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Bezirksregierung Arnsberg
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1.12

Zulassungs-Nr.:

F-12/93/1

Zulassungs-Datum:

8. 11. 1993

Hersteller:

Asea Brown Boveri
Geschäftsbereich Antriebstechnik

Bauart:

Digitaler Fahrtregler DiFa 1 für von Hand oder auch automatisch gesteuerte
Gleichstrom- oder Drehstromfördermaschinen mit Drehzahlregelungen und
Treibscheiben

Unterlagen:

Antrag vom 3. 9. 1990 - ANT/DB3 -

Prüfblatt für Fahrtregler, Stand September 1980, Blatt 1 bis 3

Übersicht und Beschreibung des Fahrtreglers, Stand 22. 10. 1991
GMJ 4160920, Blatt 1 bis 37

Beschreibung der allgemeinen sicherheitstechnischen Merkmale
GMJ4 150957, Blatt 1 bis 5

Handhabungslisten für:
LED-Anzeige GMJ4 150960, Blatt 1 bis 10
Analog/DigitalAnzeige GMJ4 150961, Blatt 1 bis 2
digitale Anzeige GMJ4 150962, Blatt 1 bis 2
Testlogik und Testzähler GMJ4 150963, Blatt 1 bis 12
Analog-Testpoti GMJ4 150964, Blatt 1 bis 5
Referenzliste für PSR-System HIED 550011E, Blatt 1 bis 22
Prüfanweisung GMJ3 150688, Blatt 33 bis 43
Programmstruktur GMJ4 150967, Blatt 1 bis 7

Datenblätter der verwendeten Geräte:
- PSR-SystemGMJ4 150958
- außerhalb des PSR-Systems GMJ4 150966

Hardware-Pläne: PSR-System mit Peripherie
(Geber, Pult-Teufenanzeige usw.) GMJ4 150965

Software-Pläne des PSR-Systems GMJ3 152465

Prüfbericht:

DMT-Seilprüfstelle, Bochum, vom 15. 7. 1993 - Nr. 59-SPS-St/Ro-A11 KON

Kurzbeschreibung:

Anwendung:

Der Fahrregler ist für zweitrümige Treibscheibenanlagen mit von Hand oder auch automatisch
gesteuerten Gleichstrom- oder Drehstromfördermotoren mit Drehzahlregelungen vorgesehen.
Beim Führen der Fördermaschine wirkt der Fahrtregler durch eine kontinuierliche, wegabhängige
Sollwertvorgabe auf die Energieversorgung und bei der Überwachung zum einen durch eine
kontinuierliche, wegabhängige Hüllkurve. Zum anderen kann die Verzögerungsüberwachung
auch wahlweise mit Schachtmagnetschaltern gemäß TAS-Nr. 3.6.13.2 oder TAS-Nr. 3.6.13.3
(vollständige, schachtabhängige punktweise Verzögerungsüberwachung) ausgeführt sein.

Sowohl im Führungsteile als auch im Überwachungsteil des Fahrtreglers werden elektronische,
digitale, speicherprogrammierte Baugruppen des Systems PSR des Antragstellers eingesetzt.

Die speicherprogrammierten Einrichtungen des Führungsteiles und des Überwachungsteiles
können auch für die Verarbeitung von nicht zum Fahrtregler gehörenden Funktionen einer
Schacht- oder Schrägförderanlage verwendet werden. So werden im Führungsteil zum Beispiel
Funktionen der Fördermaschinensteuerung bzw. -regelung, der Signalregistrierung und der
Prozeßzustandsanzeige verarbeitet. Im Überwachungsteil können nicht nur die sicherheits-
relevanten Auslösungen des Fahrtreglers (Sicherheitskreis des Fahrtreglers), sondern auch
entsprechende Auslösungen der Sicherheitsbremse, des Fahrbrems- und Abfahrsperrkreises
aus der übrigen Förderanlage erfaßt, verarbeitet und sicherheitsgerichtet ausgegeben werden.
So wird insbesondere die sicherheitsgerichtete Erfassung und Auswertung von einhängenden
gefährlichen Lasten (Einhängelastüberwachung) gemäß TAS-Nr. 3.1.11 von den Baugruppen
des Fahrtreglers bewerkstelligt. Die Reaktion der Förderanlage auf erfaßte gefährliche
einhängende Lasten ist nicht Bestandteil der geprüften Software.

Aufbau und Wirkungsweise:

Der digitale Fahrtregler DiFa 1 ist in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung aufgebaut,
wobei die internen und externen Funktionen von mehreren Prozessoren (Multiprozessor-Betrieb)
ausgeführt werden.

Im einzelnen besteht der Fahrtregler aus folgenden Komponenten oder Baugruppen:

  • einem inkrementalen Impulsgeber an einem Seilträger (Treibscheibe oder Seilscheibe) oder
    Fördermotor für die Erfassung des Geschwindigkeits- oder Drehzahlistwertes mit 2
    versetzten Impulsreihen,
  • einem mit Permanentmagneten erregten Tachodynamo an einem Seilträger (Treibscheibe
    oder Seilscheibe) oder Fördermotor ebenfalls für die Erfassung des Geschwindigkeits-
    oder Drehzahlistwertes,
  • bei automatisch betriebenen Fördermaschinen zur Erfassung des Geschwindigkeits-
    istwertes für die Seilrutschüberwachung: einem mit Permanentmagneten erregten
    Tachodynamo, der von einer Seilscheibe angetrieben wird,
  • mehreren Magnetschaltern im Schacht zur punktweisen Überwachung der Fördermittel-
    geschwindigkeit,
    a) entsprechend TAS Nr. 3.6.13.2 für eine kontinuierliche Verzögerungsüberwachung
        (Hüllkurve) über den oberen Geschwindigkeitsbereich des Verzögerungsbereiches
    oder
    b) entsprechend TAS Nr. 3.6.13.3 für eine punktweise Verzögerungsüberwachung über
        den gesamten Verzögerungsbereich,
  • einem PSR-Multiprozessor-System mit einem internen BUS (Parallel-BUS).

Beim Fahrtregler DiFa 1 werden im Überwachungsteil sowohl redundante homogene Hardware-
baugruppen als auch redundante homogene Software-Teile eingesetzt. Alle Baugruppen des
PSR-Systems sind an einen gemeinsamen internen Bus angeschlossen. Die umfangreichen
Programme des Überwachungsteiles und des Führungsteiles sind jeweils auf zwei Zentraleinheiten
aufgeteilt. Die Aufteilung der Programme erfolgte dabei so, daß die Fahrtregler-Funktionen jeweils
vollständig von einer Zentraleinheit des Führungsteiles und des Überwachungsteiles verarbeitet
werden. Dabei werden die zu dem Fahrtregler gehörenden Funktionen von den Zentraleinheiten
FÜZ-FR A1 und ÜBZ-FR B1 mit Hilfe der in Festwertspeichern (Prom´s) abgelegten Programme
gebildet.

Die sicherheitlichen Funktionen des Fahrtreglers werden redundant zum einen von den beiden
Zentraleinheiten des Überwachungsteiles (Kanal 1) und zum anderen von den beiden Zentral-
einheiten des Führungsteiles (Kanal 2) verarbeitet.

Die nicht zum Fahrtregler gehörenden Überwachungen wirken redundant durch die in den beiden
Zentraleinheiten FÜZ-SiKr A2 und ÜBZ-Sikr B2 in Prom´s abgelegten Programmteile auf die
Sicherheitsbremse.

Die nicht zu dem Fahrtregler gehörenden nichtsicherheitsrelevanten Funktionen der Förder-
maschinensteuerung bzw. -regelung (z.B. Signalisierung, Diagnosefunktionen) werden mit Hilfe
des in der Zentraleinheit Z-FMa C in Prom´s abgelegten Programms realisiert und sind nicht
Bestandteil der Bauartzulassung. Dabei wird unabhängig von der im Führungsteil ermittelten
Führungskurve anlagenspezifisch eine für den automatischen Betrieb vorgesehene Fahrkurve
ermittelt, die für den Umsetz- und/oder den Zwischensohlen-Betrieb vorgesehen ist. Weiterhin
besteht die Möglichkeit, mit einer Parameterbaugruppe sowie über einen Dekadenwahlschalter
Adressen in den Rechnern anzuwählen und deren Signal-Status (0 oder 1) als binäre oder
analoge Signale angezeigt zu bekommen.

Die zu den Funktionen gehörenden Programme des Fahrtregler-Überwachungsteils sind in
Festwertspeichern (Prom´s) abgelegt, so daß bei Spannungsausfall und Wiederkehr die Teufen-
messung und nach einer Synchronisierfahrt (Eichfahrt) der Fahrtregler wieder voll wirksam ist.
Durch die Synchronisierfahrt wird der im Fahrtregler gemessene Weg geeicht und sowohl die
Werte für die Seilrilleneinlaufkorrektur als auch die übrigen wegabhängigen Werte des Fahrtreglers
werden den jeweiligen Erfordernissen angepaßt. Ebenso können durch Parameter Programmteile
wirksam oder unwirksam gemacht werden.

Die Teufenmessung erfolgt mit Hilfe eines inkrementalen Impulsgebers und der zugehörigen
Eingabekarte für die Erfassung und Auswertung der inkrementalen Wegsignale. Die Eingabekarte
besteht aus zwei in Hardware ausgeführten gleichen Ringzählern als Puffer, zwei Zeitzählern
(Hardware) und einem Mikroprozessor, der mit Hilfe von Programmen (Software) den Schacht-
zähler mit der Teufenermittlung darstellt. Durch diese Programme werden die Zählerstände auf
Sprünge und Plausibilität überwacht. Ferner wird durch diese Programme aus den eingehenden
Impulsen ein Geschwindigkeitsistwert ermittelt. Der Schachtzähler auf der Eingabekarte (inkremental)
kann durch Signale über den Bus auf verschiedene, in Prom´s abgelegte Werte gesetzt werden
(Synchronisierung). Das Synchronisieren kann zu Beginn der Retardierung dynamisch durch
Magnetschalter im Schacht oder durch Bündigschalter an den Sohlen erfolgen.

Die Programme bilden aufgrund der Weg-Informationen der beiden programmierten Schachtzähler
auch das Sohlenschaltwerk bzw. die Sohlenblockiersignale für die Signalanlage oder automatische
Steuerung sowie die Einfahrsignale für die Einschlagweckeranlage. Die zugehörigen Signale werden
binär ausgegeben (Binärausgabekarten).

Der von den beiden Schachtzählern angezeigte Teufenistwert wird über den Bus von den jeweiligen
Zentraleinheiten des Führungs- und des Überwachungsteiles erfaßt. In diesen beiden Zentraleinheiten
wird auf dieser Grundlage die Führungskurve oder im Überwachungsteil die kontinuierliche Über-
wachungskurve ermittelt. In der Gleichlaufphase werden die jeweils zulässigen Geschwindigkeiten
durch Begrenzung der Maximalwerte der kontinuierlichen und punktweisen Überwachung redundant
überwacht.

Durch die Programme in den beiden Zentralgeräten des Führungsteiles und des Überwachungsteiles
wird bei Überschreiten von festprogrammierten Schachtzählerständen der Sicherheitskreis ausgelöst
(Endschalter am Fahrtregler bzw. Übertreibschalter).

Überwachungen

  • Überwachungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeiten redundant in den beiden Zentraleinheiten
    des Führungs- und Überwachungsteiles durch Vergleich des Geschwindigkeitsistwertes mit in
    Prom´s gespeicherten Maximalwerten der kontinuierlichen und punktweisen Überwachungen
    (Bereichsmelder). Die Freigabe der Bereichsmelder für die unterschiedlichen Höchstgeschwindig-
    keiten erfolgt durch die vorgegebene Betriebsart,
  • kontinuierliche Einfahrüberwachungen an den Enden des Fahrweges im Schacht durch die
    Programme in den Zentraleinheiten des Führungs- und Überwachungsteiles,
  • Überwachung der Bereichssignale, der Schaltreihenfolgen der Magnetschalter und auch der
    Stellungen der Magnetschalter im Schacht durch den gegenseitigen Vergleich der Bereichs-
    signale der kontinuierlichen Überwachung mit Magnetschaltern im Schacht,
  • punktweise Einfahrüberwachung mit Magnetschaltern im Schacht und programmierten
    Signalbereichsmeldern mit einstellbaren Grenzwerten,
  • Überwachung des Teufenistwertes (Sprungüberwachung) durch Vergleich der Positionswerte
    von Magnetschaltern im Schacht und des mit Programm realisierten Sohlenkopierwerkes,
  • Überwachung der Schaltreihenfolge des Sohlenkopierwerkes durch Vergleich mit Magnet-
    schaltern im Schacht mit zugehörigen Positionen,
  • Überwachung der beiden voneinander unabhängigen Schachtzähler und Teufenistwerte
    sowie der Synchronisierungen durch Überwachung der Summe der für beide Fördermittel
    ermittelten Teufenwerte. Bei einer sprunghaften Veränderung eines Teufen-Meßwertes um
    mehr als 4 m wird die Sicherheitsbremse ausgelöst. Bei gleichsinniger Veränderung der
    Teufenistwerte wird die Gesamtteufe größer oder kleiner als der richtige Gesamtwert und
    es wird die Sicherheitsbremse ausgelöst,
  • Überwachung des mit drei Gebern (2 Tachodynamos und 1 Inkrementalgeber) erfaßten
    Geschwindigkeitsistwertes durch gegenseitige Vergleiche (Betrag und Richtung) der von
    diesen Gebern ausgegebenen Signale,
  • Überwachung der bei der Eichfahrt ermittelten Korrekturfaktoren für die Seilrilleneinlauf-
    korrektur auf Einhaltung eines minimalen und eines maximalen Wertes,
  • Überwachung der elektrischen Fahrbremsung (Einhalten der Verzögerung beim Ansprechen
    des Fahrbremskreises) durch Vergleich mit einem Integratorsignal,
  • Überwachung des Fahrweges durch programmierte Schalter (Endschalter am Fahrtregler),
  • gegenseitige Überwachung der redundanten sicherheitsrelevanten dynamischen Signale;
  • Überwachungen der Signal-Laufzeiten der Programme durch Softwarezähler,
  • Überwachung der sicherheitsrelevanten Programmergebnisse auf Gleichheit (Äquivalenzverlust),
  • Überwachung der sicherheitsrelevanten statischen Signale auf Hängenbleiben und Redundanz-
    verlust durch zyklische Tests im On-Line-Betrieb,
  • dynamische Überwachung der Vollständigkeit der Programmbearbeitungen durch redundante
    Watch-Dogs mit Wirkung auf den Sicherheitskreis,
  • durchgängige dynamische Überwachung der ordnungsgemäßen Funktionsfähigkeit der
    PSR-Eingaben, des Bus-Übertragungssystems, sicherheitlichen Programmfunktionen,
    der PSR-Ausgaben, der Watch-Dogs und der zugehörigen Auslöseschütze für den
    Sicherheitskreis, für den Fahrbremskreis und für den Abfahrsperrkreis,
  • Überwachung des internen PSR-Bus-Übertragungssystems mit einer Frequenz (Pilotton-
    verfahren), die auf zwei weitere Ausgabekanäle wirkt,
  • Überwachung der von den redundanten Ausgaben abgegebenen Frequenzen jeweils mit
    nicht zum PSR-System gehörenden und extern angeordneten "Watch-Dog-Relais", die
    jeweils auf die Spannungsversorgungen der Endschütze wirken,
  • Überwachung der sicherheitsrelevanten Watch-Dogs für die Steuerleitungen der sicherheits-
    relevanten Schütze oder Relais durch Software-Zähler,
  • Überwachung einer gefährlichen Einhängelast, ggf. einer einhängenden Überlast, in der
    Beschleunigungsphase durch programmierte Rechenschaltungen in den nicht zum Fahrtregler
    gehörenden redundanten Zentraleinheiten FüZ-Sikr. A2 und ÜBZ-Sikr. B2,
  • Überwachung der Fahrtrichtung der Fördermittel im Schacht bei der Abfahrt an den End-
    anschlägen bei automatischem Betrieb des Fördermotors mit Auslösung der Sicherheitsbremse,
  • Überwachung der Abschaltung des Ankerstromes (Stromstillstandsüberwachung) bei still-
    stehendem Fördermotor nach einer fest einprogrammierten Zeit,
  • Überwachung der Energieabschaltung (Sperrung der Thyristoren, Reglersperre) bei Sicher-
    heitsbremsung mit Wirkung auf den Hauptschalter oder den Mittelspannungsschalter.

Hinweise

Bei der Errichtung und Inbetriebnahme des Fahrtreglers DiFa 1 sind die nachfolgend genannten
Punkte a) bis h) zu beachten:

  1. Bei den regelmäßigen Prüfungen des Fahrtreglers gemäß § 20 BVOS ist die Prüfanweisung
    des Herstellers zu beachten.
  2. Vom Hersteller ist für den jeweiligen Anwendungsfall eine Prüfanweisung beizuliefern,
    die ggf. gesonderte, speziell auf die Förderanlage bezogene Prüfhinweise beinhaltet.
  3. Bei der Errichtung und auch beim Betrieb des Fahrtreglers in einer Förderanlage sind die
    einschlägigen EMV-Richtlinien zu beachten.
  4. Die Betriebs- und Wartungsanleitung des Herstellers ist zu beachten. Sie ist in der Nähe
    des Bedienungsstandes auszuhängen oder auszulegen.
  5. Sofern elektrische Schaltungen, die der Sicherheit dienen, durch die Bauartzulassung nicht
    in ihrer Ausführung, sondern nur in der Funktion festgelegt sind, sind bei der Errichtung die
    Anforderungen nach TAS 3.8.7 zu beachten.
  6. Nach dem Ersetzen von Baugruppen oder Komponenten durch identische Bauteile sind
    mindestens die mit diesen Baugruppen oder Komponenten realisierten sicherheitlichen und
    ggf. auch betrieblichen Funktionen auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin zu prüfen.
  7. Durch organisatorische Maßnahmen ist sicherzustellen, daß die in Betrieb befindlichen
    anlagenunabhängigen Softwareteile (Programme und zugehörige Dokumente sowie Daten)
    bei der Wartung, insbesondere bei der Softwarewartung, und bei der Einleitung der
    Programme ggf. nach dem Austausch von Baugruppen nicht durch ungeprüfte
    Softwareteile ersetzt werden können.
  8. Beim Betrieb einer Förderanlage ist der Einsatz von funktechnischen Einrichtungen
    (z.B. Funksprechgerät, Funktelefon) in unmittelbarer Nähe der speicherprogrammierten
    Einrichtungen des Fahrtreglers unbedingt zu vermeiden.