Hinweis: Der Leitfaden zur Maschinen- und Anlagensicherheit (PDF) wird derzeit überarbeitet und auf den aktuellen Stand gebracht. Sollten Sie konkrete Fragen haben bzw. Unterstützung benötigen, können Sie jederzeit unsere Maschinensicherheitsexperten kontaktieren. Vielen Dank für Ihr Verständnis!
Was versteht man unter funktionaler Sicherheit bei elektrischen Antrieben?
Die funktionale Sicherheit bei elektrischen Antrieben gewährleistet, dass ein Bewegungssteuerungssystem im Falle einer Störung oder in gefährlichen Situationen vorhersehbar und sicher reagiert. Gemäß ISO 13849-1 dienen Sicherheitsfunktionen dazu, das Risiko gefährlicher Bewegungen zu verringern, das Bedienpersonal zu schützen und die Einhaltung der Maschinensicherheitsvorschriften zu gewährleisten. Für Servoantriebsregler bedeutet dies, Mechanismen zu integrieren, die Bewegungen zuverlässig stoppen, begrenzen oder steuern, sobald bestimmte Bedingungen eintreten.
Warum ist funktionale Sicherheit bei der Maschinenkonstruktion wichtig?
Eine effektive funktionale Sicherheit unterstützt Ingenieure dabei:
- das Verletzungsrisiko durch unbeabsichtigte Bewegungen zu reduzieren.
- Schäden an Maschinen im Falle von Fehlern oder Betriebsstörungen zu verhindern.
- die Anforderungen der Norm ISO 13849-1 hinsichtlich der Performance Levels einzuhalten.
- die Validierung und Dokumentation sicherheitsrelevanter Funktionen zu vereinfachen.
- Maschinen zu entwickeln, die einfacher in Betrieb zu nehmen, zu bedienen und zu warten sind.
Wie sich wichtige Sicherheitsfunktionen in einem Bewegungssteuerungssystem verhalten
STO – sicher abgeschaltetes Drehmoment: sofortige Drehmomentabschaltung, um schnell einen sicheren Zustand zu erreichen.
Das Drehmoment wird sofort unterbrochen und der Motor läuft passiv bis zum Stillstand aus, wobei jede weitere, vom Antrieb verursachte Bewegung verhindert wird. STO ist bei allen unseren Servoantriebsreglern mit den Sicherheitsvarianten „Basis“, „Standard“ und „Erweitert“ verfügbar.
SBC – sichere Bremsenansteuerung: kontrolliertes Abbremsen, um ein Abdriften oder einen Lastabfall zu verhindern.
Aktiviert nach einem STO in einer sicherheitsgeprüften Abfolge die mechanische Haltebremse, um vertikale oder hängende Lasten zu stabilisieren. SBC ist für Servoantriebsregler mit Standard- und erweiterten Sicherheitsvarianten erhältlich.
SS1 – sicherer Stopp 1: kontrollierte Verlangsamung vor dem Übergang in einen sicheren Zustand.
Verlangsamt die Achse kontrolliert, bevor das Drehmoment abgeschaltet wird, wodurch die mechanische Belastung verringert und ein vorhersehbares Anhalten ermöglicht wird. SS1 ist bei Servoantriebsreglern mit den Sicherheitsvarianten „Standard“ und „Erweitert“ verfügbar.
SOS – sicherer Betriebshalt: hält die Achse sicher im kontrollierten Stillstand.
Der Motor wird in einer festen Position gehalten, solange der Servoantrieb unter Spannung steht, und ermöglicht so sichere Pausen und schnelle Neustarts ohne erneute Referenzfahrt. SOS wird bei Servoantriebsreglern mit erweiterter Sicherheit angeboten.
SS2 – sicherer Stopp 2: kontrollierter Stopp mit stromführender Haltefunktion für hohe Positionsgenauigkeit.
Bringt die Bewegung wie bei SS1 kontrolliert zum Stillstand, hält den Servoantrieb jedoch unter Spannung, um eine Position präzise zu halten – ideal für Anwendungen, bei denen Genauigkeit gefragt ist. SS2 ist bei Servoantriebsreglern mit erweiterter Sicherheitsfunktion enthalten.
SLS – sicher begrenzte Drehzahl: Verhindert Bewegungen, die eine bestimmte sichere Drehzahlbegrenzung überschreiten.
Überwacht kontinuierlich die Motordrehzahl und löst eine Sicherheitsreaktion aus, wenn die Achse den zulässigen Grenzwert überschreitet, wodurch eine sichere Einrichtung oder Bedienerinteraktion ermöglicht wird. SLS ist bei Servoantriebsreglern mit erweiterter Sicherheitsfunktion verfügbar.
SMS – sichere maximale Drehzahl: Hält die Bewegung innerhalb festgelegter mechanischer Grenzen.
Regelt den Motor, um ein Überfahren, Kollisionen oder übermäßige Kräfte zu verhindern, die zu Schäden an der Anlage führen oder die Sicherheit gefährden könnten. SMS ist bei Servoantriebsreglervarianten mit erweiterter Sicherheit verfügbar.
FAQ – Häufig gestellte Fragen
Was versteht man unter funktionaler Sicherheit bei elektrischen Antrieben?
Die funktionale Sicherheit gewährleistet, dass ein elektrischer Antrieb in einer Gefahrensituation vorhersehbar reagiert, sei es aufgrund eines Fehlers, einer unbeabsichtigten Bewegung oder einer ausgelösten Sicherheitseinrichtung. Sie verringert Gefahren durch den Einsatz spezifischer Sicherheitsfunktionen gemäß ISO 13849-1.
Welche elektrischen Antriebe von Festo sind nach ISO 13849-1 zertifiziert?
Festo bietet Servoantriebsregler mit Basis-, Standard- und erweiterten Sicherheitsvarianten an, die den Anforderungen der Norm ISO 13849-1 entsprechen. Die Zertifizierungsdetails variieren je nach Produkt und Sicherheitsniveau; Informationen zur Konformität finden Sie in den technischen Daten der jeweiligen Produktvariante.
Welche Sicherheitsfunktionen bieten die elektrischen Antriebe von Festo?
Servoantriebsregler von Festo unterstützen eine Reihe von Sicherheitsfunktionen, die Ihnen bei der Entwicklung sicherer, normkonformer Bewegungsabläufe helfen, wobei das Sicherheitsniveau von der jeweiligen Variante abhängt.
- Basis-Sicherheit (S0): STO
- Standard-Sicherheit (S1): STO, SBC, SS1
- Erweiterte Sicherheit (S3): STO, SBC, SS1, SOS, SS2, SLS, SMS
Was ist Performance Level D und warum ist das wichtig?
Performance Level d (PL d) steht in der Norm ISO 13849-1 für eine hohe Risikominderung. Dies bedeutet, dass eine Sicherheitsfunktion Gefahren in Anwendungen mit mittlerem bis hohem Risiko zuverlässig reduzieren kann.
ISO 13849‑1 definiert fünf Performance-Levels, von PL a (niedrigster) bis PL e (höchster), um zu klassifizieren, wie zuverlässig eine Sicherheitsfunktion das Risiko verringert.
Können Antriebe von Festo in bestehende Sicherheitssysteme integriert werden?
Ja. Die Antriebe von Festo unterstützen gängige, sichere Kommunikationsnetzwerke wie PROFINET/PROFIsafe; dies vereinfacht ihre Integration in bestehende Maschinenarchitekturen. Dank ihrer umfassenden Anschlussmöglichkeiten unterstützen die Antriebe verschiedene Feldbus- und Sicherheitsprotokolle ohne zusätzliche Hardware.
Benötige ich für diese Antriebe einen separaten Sicherheitscontroller?
In vielen Anwendungsfällen ist dies nicht erforderlich, da die integrierten Sicherheitsfunktionen der Servoantriebsregler sicherheitsrelevante Aufgaben übernehmen können. Bei komplexeren Sicherheitskonzepten kann dennoch eine spezielle Sicherheitssteuerung erforderlich sein.
Wo erhalte ich Dokumentation oder Sicherheitszertifikate?
Sicherheitszertifikate, Kennwerte und Dokumentationen sind auf der Festo Website und in den Ressourcenbibliotheken verfügbar, darunter die VDMA-Sistema-Kennwertbibliothek. Weitere Informationen finden Sie in den Anwendungshinweisen zu den einzelnen Produkten.