplettlösung für Schutztüren Sichere Schutztürüberwachung mit berührungslos wirkenden Haltemagnet zur sicheren Stellungsüberwachung und Zuhaltung Mit Magnetkraftüberwachung Prozessschutz Maschinenschutz Personenschutz bei Anwendung ohne gefährlichen Nachlauf 30

31 Anwendungen PSENslock sind universell einsetzbar für Schwenktüren und Schiebetüren mit Linksanschlag oder Rechtsanschlag konzipiert für 45 mm-profile

32 Sicherheitsriegel PSENbolt Vorteile auf einen Blick PSENbolt als sichere Komplettlösung Robuste, kostensparende Lösung vorkonfektioniert von Pilz Sichere Komplettlösung aus Sicherheitsschalter, Türgriff und Riegel in Verbindung mit Auswerteeinheiten von Pilz Hoher Manipulations- und Umgehungsschutz integriert im Riegel durch Codierung des Sicherheitsschalters PSENcode

33 PSEN neue Produkte Sicherheitsmagnetschalter PSEN mag 3.Generation BG-geprüft neues Montagekonzept! Preisvorteil! Neue Gehäuse Neue Kontakt-Varianten 2x sichere Kontakte (n/o) 2x sichere plus 1x Melde (n/o) und LED Für verschiedene Auswertgeräte Einzelanschluß Reihenschaltung mit PSEN ix1 2 Schaltabstände Schaltabstand 3mm oder 10mm Anschluß Kabel, 4adrig/8adrig 5m oder 10m Oder steckbar durch Stecker am Kabel (20cm) M8/4pol M8/8pol Sehr hoher B10D-Wert ATEX Variante (in Vorbereitung)

34 PSEN neue Produkte PSEN code mit RFID Kompakter Funktion wie PSENcs1.1/2.1/2.2 Reihenschaltung PL e Neue Gehäuse 2 sichere OSSD 3 LEDs für bessere Diagnose reihenschaltbar mit PSEN cs , PSENslock und PSENsgate Schaltabstand typ. 10mm Nur eine Betätigungsrichtung, dafür aber min. Abstand Sensor-Sensor nur 10cm (PSEN cs1.1 = 40cm)

35 Schutztürsysteme und -einrichtungen Hier sehen Sie die herkömmliche (konventionelle) Lösung einer Zugangstür mit Anforderung, Signalisierung und sicherer Zuhaltung und Überwachung durch einen zweiten Sensor an größeren Maschinen und Anlagen...

36 1. Sichere Schutztürsysteme: PSENsgate Kombination aus Schutztürüberwachung mit sicherer Zuhaltung in einem System - inklusive NOT-HALT- Schlagtaster und 2 bzw. 4 Bedienelementen Für links- oder rechtsanschlagende Türen Mechanische Sperre (Vorhängeschloss, Karabiner) Reihenschaltung in Kombination mit PSENsgate, PSENslock und PSENcode in PL e möglich Überwachung von Riegel- und Bolzenbruch Höchster Manipulations- bzw. Umgehungsschutz Einsetzbar bis PL e nach EN ISO , bis SIL 3 nach EN/IEC und Kat. 4 nach EN Sichere Komplettlösung mit Steuerungstechnik von Pilz 36

37 Die sichere Lösung: Sensorik plus Steuerungstechnik von Pilz

38 PSEN neue Produkte PSEN rope Seilzugschalter Der Wirkungsbereich von PSENrope ist lediglich durch die Länge des Seils begrenzt Förderbänder Verpackungsindustrie Druck- und Papierindustrie Textilindustrie für Indoor- und Outdoor-Einsatz

39 PSEN neue Produkte PSEN hinge Sicherer Scharnierschalter Basiert auf mechanischem Prinzip Kombination von mechanischem Schalter und Scharnier

40 PSENini Sicher überwachen ohne Betätiger

41 PITenable 3-stufiger Zustimmtaster Neue PilzSENsoren (AUS) (AN) (PANIK)

42 Die sichere Lösung: Sensorik plus Steuerungstechnik von Pilz normgerechter Schutz von Mensch und Maschine hohe Sicherheit für Anwendungen bis PL e nach ISO SIL 3 nach IEC Kategorie 4 nach EN 954-1

43 Sichere Antriebsüberwachung Beispiel Einrichtbetrieb Folienabwicklung Sichere Überwachung von Drehzahl / Überdrehzahl Stillstand Drehrichtung bei geöffneter Schutztüre 43 Seminar Sichere Automation 2011

44 Antriebsüberwachung n Grundlage ist die internationale Normung: IEC Definition von Sicherheitsanforderungen an Antriebe! STO Safe Torque Off (Stop-Kat 0, EN ) SS1 Safe Stop 1 (Stop-Kat 1, EN ) SS2 Safe Stop 2 (Stop-Kat 2, EN ) SOS Safe Operating Stop SLS Safely-Limited Speed SLT Safely-Limited Torque SLP Safely-Limited Position SLI Safely-Limited Increment SDI Safe DIrection SMT Safe Motor Temperature SBC Safe Brake Control SCA Safe CAm SSM Safe Speed Monitor 44 Seminar Sichere Automation 2011

45 Beispiele zur sicheren Antriebsüberwachung 1) mit Standard-Geber Bedingungen: Standard-Geber mit PL c (+PFHd) nach Hersteller Kat. 1 nach Hersteller Bewährtes Bauteil MTTFd = high, Herstellerangaben MTTFd = MTTF (worst case) MTTFd = 2*MTTF (50% danger.) Kein DC keine Geber-Diagnose durch den Antriebsregler Standard-Geber ohne weitere Maßnahmen Erreichbar: PL c (Kat.1) / kein SIL 45 Seminar Sichere Automation 2011

46 Beispiele zur sicheren Antriebsüberwachung 5) mit Standard-Geber und Näherungsschalter 24V Z-Track Bedingungen: Standard-Geber MTTFd Herstellerangaben MTTFd = MTTF (worst case) MTTFd = 2*MTTF (50% danger.) DC=90% Standard Näherungsschalter MTTFd Herstellerangaben MTTFd = MTTF (worst case) MTTFd = 2*MTTF (50% danger.) DC=90% 2-kanaliger Auswertung + Diagnose Standard-Geber und Näherungsschalter Erreichbar: PL e (Kat.3) / SIL CL 3 46 Seminar Sichere Automation 2011

47 Antriebsüberwachung Sicherheit extern oder integriert Stand-alone Drehzahlwächter PNOZ s30 PSS 4000 PNOZmulti mit Drehzahlüberwachung PMC Protego DS 47 Seminar Sichere Automation 2011

48 Pilz Systemwelt Sicherheitsschaltgeräte / Sicherheitssteuerungen Von der Einzelsicherheitsfunktion bis hin zur kompletten Maschinenautomatisierungslösung. PSS 4000 PSSu PROFInet / PROFIsafe PNOZsigma PNOZmulti Mini PNOZmulti 48 Seminar Sichere Automation 2011

49 PNOZmulti Mini Familie PNOZmulti Mini PNOZ mm0p Nicht erweiterbar, konfigurierbare E/As Kundentexte auf dem Display PNOZmulti Mini PNOZ mm0.1p PNOZ mm0p + Erweiterbarkeit links und rechts (links Kommunikation, Linkmodule, rechts PNOZsigma) PNOZmulti Mini PNOZ mm0.2p PNOZ mm0.1p + Integrierte Multilinkschnittstelle 49 Seminar Sichere Automation 2011

50 PNOZmulti Mini Familie PNOZ mm0p PNOZmulti Mini überwacht mehrere sicherheitsgerichtete Funktionen in Einzelmaschinen. Multifunktional und frei konfigurierbar. Allgemeine Sicherheitsfunktionen Logikfunktionen Kompakte Bauweise (45mm Breite) Einfache Diagnose durch integriertes Display Konfigurieren statt verdrahten mit dem bewährten PNOZmulti Configurator Bewährte Funktionen Bis zu 40% an Zeit und Kosten sparen in allen Engineeringphasen Wenig Verdrahtung und große Platzersparnis im Schaltschrank Hohe Verfügbarkeit und sekundenschnelle Diagnose 20 sichere Eingänge 4 sichere Halbleiterausgänge (SIL3, PL e) 4 Taktausgänge 50 Seminar Sichere Automation 2011

51 Für die Hardware das entprechende Tool Der PNOZmulti Configurator V7.x Konfigurieren über Symbolleisten und Auswahlmenüs auf der Configurator- Oberfläche Ausdruck als Projekt- Dokumentation 51 Seminar Sichere Automation 2011

52 Beispielaufgabe PNOZmulti - An einer Maschine sollen eine Not-Halt-, Schutztür- und Zustimmfunktion (alle Pl e nach EN ISO ) überwacht werden. - Wenn Not-Halt, die Schutztür oder ein STOP-Taster betätigt wird, soll die Maschine komplett stillgesetzt werden. Wird die Schutztür geöffnet, soll nur der Hauptantrieb zeitverzögert gestoppt werden. - Bei geöffneter Schutztür soll ein eingeschränkter Betrieb mit Zustimmtaster möglich sein. - Die Not-Halt- und Schutztürfunktion sollen mit überwachter Start, die Zustimmfunktion mit automatischer Start ausgeführt werden. - Sicherheits-Komponenten: Not-Halt-Taster PITestop, Codierter Schutztürschalter PSENcode, Zustimmtaster PITenable, Parametrierbares Sicherheitssystem PNOZmm0p

53 Ihre Fragen??? Jetzt wäre die richtige Zeit für Fragen...??????

54 Praktische Sicherheit Vorlesung BA Bautzen Grundlagen Maschinensicherheit und Praktische Ausführung Sicherheitstechnik Tilo Schmidt / Pilz GmbH & Co. KG