Nach EN ISO 13850 muss jede Maschine (ausgenommen sind von Hand tragbare und handgeführte Maschinen) durch eine einzige manuelle Handlung einer Person stillgesetzt werden können. Diese Not-Halt-Funktion muss durch eine entsprechende Not-Halt-Einrichtung realisiert werden: Durch die Betätigung eines Not-Halt-Schalters (fälschlicherweise oft als Notausschalter bezeichnet) bzw. Not-Halt-Tasters wird über ein Sicherheitsschaltgerät die jeweilige Gefährdung abgeschaltet (zum Unterschied von Not-Halt und Not-Aus lesen Sie auch unseren Blog „Wie unterscheiden sich Not-Halt und Not-Aus?“).
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Welche Not-Aus- bzw. Not-Halt-Schaltgeräte eingesetzt werden, hängt von der Risikobewertung und von der Applikation ab.
Bei einfachen Antrieben kann unter Umständen die Netztrenneinrichtung (Hauptschalter) als Not-Halt-Schalter verwendet werden. Allerdings darf dabei das Abschalten der Energiezufuhr nicht zu gefährlichen Zuständen führen (Stopp-Kategorie 0 nach EN ISO 13850). Realisieren lässt sich das zum Beispiel durch einen Leistungsschalter mit Türkupplungsdrehgriff. Der Not-Halt-Schaltplan sieht wie folgt aus:
Das Betätigen des Not-Halt-Schalters Q1 schaltet die Energiezufuhr der gesamten Anlage ab. Der Unterspannungsauslöser an Q3 verhindert einen Wiederanlauf des gefährlichen Antriebs. Damit kann ein Sicherheitsintegritätsniveau von SIL 1 bzw. ein Performance Level „c“ erreicht werden.
Über den Steuerstromkreis lässt sich ebenfalls eine Not-Halt-Schaltung oder auch Not-Halt-Abschaltung für das Stillsetzen von Maschinen und Anlagen im Gefahrenfall realisieren. Diese Schaltung kommt zum Beispiel bei einfachen Antrieben zum Einsatz, bei denen das Motorschütz betriebsmäßig geschaltet wird.
Durch Betätigen des Not-Halt-Tasters S1 wird das Sicherheitsschütz/Leistungsschütz Q1 spannungslos. Q1 schaltet die Energiezufuhr ab (Ruhestromprinzip). Damit kann ein Sicherheitsintegritätsniveau von SIL 1 bzw. ein Performance Level „c“ erreicht werden.
Müssen mehrere Stromkreise unterbrochen werden, kommen Sicherheitsrelais zum Einsatz. Dabei handelt es sich um besondere Relais, die den Normen EN 60947-5-1, EN 60204-1 und VDE 0113-1 entsprechen.
Bei „normalen“ Relais kann es passieren, dass die Metallkontakte beim wiederholten Ein- und Ausschalten der Last am Ende der elektrischen Lebensdauer oder im Störfalle verschweißen. Wird in dieser Situation ein Not-Halt-Taster oder ein Not-Aus-Schaltgerät betätigt, würde die Maschine weiterlaufen.
Für den Aufbau sicherheitsgerichteter Applikationen stehen daher spezielle Relais in ein- oder zweikanaliger Ausführung zur Verfügung. Die interne Logik der Sicherheitsrelais überwacht die Sicherheitskreise (Not-Halt, Schutztür) und aktiviert im fehlerfreien Zustand die Freigabepfade. Die Freigabestrompfade werden bei Ansprechen der Sicherheitseinrichtung oder im Fehlerfall abgeschaltet.
Für umfangreiche Steuerungen, bei denen mehrere Stromkreise unterbrochen werden müssen und wenn Gefahren für Bediener oder Maschine entstehen können, kann über ein Sicherheitsrelais eine Not-Halt-Abschaltung erreicht werden. Eaton bietet hierfür zum Beispiel das sicherheitsgerichtete Relais easySafety, das Sicherheits- und Steuerrelais in einem Gerät kombiniert. Über vorgefertigte und geprüfte Sicherheits-Funktionsbausteine lässt sich schnell die benötigte Not-Halt-Schaltung realisieren.
Merkmale:
Eine höhere Sicherheitsintegrität kann durch eine Erweiterung auf eine redundante Not-Halt-Abschaltung erreicht werden. Befehlsgerät, Zuleitung und Befehlsverarbeitung sind hierbei redundant und selbstüberwachend. Die folgende Schaltung verwendet das Sicherheitsrelais ESR5 von Eaton und kann angewendet werden, wenn ein sofortiges Abschalten der Energiezufuhr nicht zu gefährlichen Zuständen führt.
Mit einer derartigen Schaltung lässt sich ein Sicherheitsintegritätsniveau von SIL 3 bzw. ein Performance Level „e“ erreichen.
Es gibt noch weit mehr Möglichkeiten zur Realisierung von Not-Halt-Schaltungen. Für alle, die sich mit dem Thema „Maschinen- und Anlagensicherheit“ ausführlicher befassen wollen, bietet das Sicherheitshandbuch von Eaton ausführliche Informationen. Es werden nicht nur alle einschlägigen Normen erklärt, sondern es bietet die Möglichkeit, sich Schritt für Schritt in die umfangreiche Materie der funktionalen Sicherheitstechnik einzuarbeiten. Zahlreiche Schaltungsbeispiele zeigen, wie das Konzept der funktionalen Sicherheit mit elektrischen, elektronischen und programmierbaren Komponenten und Anlagen in Sicherheitsanwendungen umgesetzt werden kann.
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