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Bezirksregierung Arnsberg
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Genehmigung von Einrichtungen

 

- Fahrtregler -

 

 

Auf den Antrag der SIEMAG TECBERG GmbH - vom 08.07.2009 unter Hinzuziehung
des Prüfberichtes des Sachverständigen der DMT Fachstelle für Sicherheit-Seilprüfstelle-
vom 08.03.2010 erteilt die Bezirksregierung Arnsberg gemäß § 5 Abs. 1 der Bergverordnung 
für Schacht- und Schrägförderanlagen (BVOS) vom 04.12.2003 hiermit die Genehmigung
für den  Fahrtregler vom Typ STB-SC01 der Firma SIEMAG TECBERG GmbH:

 

 

 

Genehmigungs-Nr.:

F-24/10/1

Genehmigungs-Datum:

19.05.2010

Gültigkeitsdauer: 

5 Jahre  (bis zum 01.06.2015)

Hersteller:

SIEMAG TEGBERG GmbH, Haiger

Bezeichnung:

STB-SC01
Fahrtregler für von Hand bediente eintrümige Trommel-          
förderanlagen mit geregelten Antriebsmaschinen zum         
Abteufen von Schächten (Anlagen nach § 1, Pkt. 1,           
Abs. 1 c der BVOS) mit einer zulässigen Fahrge-       
schwindigkeit bis zu 12 m/s

Unterlagen:

- Ordner 1 bestehend aus 12 Registern mit der Beschreibung
   der verwendeten Hardware und der implementierten Software
   sowie den jeweils zugehörigen technischen Unterlagen für die
   Komponenten des Fahrtreglers des Typs STB-SC01 sowie
   eine CD mit weiteren Unterlagen

- Ordner 2 mit den vollständigen Stromlaufplänen der     
   Trommelförderanlage zum Abteufen des Schachtes    
   Draa  Lasfar III (Marokko)

-  Ordner 3 mit der Dokumentation der Anwender-
   Software des programmierbaren elektronischen Systems
   S7-400 (Kanal A des Gesamtsystems)

Prüfbericht: DMT-Prüfbericht Nr. P 10-00025 vom 08.03.2010
Der Prüfbericht ist Bestandteil dieser Genehmigung.

 

 

Kurzbeschreibung und kennzeichnende Merkmale:

 

Der Kern des Fahrtreglers besteht aus einem zweikanaligen, teildiversitären Auswerte-/
Steuerungssystem Kanal A und Kanal B mit speicherprogrammierbaren Steuerungen des
Typs S7-400 der Fa. Siemens mit unterschiedlichen CPU-Baugruppen in den beiden Kanälen.
Kanal A und Kanal B, die in separaten Baugruppenträgern aufgebaut sind, sind zum Daten-
und Signalaustausch über ein Busübertragungssystem miteinander gekoppelt. In beiden
Kanälen werden software-mäßig Sicherheitskreise realisiert, die auf Ausgangs-Schütze wirken.
An das zweikanalige Auswertesystem sind zwei unterlagerte Positioniersteuerungen des
Typs SIMOTION C230-2 der Fa. Siemens (SIMOTION A und SIMOTION B) getrennt
voneinander über Profibus-DP-Verbindungen zum Signalaustausch an die übergeordneten
S7-Steuerungen angebunden. In den SIMOTION-Systemen wird der Führungsteil des
Fahrtreglers realisiert. In SIMOTION A (Achse 1, reelle Achse) wird die Soll-
Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Teufe des Seilscheibengebers für verschiedene
Betriebsarten und für beide Drehrichtungen berechnet, hinterlegt und über eine weitere
Profibus-DP-Schnittstelle an den Leistungsteil des Antriebs mit integrierter Strom- und
Drehzahlregelung (Frequenzumrichter, Gleichstromrichter u.a.) übergeben. Über einen
motorseitigen Geber wird der Leistungsteil mit dem aktuellen Drehzahl-Istwert zur Strom-
und Drehzahlregelung versorgt.

 

Zur Überwachung der in SIMOTION A berechneten/hinterlegten Fahrkurve wird in
SIMOTION B eine Referenzfahrkurve berechnet und hinterlegt (mitlaufende
Referenzachse, virtuelle Achse). In den SIMOTION-Systemen werden Überwachungs-
funktionen (interne Überwachungen, Grenzwertüberwachungen der parametrierten
Geschwindigkeiten usw.) realisiert, die ebenfalls auf Ausgangs-Schütze wirken.

 

Als Geber sind sowohl an der Antriebsseite/Motorseite, am Seilträger als auch an der
Seilscheibe/Ablenkscheibe zweispurige Drehimpulsgeber montiert, die die SIMOTION-
Positioniersteuerungen A und B getrennt voneinander mit Signalen zur internen
Berechnung der Teufenwerte, der Geschwindigkeiten und der Sollwerte für den Antrieb
versorgen. Die berechneten Teufenwerte und Geschwindigkeiten werden unabhängig
voneinander von SIMOTION A zur SPS A und von SIMOTION B zur SPS B zur
weiteren Verarbeitung übertragen. Die Werte werden weiterhin zwischen SPS A und
SPS B zur Überwachung auf Gleichlauf ausgetauscht.

 

Durch zwei unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV 1 und USV 2) wird der
Betrieb der Steuerungs- und Regelungssysteme bei einem Spannungsausfall aufrecht erhalten. 

 

Im Schachtbereich sind ortsfeste Magnetschalter für die Synchronisierung der
berechneten Teufen in den SIMOTION-Systemen, für die Einsatzüberwachung der
Geschwindigkeitsüberwachungskurven sowie zur Fahrwegbegrenzung (Endschalter)
vorgesehen. Weiterhin ist ein Schachtschalter an der verfahrbaren Bühnenanlage
(z. B. Schlittenaufsetzpunkt) beim Abteufen vorgesehen, um die genaue Position der
Teufbühne zu ermitteln.

 

Sowohl in SIMOTION A und B als auch im zweikanaligen teildiversitären S7-
Auswertesystem werden neben Selbsttestfunktionen und Funktionen zur gegenseitigen
Überwachung auch software-mäßig Sicherheitskreise realisiert, die zweikanalig, einmal
über Relais-Kontakte und zum anderen über Busübertragungssysteme an die Sicherheits-
kreise der Fördermaschine bzw. der Bremsensteuerung übergeben werden. Weitere
Kontakte dieser Relais werden zur Überwachung auf Plausibilität an das jeweils zweite
System zurückgemeldet.

 

Die Teufenanzeige sowie das Störmelde- und Visualisierungssystem mit integrierter
Prüfeinrichtung wird realisiert durch zwei PC mit Bildschirmen (PC 1 und PC 2), die
über Busschnittstellen zur Datenübertragung an das zweikanalige S7-System
angeschlossen sind. 

 

Vorgesehen sind für das Abteufen von Schächten ein Handbetrieb und eine eingeschränkte
Handsteuerung. Im Handbetrieb gibt der Maschinenführer über den Fahrhebel (analoges
Signal, welches in beiden Steuerungen verarbeitet wird) die Fahrtrichtung und die
Geschwindigkeit vor. In den einzelnen Fahrabschnitten wird die Fahrgeschwindigkeit
durch die in den Positioniersteuerungen hinterlegte Fahrkurve begrenzt (Führungsteil des
Fahrtreglers). Die Fahrkurve wird in SIMOTION A und in SIMOTION B parametriert
und in beiden S7-Steuerungen auf Gleichlauf überwacht. Entsprechend TAS 3.6.16 ist
ein erzwungener Haltepunkt oberhalb der Abteufbühne vorgesehen. Wenn sich das
Fördermittel der Bühne nähert, retardiert der Antrieb auf Drehzahl Null; die Sicherheits-
bremse wird zeitverzögert ausgelöst, wenn der Fördermaschinist anschließend die Fahr-
bremse nicht schließt. Eine Weiterfahrt durch die Bühne ist mit reduzierter Geschwindigkeit
nur möglich, wenn der Fahrweg frei ist (z. B. Greifer in Parkposition, Bühnenklappen
geöffnet).

 

Beim eingeschränkten Handbetrieb ist ein Befahren des Schachtes mit einer maximalen
Fahrgeschwindigkeit von 2 m/s innerhalb der Grenzen der Fahrkurve möglich, damit im
Fehlerfall der Antrieb noch verfahren werden kann. Ist der eingeschränkte Handbetrieb
vorgewählt, lassen sich weitere Überwachungsfunktionen überbrücken.

 

Der Hersteller beabsichtigt, das Gesamtsystem nicht nur für die Realisierung von
Teilfunktionen des Fahrtreglers (Führungs- und Überwachungsteil), sondern getrennt
davon auch für weitere betriebliche Aufgaben 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.

 

 

Zum Genehmigungsumfang des Fahrtreglers gehören:

 

  • das zweikanalige, teildiversitäre S7-400 Steuerungs-System mit den zugehörigen
    Baugruppen, den Programmen und den Software-Bausteinen des Überwachungsteils
    des Fahrtreglers mit der Einbindung in den Sicherheitskreis einer Fördermaschine,
  • die beiden SIMOTION C230-2-Systeme mit den zugehörigen Baugruppen, den
    Programmen und den Software-Bausteinen des Führungs- und Überwachungsteils
    mit der Einbindung in den Sicherheitskreis einer Fördermaschine,
  • die Peripherie mit Schachtschaltern, Impulsgebern,
  • die Struktur des Fahrtreglerkonzeptes mit der Anschaltung der Peripherieknoten
    sowie die Kopplung der Steuerungssysteme,
  • die Realisierung der Teufenanzeige und des Störmeldesystems mit zwei Monitoren
    sowie
  • die Prüfeinrichtung für die Überwachungseinrichtungen.

 

Folgende Überwachungsfunktionen sind zweikanalig in den S7-Steuerungen realisiert:

 

  • Sprungüberwachung der in SIMOTION A bzw. B errechneten und zu Kanal A
    bzw. Kanal B übertragenen Teufenwerte des Motorgebers, des Seilscheibengebers
    und des Seilträgergebers
      
  • Überwachung der errechneten Teufenwerte (Schlupfüberwachung) von Kanal A
    bzw. B auf Gleichlauf          

          Teufenwert Motorgeber – Teufenwert Seilträgergeber

          Teufenwert Motorgeber – Teufenwert Seilscheibengeber

          Teufenwert Seilträgergeber – Seilscheibengeber
  

  • Gegenseitiger Vergleich der Teufenwerte Kanal A/Kanal B

                   Teufenwert Motor A – Teufenwert Motor B

                   Teufenwert Seilscheibe A – Teufenwert Seilscheibe B

                   Teufenwert Seilträger A – Teufenwert Seilträger B
    

  • Überwachung der errechneten Geschwindigkeiten von Kanal A bzw. B auf Gleichlauf

    Geschwindigkeit Motor – Geschwindigkeit Seilträger

    Geschwindigkeit Motor – Geschwindigkeit Seilscheibe

    Geschwindigkeit Seilträger – Geschwindigkeit Seilscheibe
       
  • Gegenseitiger Vergleich der Geschwindigkeiten Kanal A/Kanal B

    Geschwindigkeit Motor A – Geschwindigkeit Motor B

    Geschwindigkeit Seilscheibe A – Geschw. Seilscheibe B

    Geschwindigkeit Seilträger A – Geschwindigkeit Seilträger B
       
  • Übergeschwindigkeitsüberwachung durch Vergleich der Geschwindigkeits-
    Istwerte Seilträger/Seilscheibe/Motor mit den in den SIMOTION parametrierten
    Sollwerten, erhöht um einen Grenzwert
      
  • Überwachung der Geschwindigkeitsreduzierung in den Schachtendbereichen mit
    ortsfesten Schachtmagnetschaltern (Einsatzüberwachung)
        
  • Drehrichtungsüberwachung durch Vergleich der von den SIMOTION
    vorgegebenen Soll-Drehrichtung mit der Ist-Drehrichtung der Seilscheibe
      
  • Überwachung der Geschwindigkeit durch eine stufige Hüllkurve in beiden
    Verzögerungsbereichen; die Lage der Überwachungskurve im unteren
    Schachtbereich (oberhalb der Teufbühne) ist dabei abhängig von der Position der
    Bühne, die über den Teufenwert des Schlittenaufsetzpunktes (Bühnenbezugspunkt)
    ermittelt wird.
      
  • Überwachung der Stellung der Schachtschalter auf ordnungsgemäßes Schalten
    (Fördermittel-/Teufenvergleich, Fensterüberwachung). Sind mehrere Schachtschalter
    vorgesehen, ist ebenfalls eine Reihenfolgeüberwachung vorhanden.
       
  • Überwachung der Fahrkurven-Sollwerte von SIMOTION A und SIMOTION B
    auf Gleichlauf.

   

Hinweise

 

Bei der Errichtung und Inbetriebnahme des Fahrtreglers mit der Typenbezeichnung
STB-SC01 sind die nachfolgend genannten Punkte a) bis l) zu beachten:

 

  1. Für die regelmäßigen Prüfungen des Fahrtreglers gemäß § 13 der  BVOS vom
    04.12.2003 ist anlagenabhängig eine Prüfanwei­sung des Herstellers zu erstellen.
    Dabei ist vom Hersteller für den jeweiligen Anwendungsfall eine anlagenbezogene
    Prüfanweisung beizuliefern, die ggf. gesonderte, speziell auf die Förderanlage
    bezogene Prüfhinweise beinhaltet.
  2. Die anlagenspezifische Konfiguration der SIMOTION-Systeme sowie der stufigen
    Hüllkurvenüberwachung 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 Trommelanlage zum Abteufen
    des Schachtes Draa Lasfar 3 angelehnt.
  3. Dem Antrag auf Genehmigung einer Schachtförderanlage nach § 4 BVOS ist eine
    vollständige Stückliste beizulegen, in der die verwendeten Baugruppen/Komponenten
    des Fahrtreglers dokumentiert sind.
  4. Es dürfen nur die in diesen Antragsunterlagen dokumentierten Systeme und
    Baugruppen eingesetzt werden.
  5. Ist der Einsatz anderer, aber funktionsgleicher Geräte geplant, ist dies nur nach
    Rücksprache und mit Zustimmung der Abteilung 6 Bergbau und Energie in NRW
    der Bezirksregierung Arnsberg und nach Prüfung durch die Prüfstelle, der
    DMT GmbH & Co. KG, Fachstelle für Sicherheit - Seilprüfstelle, zulässig.
  6. Bei der Errichtung und auch beim Betrieb des Fahrtreglers in einer Anlage
    sind die einschlägigen EMV-Richtlinien zu beachten.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Nach dem Austauschen von Baugruppen oder Komponenten durch identische
    Bauteile sind diese auf ihre ordnungsgemäße Funktion hin zu prüfen.
  11. 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.
  12. Das zusätzliche Installieren von Software, das Anschließen an Intranet- und
    Internet-Verbindungen der PC der Visualisierungssysteme ist nicht zulässig.

 

 

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