Sicherheitsfunktionalitäten

Zur Achsinbetriebnahme gehören:

Insbesondere die Kenntnis und Nutzung der NC‑Sicherheitsfunktionalitäten,
das Ergreifen der notwendigen Sicherheitsvorkehrungen sowie
die Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge der Inbetriebnahmeschritte.

GEFAHR

Lebensgefahr oder Gefahr von schweren Verletzungen oder Sachschäden durch unbeabsichtigte Bewegungen einer Achse

Bei der Inbetriebnahme von Achsen kommt es zu einer Bewegung von diesen und der an ihnen gekoppelten Mechanik, wodurch eine Gefahr für den Menschen und die Gefahr einer Beschädigung der Maschine besteht. Die nachfolgenden Sicherheitsmaßnahmen geben Anhaltspunkte für eine sichere Inbetriebnahme. Die tatsächlich zu ergreifenden Maßnahmen hängen von der Achse und deren Umgebung ab.

Grundsätzlich gilt: „Führen Sie keine Aktion aus, deren Folge Sie nicht einschätzen können.“

Zur Überwachung der Existenz und des regelmäßigen Updates des zyklischen Interfaces zwischen SPS und NC gibt es eine Überwachungsfunktion (Watchdog). Außerdem gibt es für jede Task eine Tasklaufzeitüberschreitungsüberwachung und für die Achsen eine Schleppabstandsüberwachung und eine Positionsendlagenüberwachung. Schließlich gibt es auch auf der Hardwareseite Überwachungsmöglichkeiten.

Informieren Sie sich über weitere Sicherheitsmaßnahmen bei der Achsinbetriebnahme. (Siehe Achsinbetriebnahme > Allgemeines)

Watchdog für zyklisches Achsinterface zwischen SPS und NC

Grundsätzlich sollte die Watchdog-(Funktionsüberwachungs-)Funktionalität zwischen dem zyklischen Achsinterface der SPS und NC aktiviert werden. Dies ist der Fall, wenn ein Wert ungleich Null für den Watchdog eingetragen wird. Der Wert gibt die Anzahl aufeinanderfolgender Taskzyklen an, ab der der Watchdog anschlägt, wenn keine neue Information zwischen NC und SPS transportiert worden ist. Wenn der Watchdog ausgelöst wird, wird das jeweilige Achsinterface (PlcToNc oder NcToPlc) gelöscht, d. h. genullt.

Beispiel: Wenn die SPS gestoppt wird, oder innerhalb der SPS eine Endlosschleife programmiert worden ist oder eine FPU Exception auftritt, ist bei aktivem Watchdog sichergestellt, dass die NC‑Achsen mittels der durch den Watchdog verursachten Wegnahme der Regler- und Vorschubfreigabe gestoppt werden.

Überwachung bei Tasklaufzeitüberschreitung

Zu Diagnose- und Analysezwecken sollte die Überwachung der Tasklaufzeitüberschreitung aktiviert sein. Dies gilt sowohl für die SAF-Task (I/O Task der NC) als auch für die SVB-Task der NC. Inhaltlich hat diese Überwachung keinen Einfluss, aber falls es einmal zu einer unerwarteten Tasklaufzeitüberschreitung kommen sollte, wird mit einer Meldebox und einem zusätzlichen Eintrag in der Ereignisanzeige reagiert.

Schleppabstandsüberwachung, Endlagenüberwachung, Zielpositionskontrolle

Jede Achse sollte schon zu Beginn einer Achsinbetriebnahme mit aktiver „Schleppabstandsüberwachung“ und aktiver „Positionsendlagenüberwachung“ gefahren werden. Auch wenn eine noch nicht optimierte Achse mit teilweise sehr großen Schleppfehlern fährt, sollten diese elementaren Überwachungsmechanismen nicht abgeschaltet werden, sondern entsprechend großzügig parametriert werden (siehe TwinCAT-System-Manager-Dokumentation > NC – Konfiguration > Einstell-Dialog >Achsen – Dialog: Global). Weiterhin gibt es die Möglichkeit, die Zielposition automatisch zu kontrollieren.

Richtungsinversion, Richtungsüberwachung

Es gibt Funktionalitäten, z. B. die Positionskompensation auf einer Master-Achse, die eine Inversion der Bewegungsrichtung verursachen können. Zur Vermeidung einer ungewollten Fahrtrichtung gibt es eine richtungsabhängige Vorschubfreigabe, die die Achse instantan stoppt, wenn sie in die falsche Richtung fährt.

Maximalgeschwindigkeit

Ferner gibt es die Möglichkeit, die maximal erlaubte Fahrgeschwindigkeit einer Achse in den Achsparametern festzulegen, oder die Ausgabe des Drives prozentual zu begrenzen (siehe TwinCAT-System-Manager-Dokumentation > NC – Konfiguration > Einstell-Dialog >Achsen – Dialog: Global).

Beispiel: Es kann vorkommen, dass versehentlich durch Änderung der Drive- oder Encoder-Polarität der Wirkungssinn des Achsregelkreises (Mitkopplung) geändert wird, und die Achse in aller Konsequenz mit maximalem Ausgabewert gegen die mechanische Endlage rast.

In folgenden Situationen kann die Maximalgeschwindigkeit überschritten werden:

Durch Positionskompensation von Master- oder Slave-Achsen.
Durch Einstellung oder Änderung des Koppelfaktors einer Slave-Achse oder (indirekt) der fliegenden Säge.
Durch extern generierte Daten im FIFO oder den Tabellen-Slave-Achsen.

Stopp

Alle Master-Achsen sind jederzeit zu stoppen.

Hinweis Die fliegende Säge ist die einzige Slave-Achse, die über eine Stopp-Funktion verfügt. Es gibt aber auch Situationen, in denen eine fliegende Säge nicht gestoppt werden kann.

Slave-Achsen sind zu stoppen, indem sie online in Master-Achsen umgewandelt werden, die dann stoppbar sind. Die FIFO-Achsen sind stoppbar und die NCI Gruppe ist stoppbar.

Hardwareüberwachung

Falls es für eine Anlage in einer Notfall-Situation (Not-Aus, Watchdog, etc.) aus mechanischen oder sonstigen Gründen auf keinen Fall erlaubt ist, die Achsen im nächsten I/O-Zyklus abrupt stillzusetzen (z. B. schlagartig 0 V auszugeben), kann dies nur sicher durch die vorhandene Antriebshardware geschehen. Hierzu bieten die meisten Hersteller einfache digitale Beschaltungsmöglichkeiten, die sicherstellen, dass eine Achse in einer definierten Art und Weise stillgesetzt wird (Bremsrampe, Stillstandfenster für elektrische Abschalten der Regelung und Zuschalten der Bremse, etc.).