Erschienen am: 29.10.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 11 2018

Safety-Lichtvorhang mit Hintertretschutz und Diagnosemöglichkeiten

Mehr als nur Sicherheit

Intelligenter Hintertretschutz, dynamische variable Schutzfeldbreiten, softwarelose Konfiguration, integrierbare Mess- und Automatisierungsfunktion sowie völlig neue Diagnosemöglichkeiten sowohl per IO-Link als auch per Smartphone-App und NFC (Near Field Communication) - das sind die wichtigsten Merkmale des Sicherheits-Lichtvorhangs deTec4.


Die Intelligenz des Hintertretschutzes liegt in der Fähigkeit des horizontalen deTec4, Späne, Fasern, Schweißfunken oder Tropfen, die beim Bearbeitungsprozess entstehen und in den Lichtvorhang fallen können, als solche zu ignorieren – und die Maschine nicht abzuschalten, sondern einen bestimmungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen.
Bild: Sick AG

Sicherheit weitergedacht - dieser Grundgedanke durchzieht die gesamte Konzeption des Sicherheitslichtvorhanges Detec4. Die Basisinformationen sind kurz genannt - unter anderem Schutzfeldhöhen von 300 bis 2.100mm, die sicherheitstechnische Auslegung gemäß Performance Level e nach EN ISO13849, SIL3 nach IEC61508 und Typ 4 nach IEC EN61496-1, reduzierte Auflösung, Strahlcodierung, 2-Signal-Muting sowie die Schutzklassen IP65 und IP67. Viel interessanter sind die modularen Funktionsumfänge und Merkmale des Geräts, die aktuell kein anderes Sicherheits-Lichtgitter in dieser Kombination aufweist.

Intelligenter Hintertretschutz

Die Auswahl der Zusatzfunktionen erfolgt mit Hilfe von Systemsteckern mit integrierten DIP-Schaltern, die eine schnelle Parametrierung ohne Software ermöglichen. Eine dieser Funktionen - erstmals in dieser Form in einem Sicherheitslichtvorhang umgesetzt - ist der intelligente Hintertretschutz. Hierbei überwacht ein vertikal installierter Detec4 als Master-Sensor den Zugang in den Gefahrenbereich, während ein horizontal montierter Lichtvorhang als kaskadierter Slave-Sensor im Gefahrenbereich eine Person erkennt und so einen Start der Maschine von außen verhindert. Die Intelligenz des Hintertretschutzes liegt in der Fähigkeit Späne, Fasern, Schweißfunken oder Tropfen, die beim Bearbeitungsprozess entstehen und in den Lichtvorhang fallen können, als solche zu ignorieren - und die Maschine nicht abzuschalten, sondern einen bestimmungsgemäßen Betrieb zu ermöglichen. Erst wenn das in das Schutzfeld des Master eingegriffen wird, schaltet auch der horizontal montierte Lichtvorhang für den Hintertretschutz in den Überwachungsmodus. Gerade unter rauen Umfeldbedingungen wird so die Verfügbarkeit und Produktivität der Maschine entscheidend verbessert, weil ungewollte Abschaltungen zuverlässig vermieden werden.

Anzeige

Dynamische Schutzfeldbreiten

Das klassische Einsatzgebiet von Sicherheitslichtvorhängen sind ortsfeste Maschinenszenarien - mit Sender und Empfänger in einem dauerhaft gleichen Abstand. Mit dem Detec4 lassen sich jedoch nicht nur solche statischen Anwendungen lösen, sondern mit der Funktion ´Variable Schutzfeldbreiten´ auch dynamische, mobile Applikationen, in denen der Abstand zwischen Sender und Empfänger prozessbedingt variiert. Hierfür kann im Systemstecker des Geräts zwischen drei variablen Reichweiten gewählt werden. Anzutreffen sind solche Einsatzbeispiele z.B. in der Intralogistik, wenn der Empfänger auf einem Querverfahrwagen in der Vorzone eines Hochregallagers mitfährt oder in der Produktion, wenn ein schienengeführter Schlitten mehrere parallele Arbeitsplätze mit Material versorgt.

NFC und IO-Link on board

Unabhängig davon, welchen Funktionsumfang der Anwender über den Systemstecker wählt - IO-Link und NFC sind als Kommunikationskanäle bis auf die Core-Variante in jeder Ausführung integriert. Wie durchdacht das Konzept ist, zeigt sich bereits bei der Integration und Inbetriebnahme. So kann der Monteur über NFC vor Beginn der Arbeiten die Konfigurationsdaten des Detec4 im stromlosen Zustand auslesen und verifizieren - und nicht erst im eingebauten und verdrahteten Zustand. Mögliche Verwechselungen werden früh erkannt und unnötige Doppelarbeit bei der Montage vermieden. Zudem ist es dank NFC möglich, bei der Inbetriebnahme die Signalqualität jedes einzelnen Strahls auf dem Smartphone zu visualisieren. Beim Ausrichten unterstützen den Monteur verschiedene, in der Farbe wechselnde LEDs, die den Betriebszustand des Lichtvorhanges und des Schutzfeldes anzeigen, sowie die im Sender integrierte Laser-Ausrichthilfe. Auch die OSSD-Schaltausgänge werden per LED visualisiert. Ergänzt wird das Anzeigekonzept von weiteren acht Mehrfarb-LEDs, die auch eine erste Diagnose vor Ort ermöglichen. Je nach Farbe zeigen sie die aktuelle Konfiguration, die Signalstärke, Ausrichtung und Synchronisation von Sender und Empfänger sowie Warnungen oder einen Ausfall als Blinkcode an.

Empfehlungen der Redaktion

Vor-Ort-Diagnose per Smartphone

Genauso bequem, aber wesentlich umfangreicher, sind die Diagnosemöglichkeiten über NFC und die Smartphone-App ´Sick Safety Assistant´. Die NFC-Antenne im Detec4 ist passiv - sie sendet erst dann Daten, wenn das mobile Endgerät dicht an den Lichtvorhang gehalten wird und das NFC-Modul im Lichtvorhang mit Energie versorgt. Das Verfahren hat im Gegensatz zu WLAN oder Bluetooth eine Reihe von Vorteilen: Es sendet nicht permanent, es erlaubt keinen Fernzugriff und es funktioniert ohne Spannungsversorgung des Geräts. Es wird gezielt nur ein Lichtvorhang zur Datenübertragung aktiviert und Daten auch nur an diesen übertragen - was eine eindeutige Zuordnung bei mehreren Detec4 in räumlicher Nähe gewährleistet. Bei der Inbetriebnahme zeigt der DIP-Schalter-Assistent der App für jede gewünschte Funktionalität das Bild der korrekten Einstellung der DIP-Schalter im Systemstecker an. Im Diagnose-Modus überträgt das Gerät per NFC Informationen wie die Daten und Einstellungen des Lichtgitters, die Signalstärke aller Einzelstrahlen, die Versorgungsspannung und OSSD sowie Diagnosemeldungen auf das Smartphone - das diese dann auf Wunsch per Email weiterleiten kann. Vor Ort kann der Bediener die Fehler- und Abschalthistorie aufrufen, einen Soll-Ist-Vergleich der DIP-Schalterstellungen vornehmen oder die Konfiguration des Sicherheits-Lichtvorhangs über deren Checksumme auf mögliche Veränderungen oder Manipulationen prüfen - vollkommen ohne Betriebsanleitung.

Remote-Diagnosemöglichkeiten

Während NFC und die Smartphone-App durch eine Momentaufnahme die aktuelle Diagnose und schnelle Fehlerbehebung vor Ort ermöglichen, sorgt die Sensorkommunikation per IO-Link für kontinuierliche Remote-Diagnosedaten sowie eine umfassende Datenanalyse und Visualisierung im Sopas Engineering Tool (ET). Auch auf diese Weise wird im Fehlerfalle eine gezielte Klärung von Ursachen sowie eine schnelle Wiederherstellung der Sensorfunktion sowie der Betriebsbereitschaft der Maschine unterstützt. Im laufenden Betrieb können zudem alle angeschlossenen Detec4 regelmäßig hinsichtlich ihres Betriebszustandes und ihrer Konfiguration abgefragt und geprüft werden. Darüber hinaus bietet der Sopas ET-Datenrekorder anhand der analysierten Daten dem Betreiber Möglichkeiten der Prozessoptimierung an. Schließlich eröffnet die Kommunikation über IO-Link die Option, die Daten für zusätzliche Mess- und Automatisierungsfunktionen zu nutzen - beispielsweise die Höhenmessung von Objekten, die sich durch das Schutzfeld bewegen.

Anzeige

Fazit

Der Detec4 begründet in vielerlei Hinsicht eine neue Generation von Sicherheits-Lichtvorhängen. Während der intelligente Hintertretschutz die Verfügbarkeit von Maschinen insbesondere im rauen Umfeld verbessert, eröffnen die dynamischen variablen Schutzfelder eine Reihe neuer Applikationsfelder. Das abgestufte Diagnosekonzept hilft, die Stillstandszeiten von Maschinen zu minimieren. Gleichzeitig liefert es alle relevanten Daten für eine vorbeugende Instandhaltung. Die softwarelose Konfiguration, optional mithilfe des DIP-Schalter-Assistenten in der App oder Sopas ET, spart Zeit und Geld bei der Inbetriebnahme - während die Nutzung von Messfunktion und die Umsetzung weiterer automatisierungstechnischer Zusatzfunktionen für eine hohe Wirtschaftlichkeit und schnelle Amortisation der Sicherheitstechnik sorgt.

Anzeige