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Jul 31, 2023

Den Not-Aus-Schalter an der Rohrbiegemaschine einer Fertigungsstätte verstehen

Oren Kfir / iStock / Getty Images Plus

Der Bieger startet nicht! Wir haben alle Tasten überprüft, aber das Display zeigt immer noch an, dass es sich in der Not-Aus-Position befindet.

Der gefürchtete Not-Aus.

Wir erhalten wahrscheinlich mehr Anrufe zu Not-Aus-Schaltern als zu jedem anderen Teil einer Rohrbiegemaschine. Dies ist möglicherweise der einfachste Schaltkreis in der Maschine – er hat eine sehr klare Funktion –, aber die Fehlerbehebung kann ein Albtraum sein.

Im Grunde genommen dient der Not-Aus-Schaltkreis dazu, jegliche Bewegung einer Maschine zu stoppen. Eine ordnungsgemäß ausgelegte Not-Aus-Schaltung verhindert jedoch auch, dass die Maschine in einem unsicheren Zustand startet. Während sich die Funktion des Not-Aus-Schalters nicht geändert hat, hat sich die Art und Weise, wie er in Maschinen integriert wird, in den letzten Jahrzehnten erheblich verändert.

Bei heutigen CNC-Maschinen ist der Not-Aus-Schalter eigentlich ein eigenständiges System, das unabhängig arbeitet. Während es ein Signal an das Steuerungssystem sendet, um ihm den Status des Not-Aus-Schalters mitzuteilen, kann es auch ein Signal empfangen, das den Status der Steuerung überwacht.

Ein Not-Aus-System verfügt über ein Sicherheitsrelais (oder eine Sicherheits-SPS), das drei Hauptfunktionen ausführt:

Not-Aus-Taster sollten über zwei Schaltkreise verfügen, die einen kontinuierlichen elektrischen Pfad zu bestimmten Eingängen eines Sicherheitsrelais bieten. Das Sicherheitsrelais überwacht die Kontinuität der Stromkreise und führt Gegenprüfungen durch, um sicherzustellen, dass die Drähte nicht durchtrennt oder kurzgeschlossen wurden. Das Sicherheitsrelais schaltet dann mehrere Relais ein oder aus, die den verschiedenen Systemen der Maschine die verfügbare Steuerspannung entziehen, wenn ein unsicherer Zustand angezeigt wird. Das Relais überwacht außerdem den Zustand dieser Systeme, um einen Maschinenanlauf in einer potenziell gefährlichen Situation zu verhindern.

Gelegentlich stoßen wir immer noch auf ältere Maschinen mit nur einem einzigen Schaltkreis, der zum Stoppen der Maschine auf das Steuerungssystem (nicht sicherheitsbewertet) angewiesen ist. Die Gefahr bei diesem Aufbau liegt in einem Mangel an Redundanz: Ein ausgefallenes Relais, eine fehlerhafte Programmierung oder eine Vielzahl anderer Faktoren könnten verhindern, dass der Not-Aus-Schaltkreis die Maschine stoppt.

Die Standards verlangen nun, dass Rohrbiegemaschinen über sicherheitsbewertete und redundante Hardware verfügen, die die Maschine stoppen kann. Die Software des Steuerungssystems kann den Zustand der Hardware überwachen und auch Ausgänge abschalten. In einem unsicheren Zustand ist dies jedoch zweitrangig gegenüber dem Not-Aus-System.

Um Fehler bei einem Not-Aus-System zu beheben, sollten Sie verstehen, was es bedeutet, einen offenen oder geschlossenen Stromkreis zu haben.

Wenn eine Metallverarbeitungswerkstatt weiß, wie sie im Not-Aus-Zustand auf eine Rohrbiegemaschine reagieren soll, muss sie zunächst die Schaltkreise, die Spannung und die Relais in der Maschine kennen.

Ein einzelnes Stück Draht, von einem Ende zum anderen, ist ein geschlossener Stromkreis. Bei ordnungsgemäßem Anschluss kann Strom über das Kabel fließen. Wenn Sie den Draht in der Mitte durchtrennen, ist der Stromkreis geöffnet und es kann kein Strom mehr durchfließen. Wenn Sie die abgeschnittenen Enden mit den Anschlüssen eines Knopfes verbinden, verbindet der Knopf den Draht effektiv wieder und macht ihn wieder zu einem geschlossenen Stromkreis.

Wenn der Knopf nun normalerweise offen ist, bleibt der Stromkreis offen, wenn er an die abgeschnittenen Enden des Kabels angeschlossen wird, bis der Knopf gedrückt wird, wodurch der Stromkreis geschlossen wird. Wenn der Knopf normalerweise geschlossen ist, wird der Draht durch Anschließen an die abgeschnittenen Enden des Kabels wieder in seinen geschlossenen Zustand versetzt, bis der Knopf gedrückt wird, wodurch dann die Enden des Kabels getrennt und der Stromkreis geöffnet werden.

In beiden Fällen spricht man von „momentan“, wenn das Loslassen der Taste dazu führt, dass die Bewegung wieder an ihren Ausgangspunkt zurückkehrt. Wenn die Taste beim Loslassen in dem Zustand verbleibt, in dem sie sich befand, als sie gedrückt wurde, wird sie als „gehalten“ bezeichnet und erfordert eine Aktion des Benutzers – ein Ziehen oder Drehen –, um sie in ihren normalen Zustand zurückzubringen.

Moderne Maschinen verfügen fast ausnahmslos über mindestens einen Not-Aus-Taster, bei dem es sich um einen normalerweise geschlossenen und aufrechterhaltenden Knopf handelt, wobei zwei Stromkreise im Normalzustand (sicherer Betrieb der Maschine) geschlossen bleiben. Durch Drücken der Not-Aus-Taste werden die Not-Aus-Schaltkreise geöffnet, und das bleibt so lange, bis die Taste wieder in den Normalzustand zurückkehrt.

Ein Not-Aus-Taster kann andere Stromkreise haben, die entweder normalerweise offen oder normalerweise geschlossen sind und den Status des Schalters an das Steuerungssystem übermitteln, aber sie haben nicht den primären Zweck, die Maschine anzuhalten. Im Not-Aus-Schaltkreis können sich weitere Komponenten befinden, beispielsweise Torschalter oder Achsüberlaufschalter, deren Normalzustand entweder offen oder geschlossen sein kann. Sie befinden sich jedoch immer im geschlossenen Zustand, wenn die Maschine sicher betrieben werden kann. Wenn ein Kabel oder eine Leitung, die Teil des Not-Aus-Schaltkreises ist, versehentlich durchtrennt wird und im offenen Zustand verbleibt, fällt die Maschine auf diese Weise in einen gestoppten (sicheren) Zustand.

Die Spannung, die entlang der beiden geschlossenen Stromkreise im Systemteil eines Not-Aus-Tasters fließt, hängt von der Konstruktion der beiden Stromkreise und dem verwendeten Sicherheitsrelais ab.

Typischerweise haben beide Stromkreise 24 VDC, oder ein Stromkreis hat 24 VDC und der andere 0 VDC.

Wenn in einem System mit zwei 24-V-Gleichstromkreisen die beiden Drähte unterbrochen und kurzgeschlossen werden, scheint sich der Stromkreis unabhängig vom Status des Not-Aus-Tasters oder anderer Komponenten im System in einem sicheren Zustand zu befinden. Wenn in einem System mit sowohl einem 24-V-Gleichstrom- als auch einem 0-V-Gleichstromkreis die Drähte unterbrochen und kurzgeschlossen werden, liegt an einem der Kanäle des Sicherheitsrelais die falsche Spannung an, wodurch das Relais in einen unsicheren Zustand versetzt und gestoppt wird Maschine.

Wenn jedoch das 0-V-Gleichstromkabel durchtrennt und am Maschinenkörper geerdet wird, könnte das Sicherheitsrelais immer noch zwei fehlerfreie Stromkreise erkennen. Durch Drücken der Not-Aus-Taste wird die Maschine jedoch trotzdem gestoppt, da der 24-V-Gleichstromkreis weiterhin geöffnet ist.

In neueren Systemen sendet das Not-Aus-Relais oder die Sicherheits-SPS eine Reihe zeitgesteuerter Impulse über die beiden Drähte, wobei jeder Kanal einzigartig ist. Anschließend wird überwacht, ob die gleiche Impulsreihe entlang des geschlossenen Stromkreises zurückkehrt. Wenn in diesem Szenario die Drähte durchtrennt und kurzgeschlossen werden, kommt die falsche Impulsreihe zurück – oder bei einem Kurzschluss mit Masse werden überhaupt keine Impulse zurückgegeben. Dadurch wird die Maschine gestoppt.

ABBILDUNG 1 Ein typisches Sicherheitsrelais, das üblicherweise für Not-Aus-Schalter verwendet wird und an der Vorderseite über fünf Lichter verfügt. Das mittlere Licht bestätigt, dass das Relais mit Strom versorgt wird.

Ein Relais ist ein Gerät, das eine Spannung basierend auf dem Status einer anderen Spannung steuert. Bei einem Sicherheitsrelais in einem Not-Aus-Kreis besteht die Steuerspannung aus einer Reihe von Tasten und Schaltern, die die Maschine stoppen sollen, wenn ein unsicherer Zustand eintritt. Die gesteuerte Spannung versorgt die Ausgänge, die verschiedene andere Systeme ein- oder ausschalten.

Beispielsweise kann ein Ausgang des Steuersystems das Hydrauliksystem einschalten und die Versorgungsspannung an diesem Ausgang wird vom Sicherheitsrelais gesteuert. Selbst wenn das Steuersystem versucht, das Hydrauliksystem einzuschalten, oder der Ausgang im Steuersystem in der „Ein“-Position ausfällt, verhindert das Not-Aus-Relais auf diese Weise den Start, indem es die Versorgung dieses Ausgangs unterbricht .

Sobald eine Maschine gestoppt wurde, überwacht das Not-Aus-Relais den Status mehrerer anderer Geräte, um sicherzustellen, dass sich die gesamte Maschine in einem sicheren Zustand befindet, in dem sie gestartet werden kann. Dies wird häufig erreicht, indem der Status einer Reihe von normalerweise geschlossenen Schaltern von jedem Gerät innerhalb des Stromkreises überprüft wird, der das Not-Aus-Relais zurücksetzt. Befindet sich eines dieser Geräte in einem Zustand, der den Start der Maschine unsicher macht, kann das Not-Aus-Relais nicht zurückgesetzt werden und die Maschine kann nicht neu gestartet werden.

Für die Fehlersuche im Not-Aus-System Ihrer Maschine ist es zwar nicht unbedingt erforderlich, über genaue Schaltpläne zu verfügen, sie sind jedoch äußerst hilfreich. Sehr hilfreich ist auch die Bedienungsanleitung des Herstellers des Sicherheitsrelais in Ihrem Not-Aus-System. Die meisten können kostenlos von der Website des Herstellers heruntergeladen werden.

Der erste Schritt bei der Fehlerbehebung eines Not-Aus-Systems besteht darin, sich das Not-Aus-Relais selbst anzusehen. Die meisten verfügen über eine Reihe von Lichtern, die Sie bei Ihren nächsten Schritten zur Fehlerbehebung unterstützen.

Abbildung 1 zeigt ein typisches Sicherheitsrelais, das üblicherweise für Not-Aus-Schalter verwendet wird und an der Vorderseite über fünf Lichter verfügt. Das mittlere Licht bestätigt, dass das Relais mit Strom versorgt wird. Die oberen und unteren Lichter (In1 und In2) zeigen den Status der Not-Aus-Tasten an. Die zweite und vierte Leuchte zeigen den Status der Ausgänge an, die den Stromkreis einschalten und die verschiedenen Geräte im Steuerungssystem mit Strom versorgen. Wenn alle fünf Lichter leuchten, ist das Relais mit Strom versorgt, beide Schaltkreise der Not-Aus-Taster sind in Ordnung und das Relais wurde zurückgesetzt, wodurch die Steuerspannung für die Maschine eingeschaltet wird. Dies ist ein normaler Zustand und aus Sicht des Not-Aus-Systems ist die Maschine startbereit oder möglicherweise bereits in Betrieb.

Wenn in Abbildung 2 alle fünf Lichter leuchten, wird die Steuerspannung über die mit MCR und MCR2 gekennzeichneten Relais bereitgestellt. Wenn jedoch beispielsweise das mittlere Licht und nur das obere Licht (In1) eingeschaltet sind, ist im Teil des Systems mit den Not-Aus-Tastern nur einer der Stromkreise in Ordnung.

Betrachtet man die Schaltpläne unter Verwendung desselben Relais, so beginnt der gute Schaltkreis des Tastensystems beim Not-Aus-Relais an Leitung 401, geht durch den normalerweise geschlossenen Not-Aus-Schalter der Konsole, läuft durch einen Ausgang, der die Steuerung ermöglicht, und kehrt dann zum zurück Relais als Drahtnummer 403.

Der Teil des Stromkreises, der kein Licht liefert (In2), beginnt als Draht 200 (der 0 Volt ist), geht durch einen zweiten Steuerungsfreigabeausgang, durchläuft den zweiten Satz normalerweise geschlossener Kontakte am Not-Aus-Schalter der Konsole, und kehrt dann als Drahtnummer 400 zum Relais zurück. Jede Verbindung entlang des Pfades sollte überprüft werden; Ohne den Abschluss beider Teile des Stromkreises kann die Maschine nicht starten.

Ein weiteres Beispiel: Wenn das mittlere Licht sowie die oberen und unteren Lichter eingeschaltet sind, das zweite und vierte Licht jedoch ausgeschaltet sind, besteht wahrscheinlich keine Notwendigkeit, die Not-Aus-Knöpfe und -Schalter zu überprüfen, da das Relais diesen Teil des E bereits ermittelt hat -Stopp-System ist gut. Wenn die Maschine in diesem Fall nicht startet, müssen Sie sich den Reset-/Überwachungsschaltkreis ansehen, da das Relais nicht zurückgesetzt wurde. Dies beginnt mit Draht 124; erfolgt über die normalerweise geschlossenen Schütze für die Motoren 1M, 5M, 6M und 2M; geht dann auch über Öffnerkontakte für MCR und MCR2. Dieser versorgt dann den normalerweise offenen Reset-Knopf.

ABBILDUNG 2 Wenn alle fünf Lichter leuchten, wird Steuerspannung über die mit MCR und MCR2 gekennzeichneten Relais bereitgestellt. Wenn jedoch beispielsweise das mittlere Licht und nur das obere Licht (In1) eingeschaltet sind, ist im Teil des Systems mit den Not-Aus-Tastern nur einer der Stromkreise in Ordnung.

Im Normalzustand ist die Maschine ausgeschaltet und jedes Gerät kann sicher gestartet werden. Durch Drücken der Reset-Taste wird das Not-Aus-Relais zurückgesetzt, die Steuerausgänge werden mit Spannung versorgt und die Maschine kann gestartet werden. Wenn eines dieser Geräte nach dem Drücken der Not-Aus-Taste nicht in den Normalzustand zurückkehrt, wird die Reset-Taste nicht mit Spannung versorgt und die Maschine startet nicht. Überprüfen Sie in diesem Fall jede Verbindung und vergewissern Sie sich, dass jedes Gerät ordnungsgemäß ausgeschaltet wurde.

Wenn Ihre Maschine eine Sicherheits-SPS verwendet, verwendet sie möglicherweise auch eine Reihe von Lichtern oder verfügt über ein kleines Display, das ihren Status anzeigt. Die Sicherheits-SPS kann auch einem doppelten Zweck dienen und sowohl das Not-Aus-System als auch andere Sicherheitssysteme wie Fußmatten oder Sicherheitsscanner überwachen.

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