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„Anwendung der EN ISO 13849‐1auf elektropneumatischeSteuerungen“Gefährdungen und Maßnahmen gegen Gefährdungendurch die Umsetzung von pneumatischenSicherheitsschaltungenDiese Schaltungsbeispiele werden unentgeltlich zur Verfügung gestellt. Daher übernehmen wirkeine Gewährleistung und Haftung – gleich aus welchem Rechtsgrund – insbesondere für dieinhaltliche Richtigkeit, Fehlerfreiheit, Vollständigkeit oder technische und/oder kommerzielleVerwendbarkeit dieses Leitfadens.
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSAnwendungsbereich der ISO 13849 bei pneumatischen Steuerungen Als sicherheitsbezogener Teil der Steuerungist insbesondere der Ventilbereich zubetrachten Antriebselemente sind außerhalb desAnwendungsbereichs der Norm Wartungseinheiten sind insicherheitstechnischem Zusammenhang mitdem Ventilbereich zu sehen, s. Aufbau Zur Beherrschung von Energieänderungenwerden häufig Entlüftungsventile zusammenmit Druckschaltern eingesetztQuelle: BGIA Report 2/2008 Funktionale Sicherheit von Maschinensteuerungen2
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 1Anhalten einer Bewegung durch beidseitigesBelüften (Kategorie 2), möglicher PL a-d1 Kanal, 100-fache Testung der SF vorAnforderung, 0 Fehlersicheit zw.Testphasen Bei Druckausfall verhindern dieRückschlagventile 1V2 und 1V5 einEntlüften - Zylinder wird in Stellunggehalten. Der Druckregler 1V1 vermindert denEingangsdruck, so dass einKräftegleichgewicht geschaffen wird - Zylinderbewegung wird gestoppt Blockschaltbild1V41V3 1S2Positive Bewertung durch IFA ist erfolgt3
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 2a4Sicheres Einfahren eines Zylinders(Kategorie 3), möglicher PL a-e Der Zylinder 1Z kann durch Nichtansteuerung von 1V1oder Nichtansteuerung von 2V3 und 2V1 eingefahrenwerden. Bei Daueransteuerung der Ventile 2V3 und 2V1 kann derZylinder 1Z über 1V1 verfahren werden. Das Einfahren des Zylinders ist redundant. Weitere Sicherheitsfunktion: redundante „Verhinderungdes unerwarteten Anlaufs“ (Kat. 3,siehe Beispiel 2b). Blockschaltbild2V3
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 2bSchutz gegen unerwarteten Anlauf(Kategorie 3), möglicher PL a-e Der Zylinder kann über beideSchaltstellungen von 2V2 in derAusgangsposition gehalten werden. Der Zylinder kann nur durch dasBetätigen von 1V1, 2V3 und 2V1 mitvoller Kraft ausgefahren werden. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt5
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 3Sicherer Halt eines Zylinders in der oberenEndlage durch Klemmen und einseitigesBelüften (Kategorie 3, Kategorie 4 erreichbar),möglicher PL a-e Arretierung 2A, welche durch das Ventil2V bei anliegendem Systemdruck amDruckschalter 2S1 und eine Steuerung2S2 freigegeben werden kann. Rückschlagventil 1V1 verhindertEntlüftung bei Druckluftausfall BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt6
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 4Sicherer Halt eines Zylinders in der oberenEndlage durch Klemmen und einseitigesBelüften (Kategorie 3, Kategorie 4 erreichbar),möglicher PL a-e Anfahren der oberen Endlage in derGrundstellung der Ventile 1V3 und 1V6. Feststelleinheit 2A, welche durch dasVentil 2V bei anliegendem Systemdruckam Druckschalter 2S1 und eineSteuerung 2S2 freigegeben werden kann. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt7
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 5Sicheres Entlüften (Kategorie 3),möglicher PL a-e In der Grundstellung der Ventile wird das Systementlüftet 2 Entlüftungspfade:1. Über Rückschlagventile 2V2 und 2V3 und dasWegeventil 2V1 (der Mindestöffnungsdruck derRückschlagventile ist zu beachten)2. Über Wegeventil 1V ein Ein- und Ausfahren des Zylinders ist nur mitder kombinierten Betätigung von 2V1 möglich BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt8
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 6 (BGIA Beispiel 8.2.14)Schutz gegen unerwarteten Anlauf desZylinders (Kategorie 3), möglicher PL a-e 2 Möglichkeiten zum Anhalten/Halten des Zylinders:1. Bei einem Druckluftausfall und in der Grundstellung des Ventils 2V istdas Halten des Zylinders durch die Feststelleinheit 2A gegeben.2. In der Sperrstellung (Mittelstellung) des Ventils 1V1 wird der Zylinderdurch Einkammern der Luft gebremst der Zylinder kann nur durch die kombinierte Betätigung von 1V1 und2V ein- oder ausgefahren werden Bei Wiederanlauf ist auf Druckgleichgewicht des Zylinderkolbens zuachten. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt9
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 7 (BGIA Beispiel 8.2.25)Sicheres Anhalten / Halten durchzweikanaliges Einkammern der Luft(Kategorie 3), möglicher PL a-e 2 Möglichkeiten zum Anhalten/Halten desZylinders:1.Bei Nicht-Betätigung von 2V1 stehen dieVentile 2V2 und 2V3 in der Sperrstellung.2.Bei Nicht-Betätigung von 1V sperrt dasVentil in der Mittelstellung. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt10
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 8 (BGIA Beispiel 8.2.25)Sicheres Anhalten / Halten durchzweikanaliges Einkammern der Luft Erweiterung (Kategorie 3), möglicher PL a-e 2 Möglichkeiten zum Anhalten/Halten des Zylinders:1. Bei Nicht-Betätigung von 2V1 stehen die Ventile 2V2 und 2V3 in derSperrstellung.2. Bei Nicht-Betätigung von 1V sperrt das Ventil in der Mittelstellung.Erweiterte Option: Freigabe der Vorsteuerluft für 1V und Druckluftversorgung für 2V1durch Betätigung von 0V1 kontrollierter Wiederanlauf durch Befülleinheit 0V3 BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt11
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 9Anhalten / Halten durch Einkammern der Luft(Kategorie 3), möglicher PL a-e ErweiterungAnhalten/Halten des Zylinders Bei Nicht-Betätigung von 1V5 steht das Ventil inder Sperrstellung. Sind 2V2 und 2V3 betätigt, sperrt das Ventil 1V1in der Mittelstellung.Erweiterte Option: gezieltes Entlüften beiDruckausfall im Einrichtbetrieb, z.B. zurPersonenbefreiung durch Schalten von 1V5 Blockschaltbild1V12V1 2V2 2V3 1V4 1V52S121S21S3
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 10Anhalten / Halten durch Einkammern der Luft(Kategorie 3), möglicher PL a-e ErweiterungAnhalten/Halten des Zylinders Sperren über Ventil 2V6 und Rückschlagventil 2V10. Bei Nicht-Betätigung von 1V1 sperrt das Ventil in derMittelstellung.Erweiterte Option: Gezieltes Entlüften bei Druckausfalldurch Schalten von 2V6 und kontrolliertes Fahren desZylinders in die Ausgangsstellung durch einseitigegedrosselte Belüftung über 2V8. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt13
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 12Unerwartetes Einschalten durch Sperren derSteuerluft verhindern (Kategorie 3), möglicherPL a-eSperren der Steuerluft In der Grundstellung wird die Steuerluftüber 2V gesperrt, das Ventil 1V1 kannnicht betätigt werden. BlockschaltbildPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt14
Schaltungsbeispiele ISO 13849Technical Support Application 04.10.2016 Schaltungsbeispiele AVENTICSBeispiel 13Unerwartetes Einschalten durch Sperren derSteuerluft verhindern Sicheres Anhalten /Halten durch zweikanaliges Einkammern derLuft (Kategorie 3), möglicher PL a-eSperren der Steuerluft1) In der Grundstellung wird die Steuerluft über 2V gesperrt,die Ventile 1V und 3V1 können nicht betätigt werden.Einkammern der Luft2) Bei Nicht-Betätigung von 3V1 stehen die Ventile 3V2 und3V3 in der Sperrstellung.3) Bei Nicht-Betätigung von 1V sperrt das Ventil in derMittelstellung. Blockschaltbild3V13SPositive Bewertung durch IFA ist erfolgt153V23V3
Schaltungsbeispiele ISO 13849. Beispiel 1 Bei Druckausfall . verhindern die Rückschlagventile 1V2 und 1V5 ein Entlüften - Zylinder wird in Stellung gehalten. Der Druckregler 1V1 vermindert den Eingangsdruck, so dass ein Kräftegleichgewicht geschaffen wird - Zylinderbewegung wird gestoppt. 1 Kanal, 100-fache Testung der SF vor
