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Verriegelungsschalter – Moderne Fertigungsanlagen sind ohne zuverlässige Sicherheitstechnik undenkbar. Elektronische Sicherheitskomponenten gewährleisten dabei zusätzlich höchste Produktivität und Flexibilität.

16. September 2014

Eine zentrale Aufgabe für Maschinenbauer und Anlagenbetreiber ist es, den Aufwand für die Implementierung und Aufrechterhaltung ihrer Sicherheitssysteme möglichst gering zu halten. Die sicherheitstechnischen Lösungen sollen deshalb nicht nur möglichst geringe Kosten verursachen und in der Anwendung verlässlich sein, sondern sich auch im Fehlerfall schnell und einfach warten lassen. Dies betrifft das Sicherheitskonzept selbst ebenso wie dessen Umsetzung in der Maschine sowohl bei der Erstinbetriebnahme als auch im Betrieb der Maschine. Als Stand der Technik gelten deshalb elektronische Sicherheitskomponenten, mit denen sich heute eine optimale Auslastung der Fertigungsanlagen sowie ein Höchstmaß an Flexibilität, Produktivität und Sicherheit erreichen lassen.

Der US-amerikanische Automatisierungstechnikspezialist Rockwell hat dazu innerhalb seiner Marke Allen-Bradley die Produktfamilie SensaGuard entwickelt, mit der sich ein fein abgestimmtes Sicherheitskonzept für die Absicherung von trennenden Schutzeinrichtungen mit und ohne Zuhaltefunktion realisieren lässt. Die berührungslos wirkende Sicherheitstechnologie basiert auf der bewährten sicheren Kombination von RFID- und induktiver Technologie für die Codierung und Erkennung des Betätigers und eignet sich zum Beispiel zur sicheren Überwachung von Schutztüren.

Als Sicherheitssystem für nicht begehbare Maschinenbereiche dient dabei die Sicherheitszuhaltung 440G-LZ mit Zuhaltefunktion. Der Zuhaltemechanismus besteht aus einem beweglichen Bolzen in Verbindung mit einem Betätigerelement, der ein Öffnen der Schutztür verhindert. Das Verriegelungssystem erreicht das Performance Levele, Kat.4 gemäß ENISO138491 sowohl für die Überwachung der Schutztür als auch für die Zuhaltefunktion.

Sichere RFID-Technologie

Der Verriegelungsschalter 440G-LZ kombiniert Mikroprozessortechnologie mit einem RFID-codierten Aktor. Dazu gehört ein Sperrriegel-Antriebsmechanismus mit einer Zuhaltekraft von 1.300 Newton, der nur dann verriegelt, wenn der richtige Aktor erkannt wurde. Dazu werden die zweikanaligen, sicheren OSSD-Ausgänge nur dann aktiv, wenn der passende RFID-Betätiger erkannt wird und sich gegenüber der Verriegelung befindet. Erst danach lässt sich der Verriegelungsbolzen in dem Betätiger versenken. Wenn die Schutztür geöffnet ist, verbleibt der Zuhaltebolzen sicher im Gehäuse der Verriegelung.

Die RFID-Betätiger stehen in einer niedrig- oder hochcodierten Version zur Wahl, um ein Umgehen der Schutzmaßnahme bzw. eine Manipulation einer Schutztür gemäß den Anforderungen der EN ISO 14119 zu verhindern. Die Konzeption des Sicherheitssystems gewährleistet dabei, dass es sich auch bei Bruch des mechanischen Betätigers für Applikationen mit Sicherheitsanforderungen bis PL e oder SIL 3 sicher einsetzen lässt.

Zuverlässig verriegelt

Der bistabile Verriegelungsmagnet minimiert den Energieverbrauch. So benötigt die Zuhaltung nennenswerte Energie lediglich bei einem Zustandswechsel zwischen verriegelt und unverriegelt. Die Zuhaltung erzeugt somit kaum Verlustwärme weder im verriegelten noch im unverriegelten Zustand. Je nach Anwendung kommt dabei eine Arbeitsstrom- oder eine Ruhestromvariante zum Einsatz.

Die OSSD-Ausgänge des Relais können in Reihe geschaltet werden ohne das Sicherheitsniveau zu reduzieren, beispielsweise zur Überwachung mehrerer Schutztüren. Erreicht wird dies durch die physikalische Trennung der Ein- und Ausgänge sowie durch eine periodische Testung der Komponente. Vorkonfektionierte Kabel und ein TStecker-System reduzieren den Verdrahtungsaufwand für diese Reihenschaltung auf ein Minimum. Integrierte LEDs zeigen den individuellen Status der Komponenten und stellen über einen Hilfsausgang weitere Informationen für die Diagnose bereit.

Die sichere Verarbeitung der Sensorsignale gewährleisten die Sicherheitsrelais der Produktfamilie der Guardmaster GSR, von denen sieben Varianten zur Überwachung der unterschiedlichsten Sicherheitskomponenten in zahlreichen Anwendungen zur Verfügung stehen. Einfache logische Funktionen bietet bereits die Relais-Variante mit zweimal zwei Kanälen und einer Baubreite von 22,5 Millimeter. Diese Relais ermöglichen die Verknüpfung von zwei unabhängigen Sicherheitskomponenten ebenso wie eine Kaskadierung mehrerer Relais. Eine überwachte Eindrahtverbindung ermöglicht die logische Verschaltung optionaler Ausgangserweiterungsmodule mit oder ohne Abschaltverzögerung sowie weiterer Sicherheitsrelais bis SIL 3/PL e. Dies ermöglicht zum Beispiel den Aufbau von lokalen oder globalen Not-Halt-Funktionen.

Einfache Integration

Das Schnittstellenmodul 440R-ENETR ermöglicht die nahtlose Integration der Sicherheitsrelais in ein überlagertes EtherNet/IP-Netzwerk. Dazu senden bis zu sechs Sicherheitsrelais ihre Zustandsdaten über ein integriertes optisches Bussystem an das Ethernet/IP-Schnittstellenmodul für die Einbindung in die übergeordnete Steuerung. Die Informationen des Sicherheitssystems stehen dem Anwender somit auch für die Auswertung und Darstellung auf HMIs zur Verfügung.

Auf einen Blick

- Der US-amerikansiche Konzern Rockwell Automation ist ein international führender Anbieter von industriellen Automatisierungslösungen.

- Das Produktportfolio reicht von Steuerungssystemen, Sensoren, und Sicherheitstechnologie über Antriebssteuerungen und Niederspannungskomponenten bis zu Netzwerkkomponenten, Visualisierungslösungen und Software.

- Der Sitz der deutschen Niederlassung befindet sich in Düsseldorf.

Erschienen in Ausgabe: 07/2014