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Genehmigungs-Nr. :

F-23/08/1 + 1.Erg. + 2.Erg.

Genehmigungs-Datum:
1. Ergänzung:
2. Ergänzung:

23.09.2008
31.03.2009
13.04.2012

Hersteller:

Elektro-Anlagen-Ernst GmbH

Bezeichnung:

EAE F1

Auf dem SPS-System  SIMATIC - S7- Typ 300 und
400 basierender redundanter, zweikanaliger Fahrtregler.

Prüfunterlagen:

-  Ordner 1 mit der Beschreibung der verwendeten Hardware und der
    implementierten Software sowie den jeweils zugehörigen technischen
   Unterlagen für die Komponenten des Fahrtreglers des Typs EAE F1
-   Ordner 2 mit der Dokumentation der Anwender-Software des   
    programmierbaren elektronischen Systems S7-300
-    Ordner 3 mit der Dokumentation der Anwender-Software des   
    programmierbaren elektronischen Systems S7-400

Der Prüfbericht der DMT GmbH & Co KG, Fachstelle für Sicherheit, Seilprüfstelle Bochum
vom 14.08.2008 – Nr. P08 – 00563-SPS-Br – ist Bestandteil dieser Genehmigung.

 

 

Kurzbeschreibung                      

Die Bauart des Fahrtreglers der Fa. Elektro-Anlagen-Ernst GmbH, Gera mit der
Bezeichnung EAE F1 kann an von Hand oder auch an automatisch betriebenen Treibscheiben-,
eintrümigen Trommel- und Bobinenförderanlagen und an zweitrümigen Trommel- und Bobinen-
förderanlagen mit und ohne Versteckeinrichtung mit geregelten Antriebsmaschinen (Drehstrom-
oder Gleichstrommaschinen) mit einer zulässigen Fahrgeschwindigkeit bis zu 10 m/s an
Anlagen nach § 1 BVOS eingesetzt werden.

Der Fahrtregler des Typs EAE F1 besteht aus einem zweikanaligen, diversitären Auswertesystem
mit hardware-verschiedenen (diversitären) speicherprogrammierbaren Steuerungssystemen des
Typs S7-400 und S7-300 der Fa. Siemens. In beiden Kanälen wird jeweils ein software-mäßig
realisierter Teilsicherheitskreis gebildet, der über getrennte Relaiskontakte in den Sicherheitskreis
der Fördermaschine eingebunden wird. Für den gegenseitigen Signalaustausch sind beide Kanäle
über eine DP/DP-Kopplung miteinander verbunden. Die Peripherie wird angebunden über
Busübertragungssysteme, ausgeführt als Profibus-DP-Verbindungen.

Als Anschaltbaugruppen der peripheren Einrichtungen werden WAGO-Klemmen für digitale
und analoge Signale eingesetzt. Jedes der beiden Steuerungssysteme wird über ein
zugehöriges Bussystem mit Signalen versorgt. Die Busübertragungssysteme sowie die
Anschaltbaugruppen sind hardwaregleich/homogen ausgeführt. Beide Steuerungssysteme
bzw. Busübertragungssysteme sind über eine DP/DP-Schnittstelle für den gegenseitigen
Signalaustausch zum gegenseitigen Vergleich zwischen der S7-400 und der S7-300
miteinander gekoppelt.

Sowohl an der Antriebsseite des Seilträgers als auch am Seilträger selbst sind Geber für die
Erfassung der Fahrgeschwindigkeit und des Fahrweges angebracht. Sie bestehen jeweils aus
einem netzspannungsunabhängigen Tachogenerator für die Erfassung der aktuellen Fahrge-
schwindigkeit sowie aus einem Winkelschrittencoder (Absolutwertgeber) zur Erfassung des
Fahrweges. Nach einem Spannungsausfall wird beim Wiederkehren der Spannung durch den
Absolutwertgeber verhindert, dass nach TAS 3.5.3 eine falsche Stellung der Fördermittel
angezeigt wird.

Die Teufenanzeige wird realisiert durch einen PC mit Bildschirm, der über die MPI-Bus-
schnittstelle der S7-400 angeschlossen ist. In der S7-400 werden alle Visualisierungssignale
verarbeitet. In dieses System integriert ist ein Visualisierungs- und Diagnosesystem. Ein
zweiter PC, ebenfalls angesteuert über die MPI-Schnittstelle, steht zur Verfügung. Er wird
im störungsfreien Betrieb für die Anzeige von Systemzuständen verwendet. Im Störungsfalle
kann mit ihm auch die Teufenanzeige realisiert werden.

Für die Überwachung der Fahrgeschwindigkeit in der Gleichlaufphase und in den Ver-
zögerungsbereichen ist eine in konventioneller Form aufgebaute, schachtabhängige punktweise
Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung vorhanden. Als Istwertgeber für die Geschwindigkeit
werden die analogen Spannungssignale der Tachogeneratoren verwendet. Weiterhin wird in jedem
Steuerungssystem eine kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachungskurve in Abhängigkeit von
der Teufe berechnet. Die errechneten Geschwindigkeitsüberwachungskurven werden gegenseitig
ausgetauscht und in beiden Kanälen auf Abweichungen verglichen.

In beiden speicherprogrammierbaren Steuerungen des Typs S7 werden die Absteuerkurven/
Fahrkurven als Soll-Geschwindigkeitswerte für den Antrieb berechnet. Die in beiden Kanälen
errechneten Werte werden kontinuierlich auf Abweichungen miteinander verglichen. Über die
S7-400 wird der Sollwert als 4-20 mA an den Leistungsteil des Antriebs (Frequenzumrichter,
Gleichstromsteller, etc.) übergeben. Zur Geschwindigkeitsbegrenzung wirkt der Fahrtregler auf
die Energiezufuhr des Fördermotors.

Weiterhin werden in beiden Kanälen des Steuerungssystems u. a. folgende Überwachungen
als Teilsicherheitskreis realisiert:

  • Schachtschalter schalten an der falschen Stelle im Schacht, also außerhalb eines
    Schaltfensters; diese Überwachung wird für alle montierten Schachtschalter für beide
    Trume realisiert.
  • Im Schaltfenster schalten die Schachtschalter nicht; diese Überwachung wird für alle
    montierten Schachtschalter für beide Trume realisiert.
  • Teufenfaktor Trum 1 (zur Skalierung der Winkelschritte für die Teufenrechnung des
    ersten Trums) wird fehlerhaft berechnet.
  • Teufenfaktor Trum 2 (zur Skalierung der Winkelschritte für die Teufenrechnung des
    zweiten Trums) wird fehlerhaft berechnet.
  • Die in den Steuerungssystemen eingelesenen Winkelschritte der Winkelschrittgeber
    an der Antriebs- und an der Seilträgerseite überschreiten obere und untere Grenzwerte.
  • Vergleich der errechneten Teufe an jedem Schachtschalter mit einem für den
    Schachtschalter gültigen Teufenwert auf eine Differenz von ± 5 m.
  • Sprungüberwachung der errechneten Teufe für beide Trume.
  • Vergleich der errechneten Teufenwerte Trum 1 beider Steuerungen auf Gleichheit (S7-400).
  • Vergleich der errechneten Teufenwerte Trum 2 beider Steuerungen auf Gleichheit (S7-300).
  • Überwachung des Gleichlaufs beider Tachogeneratoren.
  • Überwachung des Runterlaufs (Einsatzüberwachung) der errechneten Sollwerte für
    die Antriebsregelung von Schalter zu Schalter.

 

Die Überwachungen werden zweikanalig realisiert und über zwei getrennte Ausgänge je SPS
auf jeweils zwei Schütze, die nach dem Ruhestromprinzip (zur Drahtbrucherkennung) angesteuert
werden, geführt. Kontakte dieser Schütze werden zur Überwachung auf Gleichlauf der SPS´en
von der jeweiligen anderen SPS mit Wirkung in den Sicherheitskreis ausgewertet. Weitere
Kontakte dieser Relais werden in den Sicherheitskreis der Fördermaschine direkt eingebunden.
Die oben aufgeführten software-mäßig realisierten Überwachungsfunktionen sind prüfbar
ausgeführt. Dafür ist eine Software zur Simulation aller Auslösungen programmiert. Diese
Prozedur ist als Schrittkette ausgelegt, welche alle Auslösungen simuliert, ohne dass
Programmänderungen durchgeführt werden müssen.

Der Hersteller beabsichtigt, die S7-Systeme nicht nur für die Realisierung von Teilfunktionen
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.
Dieser Teil ist nicht Bestandteil des Antrags auf Genehmigung, sondern muss im Rahmen der
Genehmigung von Schachtförderanlagen nach § 4 der BVOS geprüft und beurteilt werden.

Hinweise

Die nachfolgend genannten Punkte a) bis n) müssen beachtet werden:

  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 Ge-
    schwindigkeitsüberwachungseinrichtung 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.
  4. Dem Antrag auf Genehmigung einer Schachtförderanlage nach § 4 BVOS ist eine
    vollständige Stückliste beizulegen, in der die verwendeten Baugruppen/Komp-
    onenten 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 6 Bergbau und Energie in NRW
    und gegebenenfalls nach Prüfung durch einen anerkannten Sachverständigen zu-
    lässig.
  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 Baugruppen
    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 Originalteile des
    Herstellers ersetzt werden.
  11. Durch organisatorische Maßnahmen ist sicherzustellen, dass die in Betrieb
    befindlichen anlagenabhängigen 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.
  12. Beim Einsatz des Fahrtreglers an Doppel-Trommel- oder Doppel-Bobinenförder-
    anlagen mit Versteckeinrichtung sind zusätzliche Anforderungen der TAS zu beachten.
  13. Soll der Fahrtregler an Doppeltrommelanlagen mit Versteckeinrichtung eingesetzt werden,
    muss die Software der Steuerungssysteme noch erweitert werden, so dass die Gesamt-
    teufe in Abhängigkeit des Versteckweges neu ermittelt wird.
  14. Das zusätzliche Installieren von Software, das Anschließen an Intranet-und Internet-
    Verbindungen der PC der Visualisierungssysteme ist nicht zulässig.

Die beim Einsatz an Anlagen gemäß § 1 BVOS erforderlichen Änderungen und Erweiterungen
der Programme der eingesetzten Systeme dürfen nur nach Rücksprache und mit Zustimmung der
Abteilung 6 Bergbau und Energie in NRW sowie der die Vorprüfung zur Genehmigung
durchführenden Prüfstelle, der DMT GmbH & Co. KG, Fachstelle für Sicherheit -Seilprüfstelle,
vorgenommen werden. Im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nach § 4 der BVOS ist
der jeweilige Aufbau des Fahrtreglers anzugeben und zu dokumentieren.

Nach dem Austauschen von Baugruppen oder Komponenten durch identische Bauteile
sind diese auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin zu prüfen.


1. Ergänzung vom 31.03.2009:
    
Bei sonst unveränderter Bauweise/Sicherheitskonzept dürfen die folgenden Optimierungs-
maßnahmen für den Einsatz an Doppeltrommelmaschinen mit Versteckeinrichtung
durchgeführt werden:

Die in den Steuerungssystemen implementierte Software darf um die Funktion Versteck-
einrichtung erweitert werden, um den Versteckvorgang in der Teufenrechnung zu berück-
sichtigen.
Die Erweiterung der Software umfasst in beiden Steuerungen im Wesentlichen folgende
Bausteine (vgl. zyklischer Programmablauf OB1):

  • FC 19     für die Minimalwertbildung der berechneten Geschwindigkeits-Sollwerte
                   Trum 1/Trum 2 zur Übergabe an den Leistungsteil.
  • FC 210   für die Berechnung der Absteuerkurve (Geschwindigkeits-Sollwert) Trum 2.
  • FC 33      für die Berücksichtigung des Versteckweges in der Teufenrechnung.

Nach Betätigen eines Schlüsselschalters im Schaltschrank des Fahrtreglers kann der
Versteckvorgang bei ausgekuppelter Lostrommel eingeleitet werden. Die Versteck-
einrichtung wird mit insgesamt 4 Initiatoren überwacht (2 x Lostrommel eingekuppelt,
2 x Lostrommel ausgekuppelt). Die Initiatoren werden auf Gleichheit überwacht.

Beim Einsatz des Fahrtreglers an Doppeltrommelmaschinen mit Versteckeinrichtung
sind die Hinweise der Genehmigungen zu beachten.


2. Ergänzung vom 13.04.2012:
    
Bei sonst unveränderter Hardware des Fahrtreglers dürfen die folgenden Optimierungs-
maßnahmen an der in den Steuerungssystemen implementierten Software durchgeführt
werden:

Die Änderungen betreffen im Wesentlichen in beiden Steuerungen

- den im OB1 der Steuerungssysteme programmierten zyklischen  Programmablauf,
- den Software-Baustein FC11 zur Teufenberechnung, zur Sprungüberwachung und
   zur  Schachtschalterüberwachung durch den neu entwickelten Software-Baustein
   FB1501, der für jeden montierten Schachtschalter aufgerufen werden muss,
- den Software-Baustein FC21

  • zur Berechnung der betriebsartenabhängigen kontinuierlichen Geschwindigkeits-
    überwachungskurve (als Wurzelfunktion) mit Wirkung in den Fahrbremskreis bzw.
    in den Sicherheitskreis durch den Aufruf des neuen Software-Bausteins FC1503
  • zur Berechnung des Geschwindigkeits-Sollwertes (als Wurzelfunktion) für den
    Leistungsteil durch den Aufruf des neuen Software-Bausteins FC1503,
  • zur Überwachung der Fahrgeschwindigkeit durch die gestufte Hüllkurve;
    die Positionswerte sowie die Geschwindigkeitsgrenzwerte der gestuften Hüllkurve
    sind anlagenspezifisch zu ermitteln (64 Punkte) und werden fest in Datenbausteine
    als Wertepaare hinterlegt; die Berechnung der gestuften Hüllkurve zur
    Geschwindigkeitsüberwachung wird im neuen Software-Baustein FC1504
    realisiert; diese Überwachung ersetzt die in der Ursprungszulassung des
    Fahrtreglers mit „Todeskurve“ bezeichnete Überwachungsgerade an den
    Schachtenden.

Hinsichtlich des Einsatzbereiches des Fahrtreglers nebst Ergänzungen/Erweiterungen
sind die Hinweise der Genehmigungen zu beachten.