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Bezirksregierung Arnsberg
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1. Nachtrag zur Bauartzulassung nach Nr. 6.7. 

Zulassungs-Nr.:

V-7/94/1 (N1)

Zulassungs-Datum:

30. 9. 1999 - 15.16.3-4-1 -

Hersteller:

ABB Industrietechnik AG, Mannheim

Bezeichnung:

Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung Typ GeHal für
Förderhäspel mit Treibscheiben sowie für Trommel- oder Bobinen-
förderanlagen mit gesteuerten oder geregelten Antrieben, die von Hand
bedient oder automatisch betrieben werden.

Aufbau und Wirkungsweise:

Bauform GeHa 1/1:
Die Bauform bleibt unverändert bestehen;
die Zulassung vom 11. 7. 1994 - V-7/94/1 - gilt hierfür ohne Änderung weiter.
Bauformen GeHa 1/2 und GeHa 1/3:
Bei diesen Bauformen wird für die Funktionen des bisher vorhandenen
Überwachungs- und Teufen- rechners Typ TZR künftig ein programmierbares
elektronisches System des Typs CS 31 der ABB Industrietechnik AG verwendet.

Verbindliche Unterlagen:

Antragsschreiben mit zugehörigem Aktenordner, darin sortiert die Anlagen
Aufstellung der Antragsunterlagen 1 Blatt,
Beschreibung 16 Blatt,
Übersicht und Hardware-Pläne 18 Blatt,
Programmablauf-Plan 24 Blatt,
Funktionspläne und Querverweisliste 32 Blatt,

Geräte-Datenblätter
Zentraleinheit 07 KT 93, Modulträger,
Analoges Ausgabemodul ICSA 04 B5,
Binäres Ein-/Ausgabe- modul ICFC 16 L1, Netzgerät Kniel.

Prüfbericht:

Prüfbericht der DMKTFachstelle für Sicherheit - Seilprüfstelle -
Nr. 38 vom 26. 7. 1999 - SPS- St/Ne -

Bauartbeschreibung der geänderten Bauformen GeHa 1/2 (N1) und GeHa 1/3 (N1):

Soll die Geschwindigkeitsüberwachung beim Einsatz an einer Koepeförderanlage im Zusammenhang
mit Einrichtungen eines rechner- unterstützten Teufenzeiger-Systems des Herstellers ABB eingesetzt
werden, so können die Bauformen GeHa 1/2 (N1) oder GeHa 1/3 (N1) verwendet werden.

Die Bauform GeHa 1 /3 ist für den Einsatz in einer Bobinenförderanlage vorgesehen. Dabei wird der
Meßwert eines Tachodynamos in Abhängigkeit von der Teufe des Fördermittels mit dem veränderlichen
Wickelradius des Seilträgers durch einen Multiplizierer korrigiert.

Aufbau und Wirkungsweise der geänderten Bauformen:

Die Bauform GeHa 1/3 (N1) kann in Verbindung mit zwei Tachodynamos sowie einem Winkelschrittgeber
mit zugehörigem Teufenrechner für die Teufenanzeige oder die Geschwindigkeitssollwertvorgabe
eingesetzt werden. Der mit dem programmierbaren elektronischen System Typ CS 31 aufgebaute
Teufenrechner bzw. Faktorrechner kann bei Bobinen- oder Treibscheibenförderanlagen auch die
Informationsquelle (Grundlage) für die Teufenanzeige sein.

Als Tachomaschinen werden ABB-Gleich-strom-Tachodynamos des Typs 2R60 und Grenzsignalgeber
als Steckbaugruppe Typ GTS 3103 des Herstellers ABB-Goerz-Metrawatt eingesetzt.

Die Auslösungen der Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung können bei allen Bauformen
mit einer zugehörigen Prüfschaltung einzeln auf ihre Wirksamkeit hin geprüft werden.

Bauform GeHa 1/2 (N1):

Bei dieser Bauform wirken die Signale des von dem Seilträger oder dem Antriebsmotor formschlüssig
angetriebenen Tachodynamos direkt auf die elektronische Baugruppe EEC. Der von einer Seilscheibe
formschlüssig angetriebene Winkelcodierer wirkt direkt auf einen Teufenrechner, der auf Grund der
erfaßten Impulse sowohl den Geschwindigkeits- als auch den Wegistwert ermittelt. Der vom Teufen-
rechner ermittelte Geschwindigkeitsistwert wird als Analogwert an die elektronische Baugruppe des
Typs EED für die redundante Geschwindigkeits- überwachung entsprechend der Bauform 1/1
weitergegeben. Bei Bobinenförderanlagen werden vom Teufenrechner zusätzlich auch noch die
wegabhängigen Korrekturwerte an die elektronische Baugruppe des Typs EED ausgegeben.

Im Einzelnen besteht die geänderte Bauform GeHa 1/2 (N1) aus folgenden Komponenten oder
Baugruppen:

  1. Einem mit Permanentmagneten erregten Tachodynamo, der bei Koepeförderanlagen und
    Bobinenförderanlagen an einem Seilträger, einer Seilscheibe oder an dem Antriebsmotor für
    die Erfassung des Geschwindigkeitsistwertes formschlüssig angebracht ist,
  2. einem inkrementalen Winkelcodierer (BCD-Code), der bei Koepeförderanlagen an den Seilträger
    und bei Bobinenförderanlagen an die Seilscheibe für die Erfassung des Geschwindigkeitsistwertes
    formschlüssig angekoppelt ist,
  3. einem Teufenrechner bzw. Faktorrechner des Typs C 31, der bei Koepe- und Bobinenförder-
    anlagen die Informationen des inkrementalen Winkelcodierers erfaßt und sowohl hinsichtlich der
    Geschwindigkeits- als auch der Wegmessung auswertet,
  4. Bei Antrieben mit mehr als einem Antriebsmotor je Motor einem zusätzlichen permanenterregten
    Tachodynamo für die Erfassung des Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlistwertes, der an dem
    jeweiligen Antriebsmotor formschlüssig angebracht ist,
  5. zwei Magnetschaltern im Schacht zur punktweisen Einfahrüberwachung (50%-Vmax) in den
    beiden Verzögerungsbereichen an den Schachtenden,
  6. zwei baugleichen elektronischen Einheiten bzw. Baugruppen (EEC und EED) für die Auswertung
    (Grenzwertbildung) der analogen Geschwindigkeitsmeßwerte,
  7. einer Auswertelogik (z. B. Tacho-Tachovergleich) in Schützentechnik und
  8. einer Prüfeinrichtung.

Bauform GeHa 1/3 (N1):

Bei Bobinenförderanlagen wirken die Signale des von dem Seilträger oder Elektromotor angetriebenen
Tachodynamos direkt auf eine Baugruppe des Typs EEC. Die Signale des redundanten zweiten
Tachodynamos wirken direkt auf eine Baugruppe des Typs EED, die mit Hilfe eines Digital-Analog-
Wandlers die erfaßten Geschwindigkeitsistwerte teufenabhängig korrigiert (Multiplizierer). Der von
den beiden elektronischen Baugruppen EEC und EED erfaßte Geschwindigkeitsistwert wird durch
beide Baugruppen gegenseitig verglichen und damit redundant überwacht.

Im Einzelnen besteht die geänderte Bauform GeHa 1/3 (N1) aus folgenden Komponenten oder
Baugruppen:

  1. Zwei mit Permanentmagneten erregten Tachodynamos, die bei Bobinenförderanlagen zum
    einen am Seilträger oder an der Seilscheibe oder am Antriebsmotor und zum anderen an
    der Seilscheibe (Umlenkscheibe) für die Erfassung des Geschwindigkeitsistwertes formschlüssig
    angebracht sind, 
  2. einem inkrementalen Winkelcodierer (BCD-Code), der bei Bobinenförderanlagen an die
    Seilscheibe für die Erfassung des Wegistwertes formschlüssig angekoppelt ist, 
  3. einem Teufenrechner bzw. Faktorrechner, der bei Bobinenförderanlagen die Informationen
    des inkrementaien Winkelcodierers erfaßt und hinsichtlich der wegabhängigen Korrektur der
    Geschwindigkeitsmessung auswertet, 
  4. bei Antrieben mit mehr als einem Antriebsmotor je Motor einem zusätzlichen permanenterregten
    Tachodynamo für die Erfassung des Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlistwertes, der an dem
    jeweiligen Antriebsmotor formschlüssig angebracht ist, 
  5. zwei Magnetschaltern im Schacht zur punktweisen Einfahrüberwachung (50%-Vmax) in den beiden
    Verzögerungsbereichen an den Schachtenden., 
  6. zwei baugleichen elektronischen Einheiten bzw. Baugruppen des Typs EED mit Korrekturzusatz
    und des Typs EEC für die Auswertung (Grenzwertbildung) der analogen Geschwindigkeitsmesswerte, 
  7. einer Auswertelogik (z. B. Tacho-Tachovergleich) in Schützentechnik und 
  8. einer Prüfeinrichtung. 

Einrichtung für die Teufenermittiung und -anzeige sowie für die Geschwindigkeits-Sollwertvorgabe:

Die elektronische Teufenermittlung erfolgt mit einem unmittelbar angekuppelten absoluten Winkel-
schrittgeber, der auf ein programmierbares System des Typs CS 31 wirkt. Die von dem Winkelschritt-
geber im Gray-Code ausgegebenen Informationen werden von dem System CS 31 im 24-Bit-Format
parallel eingelesen und verarbeitet. Weiterhin übernimmt das System CS 31 folgende Aufgaben:

  • Ausgabe von Sohlen- und Teufenbereichen, 
  • Ausgabe eines teufenabhängigen Geschwindigkeits-Sollwertes für die Gleichlaufphase und
    die selbsttätige Retardierung des Fördermittels bzw. der Fördermittel an den Enden des Schachtes, 
  • Ansteuerung der Dioden des quasianalogen Grob-Teufenanzeigers Typ TAZ-150, 
  • Ansteuerung der 7-Segment-Anzeigen, Baureihe GTS 4181, des Fein-Teufenanzeigers. 

Die binären und analogen Erweiterungseinheiten sind über einen mit geschirmter Zweidrahtleitung
ausgeführten Systembus (RS 485) mit der Zentraleinheit verbunden. Das Anwenderprogramm ist
in 8K-Flash- EPROM's implementiert, die für Bit- und Doppelwortverarbeitung konzipiert sind.

Der Signalaustausch des Teufenrechnersystems mit der Maschinensteuerung erfolgt über
E/A-Baugruppen. Die Signale für die Schachtsignalanlage werden über Koppelrelais galvanisch
getrennt.

Überwachungen

  • Die Überwachung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit erfolgt redundant in den beiden
    elektronischen Einheiten EEC und EED durch von Hand einstellbare Kontaktmarken. 
  • Die Einfahrüberwachung erfolgt redundant in den beiden Baugruppen EEC und EED
    durch von Hand einstellbare Kontaktmarken für 50 %-Vmax. Der Vergleich des
    Geschwindigkeitsistwertes mit den eingestellten Grenzwerten wird durch Magnetschalter
    im Schacht ausgelöst. 
  • Der Geschwindigkeitsistwert wird mit zwei Gebern erfaßt (2 Tachodynamos oder
    1 Tachodynamo und 1 Winkelschrittgeber). Die von diesen Gebern ausgegebenen Signale
    werden jeweils durch die Baugruppen EEC und EED, d. h. redundant, gegenseitig nach
    Betrag und Richtung verglichen. 
  • Beim Ansprechen der redundant ausgeführten Überwachungen, Tacho-Tacho-Vergleich,
    Höchstgeschwindigkeitsüberwachung und Einfahrüberwachung, werden diese auf
    Redundanzverlust überwacht. 
  • Beim Fahren der Förderanlagen werden die Schaltreihenfolgen der Kontaktmarken in den
    beiden elektronischen Einheiten EEC und EED und die nachgeschalteten Schütze auf
    Hängenbleiben überwacht. Dies gilt nicht für die im normalen Betrieb nicht überfahrenen
    Kontaktmarken von 120 %-Vmax für die Höchstgeschwindigkeitsüberwachung. 
  • Die Teufenerfassung und -anzeige erfolgt softwaremäßig redundant. Dabei werden die
    errechneten Teufenwerte zyklisch alle 10 ms mit den jeweils vorher gespeicherten errechneten
    Teufenwerten verglichen. Bei Überschreitung einer Teufendifferenz von mehr als 4 m wird der
    Sicherheitskreis ausgelöst. 
  • Die Zentraleinheit steuert zyklisch mit wechselnden Flanken eine externe Watch-Dog-Einheit
    an. Bei Ausfall des zyklischen Flankenwechsels löst nach einer Überwachungszeit von 100 ms
    die Watch- Dog-Einheit die Sicherheitsbremse aus. 
  • Der bei einer Eichfahrt ermittelte Maßstabsfaktor wird in einem gepufferten RAM-Speicher-
    baustein gespeichert, damit dieser Faktor bei Spannungsausfall und nach Spannungswiederkehr
    zur Verfügung steht. Sinkt die Spannung der Lithium-Pufferbatterie unter 2,2 V, so wird eine
    zyklisch abgefragte Systemvariable verändert. Diese Änderung der Variablen wird mit Wirkung
    auf den Sicherheitskreis ausgegeben. 

Hinweise

Bei der Errichtung und Inbetriebnahme der Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung GeHa l (N1)
sind die nachfolgend genannten Punkte a) bis i) zu beachten:

  1. Bei den regelmäßigen Prüfungen der Geschwindigkeitsüberwachung gemäß § 20 BVOS
    ist die Prüfanweisung des Herstellers (s. Antragsunterlagen) zu beachten. In dieser Anweisung
    muss auf die Notwendigkeit der zyklischen Tests der beiden Abschaltwege (Kanäle) von den
    Eingabebaugruppen bis hin zu den Ausgabeschützen hingewiesen werden.
  2. Vom Hersteller ist für den jeweiligen Anwendungsfall eine Prüfanweisung beizuliefern,
    die ggf. gesonderte, speziell auf die Förderanlage bezogene Prüfhinweise beinhaltet.
  3. Im eingebauten Zustand müssen die zu der Geschwindigkeitsüberwachung gehörenden
    Baugruppen und Komponenten eindeutig identifizierbar sein, z. B. auf der Frontseite.
  4. Die jeweils eingesetzte Bauform der Geschwindigkeitsüberwachung muss in den Zulassungs-
    unterlagen über die jeweilige Förderanlage anhand der verwendeten Bezeichnung erkennbar
    sein, z.B. GeHa 1/2 (N1).
  5. Bei der Errichtung und beim Betrieb der Geschwindigkeitsüberwachung in einer Förderanlage
    ist das EMV-Gesetz zu beachten.
  6. Die Betriebs- und Wartungsanleitung des Herstellers ist zu beachten. Sie ist in der Nähe des
    Bedienungsstandes auszuhängen oder auszulegen.
  7. 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.
  8. Nach dem Austauschen von Baugruppen oder Komponenten durch identische Bauteile sind
    mindestens die mit diesen Baugruppen oder Komponenten realisierten sicherheitlichen und
    ggf. auch darin realisierte betrieblichen Funktionen auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin zu
    prüfen.
  9. Die in Betrieb befindlichen Baugruppen und Komponenten der Geschwindigkeitsüberwach-
    ungseinrichtungen dürfen bei der Instandhaltung oder Wartung nur durch geprüfte Originalteile
    des Herstellers ersetzt werden.