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10 Titelthema Positionen immer sicher bestimmen Für Konstrukteure und Entwickler von Maschinen und Anlagen spielt die Funktionale Sicherheit eine zunehmend wichtige Rolle. So müssen beispielsweise Messgeräte ihre Positionsdaten nicht nur richtig und genau ermitteln und an die Maschinensteuerung übertragen. Zur Funktionalen Sicherheit gehören außerdem auch die Gerätediagnose und der mechanische Fehlerausschluss. Der Beitrag stellt Messgeräte-Lösungen von Heidenhain für die unterschiedlichsten Sicherheitsanwendungen vor. Maschinen und Anlagen werden immer   6.2017 schneller, genauer und flexibler, damit aber auch aufwendiger und kostenintensiver. Deshalb erwarten die Betreiber eine hohe Verfügbarkeit und Planbarkeit ihrer Anlagen und Prozesse. Gleichzeitig steigen die gesetzlichen Sicherheitsvorschriften für den Betrieb der Anlagen. Konstrukteure und Entwickler können dieser Entwicklung nur mit funktional sicheren Lösungen Rechnung tragen. Dafür bietet Heidenhain ein umfassendes Programm an Drehgebern, Winkel- und Längenmessgeräten an. Sie bringen alle notwendigen Voraussetzungen mit, um in Verbindung mit einer sicheren Steuerung die Einstufung für sicherheitsgerichtete Anwendungen nach SIL 2 (nach EN 61 508) beziehungsweise Performance Level „d“ (nach EN ISO 13849) zu erreichen. Außerdem erfüllen sie die hohen Anforderungen hinsichtlich Dynamik und Genauigkeit. Dank der seriellen Schnittstellen liefern sie alle zur Inbetriebnahme, Überwachung und Diagnose notwendigen Informationen. Bei allen Varianten unterstützt das universell anwendbare Prüfgerät PWM 21 zusammen mit der Auswertesoftware ATS den Anwender vor Ort bei der Diagnose und beim Anbau. Sichere mechanische Verbindung Ein Beispiel für die sichere Verbindung des Messgeräts mit dem Antrieb sind die Drehgeber der Baureihen ECN 400 und EQN 400 in Functional Safety-Ausführung. Sie bieten eine funktional sichere Hohlwellenverbindung mit mechanischem Fehlerausschluss für ihre einseitig offenen Hohlwellen mit 10 Millimeter oder 12 Millimeter Durchmesser. Damit können mechanische Fehler wie das Durchrutschen der reibschlüssigen Verbindung, die von der Steuerung nicht aufgedeckt werden können, vollständig ausgeschlossen werden. Damit statorseitig ebenfalls eine sichere Verbindung besteht, sind alle Befestigungen und Kupplungselemente auf Dauerfestigkeit für die am Einsatzort herrschenden Bedingungen (Temperatur, Vibration etc.) ausgelegt. Schraubverbindungen sind typischerweise mit einer stoffschlüssigen Losdrehsicherung gegen selbsttätiges Lösen und gegen den Verlust der Vorspannkraft gesichert. So gewährleisten sie eine dauerhafte und sichere Verbindung. Detaillierte Anbauinformationen zur Vorbereitung der Montageflächen – Stichworte Sauberkeit und Fettfreiheit – und zu Reibwerten bei verschiedenen Materialoberflächen finden Konstrukteure und Entwickler in der Dokumentation zu den Drehgebern der Baureihen ECN 400 und EQN 400. Für das andere Ende der Durchmesserskala mit Wellendurchmessern bis 512 Millimeter stehen unter anderem die Functional Safety-Ausführungen der absoluten modularen Winkelmessgeräte ECA 4000 zur Verfügung. Mit diesen beiden Beispielen und zahlreichen weiteren Lösungen für sicherheitsgerichtete Anwendungen wie den magnetischen Winkelmessgeräten ERM oder den absoluten, gekapselten Längenmessgeräten LC 415 beziehungsweise LC 495 deckt Heidenhain eine große Bandbreite der Applikationen in Maschinen und Anlagen ab. Die magnetischen Winkelmessgeräte und die induktiven Dreh- ECN 400 EQN 400 ECA 4000 LC 415 LC 495 S ERM 2200 Fehlerausschluss für mechanische Ankopplung √ √ √ √ Ausführung für sicherheitsgerichtete Anwendungen √ √ √ – Tabelle 1: Heidenhain-Messgeräte für sicherheitsgerichtete Anwendungen mit optischer und magnetischer Abtastung ECI 1119 EQI 1131 ECI 1319 EQI 1331 ECI 4010 AMO WMI AMO WMIA Fehlerausschluss für mechanische Ankopplung √ √ √ √ Ausführung für sicherheitsgerichtete Anwendungen √ √ √ – Vibration 55 Hz bis 2000 Hz (EN 60 068-2-6) Stator: ≤ 400 m/s2 Rotor: ≤ 600 m/s2 Abtasteinheit: ≤ 400 m/s2 Teilungstrommel: ≤ 600 m/s2 ≤ 200 m/s2 Tabelle 2: Heidenhain-Messgeräte für sicherheitsgerichtete Anwendungen mit induktiver Abtastung


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