Berechnung der Sicherheitsreaktionszeit

Allgemeine Informationen

Die Sicherheitsreaktionszeit ist die Zeit zwischen dem Eintreffen eines Signals von einem Sensor oder Eingangsgerät (z. B. einem Lichtvorhang oder einem Not-Aus-Taster) am Eingangskanal eines sicherheitsbezogenen TM5/TM7-Eingangsmoduls und dem Deaktivierungssignal am Ausgangskanal eines sicherheitsbezogenen TM5/TM7-Ausgangsmoduls wie in der nachstehenden Abbildung illustriert:

Zur Berechnung der Sicherheitsreaktionszeit (SRT) addiert das System die folgenden Zeiten:

  • Verarbeitungszeit im sicherheitsbezogenen Eingangsmodul (Verarbeitungszeiten in E/A-Modulen)

  • Eingangstransportzeit (Bus-Übertragung vom Eingangsmodul zum SLC)

  • Verarbeitungszeit im SLC

  • Ausgangstransportzeit (Bus-Übertragung vom SLC zum Ausgangsmodul)

  • Verarbeitungszeit im sicherheitsbezogenen Ausgangsmodul (Verarbeitungszeiten in E/A-Modulen )

Wie die Abbildung illustriert, ist die Sicherheitsreaktionszeit (SRT) nicht identisch mit der Gesamtreaktionszeit einer sicherheitsbezogenen Funktion nach ISO 13849-1, d. h. der Dauer von der ersten Anfrage der sicherheitsbezogenen Funktion bis zum Erreichen des definierten Zustands der Maschine/des Prozesses. Die Gesamtreaktionszeit einer sicherheitsbezogenen Funktion nach ISO 13849-1 schließt die Reaktionszeiten der an die E/A-Module angeschlossenen Geräte ein, z. B. einen Lichtvorhang an einem Eingangskanal eines Eingangsmoduls und ein Schütz an einem Ausgangskanal eines Ausgangsmoduls.

In der Regel handelt es sich bei dem definierten sicheren Zustand um einen vollständigen Stopp der als gefährlich eingestuften Maschinenfunktionen. Das bedeutet, dass Sie unter anderem das gesamte Stoppverhalten, beispielsweise gemäß ISO 13855, bei Ihrer Risikobeurteilung und dem Maschinenentwurf berücksichtigen müssen. Dieses gesamte Stoppverhalten umfasst nicht nur die maximale Zeit zwischen der Betätigung der Schutzvorrichtung (z. B. Betätigung des Not-Aus-Tasters) und dem Erreichen des deaktivierten Zustands des Ausgangssignals des Ausgangsgeräts (z. B. Schütz stromlos). Dazu gehört auch die Stoppzeit, d. h. die maximale Zeit, die erforderlich ist, um gefährliche Maschinenfunktionen zu beenden, nachdem das Ausgangsgerät den deaktivierten Zustand erreicht hat (z. B. ein Motor hat bereits einen drehmomentfreien Zustand erreicht, läuft aber noch aus).

Während die Sicherheitsreaktionszeit (SRT) also ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Stoppverhaltens ist und Ihnen hilft, z. B. den Mindestabstand zwischen einem sicherheitsbezogenen Sensor (z. B. einem Lichtvorhang) und der Betriebszone zu bestimmen, müssen Sie bei der Bestimmung der für Ihre sicherheitsbezogene Anwendung erforderlichen Reaktionszeiten zusätzliche Faktoren berücksichtigen, die nicht von EcoStruxure Machine Expert - Safety berechnet werden.

HINWEIS: Für die Ermittlung des Stoppverhaltens, der erforderlichen Abstände und weiterer Parameter, die den definierten sicheren Zustand Ihrer Maschine/Ihres Prozesses bestimmen, können zusätzliche im vorliegenden Dokument nicht erwähnte Normen, Vorschriften und Richtlinien gelten. Führen Sie derartige Berechnungen durch und konzipieren Sie Ihre Maschine in Übereinstimmung mit allen anwendbaren Normen, Vorschriften und Richtlinien.
 WARNUNG
UNZUREICHENDE UND/ODER UNWIRKSAME SICHERHEITSBEZOGENE FUNKTIONEN
  • Stellen Sie sicher, dass die Gesamtreaktionszeit Ihrer sicherheitsbezogenen Funktion alle Zeiten und Faktoren umfasst, die in der von EcoStruxure Machine Expert - Safety berechneten Sicherheitsreaktionszeit nicht berücksichtigt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Reaktionszeit des angeschlossenen Sensors/Eingangsgeräts und des Ausgangsgeräts/Stellglieds.
  • Überprüfen Sie die Gesamtreaktionszeit Ihrer sicherheitsbezogenen Funktion von der Anfrage der sicherheitsbezogenen Funktion bis zu dem Zeitpunkt, zu dem Ihre Maschine/Ihr Prozess den definierten sicheren Zustand erreicht hat, wie durch Ihre Risikobeurteilung festgelegt.
  • Überprüfen Sie bei der Inbetriebnahme oder der erneuten Inbetriebnahme der Maschine/des Prozesses die korrekte Funktion und die Wirksamkeit aller sicherheitsbezogenen und nicht sicherheitsbezogenen Funktionen durch umfassende Tests für alle Betriebszustände, für den definierten sicheren Zustand Ihrer Maschine/Ihres Prozesses sowie für alle potenziellen Fehlersituationen.
Die Nichtbeachtung dieser Anweisungen kann Tod, schwere Verletzungen oder Sachschäden zur Folge haben.
 WARNUNG
UNBEABSICHTIGTER GERÄTEBETRIEB
  • Positionieren Sie Bediengeräte für das Steuerungssystem in nächster Nähe der Maschine bzw. an einem Ort, an dem Sie über eine ungehinderte Sicht auf die Maschine verfügen.
  • Schützen Sie die Bedienerbefehle vor unberechtigtem Zugriff.
Die Nichtbeachtung dieser Anweisungen kann Tod, schwere Verletzungen oder Sachschäden zur Folge haben.

Weitere Informationen finden Sie unter Sicherheitsreaktionszeit im EcoStruxure Machine Expert - Safety - Benutzerhandbuch.

Vorbedingungen

Vorbedingungen für die Berechnung der Sicherheitsreaktionszeit:

Verarbeitungszeiten in E/A-Modulen

Für die sicherheitsbezogenen E/A-Module von Schneider Electric müssen folgende Signalverarbeitungszeiten berücksichtigt werden.

Eingangsmodule von Schneider Electric:

  • Konfigurierter Filterwert des Ausschaltfilters

  • 5000 µs bei Konfiguration der externen Uhrsignale

  • E/A-Aktualisierungszeit für TM5SAI4AFS (analoge Strommessung) und TM5STI4ATCFS (analoge Temperaturmessung)

  • Modulverarbeitungszeit (Zeitbasis + E/A-Aktualisierungszeit) für Zählermodul (TM5SDC1FS)

HINWEIS: Der Wert der E/A-Aktualisierungszeit ist vom konfigurierten Eingangsfilterparameter abhängig. Die Modulverarbeitungszeit hängt von der konfigurierten Zeitbasis ab.

Ausgangsmodule von Schneider Electric:

  • TM5SDOxxxx-Module: Max. 800 µs

  • TM5SDM4DTRFS: Max. 50 ms (integriertes Relais)

  • TM7SDM12DTFS: Max. 1 ms

Berechnung der Sicherheitsreaktionszeit

Vorgehensweise in Machine Expert - Safety:

Schritt

Aktion

1

Wählen Sie Projekt > Reaktionszeitrechner aus.

2

Sie können jetzt die Sicherheitsreaktionszeit für individuelle Ein-/Ausgangs-Signalpfade berechnen. Wählen Sie dazu das Eingangsmodul, für das die Reaktionszeit berechnet werden soll, in der Liste links Eingangsmodule aus und, falls zutreffend, in der mittleren Liste Liste der Kanäle einen Eingangskanal dieses Moduls aus.

Ergebnis: Die für das ausgewählte Eingangsmodul bzw. den ausgewählten Eingangskanal definierten Parameter werden im darunter liegenden Bereich angezeigt. Solange kein Modul ausgewählt ist, werden keine Parameter angezeigt.

3

Wählen Sie in der Liste rechts Ausgangsmodule/Antriebe das Ausgangsmodul aus, für das die Reaktionszeit berechnet werden soll.

Ergebnis: Im Dialogfeld werden die berechneten Reaktionszeiten für den ausgewählten Pfad angezeigt. Dokumentieren Sie diese Werte zu Prüfungszwecken.

HINWEIS: Bei der Inbetriebnahme und während des Betriebs des Systems muss die Sicherheitsreaktionszeit nach Bedarf optimiert werden.