O+P Fluidtechnik 5/2017

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
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hende Lastdrücke verursachen ebenfalls charakteristische Hauptkolbenpositionen.
Die übergeordnete Maschinensteuerung wertet
die Sensorsignale aus und führt eine Plausibilitätskontrolle durch,
indem die erwarteten Zustände mit den Ist-Zuständen verglichen
werden. Wird eine Inkonsistenz in einem oder mehreren Betriebszuständen
festgestellt, muss der sichere Zustand durch die Steuerung
eingeleitet werden.
Die folgende Tabelle fasst die auftretenden Zustände und die dazugehörigen
Sensorsignale zusammen.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
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02 Senkbremsventil mit induktivem Näherungsschalter
03 Schaltsymbol des induktiven Näherungsschalters
04 Schaltsymbol eines Senkbremsventils mit Stellungsüberwachung
05 Stellungsüberwachung bei Senkbremsventilen;
Links: Last heben; Mitte: Last halten; Rechts: Last senken
ne zusätzliche Information oder eine applikationsabhängige Logikprüfung
notwendig.
n Last halten
Stützt sich eine Last auf dem Senkbremssperrventil ab, schließt das
Rückschlagventil und der Hauptkolben nimmt seine Mittelposition
ein. Dies geschieht bereits bei geringen Lastdrücken von ca. 10 %
vom Einstelldruck. Diese Druckniveaus liegen in den meisten Anwendungsfällen
unterhalb den typischen Eigenlastdrücken.
n Last senken / Überlast
Überschreitet der Lastdruck den Einstelldruck oder wird das Ventil
über den Pilotanschluss aufgesteuert – in der Praxis liegt meist eine
Kombination der beiden Möglichkeiten vor – öffnet das Ventil die Fluidverbindung
vom Lastanschluss hin zum Wegeventil. Diese Kolbenbewegung
wird von dem Schaltstellungssensor erfasst und gemeldet.
Die Funktion des integrierten Rückschlagventils kann in der Anwendung
indirekt überwacht werden. Am Rückschlagventil anste-
Zustände Sensorausgang 1 Sensorausgang 2
Last halten X X
Last senken X O
Last heben O X
Ventil drucklos O X
Fehler z.B. Stromausfall O O
REALISIERUNG EINER SICHERHEITSFUNKTION
NACH DIN EN ISO 13849
Nachfolgend wird beispielhaft der Einsatz eines solchen Senkbremsventils
in einem sicherheitsgerichteten Teil einer Steuerung
nach DIN EN ISO 13849 beschrieben.
Mit der in Bild 06 dargestellten hydraulischen Prinzipschaltung
sollen die beiden Sicherheitsfunktionen "Hochhalten einer Last"
(SF1) und "Schutz vor ungewolltem Anlauf der Senkbewegung aus
einer beliebigen Position" (SF2) realisiert werden.
Hier wird nur das hydraulische Steuerungssystem als Subsystem
gezeigt. Für die vollständige Sicherheitsfunktion müssen u. a. der
elektrische und der elektronische Teil als weitere Subsysteme hinzugefügt
werden.
Die gefahrbringende Bewegung wird durch das 4/3-Wegeventil
1V3 und das 3/2-Wegeventil 2V4 in Kombination mit dem Senkbremsventil
1V4 gesteuert. Der Ausfall eines dieser Ventile führt
nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktionen SF1 bzw. SF2.
An dem Senkbremsventil 1V4 ist eine elektrische Stellungsüberwachung
(1S4) vorgesehen. Aufgrund der Stellungsüberwachung
kann ein höherer Diagnosedeckungsgrad (DC) erreicht werden,
was den Einsatz in Steuerungen höherer Kategorien ermöglicht.
Die Fehlererkennung des integrierten Rückschlagventils erfolgt
durch eine Plausibilitätskontrolle mithilfe von 1S4.
Bild 07 zeigt das dazugehörige sicherheitsbezogene Blockdiagramm
in Kategorie 3 nach DIN EN ISO 13849-1.
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