安全システム

安全システム。

一般的に安全システムには、人と環境に対する危険を小さくするための全ての技術装置の概念が含まれます。
具体的にいうと、通常、機械や設備は、電気システムまたはエレクトロニクスシステムによって制御されています。これらシステムは、危険性を抑える役割を果たします。このため、これらシステムはある程度の要求事項を満たしている必要があります。

リスク低減の実施に対する要求事項および個別のアセンブリに対する要求事項は、国内外の規定において定められています。ドライブコントローラの特別規定は、国際製品規格DIN EN 61800において定められています – 特に規格のパート5では 内蔵式安全機能付き電気駆動システムについて記載されています。

モットーに従って: Better safe than sorry!

国際規格DIN EN 61800-5-2に含まれる内容とは?

国際規格 DIN EN 61800-5-2は、回転数が調整可能な電気パワードライブの安全要求事項を定めています。ドライブコントローラのメーカーは、定義された要求事項を実行することで、製品の安全度を認定試験所にて証明してもらうことができます。

どのような安全機能がありますか?またこれら機能は何に必要なのですか?

安全機能とは、機械から生じる様々なリスクを、許容可能な範囲内に抑えるために機械に備わっている制御機能です。

読みやすくするため、安全機能を、停止機能、制限機能、位置決め機能、ブレーキ機能および監視機能にカテゴリー分けしています。詳細はこちら

重力負荷のかかる軸を規格に従って保護する方法は?

重力負荷がかかった軸を保護するための方法例として、以下の刊行物を基準としてください。

– DGUV 専門領域-情報シート No. 005 09/2012: 重力負荷の掛かった軸/垂直軸
– DIN EN ISO 16090-1:2019-12: 工作機-安全 – マシニングセンター、フライスマシン、搬送マシン、添付 G: 重力負荷が掛かった軸。

重力負荷が掛かった軸を保護するために、どのブレーキ装置が適切なのかは、それぞれの危険状況に応じて、刊行物内に記載されています。

DIN規格は、DGUV刊行物を基準にしていますが、解決コンセプトへの要求事項が一部より厳格なものとなっています。どちらの刊行物も、周期的なブレーキテストを推奨しています。DIN規格は、基本的に常にこれを前提としています。

スタッフが完全に、または一部でも垂直軸の下に立ち入る場合、DINおよびDGUVは重複ブレーキシステムを組み合わせた停止ブレーキを使用することを提案しています。詳細はこちら

このアプローチ向けに、STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KGは、Pilz社と共同開発したソリューションを提供しており、セーフティモジュールSE6付きのドライブコントローラSD6は、イノベーティブでエンコーダに依存しない安全機能と、最大二つのブレーキに対する安全なブレーキマネジメントを提供します。

包括的な安全機能は、DIN EN 61800-5-2の要求事項に対応しており、またSIL 3、 PL e (カテゴリ 4)による認定を受けています。ドライブコントローラSD6は、例えば、さらに二つのSTOBERコンポーネントと組み合わせて、重力負荷が掛かった軸を保護するために、DGUVとDIN EN ISO 16090-1:2019-12の基準を満たしています。停止ブレーキ付きのSTOBERモータと、内蔵式ブレーキ付きモータアダプタServoStopを組み合わせることで、STOBERは機械プレーナーと設計者に簡単で安全なソリューションを提供します。

安全システムにおけるサービスコンセプトの役割とは?

一般的に該当することとして、機械および設備を購入する際は、機械メーカーとの直接的または間接的な経験が重要な役割を持っています。運転技術または製造計画の領域において、特に目立つ問題がなかったり、メンテナンスに対してフレンドリーである機械メーカーが良い評判を受けることが多いです。

機械安全と関連コンポートに対する特別な重要性を考慮して、サービス作業の際にはより高い要求事項が適用されます。サービスコンセプトによっては、運転技術サービスが現場でメンテナンス作業を実施できない可能性があります。例:証明管理による安全なエンコーダ取付の場合。または全く実施してはならない場合。この場合、結果として停止期間が長くなります。

強調して説明すると、安全システムのサービスコンセプトが、機械全体に対するサービス性を示しています。

どのような安全指数がありますか?

それぞれ適用される規格に応じて、必要または到達可能な安全レベルがSIL (Safety Integrity Level) またはPL (Performance Level) によって記載されています。どちらも、危険を伴う停止が生じる統計的確率に基づいています。

ドライブコントローラなど、コンポーネントの製品規格の領域において、SIL準拠の等級分けが適用されている一方で、通常DIN EN ISO 13849を基準とする一般的な機械および設備製造においては、PLが使用されます。

ドライブコントローラの製品規格であるDIN EN 61800-5-2は、SIL 1 ~ SIL 3までの安全レベルに分けられており、SIL 3が最高の安全レベルです。


DIN EN ISO 13849は、PLa ~ PLeまでの安全レベルを定義しており、領域 B、1、2、3および4におけるカテゴリーを基に安全レベルの実現化を説明しています。このレベル分けにおいては、カテゴリー4のPLeが最高の安全レベルに該当します。

SSRとは何ですか?何がSLSよりも優れていますか?

安全機能 Safely Limited Speed (SLS) は速度を監視します。他方で安全機能 Safe Speed Range (SSR) がすべての速度範囲のモニタリングを担当します。

SLSは、動作が方向に関係なく、最大許容速度で実行されることを保証します。

その一方でSSRは、許容速度をただ一つの方向に適切に減速することができます。典型的な使用例が、例えば許容移動領域が一分あたりメートル単位で定めることができるリニア軸の移動領域末端です。
代わりにSSRは、ドライブが定義された速度を遵守しているかどうかを監視します。典型的な使用例が、食品搬送技術です。

安全関連コンポーネントの制限にはどのようなメリットがありますか?

一般的に該当することとして、コンポーネントの数 (メーカーに関係なく) に従って複雑度が高くなるため、計画、試運転、運転およびメンテナンス時におけるシステムのエラー頻度も多くなります。

負担と問題を説明するのに分かりやすい例が、ハイダイナミックなサーボドライブでの安全機能 確実に制限された速度 (SLS) の典型的な実現例です。

速度の算出は、通常は測定装置、エンコーダに基づきます。その取付、接続、付属のシグナルガイド、シグナル評価は、安全観察の領域に含まれます。

アクチュエータにおける機械的連結などの、明かなエラー原因のほかにも、接続品質のためであったり、またはユーザーによる測定値の妥当化のためのメーカー特有の基準が存在します。これは専門家であっても、しばしば非常に困難な課題であり、常に解決できるものではありません。

さらに、ドライブや測定装置などを選択する際に、メーカー特有の制限がかかるため、実際に顧客が必要とする組み合わせが全く使用できない場合もあります。

遅くともサービス実施時に、きちんと研修を受けたサービススタッフであっても、必要なシステム知識が不足していることが頻繁にあったり、または困難な課題に直面して、機械の停止期間が長引く可能性があります。

安全なブレーキマネジメントとは何ですか?

機械および設備オートメーションにおける安全なブレーキマネジメントは、複雑かつ重要なテーマです。これを怠ると、人、環境、機械に損傷が生じる可能性があります!

重力負荷が掛かった軸 (垂直軸も) と関連して、特に顕著なことに、機械の摩耗またはブレーキのオイルによる汚れによって、予期せずに軸が下降したり、転落する場合があります。

ブレーキが機能停止する可能性を排除することができない場合や、危険範囲にスタッフが立ち入る場合、リスク軽減のための対策を講じる必要があります。

安全なブレーキマネジメントには、ブレーキの確実な制御、周期的なブレーキテストおよび付随するテスト期限の遵守も含まれます。詳細はこちら

安全システムによる安全なブレーキマネジメント

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