Sicherer Auftritt

Technik

Antriebsregler – Sicherheit der Akteure und ein störungsfreier Betrieb stehen auf einer Bühne weltweit an oberster Stelle. Darum sind auch in Qatar die Antriebe nach SIL 3 abgesichert.

21. März 2011

Schnelle Szenenwechsel, komplexe Bewegungen auf Knopfdruck – die heutige Bühnen- und Veranstaltungstechnik kann sich durchaus an industriellen Anforderungen messen und geht teilweise sogar darüber hinaus. Wenn Kettenzüge tonnenschwere Truss-Elemente, ausgestattet mit Kulissen, Deko, Licht- und Tonequipment, verfahren, ist es wichtig unerwünschte dynamische Effekte, Ruck und Schwingungen zu vermeiden.

Hier sorgen dynamische und präzise Antriebsregler für eine harmonische Fahrbewegung, die die Mechanik und Aufhängung stark entlastet. Zur notwendigen Risikominderung tragen Sicherheitsfunktionen der EN 61800-5-2 bei, welche bei dem aktuellen Projekt fast ausnahmslos verwendet wurden.

Die Batalpha Bobach GmbH, Hersteller von Veranstaltungs- und Bühnentechniklösungen, hat für das Qatar National Convention Centre die Mechanik und Steuerung für über 300 Antriebe verwirklicht.

Hierfür wurde ein Antriebsregler gesucht, der die genannten Kriterien erfüllt und wenig Bauraum einnimmt. Die Wahl fiel auf den ServoOne von LTi Drives. Sein Booksize-Format ließ sich gut in das vorhandene Konzept integrieren. Lästige Motorengeräusche werden durch die hohe Taktfrequenz der Endstufe des Antriebsreglers, außerhalb des hörbaren Bereiches, stark reduziert. Mögliche Störfrequenzen blendet ein sogenannter Notchfilter aus, dessen Sperrfrequenz und Bandbreite ermittelt ein digitales Oszilloskop in der Bedienoberfläche des Antriebsreglers.

Im ServoOne bereits integriert ist die Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off), zertifiziert vom TÜV Rheinland. Geschwindigkeit und Position überwacht eine externe Sicherheitssteuerung der SMC-Baureihe von LTi. Das Duo ist perfekt aufeinander abgestimmt und Batalpha bekommt damit Antrieb und Sicherheitslösung aus einer Hand. Der Antriebsregler wird bei seinen Bewegungsaufgaben nicht beeinflusst.

Zur Absicherung von nicht gesicherten Gefahrenbereichen kommen Zugangsüberwachungen wie beispielsweise Lichtschranken, Näherungssensoren oder Kontaktschalter zum Einsatz. Zur Risikominderung an Scherkanten gibt es Schaltleisten, wie es an Außenkanten von Hubpodien der Fall ist. Die genannten Sensoren sind ebenso wie Not-Halt-Befehlsgeräte über sichere digitale Eingänge an der Sicherheitssteuerung angeschlossen. Auch OSSD-Ausgänge (Output Signal Switching Device) lassen sich problemlos auswerten.

Neben dem Überschreiten der statischen oder dynamischen Last ist es wichtig, eine Unterlast zu detektieren. Damit Tragmittel wie Taue oder Ketten nicht schlaff werden, werden spezielle Lastsensoren eingesetzt und von der Sicherheitssteuerung ausgewertet. Durch den zweikanaligen Aufbau der Sicherheitssteuerung und den implementierten Diagnosemaßnahmen kann der Anwender bei digitalen und analogen Eingängen PL e/Kat. 4 gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 3 gemäß IEC 61508/IEC 62061 erreichen.

Sollte eine Bremse nicht funktionieren, verhindern zwei unabhängige Bremssysteme Schlimmeres. Dank einer elektromagnetischen Federkrafthaltebremse ist der Aufbau diversitär, um Common-Cause-Fehler zu vermeiden. Common-Cause-Fehler sind Ausfälle in Folge einer gemeinsamen Ursache, wie etwa zu hohe Spannungspegel auf Leitungen.

Angesteuert werden die Bremsen getrennt über je einen plus- und einen minus-schaltenden sicheren Halbleiterausgang. Für funktionelle Anforderungen wie Schnellhalt oder eine reduzierte Geschwindigkeit stehen Meldeausgänge zur Verfügung. Diese müssen nicht sicher sein, da gleichzeitig mit der Anforderung die Überwachung anläuft. Im Fehlerfall würde die jeweilige Überwachung den sicheren Zustand einleiten.

Zur Überwachung von geschwindigkeits- und positionsbasierten Sicherheitsfunktionen stellt die hier eingesetzte Sicherheitssteuerung zwei unabhängige Geberschnittstellen zur Verfügung. An diesen Geberschnittstellen ist der eingesetzte Geber parallel zum Antriebsregler über eine Mithörfunktion an die Sicherheitssteuerung angeschlossen.

Meist im Sonderbetrieb

Sei es die Anwahl von Betriebsarten wie Automatik- oder Einrichtbetrieb, die Aktivierung eines sicheren Stopps beim Öffnen der Schutztür oder die Freigabe der Zuhaltung bei sicherem Stillstand des Antriebs – solche und andere Anforderungen sind dem Maschinenbauer sehr vertraut.

In der Bühnen- und Veranstaltungstechnik ist dies ähnlich, aber hier existiert meist ein durchgehender Sonderbetrieb. Beides macht deutlich, dass eine starre Parametrierung von sicheren digitalen Eingängen auf Aktivierung von Sicherheitsfunktionen zu unflexibel ist.

Bei der externen Lösung mit der Sicherheitssteuerung SMC hat sich LTi Drives für die programmierbare Variante entschieden, was laut Hersteller ein sehr hohes Maß an Flexibilität bedeutet. Die Realisierung einer sicher reduzierten Geschwindigkeit (SLS) oder Auslösen eines Sicheren Stopps 1 (SS1) kann so auf übersichtliche Weise erfolgen. Die hierzu erforderlichen Sicherheitsfunktionen lassen sich als Funktionsblöcke beliebig verknüpfen und zusammen mit Logik-, Timer- sowie RS-Flip-Flop-Blöcken in den Funktionsplan einbinden.

Die Programmierung der eingesetzten Sicherheitssteuerung erfolgt mit einem graphisch orientierten Editor. Auftraggeber Batalpha gefiel, über diesen Editor das gesamte Überwachungsprogramm frei gestalten zu können. Dies war ein entscheidendes Auswahlkriterium.

Auf einen Blick

-Bühnentechnik für das National Convention Centre in Qatar

-Absicherung der Gefahrenbereiche

-Projektierer: Batalpha Bobach

-Antriebsregler von LTi Drives im Duo mit externer Sicherheitssteuerung der SMC-Baureihe

Erschienen in Ausgabe: 02/2011