20. JANUAR 2018

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Klasse für die Gasse


Special

Sicherheit - Bei Konzeption und Nutzung von Regalbediengeräten gewinnt das Thema Sicherheit zunehmend anBedeutung. Vor dem Hintergrund der zu beachtenden Normen punktet Lenze mit seiner »Drive-based Safety«.

In der Logistik zählen Effizienz und Verfügbarkeit. Nicht zuletzt deshalb sind moderne Regalbediengeräte in Automatischen Kleinteilelagern (AKL) mit Geschwindigkeiten von 6 m/s zügig unterwegs. Auf Massen von nicht selten zwei Tonnen wirken dabei Beschleunigungskräfte, die regelmäßig bis zu 4 m/s2 messen können. Und wenn dann an Kommissionierplätzen auch noch Menschen in unmittelbarer Nähe der Gassenenden arbeiten, wird deutlich, warum es kein noch so kleines Schlupfloch für mögliche Gefahren geben darf.

Welchen Stellenwert moderne Sicherheitstechnik bei der Projektierung von Regalbediengeräten (RBG) hat, zeigen u.a. international gültige Normen. Für RBGs greift der Normentyp C, konkret die EN 528:2008. Sie definiert präzise die Sicherheitsanforderungen an Regalbediengeräte. EN 528:2008 ist ein gutes Beispiel für eine Typ-C-Norm, die bereits auf die am 31.12.2011 endgültig in Kraft tretende EN ISO 13849-1:2008 verweist und damit schon jetzt deren Anwendung vorschreibt. EN ISO 13849-1, harmonisiert unter der Maschinenrichtlinie MRL 2006/42/EG, teilt die unterschiedliche sicherheitstechnische Leistungsfähigkeit in Performance Level (PL) ein – und zwar von a bis e. Die Abstufung kennzeichnet die durchschnittlichen Wahrscheinlichkeitswerte eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFHd – probability of dangerous failures per hour).

Präzise Risikobeurteilung

Um den erforderlichen Performance Level (PLr – Performance Level required) für jede Sicherheitsfunktion des sicherheitsrelevanten Steuerungssystems zu definieren, ist eine Risikobeurteilung durchzuführen und zu dokumentieren. Eine Ausnahme bilden genannte Regalbediengeräte. Für definierte sicherheitsbezogene Teile innerhalb eines RBG gibt die Produktnorm EN 528:2008 nämlich direkt die jeweils einzuhaltenden Performance Level an. Hierbei kann es sich in der Praxis z.B. um das mechanische Bremssystem des Fahrwerks handeln, das im Falle einer Energieunterbrechung selbsttätig einfällt. Ein weiteres Beispiel laut Norm: Sofern Endbegrenzungen nicht so ausgelegt sind, dass das Fahrwerk mit Nenngeschwindigkeit auffahren darf, muss ein automatisch arbeitendes System zur Geschwindigkeitsreduzierung zum Einsatz kommen. Letzteres hat den Performance Level d der EN ISO 13849-1 zu erfüllen. Typische Komponenten zur Realisierung eines derartigen Systems sind Betriebsartenwahlschalter (Schlüsselschalter), Drehzahlgeber (z.B. SinCos-Geber, Resolver) und die sichere Begrenzung der Geschwindigkeit über eine Sicherheitsfunktion im Antriebsregler mit integriertem Sicherheitsmodul.

Zur Ermittlung des Performance Level des Gesamtsystems kann das Softwaretool Sistema des IFA Instituts für Arbeitsschutz verwendet werden. Lenze stellt die sicherheitstechnischen Kenngrößen für seine Sicherheitskomponenten, die sich direkt in Sistema einbinden lassen, in Form einer Bibliothek zur Verfügung. Dies erleichtert den Umgang mit sicherheitstechnischen Kenngrößen wie die Ausfallwahrscheinlichkeit von Bauteilen (MTTFd – mean time to dangerous failure), der Diagnosedeckungsgrad (DCavg – average diagnostics coverage) oder die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls je Stunde (PFHd).

Gute Optimierungsmöglichkeiten

Anlagenbauer sind verpflichtet, bei der Projektierung eines Regalbediengeräts jene Komponenten auszuwählen, mit denen die vorgeschriebenen Performance Level verlässlich erreicht werden können. Hier eröffnen sich durch eine Integration der funktionalen Sicherheit in die Antriebsregler gute Optimierungs- und Einsparmöglichkeiten. So lassen sich etwa mit der »Drive-based Safety« von Lenze externe Sicherheitskomponenten umfassend reduzieren. Das hat sinkende Hardwarekosten zur Folge, verringert Platzbedarf und Verdrahtungsaufwand im Schaltschrank und macht die Systemstruktur schlanker und übersichtlicher. Lenze bietet die »Drive-based Safety« mit einem skalierten Funktionsumfang sowohl für Frequenzumrichter als auch für Servoregler an. Alle bislang von Lenze für die Umrichter der Antriebs- und Automatisierungsplattform L-force angebotenen Sicherheitsfunktionen erfüllen Performance Level e und damit das Maximum gemäß EN ISO 13849-1. Safe Torque Off (STO) ist an dieser Stelle schon als Basisfunktion zu bezeichnen. Sie hat sich in den vergangenen Jahren so weit etabliert, dass Lenze STO bei vielen Gerätereihen fest an Bord genommen und als zum Serienumfang gehörig erklärt hat.

Steckbare Module

Moderne Antriebsregler können heute in puncto Safety aber noch erheblich mehr leisten als Safe Torque Off. Weil bei der Neukonzeption von Regalbediengeräten häufig mehr Performance benötigt wird, hat Lenze beispielsweise für die Servo Drives 9400 ein skaliertes Portfolio zur »Drive-based Safety« entwickelt und in steckbare Module gegossen. Zur Ausstattung des Sicherheitsmoduls SM301 gehören folgende Funktionen gemäß IEC 61800-5-2 (Sicherheitsfunktionen für elektrische, in der Drehzahl veränderliche Antriebe): Sicher abgeschaltetes Moment (STO), Sicherer Stopp 1 (SS1) und Sicherer Stopp 2 (SS2) mit sicherer Rampenüberwachung, Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS), Sichere Maximalgeschwindigkeit (SMS), SichereTippschaltung (STM), Sichere Bewegungsrichtung (SDI), Sicher begrenztes Schrittmaß (SLI), Sichere Kaskadierung sowie Kommunikation mit in der Branche gängigen Sicherheitsbus-Systemen wie PROFI safe über PROFIBUS und PROFINET.

www.lenze.com/de



Daten & Fakten

Lenze ist ein weltweit tätiger Spezialist für Antriebs- und Automatisierungstechnik. Von den 3.000 Mitarbeitern des Unternehmens sind 300 in Forschung & Entwicklung tätig.
Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz bei Hameln, wo es im Nachkriegsjahr 1947 von Hans Lenze gegründet wurde.
Heute ist das Haus Lenze mit eigenen Gesellschaften sowie Vertriebs- und Service-partnern in über 60 Ländern vertreten.

Ausgabe:
lj 01/2011
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