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Bezirksregierung Arnsberg
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Genehmigungs-Nr. :

F-21/05/1

Genehmigungs-Datum:

16.November 2005

Hersteller:

Deilmann-haniel mining systems

Bezeichnung:

DHFR1

Prüfunterlagen:

Ordner 1 (Stand: 29.04.2005) mit der Beschreibung der verwendeten Hardware
und der implementierten Software sowie den jeweils zugehörigen technischen
Unterlagen für die Komponenten des Fahrtreglers des Typs DHFR 1 jeweils
in 5-facher Ausfertigung

 

Ordner 2 mit der Dokumentation der Anwender-Software des programmierbaren
elektronischen Systems des Fahrtreglers des Typs DHFR 1 jeweils in 5-facher
Ausfertigung

Prüfbericht:

Nr. P 05-00562 vom 24. 08. 2005-SPS-Br 11 KON-
der Deutsche Montan Technologie GmbH, Fachstelle für
Sicherheit - Seilprüfstelle -


Allgemeine Beschreibung und Anwendung

Der Fahrtregler vom Typ DHFR 1 soll an von Hand oder auch an automatisch
betriebenen Treibscheiben-, eintrümigen Trommel- oder eintrümigen Bobinen-
förderanlagen mit geregelten Antriebsmaschinen (Drehstrom- oder Gleichstrom-
maschinen) mit einer zulässigen Fahrgeschwindigkeit von 12 m/s an Anlagen
nach § 1 BVOS eingesetzt werden. Für doppeltrümige Trommel- oder Bobinen-
förderanlagen sind zusätzliche Hard- und Software-Maßnahmen erforderlich, die
nicht Gegenstand des vorliegenden Antrags sind. Daher ist der Einsatz dieses
Fahrtreglers auf zweitrümige und eintrümige Anlagen (ohne Versteckeinrichtung)
beschränkt.

Zum Genehmigungsumfang gehören

  • das S7-400 Steuerungs-System mit der CPU 414-3 und der Zählerbaugruppe
    FM 450-1 mit den zugehörigen Programmen und Software-Bausteinen des
    Führungs- und Überwachungsteils des Fahrtreglers mit der Einbindung in
    den Sicherheitskreis einer Fördermaschine
  • die Peripherie in Form von Schachtschaltern, Drehzahl-Istwertgebern und
    Auswertegeräten,
  • die Überwachungs- und Auswerteeinheiten mit Einbindung in den Sicherheits-
    kreis einer Fördermaschine
  • ein Personal-Computer mit Monitor als Teil des Teufenzeigers und des
    Störmelde- und Visualisierungssystems sowie
  • die Prüfeinrichtung für die Überwachungseinrichtungen.

Einrichtungen der Bauart des Typs DHFR 1 sind dadurch gekennzeichnet, dass für den
sicherheitsgerichteten Überwachungsteil des Systems entsprechend TAS 3.8.7.5.3, Pkt. 6a)
ein zweikanaliges, diversitäres Auswertesystem eingesetzt wird. Es besteht zum einen
aus konventioneller Relaistechnik, welche größtenteils nach dem Ruhestromprinzip
aufgebaut ist, in Verbindung mit speziellen, parametrierbaren Baugruppen, zum anderen
aus einem speicherprogrammierbaren Steuerungssystem SIMATIC S7-400 mit
zugehörigen systemkonformen Standard-Baugruppen und Übertragungssystemen
der Fa. Siemens, in dem software-mäßig ein Teil-Sicherheitskreis gebildet wird. In
dieses Steuerungssystem integriert ist ein Visualisierungs- und Diagnosesystem. Der
Hersteller beabsichtigt, das S7-400 System nicht nur für die Realisierung von Teil-
funktionen des Fahrtreglers (Führungs- und Überwachungsteil), sondern getrennt
davon auch für weitere betriebliche Aufgaben an Anlagen nach § 1 BVOS einzusetzen,
z. B. für die Umsetzung von Steuerungs-, Automatisierungs-, Visualisierungs- und
Diagnoseaufgaben des Gesamtsystems.

Für die Überwachung der Fahrgeschwindigkeit in der Gleichlaufphase und in den
Verzögerungsbereichen ist eine mehrkanalige, redundante, in diversitärer Form
aufgebaute, schachtabhängige punktweise Geschwindigkeitsüberwachungs-
einrichtung umgesetzt. Für die Geschwindigkeitsistwerterfassung des Überwach-
ungsteils sowie des davon unabhängigen Führungsteils des Fahrtreglers werden
jeweils inkrementale Drehgeber (Impulsgeber) eingesetzt, die fest mit dem Seilträger
oder mit der Seilscheibe verbunden sind. Die Impulse werden im Überwachungsteil
von universellen, parametrierbaren Anzeige- und Überwachungsgeräten (Einbau-Mess-
geräte) ausgewertet und als Geschwindigkeitswert angezeigt. Im Führungsteil, der
ein vom Überwachungsteil unabhängiges Gebersystem besitzt, werden die Impulse
von einer Zählerbaugruppe für Inkrementalgeber mit zwei Kanälen des Typs FM 450-1
(mit zwei voneinander unabhängigen Zählern) in der S7-Steuerung mit der CPU 414-3
zur Wegerfassung und Überwachung verarbeitet. Die Zähler des Führungsteils
werden jeweils in der Bündigkeit synchronisiert. 

Für die Überwachung der Geschwindigkeit im Verzögerungsbereich der Fördermittel
sowie im Schacht (Übergeschwindigkeit) werden pro Anzeige- und Überwachungsgerät
zwei anlagenspezifische Grenzwertmarken eingestellt. In Verbindung mit ortsfesten
Schachtschaltern werden die gelieferten Impulse zur Überwachung der Einfahrge-
schwindigkeit ausgewertet. An eintrümigen Anlagen sind die Schachtmagnetschalter
zur Überwachung der Fahrgeschwindigkeit im oberen Schachtbereich und im unteren
Schachtbereich ortsfest vorzusehen, an zweitrümigen Anlagen (Korb-Korb-Anlagen
oder Korb-Gegengewichtsanlagen) können die Schalter auch in beiden Trumen
positioniert werden. Die Schachtschalter werden in ihrer Schaltreihenfolge hardware-mäßig
und auch software-mäßig überwacht.

Über Hilfsschütze, die nach dem Ruhestromprinzip angesteuert werden, werden die
Stellungen der Grenzwertmarken und der Schachtschalter ausgegeben und verarbeitet.
Gleichzeitig werden weitere Kontakte der Hilfsschütze in die speicherprogrammierbare
Steuerung eingelesen und dort die hardware-mäßig realisierte Geschwindigkeitsüber-
wachungseinrichtung software-mäßig nachgebildet. Zur Beherrschung von zufälligen
Fehlern in den Auswertegeräten sind diese entsprechend TAS 3.6.13.3 redundant, mit
gegenseitigem Vergleich ausgeführt.

Sind an einer Schachtförderanlage unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten bei Seilfahrt
und Güterförderung vorgesehen, sind zwei weitere Auswertegeräte zur Überwachung
der Höchstgeschwindigkeit notwendig (Option). Die Auslösekontakte für die Überge-
schwindigkeit bei Seilfahrt werden im Relais-Sicherheitskreis zusätzlich in Reihe verdrahtet,
in die SPS eingelesen und verarbeitet und bei der Betriebsweise „Güterförderung“ überbrückt.

Bis auf die Schachtschalter, ansonsten aber vollständig unabhängig von dem o. g.
Überwachungskonzept der Geschwindigkeit wird in der speicherprogrammierbaren
Steuerung S7-400 eine weitere, zu den o.g. Überwachungen diversitäre punktweise
Geschwindigkeitsüberwachung, die nach dem Arbeitsstromprinzip realisiert ist, umgesetzt.
Über einen Tachogenerator oder Impulsgeber am Antriebsmotor wird die Ist-Gesch-
windigkeit in das S7-Steuerungssystem eingelesen. Software-mäßig werden weiterhin
im S7-400-Steuerungssysstem Geschwindigkeitsgrenzwerte gebildet, die beim Erreichen
des zugehörigen Schachtschalters unterschritten sein müssen; ansonsten wird der
Sicherheitskreis ausgelöst.

Um ein schnelleres Herausfahren aus den Schachtendpositionen realisieren zu können,
ist eine Einrichtung vorgesehen, die die punktweisen Einfahrüberwachungen überbrückt.
Ein Hängenbleiben der Überbrückung wird mit Wirkung in den Sicherheitskreis überwacht.

Die Impulsgeber für den Führungsteil sind ebenso wie die Impulsgeber für den
Überwachungsteil auf jeweils einer gemeinsamen Welle am Seilträger und an der
Seilscheibe angeordnet. Um eine Fehlfunktion eines der Geber oder einen Seilrutsch
zu erkennen, wird jeweils ein Geber an der Treibscheibe mit einem Geber an der
Seilscheibe verglichen. Die Überwachungen sind ebenfalls zweikanalig diversitär,
d. h. hardware-mäßig in Relaistechnik und software-mäßig im Steuerungssystem
realisiert. Eine redundante, in diversitärer Form ausgeführte Sprungüberwachung
für die Zähler ist ebenfalls vorhanden.

Über einen Schlüsselschalter kann eine Prüfeinrichtung für die Überwachungen
der Geschwindigkeit bei geschlossener Fahrbremse wirksam geschaltet werden.
Die Auslösungen und die Ansprechwerte der Geschwindigkeitsüberwachungs-
einrichtung können mit Hilfe einer manuell zu betätigenden Einrichtung jeweils
einzeln ausgelöst und die eingestellten Ansprechwerte geprüft werden. Dabei sind
die Auswertegeräte über Relais-Kontakte von den Impulsgebern rückwirkungsfrei
getrennt. Stattdessen werden die Auswertegeräte über ein handbetätigtes Sollwert-
potentiometer und einen nachgeschalteten U/f-Converter angesteuert. Bei eingesch-
altetem „Notbetrieb“ der Fördermaschine können über zwei weitere Rast-Umschalter
Prüfeinrichtungen für die Schachtschalterüberwachung und für die gegenseitigen
Überwachungen der Impulsgeber wirksam geschaltet werden.

Eine Einrichtung ist vorhanden, um einen Verschleiß des Treibscheibenfutters in
der Wegerfassung ausgleichen zu können. Dazu ist eine Normierfahrt notwendig,
die bei handbedienter Fördermaschine zwischen zwei Zielen, beispielsweise zwischen
der Entladung und der Beladung, durchgeführt werden muss.

Der Führungsteil des Fahrtreglers (Erzeugen der Fahrkurven, Bildung von Sollwerten,
Sollwertbegrenzungen und Übergabe an Stromrichtersysteme oder Frequenzumrichter-
systeme,  Bildung von Sohlenbereichen usw.)  wird einkanalig in der speicher-
programmierbaren Steuerung des Typs S7-400 der Fa. Siemens realisiert. Bei
handbedienter Fördermaschine erfolgt die Drehzahlvorgabe durch ein Sollwertpotent-
iometer im Steuerpult des Fördermaschinisten. Der in der SPS erzeugte Sollwert
sowohl bei handbedienter Fördermaschine als auch bei automatisch betriebener
Fördermaschine wird dem Stromrichter- oder Frequenzumrichtersystem über
Profibus-DP übergeben.

Der Führungsteil des Fahrtreglers ist so ausgelegt, dass ähnlich wie bei einer
automatisch betriebenen Fördermaschine, auch bei handbedienter Fördermaschine
eine „Zwischensohlenautomatik“ realisiert werden kann. Dabei wird über ein
Tastenfeld beim Maschinisten ein bestimmtes Ziel gewählt (Sohle 1 bis Sohle n); 
nach der Abfahrt bei handbedienter Fördermaschine retardiert dann der Antrieb
zu dieser vorgewählten Sohle.

Zur Teufenanzeige, zur Anzeige von Störmeldungen und zur Visualisierung von
Anlagenzuständen ist ein PC-System (Betriebssystem z. B. WINDOWS XP mit
Visualisierungssoftware, z. B. PROTOOL PRO) mit zugehörigem Touch-Screen-
Monitor vorgesehen, welches zum Informationsaustausch über ein Profibus-System
mit der SIMATIC S7-Steuerung verbunden ist. Die aktuelle Teufe des Fördermittels
wird als Balken und als Zahlenwert auf dem Bildschirm, sowie zusätzlich über einen
vom PC-System und dem SPS-System unabhängigen Impulszähler erfasst und
angezeigt. Alle anfallenden Störmeldungen werden gespeichert und können abgerufen
werden.

Abweichungen von den TAS

Abweichend von TAS Nr. 3.6.11. brauchen die Drehzahl-Istwertgeber nicht netz-
spannungsunabhängig sein, da bei einem Spannungsausfall für beide Geber die
Sicherheitsbremse ausgelöst wird.

Hinweise

Es wird empfohlen, bei der Errichtung und Inbetriebnahme des zur Genehmigung
beantragten Fahrtreglers mit der Typenbezeichnung DHFR 1, die nachfolgend
genannten Punkte a) bis m) zu beachten:

  1. Bei den regelmäßigen Prüfungen des Fahrtreglers gemäß § 13 der  BVOS
    vom 04.12.2003 ist die Prüfanweisung des Herstellers (s. Antragsunterlagen)
    zu beachten.
  2. Vom Hersteller ist für den jeweiligen Anwendungsfall eine anlagenbezogene
    Prüfanweisung beizuliefern, die ggf. gesonderte, speziell auf die Förderanlage
    bezogene Prüfhinweise beinhaltet.
  3. Die anlagenspezifische Konfiguration der punktweisen Verzögerungs- und
    Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung muss im Rahmen der Genehmigung
    von Schachtförderanlagen nach § 4 der BVOS dokumentiert (mit Angabe der
    Position der Schachtschalter, der Anzahl der verwendeten Schachtschalter, der
    eingestellten Ansprechmarken der Überwachung), anlagenspezifisch geprüft
    und beurteilt werden. Sie ist in diesen Antragsunterlagen beispielhaft an die
    Ausführung der Fördermaschine Drâa Lasfar der Compagnie Minière des
    Guemassa (CMG) in Marokko angelehnt.
  4. Dem Antrag auf Genehmigung einer Schachtförderanlage nach § 4 BVOS ist eine
    vollständige Stückliste beizulegen, in der die verwendeten Baugruppen/Komponenten
    des Fahrtreglers dokumentiert sind.
  5. Es dürfen nur die in diesen Antragsunterlagen dokumentierten parametrierbaren
    Auswerte- und Erfassungsgeräte eingesetzt werden.
  6. Ist der Einsatz anderer, aber funktionsgleicher Geräte geplant, ist dies nur nach
    Rücksprache und mit Zustimmung der Abteilung 8 Bergbau und Energie in NRW
    sowie nach Prüfung durch die Prüfstelle, der DMT GmbH, Fachstelle für
    Sicherheit - Seilprüfstelle, zulässig.
  7. Bei der Errichtung und auch beim Betrieb des Fahrtreglers in einer Anlage sind
    die einschlägigen EMV-Richtlinien zu beachten.
  8. Werden elektrische Schaltungen eingesetzt, bei denen die Funktionen, aber nicht
    die technischen Ausführungen durch die Genehmigung festgelegt sind, so sind
    bei der Errichtung dieser Schaltungen die Anforderungen gemäß TAS 3.8.7. zu
    beachten.
  9. Im eingebauten Zustand müssen die zum Fahrtreglersystem gehörenden Bau-
    gruppen und Komponenten hard- und software-mäßig eindeutig identifizierbar
    sein, z.B. bei der Hardware auf der Frontseite der Baugruppen.
  10. Die in Betrieb befindlichen Baugruppen und Komponenten des Fahrtreglers
    dürfen bei der Instandhaltung oder bei der Wartung nur durch geprüfte Original-
    teile des Herstellers ersetzt werden.
  11. Nach dem Austauschen von Baugruppen oder Komponenten durch identische
    Bauteile sind die mit diesen Baugruppen oder Komponenten realisierten Funktionen
    auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin zu prüfen.
  12. Durch organisatorische Maßnahmen ist sicherzustellen, dass die in Betrieb
    befindlichen anlagenunabhängigen Softwareteile (Programme und zugehörige
    Dokumente sowie Daten) bei der Wartung und bei der Übertragung der Programme
    ggf. nach dem Austausch von Baugruppen nicht durch ungeprüfte Softwareteile
    ersetzt werden können.
  13. Beim Einsatz des Fahrtreglers an Doppel-Trommel- oder Doppel-Bobinenförder-
    anlagen mit Versteckeinrichtung sind zusätzliche Anforderungen der TAS zu
    beachten. Dieser Einsatzfall ist nicht Bestandteil des hier vorliegenden Antrags
    auf Genehmigung.

Die beim Einsatz an Anlagen gemäß § 1 BVOS erforderlichen Änderungen und Erweiter-
ungen der Programme der eingesetzten Systeme, die nicht eine Änderung der Bauartzu-
lassung erfordern, dürfen nur nach Rücksprache und mit Zustimmung der Abteilung 8
Bergbau und Energie in NRW sowie der die Vorprüfung zur Genehmigung durchführenden
Prüfstelle, der DMT GmbH, Fachstelle für Sicherheit - Seilprüfstelle, vorgenommen werden.
Im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nach § 4 der BVOS ist der jeweilige Aufbau des
Fahrtreglers anzugeben und zu dokumentieren.

Diese Genehmigung ist jederzeit widerruflich; sie kann entschädigungslos zurückgezogen
werden, wenn die in den Verkehr gebrachten Betriebsmittel nicht den der Bauartprüfung
zugrunde liegenden Ausführungen entsprechen.

 


Hinweis:

Die ursprüngliche Bauartzulassung behält nach Übergang der bestehenden Rechte der
Deilmann-Haniel Mining Systems an dieser Zulasssung auf die SIEMAG TECBERG GmbH,
35708 Haiger bei sonst unveränderter Bauart der Betriebsmittel und Anlagenteile
ihre Gültigkeit, wenn die Betriebsmittel und Anlagenteile mit Namen und gegebenenfalls
mit dem Zeichen des letztgenannten Unternehmens gekennzeichnet sind.