Eingebaute Sicherheit

<strong>Umrichter</strong> - Jeder Maschinenbauer muss gewährleisten, dass seine Maschinen jederzeit sicher bedient werden können. Eine Neuentwicklung integriert nun die Sicherheitsfunktionen direkt in den Servoumrichter und spart so erhebliche Kosten.

11. Februar 2007

Sicherheitsfunktionen bei Maschinen werden meist durch externe Lösungen realisiert, etwa durch spezielle Überwachungen, Abdeckungen oder Zwei-Hand-Bedienungen. Dieses sinnvolle Vorgehen, das dem Arbeitsschutz nützt, führt jedoch in manchen Branchen zu Problemen, bei denen der Bediener ein hohes Maß an Bewegungsfreiheit benötigt; bestes Beispiel dafür ist die Fleisch verarbeitende Industrie: Um dort diese Flexibilität zu gewährleisten, ohne Abstriche bei den Sicherheitsvorkehrungen machen zu müssen, braucht man intelligente Systeme, die auch Teilbewegungen in der Maschine abfangen.

Eine Lösung für dieses Problem hat der Antriebstechnikhersteller ACD aus Achstetten bei Ulm entwickelt: Das Unternehmen hat zusammen mit einem Kunden, der Maschinenfabrik Handtmann in Biberach, einen Servoumrichter entwickelt, bei dem die Sicherheitsfunktionen bereits integriert sind.

Das größte Problem war dabei die sichere Parametrisierung. Diese erfolgt meist beim Maschinenbauer unter Laborbedingungen im Versuchs- und Prüffeld, wo die gefundenen Parameter danach auf die auszuliefernden Geräte aufgespielt werden. In der Regel geschieht dies durch geschulte Mitarbeiter beim Hersteller, etwa in der Endabnahme. Auf diese Weise kann der Maschinenbauer garantieren, dass die Sicherheitstechnik beim Anwender auch tatsächlich sicher funktioniert. Problematisch wird dieses Vorgehen jedoch beispielsweise, wenn ein Kunde den Servoumrichter in seiner Fabrik in China in eine Maschine einbauen will, wo genügend qualifiziertes Personal nicht unbedingt zur Verfügung steht und der Schulungsaufwand für die Techniker vor Ort hohe Kosten verursacht.

Einfache Parametrierung

Die Neuentwicklung von ACD umgeht dieses Problem durch die Bereitstellung von insgesamt acht Parametersätzen direkt im Servoumrichter, die sich über drei Parametersatzschalter anwählen lassen. Diese Pakete enthalten sämtliche Sicherheitsparameter, etwa verschiedene sicher reduzierte Geschwindigkeiten, die Eingangsfilter oder die Überführungszeiten und ermöglichen es, mit wenigen Schritten für verschiedene Maschinentypen angepasste Parameter zusammenzustellen.

Da im Feld keine Einzelparametrierung mehr notwendig ist, kann der Anwender sich also aus einem Standardverstärker plus der Optionskarte einen Sicherheitsumrichter selbst zusammenbauen und ohne Abnahmeverfahren garantieren, dass die Sicherheitsfunktionen zuverlässig arbeiten. Die Servicetechniker benötigen keine speziellen Kenntnisse über die Einstellung von Sicherheitsparametern und müssen lediglich einen Softwaredownload durchführen.

Ein Parameterpaket bedeutet dabei allerdings nicht, dass gleich alle Parametersätze definiert werden müssen. Stattdessen gewährleistet das System, dass ein einmal definiertes Sicherheitsszenario nicht mehr geändert werden kann.

Keine Probleme bereitet die Parametrierung des Sicherheitsverstärkers auch im Servicefall, schließlich steht nur ein einziges Parameterpaket zur Verfügung. Zudem ist der Maschinentyp in der Elektrik über einen Stecker fest verdrahtet: Wird das Kabel eingesteckt, erkennt das Gerät über eine Codierung, an welche Maschine es angeschlossen und welche Sicherheitssituation gewünscht ist.

Die fest mit der Maschine verbundene Sicherheitsverkabelung garantiert zusätzlich, dass bei der Installation vor Ort kein Fehler bei der Zuordnung zum Maschinentyp beziehungsweise zum funktionsabhängigen Sicherheitsszenario gemacht werden kann. Voraussetzung dafür ist jedoch eine genaue Systemanalyse für die Anwendungen der betroffenen Maschinen in Zusammenarbeit mit dem jeweiligen Maschinenbauer. Durch dieses am Markt bisher einzigartige Verfahren reduziert sich der Schulungsaufwand für das weltweite Servicepersonal des Maschinenbauers auf ein Minimum. Der Anwender profitiert zudem durch die verringerte Lagerhaltung, weil nur Grundverstärker und Optionskarten bevorratet werden müssen, sowie durch das nun nicht mehr vorhandene Risiko einer falschen Parametrierung im Servicefall.

Dieses Projekt hat erneut die Erkenntnis bestätigt, dass eine gezielte Reduktion von Komplexität zu einer sicheren Funktion führt. Künftig wird diese Technik deshalb in der gesamten Baureihe AcxxA10S03 von ACD zum Einsatz kommen.

Wolfgang Merath, ACD Antriebstechnik

Erschienen in Ausgabe: 01/2007