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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zur Bereitstellung einer Antriebsbewegung, mit einem elektrisch oder fluidisch betreibbaren Aktor, der ein Aktorgehäuse umfasst, dem ein beweglich gelagertes Aktorglied zugeordnet ist, wobei dem Aktor ein Positionsmesssystem zur Ermittlung einer Position des Aktorglieds gegenüber dem Aktorgehäuse zugeordnet ist, und mit einer Aktorsteuerung, die zur Bereitstellung eines elektrischen oder fluidischen Energieflusses an den Aktor in Abhängigkeit von Bewegungsbefehlen ausgebildet ist und mit einer Steuerungseinrichtung zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an die Aktorsteuerung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebssystems.
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Aus der
EP 1 914 044 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Steuerung einer Bewegungsvorrichtung bekannt. Dabei umfasst das System eine Bewegungsvorrichtung mit einem an der Bewegungsvorrichtung zur Verfügung gestellten Werkzeug, eine Bewegungsvorrichtungsteuerung, eine Sicherheitssteuerung, eine Werkzeug-Wartungsstation und eine Bewegungserkennungseinheit für die Positionsberechnung der Bewegungsvorrichtung in der Sicherheitssteuerung. Das System enthält ein Positionsdetektionsmodul zur Generierung eines Signals korrespondierend zu einer Positionierung des Werkzeugs in der Werkzeug-Wartungsstation, das mit einer Übertragungseinheit für das Signal an die Sicherheitssteuerung zur Verfügung gestellt ist. Die vom Positionsdetektionsmodul detektierte Position stellt gleichzeitig eine gültige Kalibrierposition der Bewegungsvorrichtung dar. Das generierte Signal stößt einen Kalibrierungs- beziehungsweise Sicherheitsüberprüfungsprozess an, der einen Vergleich der von der Sicherheitssteuerung berechneten Umdrehungszahl oder Position jeder Achse mit vorgespeicherten Werten sowie anschließende Bewertung der Abweichung in Bezug auf eine vorgegebene Toleranz beinhaltet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Antriebssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems bereitzustellen, bei denen eine einfache Aufbauweise für das Antriebssystem gewährleistet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für ein Antriebssystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass dem Aktor eine Bremseinrichtung zur Abbremsung des Aktorglieds sowie eine sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung zur Ansteuerung der Bremseinrichtung zugeordnet sind, wobei die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung der an die Aktorsteuerung bereitgestellten Bewegungsbefehle mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung die gleichen Bewegungsbefehle erhält, wie sie von der Steuerungseinrichtung an die Aktorsteuerung bereitgestellt werden, wobei die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung unabhängig von der Aktorsteuerung arbeitet und für die Ansteuerung der Bremseinrichtung zur Abbremsung des Aktorglieds ausgebildet ist. Durch diese Aufbauweise ist eine Kommunikation zwischen der Aktorsteuerung und der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung nicht erforderlich, sodass eine Auswahl der Aktorsteuerung unabhängig von einer Auswahl der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung erfolgen kann. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine Nachrüstung einer derartigen Überwachungseinrichtung an ein Aktorsystem von Interesse, das durch die Nachrüstung der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung und der zugehörigen Bremseinrichtung in ein erfindungsgemäßes Antriebssystem mit verbesserten Sicherheitseigenschaften umgewandelt wird. Die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die von der Steuerungseinrichtung bereitgestellten Bewegungsbefehle in einer Weise zu verarbeiten, dass zu jedem Zeitpunkt sichergestellt ist, dass keine unerwünschten Bewegungen des Aktorglieds relativ zum Aktorgehäuse stattfinden. Sollte sich bei der Verarbeitung der Bewegungsbefehle eine unerwünschte Abweichung zwischen dem bereitgestellten Bewegungsbefehl und der tatsächlichen Bewegung des Aktorglieds relativ zum Aktorgehäuse ergeben, ist die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung bei Überschreitung einer vorgebbaren Toleranzschwelle zwischen einer von der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung erwarteten Bewegung des Aktorglieds und einer tatsächlichen Bewegung des Aktorglieds dazu eingerichtet, die Bremseinrichtung anzusteuern. Damit kann eine rasche Stilllegung des Antriebssystems erreicht werden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass eine maximale Bremsleistung der Bremseinrichtung größer als eine maximale Antriebsleistung des Aktors gewählt ist, um auch bei voller Beaufschlagung des Aktors mit elektrischer oder fluidischer Energie eine zuverlässige Abbremsung des Aktorglieds relativ zum Aktorgehäuse zu gewährleisten. Die Bremseinrichtung kann für eine unmittelbare Einwirkung auf das Aktorglied, bei dem es sich beispielsweise um eine Kolbenstange eines fluidischen Zylinders handeln kann, ausgebildet sein. Alternativ kann die Bremseinrichtung für eine Abbremsung einer vom Aktorglied angetriebenen Maschinenkomponente vorgesehen sein, sodass lediglich eine mittelbare Bremskraftübertragung zwischen der Bremseinrichtung und dem Aktorglied vorliegt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung mit dem Positionsmesssystem verbunden ist, um eine Ansteuerung der Bremseinrichtung in Abhängigkeit von einem Positionssignal des Positionsmesssystems zu ermöglichen. Eine Überprüfung der Bewegung des Aktorglieds relativ zum Aktorgehäuse kann dementsprechend durch Abgleich eines Bewegungsbefehls mit dem Positionssignal des Positionsmesssystems in der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung vorgenommen werden. Eine Ansteuerung der Bremseinrichtung durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung kann beispielsweise dann vorgesehen werden, wenn das Aktorglied eine Bewegungsgeschwindigkeit außerhalb eines vorgebbaren Bewegungsgeschwindigkeitsintervalls aufweist und/oder wenn eine Beschleunigung des Aktorglieds unterhalb oder oberhalb eines vorgebbaren Beschleunigungsgrenzwerts liegt und/oder wenn eine Positionsabweichung des Aktorglieds gegenüber einer vorgebbaren Ist-Position einen vorgebbaren Toleranzwert überschreitet. Bei dem Positionsmesssystem kann es sich beispielsweise um ein Wegmesssystem handeln, bei dem sich eine Maßverkörperung längs eines Bewegungswegs für das Aktorglied oder eine vom Aktorglied angetriebene Maschinenkomponente erstreckt, die von einem Sensorsystem abgetastet wird. Damit kann in inkrementaler oder absoluter Weise eine Position des Sensorsystems relativ zur Maßverkörperung ermittelt werden, wobei das Sensorsystem ein Positionssignal an die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung bereitstellt. Alternativ kann es sich bei dem Positionsmesssystem auch um eine Anordnung von Schaltkontakten oder einen Drehgeber handeln, mit deren Hilfe ebenfalls eine Relativposition des Aktorglieds gegenüber dem Aktorgehäuse ermittelt werden kann, um der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung eine Übereinstimmung oder Abweichung zwischen einer Ist-Position des Aktorglieds mit dem bereitgestellten Bewegungsbefehl zu ermöglichen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Positionsmesssystem und die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung ein sicheres Arbeitssystem bilden, das gemäß einer ersten Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards ausgebildet ist und dass die Aktorsteuerung gemäß einer zweiten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards ausgebildet ist, wobei die erste Sicherheitskategorie auf einem höheren Sicherheitsniveau als die zweite Sicherheitskategorie innerhalb des Sicherheitsstandards angesiedelt ist. Als Sicherheitsstandards stehen beispielsweise nationale oder internationale Normen wie die EN ISO 13849-1 und die EN/IEC 62061 zur Verfügung, in denen beispielsweise die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und/oder an ein definiertes Verhalten von Maschinen und zugehörigen Maschinenkomponenten im Überwachungsfall festgelegt sind und in denen die Betriebssicherheit bzw. Ausfallsicherheit der Komponenten üblicherweise in klar voneinander abgrenzbaren Sicherheitsklassen oder Sicherheitskategorien eingeordnet ist. Typischerweise muss eine Komponente, die einer bestimmten Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards zugeordnet werden soll, durch den Hersteller und/oder durch ein unabhängiges Prüfinstitut daraufhin untersucht und gegebenenfalls zertifiziert werden, ob sie sämtliche Anforderungen der jeweiligen Sicherheitskategorie erfüllt. Praktisch kann dies beispielsweise bedeuten, dass die Komponenten, die der höheren Sicherheitskategorie zuzurechnen sind, eine höhere Zuverlässigkeit und damit eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen als die Komponenten, die der niedrigeren Sicherheitskategorie zuzurechnen sind. Die Zielsetzung für die Auslegung des Antriebssystems kann beispielsweise im Hinblick auf Kostenaspekte darin liegen, eine ausreichende Sicherheitskategorie für das gesamte Antriebssystem mit einer möglichst geringen Anzahl von Komponenten, die einer hohen Sicherheitskategorie zugehörig sind, zu verwirklichen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung als Bestandteil des sicheren Arbeitssystems gemäß der ersten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards ausgebildet ist. Hierdurch wird für alle sicherheitsgerichteten Komponenten des Antriebssystems, also insbesondere für die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung, das Positionsmesssystem und eben auch die Bremseinrichtung in ihrem Zusammenwirken als System die Einhaltung der Anforderungen der ersten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards gewährleistet.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Aktorsteuerung und dem Aktor eine Trenneinrichtung für eine Unterbrechung des Energieflusses von der Aktorsteuerung zum Aktor angeordnet, die mit der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung verbunden ist. Hierdurch kann eine zuverlässige Stilllegung des Antriebssystems auch dann gewährleistet werden, wenn die Leistungsfähigkeit der Bremseinrichtung kleiner als die Leistungsfähigkeit des Aktors ist. Vorteilhaft wird die Trenneinrichtung jedoch zur zusätzlichen Erhöhung des Sicherheitsniveaus des Antriebssystems eingesetzt, wobei hierzu insbesondere vorausgesetzt wird, dass die maximale Bremsleistung der Bremseinrichtung größer als die maximale Antriebsleistung des Aktors ist und dass die Trenneinrichtung gemäß der ersten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards ausgebildet ist. Ergänzend oder alternativ kann eine Einflussnahme von der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung auf die Aktorsteuerung vorgesehen sein, um bei Vorliegen einer von der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung ermittelten Fehlfunktion des Antriebssystems ein Abschaltsignal an die Aktorsteuerung bereitstellen zu können. Mit Hilfe des Abschaltsignals wird ein Bewegungsbefehl in der Aktorsteuerung übersteuert wird, um auf diesem Wege zumindest mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eine Abschaltung des Energieflusses an den Aktor durchführen zu können. Diese Maßnahme greift jedoch nur in ergänzender Weise, da hiermit beispielsweise eine Fehlfunktion eines der Aktorsteuerung zugehörigen Schaltelements wie eines Leistungstransistors oder eines Steuerventils nicht beherrscht werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Bremseinrichtung für eine unmittelbare Abbremsung des Aktorglieds ausgebildet ist. Hierdurch kann eine kompakte Aufbauweise für die Kombination von Bremseinrichtung und Aktor erzielt werden, ferner ist hierdurch eine besonders vorteilhafte Anpassung der Bremseinrichtung an die Leistungsfähigkeit des Aktors sichergestellt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt mit einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems gelöst, wie es im Anspruch 7 angegeben ist. Hierbei ist vorgesehen, dass Bewegungsbefehle einer Steuerungseinrichtung an eine Aktorsteuerung zur Bereitstellung eines elektrischen oder fluidischen Energieflusses an einen Aktor und an eine sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Aktorglieds des Aktors und zur Ansteuerung einer dem Aktorglied zugeordneten Bremseinrichtung bereitgestellt werden, dass in der Aktorsteuerung und in der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung jeweils unabhängig voneinander eine Verarbeitung der Bewegungsbefehle vorgenommen wird, dass in der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung oder in der Aktorsteuerung und in der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung eine Verarbeitung eines Positionssignals eines dem Aktorglied zugeordneten Positionsmesssystems vorgenommen wird und dass eine Ansteuerung der Bremseinrichtung durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung erfolgt, wenn eine Abweichung zwischen einem Bewegungsbefehl und einer tatsächlichen Position des Aktorglieds außerhalb eines vorgebbaren Abweichungsintervalls liegt.
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In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zwischen der Aktorsteuerung und dem Aktor eine Trenneinrichtung für eine Unterbrechung des Energieflusses von der Aktorsteuerung zum Aktor angeordnet ist und dass eine Ansteuerung der Trenneinrichtung zur Unterbrechung des Energieflusses durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung erfolgt, wenn eine Abweichung zwischen einem Bewegungsbefehl und einer tatsächlichen Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Aktorglieds außerhalb eines vorgebbaren Abweichungsintervalls liegt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:
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1 eine Seitenansicht eines Antriebssystems mit einer Steuerungseinrichtung, einer Aktorsteuerung, einer sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung und einem Aktor und
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2 eine Draufsicht auf das Antriebssystem gemäß der 1.
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Ein in den 1 und 2 in unterschiedlichen Ansichten dargestelltes Antriebssystem 1 ist exemplarisch zur Bereitstellung einer Linearbewegung längs eines Bewegungswegs 2 ausgebildet, beispielsweise um einen Schlitten 3 zwischen einer ersten Funktionsposition und einer zweiten Funktionsposition bewegen zu können. Zu diesem Zweck umfasst das Antriebssystem 1 eine Steuerungseinrichtung 4, eine Aktorsteuerung 5, eine sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6, einen Aktor 7, eine Bremseinrichtung 8 sowie eine Schlittenanordnung 9, die den Schlitten 3 umfasst.
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Exemplarisch ist der Aktor 7 als elektrischer Getriebemotor mit einem angeflanschten Winkelgetriebe ausgebildet, der zur Umsetzung von bereitgestellter elektrischer Energie in eine Drehbewegung einer Antriebswelle 10 vorgesehen ist. Für eine Bereitstellung der elektrischen Energie an den Aktor 7 sind die Steuerungseinrichtung 4 und die Aktorsteuerung 5 vorgesehen. Dabei ist die Steuerungseinrichtung 4 zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an die Aktorsteuerung 5 vorgesehen und kann insbesondere als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet sein, die möglicherweise über ein nicht dargestelltes Buskommunikationssystem mit weiteren nicht dargestellten Steuerungseinrichtungen gekoppelt ist. Bei der Aktorsteuerung 5 handelt es sich exemplarisch um einen sogenannten Motorcontroller, der die von der Steuerungseinrichtung 4 bereitgestellten Bewegungsbefehle in elektrische Energieflüsse an den Aktor 7 umsetzt. Beispielhaft ist die Aktorsteuerung 5 über eine Datenleitung 11 mit der Steuerungseinrichtung 4 verbunden, wobei über die Datenleitung 11 die Bewegungsbefehle, beispielsweise entsprechend einem vorgebbaren Busprotokoll, von der Steuerungseinrichtung 4 an die Aktorsteuerung 5 übertragen werden können. Ferner ist die Aktorsteuerung 5 mit einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle und zudem über eine Energieleitung 12 mit dem Aktor 7 verbunden, um eine Bereitstellung der elektrischen Energie an den Aktor 7 ermöglichen zu können.
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Exemplarisch ist in die Energieleitung 12 eine Trenneinrichtung 15 elektrisch eingeschleift, bei der es sich beispielsweise um ein Schütz oder Relais handeln kann, um die elektrische Verbindung zwischen der Aktorsteuerung 5 und dem Aktor 7 gegebenenfalls unterbrechen zu können. Die Trenneinrichtung 15 ist über eine Steuerleitung 16 mit der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 verbunden. Bei einer Bereitstellung von elektrischer Energie durch die Aktorsteuerung 5 über die Energieleitung 12 und bei durchgeschalteter, das heißt elektrisch leitender, Trenneinrichtung 15 führt der Aktor 7 eine Rotationsbewegung seiner Antriebswelle 10 durch, die exemplarisch auf eine Umlenkrolle 17 der Schlittenanordnung 9 eingeleitet wird. Die Umlenkrolle 17 wird zumindest bereichsweise von einem Transportband 18 umschlungen, an dem der Schlitten 3 festgelegt ist und das als ringförmige Endlosschlaufe ausgebildet ist. An einem der Umlenkrolle 17 entfernten Endbereich umschlingt das Transportband 18 ebenfalls zumindest bereichsweise eine weitere Umlenkrolle 19, die parallel zur Umlenkrolle 17 ausgerichtet ist und somit eine Linearbewegung des Schlittens 3 längs des Bewegungswegs 2 bei einer Bewegung des Transportbands 18 ermöglicht.
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Der Umlenkrolle 17 ist ein Drehgeber 20 zugeordnet, der elektrisch mit der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 über eine Sensorleitung 21 verbunden ist und der zur Bereitstellung eines Positionssignals an die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 ausgebildet ist. Bei dem Drehgeber 20 kann es sich beispielsweise um einen inkremental oder absolut messenden Drehgeber 20 handeln. Mit dem Positionssignal des Drehgebers kann in der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 eine Ermittlung der Position und/oder der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Schlittens 3 längs des Bewegungswegs 2 vorgenommen werden.
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Für eine Gewährleistung einer sicheren und zuverlässigen Funktion des Antriebssystems 1 ist der Antriebswelle 10 die Bremseinrichtung 8 zugeordnet, die exemplarisch eine drehfest an der Antriebswelle 10 befestigte Bremsscheibe 22 und eine am Aktorgehäuse 23 des Aktors 7 ortsfest angebrachte Bremszange 24 umfasst. Beispielhaft ist die Bremszange 24 als elektromechanisches Bremssystem ausgebildet, das bei Bereitstellung eines elektrischen Ansteuersignals über eine Bremsleitung 25, die mit der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 verbunden ist, die Bereitstellung einer Bremskraft auf die Bremsscheibe 22 ermöglicht. Dadurch wird eine Bewegung der Antriebswelle 10 und der damit gekoppelten Umlenkrolle 17 gebremst und somit der Schlitten 3 verlangsamt oder zum Stillstand gebracht. Exemplarisch ist vorgesehen, dass eine von der Bremseinrichtung 8 bereitstellbare maximale Bremsleistung größer als eine maximale Antriebsleistung des Aktors 7 ist, sodass bei Ansteuerung der Bremseinrichtung 8 durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 – auch gegen die maximale Antriebsleistung des Aktors 7 – zu jedem Zeitpunkt eine Abbremsung des Schlittens 3 gewährleistet werden kann.
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Um eine zielgerichtete Ansteuerung des Bremseinrichtung 8 durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 zu ermöglichen ist eine Kommunikationsverbindung zwischen der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 und der Steuerungseinrichtung 4 über eine Kommunikationsleitung 28 vorgesehen. Darüber werden exemplarisch die gleichen Bewegungsbefehle von der Steuerungseinrichtung 4 an die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 bereitgestellt, wie dies auch über die Datenleitung 11 von der Steuerungseinrichtung 4 an die Aktorsteuerung 5 der Fall ist. In der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6 findet ein Abgleich der bereitgestellten Bewegungsbefehle mit den Positionssignalen des Drehgebers 20 statt, um einen Soll-Istvergleich zwischen den Vorgaben der Steuerungseinrichtung 4 und der tatsächlichen Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Schlittens 3 zu ermöglichen. Bei Vorliegen von Abweichungen zwischen den Sollwerten der Steuerungseinrichtung 4 und den durch den Drehgeber 20 gemessenen Istwerten für den Schlitten 3, die eine vorgebbare Toleranzschwelle überschreiten, ist die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 dazu eingerichtet, ein Bremssignal über die Bremsleitung 25 an die Bremseinrichtung 8 bereitzustellen, um eine Abbremsung des Schlittens 3 zu ermöglichen. Wahlweise kann vorgesehen werden, die Abbremsung des Schlittens 3 durch die Bremseinrichtung 8 so durchzuführen, dass eine Übereinstimmung zwischen dem Sollwert der Steuerungseinrichtung 4 und dem Istwert für die Position des Schlittens 3 hergestellt wird, ohne eine vollständige Unterbrechung der Bewegung des Schlittens 3 herbeizuführen. Alternativ kann, insbesondere bei erheblichen Abweichungen zwischen den Sollwerten und den Istwerten, eine vollständige Stillsetzung des Schlittens 3 mit Hilfe der Bremseinrichtung 8 durch die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 vorgesehen werden. In diesem Fall kann vorgesehen werden, eine neuerliche Inbetriebnahme des Antriebssystems 1 erst nach Überprüfung durch einen Bediener zuzulassen.
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Um eine Einhaltung von den Vorschriften hinsichtlich der Maschinensicherheit für das Antriebssystem 1 zu gewährleisten entsprechen zumindest die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 und die Bremseinrichtung 8 sowie der Drehgeber 20 als Positionsmesssystem einer vorgebbaren, ersten Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards, insbesondere gemäß EN ISO 13849-1 oder EN/IEC 62061.
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Die übrigen Komponenten des Antriebssystems 1 sind aus Kostengründen einer zweiten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards zugehörig, wobei die zweite Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards auf einem niedrigeren Sicherheitsniveau angesiedelt ist als die erste Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards. Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die optional in die Energieleitung 12 eingeschleifte Trenneinrichtung 15 ebenfalls der ersten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards zugehörig ist, alternativ kann auch vollständig auf die Trenneinrichtung 15 verzichtet werden. Um die Zugehörigkeit der sicherheitsgerichteten Überwachungseinrichtung 6, der Bremseinrichtung 8, des Drehgebers 20 und der Trenneinrichtung 15 zur ersten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards grafisch darzustellen befinden sich diese Komponenten in einem gestrichelten Kasten. Exemplarisch sind sämtliche übrigen Komponenten des Antriebssystems 1 der zweiten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards zugehörig.
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Bei einem Betrieb des Antriebssystems 1 wird zunächst von der Steuerungseinrichtung 4 ein Bewegungsbefehl an die Aktorsteuerung 5 und an die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 übermittelt. In der Aktorsteuerung 5 findet eine Umsetzung des Bewegungsbefehls in eine Bereitstellung elektrischer Energie an den Aktor 7 statt, der dadurch eine Drehbewegung auf die Antriebswelle 10 einleitet, um eine Drehbewegung der Umlenkrollen 17 und 19 und dadurch eine Linearbewegung des Transportbands 18 mit dem darin angebrachten Schlitten 3 zu erzielen. Die Drehbewegung der Umlenkrolle 17 führt zu einem Positionssignal des Drehgebers 20, das über die Sensorleitung 21 an die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 bereitgestellt wird, die einen Abgleich der vom Drehgeber 20 gemessene Ist-Position und/oder Ist-Geschwindigkeit und/oder Ist-Beschleunigung des Schlittens 3 mit Sollwerten ermöglicht, die sich aus den von der Steuerungseinrichtung 4 vorgegebenen Bewegungsbefehlen ergeben. Solange eine Abweichung zwischen den Istwerten und den Sollwerten ein vorgegebenes Toleranzband nicht überschreitet, überwacht die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 lediglich die Bewegung des Schlittens 3. Liegt hingegen eine Überschreitung des Toleranzbands vor, kann die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 eine Ansteuerung der Bremseinrichtung 8 über die Bremsleitung 25 vorsehen, sodass eine Bewegung des Schlittens 3 wahlweise abgebremst oder vollständig zum Stillstand gebracht wird. Ergänzend kann die sicherheitsgerichtete Überwachungseinrichtung 6 bei Vorhandensein der optionalen Trenneinrichtung 15 eine Abschaltung des Energieflusses von der Aktorsteuerung 5 an den Aktor 7 bewirken, um hierdurch eine weitere Krafteinleitung auf die Antriebswelle 10 zu unterbinden und dadurch eine schnellere Wirkung der Bremseinrichtung 8 auf den Schlitten 3 zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN ISO 13849-1 [0008]
- EN/IEC 62061 [0008]
- EN ISO 13849-1 [0023]
- EN/IEC 62061 [0023]
