SCU Safety Control Unit

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Eduard Holst
vor 8 Jahren
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1 Grundidee Die Trennung von sicherheitsrelevanten und nicht sicherheitsrelevanten Funktionen und Architekturelementen ist einer der Grundgedanken aller Sicherheitsnormen. Komplexe Systeme sind undurchsichtig, schwer zu verstehen und aufwendig zu evaluieren um die Sicherheit unter allen Umständen zu gewähren. Enthalten komplexe Steuersysteme zudem noch sicherheitsrelevante Funktionen, ist jede Änderung mit einer aufwendigen Auswirkungsanalyse zu untersuchen und ggf. von einem Sachverständigen zu bewerten bzw. zu begutachten lassen. Der bessere Weg ist es, eine klare Trennung zwischen den Steuersystemen zwischen sicherheitsrelevant und nicht sicherheitsrelevant bzw. eine grundsätzliche Trennung zwischen Sicherheit und Funktion zu schaffen. Auch wenn das bereits eingesetzte Steuersystem Ressourcen für weitere Funktionen frei hätte. Konzept Die Firma AAIT Angewandte Anlagen- und Industrietechnik GmbH entwickelt seit 2008 Überwachungsfunktionen auf einer Sicherheitssteuerung. Diese Funktionen sind bis zu einem SIL einsetzbar und zertifiziert und können nahtlos in die bestehende Leittechnik integriert werden. Dabei ist die Entwicklung der sicherheitsgerichteten Funktionen auf die Kundenbedürfnisse ausgerichtet. Alle Funktionen, sind im Rahmen der erlaubten Bereiche parametrierbar ausgelegt. Des Weiteren unterstützen wir sie in folgenden Bereichen: - Individuelle Softwareerstellung - Architekturerstellung - Projektabwicklung - Inbetriebnahme - Schulung

Enthalten komplexe Steuersysteme zudem noch sicherheitsrelevante Funktionen, ist jede Änderung mit einer aufwendigen Auswirkungsanalyse zu untersuchen und ggf.

2 SCU Funktionsübersicht Funktionsübersicht Folgende Funktionen sind individuell an ihre Bedürfnisse adaptierbar, konfigurierbar und parametrierbar. Funktion 1. Sichere Geschwindigkeitserfassung 2. Roll- und Rückrollüberwachung. Fahrtrichtungsüberwachung 4. Höchstgeschwindigkeitsüberwachung 5. Überwachung von Einschalt- und kontinuierlichen Betriebsbedingungen 6. Sichere Stillstandserkennung 7. Sicherheitsfahrschaltung 8. Redundante Auslösung (z.b. Traktionssperre, Sanftbremsung gepulst, Zwangsbremsung) 9.Diagnosefunktion Kurzbeschreibung Die aktuelle Fahrgeschwindigkeit wird von der SCU diversitär redundant mit zwei Achsdrehzahlgebern eingelesen und verarbeitet. Bei Bedarf können parametrierbare Geschwindigkeitsschwellen als binäre Ausgänge ausgegeben werden. Bei Betrieb mit Rangierfunkfernsteuerung ist gemäß EN 5029 dafür zu sorgen, das ein unbeabsichtigtes Ingangsetzen des Fahrzeugs aus dem Stillstand wirksam verhindert wird. Diese Funktion überwacht, dass das Fahrzeug ohne Traktion nicht weiter als eine parametrierte Strecke rollt. Des Weiteren wird überwacht, dass das Fahrzeug bei Aufschalten der Traktion in die richtige Richtung fährt. Diese Funktion überwacht das Fahrzeug, ob sich dieses während der Fahrt in die vorgegebene Fahrtrichtung bewegt. Kombination mit der Rollüberwachung ist möglich Überwacht die Überschreitung anhand mit einem Vorwahlschalter eingestellten oder parametrierten Geschwindigkeitsschwellen. Die maximale Höchstgeschwindigkeit ist im Rangierfunkfernsteuerung gemäß EN 5029 zu überwachen. Für den sicheren Betrieb von Fahrzeugen sind eine Reihe von Bedingungen nötig, die während des gesamten Betriebs vorhanden sein müssen (beispielsweise ein ausreichender HL-Druck). Die SCU überwacht diese Bedingungen. Die SCU überwacht das Fahrzeug auf Stillstand und gibt binäre Stillstandssignale an das übergeordnete Leitsystem aus. Notwendig zum Beispiel zum Aktivieren des Rangierfunkfernsteuerungsbetriebs oder Türöffnung. Die Sicherheitsfahrschaltung wurde gemäß UIC 641 entwickelt und biete eine zweikanalige Überwachung der Sifa-Taster und die Anbindung eines Störschalters. Alle Auslöser von Sicherheitsfunktionen sind vollständig parametrierbar ausgelegt. Beispielsweise kann ein Eingriff der Höchstgeschwindigkeitsüberwachung gestaffelt erfolgen: Traktionssperre -> Sanftbremsung -> Zwangsbremsung. Ebenfalls sind die Quittierungshandlung vollständig flexibel ausgelegt. Die SCU kann bei Bedarf einen Diagnoseleuchtmelder ansteuern, der den Zustand des Systems signalisiert. Des Weiteren kann optional ein Diagnosedisplay vorgesehen werden. SIL

Sicherheitsfahrschaltung 8. Redundante Auslösung (z.b. Traktionssperre, Sanftbremsung gepulst, Zwangsbremsung) 9.

3 SCU Das System Systemeigenschaften Kleine Kompaktsteuerung mit sicherheitsgerichteten Ein- und Ausgängen Dezentrale Ein- u. Ausgabebaugruppen möglich Vollständige Wirkwegüberwachung vom Sensor zum Aktor (z.b. Leitungsschluss- und Leitungsbrucherkennung) Selbsttest und Selbstüberwachung Plausibilitätsprüfung aller Eingangswerte Sicherheitsgerichtete Ausfalloffenbarung Einfache Schnittstelle zum übergeordneten System (ausschließlich digitale 24V Signale) Optional: Diagnosedisplay Optional: Raddurchmesseranpassung Funktionen kombinierbar durch modularem Aufbau der SW Sichere Funktionen bis SIL Geringer Wartungsaufwand Zertifiziert nach IEC 61508, IEC 6111, IEC 61511, IEC 62061, EN 50156, EN 954, EN 54, NFPA, NFPA 72, ATEX

baugruppen möglich Vollständige Wirkwegüberwachung vom Sensor zum Aktor (z.b. Leitungsschluss- und Leitungsbrucherkennung) Selbsttest und Selbstüberwachung Plausibilitätsprüfung

4 Produktdaten Energieversorgung Digitale Ausgänge Digitale Eingänge Abmessungen (ohne Stecker) Masse Schutzart Temperatur Normen Safety Integrity Level Verfügbarkeit Betriebsspannung 24 VDC, -15%.. +20% Stromaufnahme max. 9 A (mit maximaler Last), Leerlauf 0,5A Nicht galvanisch getrennt, gemeinsames Bezugspotential Galvanische Trennung auf Wunsch möglich High Pegel Low Pegel Breite 152 mm Höhe 114 mm Tiefe 66 mm ca. 1,0 kg IP20-25 C.. 60 C 15VDC 5VDC EN (Software) EN (Hardware) IEC (Steuerungssystem) EN (Umweltbedingungen) EN (EMV) EN 617 (Schwingen & Schock) Abhängig von der Funktion. Maximal SIL 0 Jahre (Schnittstellenkompatibel)

9 A (mit maximaler Last), Leerlauf 0,5A Nicht galvanisch getrennt, gemeinsames Bezugspotential Galvanische Trennung auf Wunsch möglich High Pegel Low Pegel Breite 152

5 Kontakt AAIT Angewandte Anlagen- und Industrietechnik GmbH Preißlerstr Nürnberg Tel.: Fax: Info@AAIT.eu

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