Wenn Sie den Aufbau eines sicherheitsbezogenen Steuerungssystems verstehen und seine Leistung dokumentieren möchten, um sicherzustellen, dass es für die Sicherheitsanwendung geeignet ist, ist es wichtig, Steuerungssysteme in Grundzügen zu verstehen.
Ein sicherheitsbezogenes Steuerungsteil (SRP/CS) ist „der Teil eines Steuerungssystems, der auf sicherheitsbezogene Eingangssignale reagiert und sicherheitsbezogene Ausgangssignale erzeugt“ (ISO 13849-1:2015(E)).
Jedes Steuerungssystem lässt sich unabhängig von seiner Komplexität auf drei verschiedene Teile vereinfachen:
- Eingabestufe
- Logikstufe
- Ausgabestufe
Diese Beschreibung kann auf elektrische, pneumatische, hydraulische und mechanische Systeme sowie auf Kombinationen dieser Technologien angewendet werden. Denken Sie immer an diese drei Stufen, wenn Sie über die Implementierung eines Steuerungssystems nachdenken.
1. Eingabestufe
In einem Sicherheitssteuerungssystem ist die Eingabe ein externes Ereignis, das direkte Auswirkungen auf die Sicherheit des Prozesses, des Roboters oder der Maschine hat, die durch das System gesteuert werden. Die Eingabe kann eine Zustandsänderung sein, z. B. die Aktivierung eines Schalters oder die Änderung eines überwachten Werts, der einen wichtigen Schwellenwert für Druck, Temperatur oder Geschwindigkeit erreicht.
Beispiele:
- Wenn eine Schutztür geöffnet wird, die den Zugang zu einem leistungsstarken Roboterhubarm ermöglicht, löst ein an der Tür angebrachter Schalter ein Eingangssignal für das Steuerungssystem aus. Der Zustand des Schalters hat sich geändert, was das Öffnen der Tür repräsentiert.
- Temperaturüberwachungssensoren werden als Eingabe verwendet, um Überhitzungen in chemischen Prozessen zu verhindern. Der Temperatursensor wird so eingestellt, dass er ein Eingangssignal für das Sicherheitssteuerungssystem erzeugt, wenn die Temperatur des Prozesses über einen bestimmten Wert ansteigt.
2. Logikstufe
Die Logikstufe interpretiert das Eingangssignal und überträgt ein Ausgangssignal an die Ausgabestufe. Bei den einfachsten Systemen sind die Eingangsstufe und die Logikstufe zusammengefasst. Bei komplexen Systemen kann die Logikstufe ein Netzwerk aus Relais, programmierbare Geräte oder eine ähnliche Anordnung von Komponenten umfassen.
Für die Sicherheitsfunktion ist es wichtig, dass die Logikstufe korrekt funktioniert und ihre Funktionsfähigkeit auch im Falle eines Fehlers in der Eingangsstufe beibehält. Bei vielen modernen Sicherheitssteuerungssystemen stellt der Logikbaustein einen wichtigen Bestandteil der Fehlererkennung dar.
3. Ausgabestufee
Die Ausgabestufe ist das letzte Glied der Kette. Dieser Teil eines Sicherheitssteuerungssystems muss den gefährlichen Betrieb eines Prozesses, eines Roboters oder einer gefährlichen Maschine verhindern. Hinsichtlich der Ausgabestufe der Sicherheitssteuerung sind einige Faktoren zu beachten.
Wenn bewegliche Teile elektrisch angetrieben werden, muss das System die gefährliche Bewegung verhindern und die Stromversorgung des beweglichen Teils unterbrechen. Bei einem mechanischen System kann es erforderlich sein, einen Sollbruch- oder Haltebolzen zu verwenden, um weitere gefährliche Bewegungen zu verhindern. Für pneumatische und hydraulische Systeme gelten ähnliche Überlegungen.
