Safety und IO-Link in einem System

Funktionale Sicherheit ganzheitlich gedacht

Phoenix Contact stellt zur SPS IPC Drives das erste Sicherheitsrelais mit integriertem IO-Link-Device vor, das sich unter anderem durch eine kompakte Baubreite von nur 17,5mm auszeichnet. Dadurch ist eine deutlich bessere Diagnose möglich. Auch die Reduzierung der Baubreite bei gleichen Leistungsdaten hat zahlreiche Anwender von der Produktfamilie PSRmini überzeugt, wie der vorliegende Beitrag deutlich macht.


Funktionsweise von Elementarrelais

Elementarrelais mit zwangsgeführten Kontakten werden verwendet, um für eine maximale Sicherheit der Menschen und Maschinen zu sorgen. Der Öffner und Schließerkontakt eines Elementarrelais sind durch eine mechanische Vorrichtung miteinander verbunden. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Schließer und der Öffner gleichzeitig geschlossen sein können. In Kombination mit einer geeigneten Auswertung lässt sich ein Öffnungsversagen so zuverlässig erkennen und über einen zweiten unabhängigen Abschaltpfad steuerungstechnisch sicher verriegeln. Die Norm EN50205 legt die sicherheitsrelevanten Grundanforderungen für Elementarrelais mit Zwangsführung fest. Daraus lässt sich ableiten, dass für ein System 'Öffner - Schließerkontakt' keine gemeinsamen Kontaktglieder - also Umschaltfedern - genutzt werden dürfen.

Das neue Sicherheitsrelais PSR-MC42 umfasst ein IO-Link-Device.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Das Industrial Internet of Things (IIoT) hält immer mehr Einzug in die verarbeitende Industrie. Die Vernetzung aller Einheiten einer digitalen Fabrik erfordert jedoch ein ganzheitliches Denken von Prozessen und schließt somit die funktionale Sicherheit ein. Deshalb sorgen Safety-Lösungen von Phoenix Contact auch im digitalen Zeitalter dafür, dass Menschen und Anlagen stets optimal vor gefährlichen Situationen geschützt sind. Sicherheitsrelais sind seit vielen Jahren in fast jedem Schaltschrank für industrielle Anwendungen zu finden. Ihre hohe Zuverlässigkeit aufgrund bewährter Komponenten wie zwangsgeführter Relaiskontakte bei gleichzeitig einfacher Handhabung hat zu einer hohen Akzeptanz bei den Anwendern geführt. Lange Zeit war die Funktion von Sicherheitsrelais allerdings auf das Abschalten gefahrbringender Bewegungen beschränkt. Erweiterte Komfortfunktionen wie eine intelligente Diagnose wurden lediglich von höherwertigen Systemen - z.B. konfigurierbaren Schaltgeräten oder Sicherheitssteuerungen - angeboten. In Kombination mit dem neuen RFID-kodierten Sicherheitsschalter PSRswitch stellt Phoenix Contact nun das erste Sicherheitsrelais mit integriertem IO-Link-Device vor, das sich unter anderem durch eine kompakte Baubreite von nur 17,5mm auszeichnet.

Auswertung jedes Türsignals

Vor dem Hintergrund der seriellen Verschaltungsmöglichkeit der Sicherheitsschalter PSRswitch wertet das neue Sicherheitsrelais PSR-MC42 jedes einzelne Türsignal über ein proprietäres Übertragungsprotokoll aus und bereitet die Daten für die IO-Link-Kommunikation auf. Auf diese Weise lassen sich die Detailinformationen wie 'Türposition', 'Warten auf Reset', 'Warnbereich' oder 'Peripheriefehler' jedes Türschalters beurteilen. Mit dem Schaltersystem PSRswitch können maximal 30 Schalter bis zum höchsten Sicherheits-Level PL e seriell verschaltet werden. Darüber hinaus stellt die Lösung Geräteinformationen des Sicherheitsrelais über IO-Link bereit. Umgekehrt kann der Antrieb vom IO-Link-Master über das Sicherheitsrelais nicht-sicherheitsgerichtet gesteuert respektive freigegeben werden. Die Vorteile des Kommunikationssystems IO-Link liegen auf der Hand: Da es sich um einen offenen Standard handelt, lassen sich die Geräte in nahezu sämtliche Feldbus- und Automatisierungssysteme einbinden. Das ermöglicht eine höhere Datenverfügbarkeit bei gleichzeitig geringerem Verdrahtungsaufwand. Durch die Kombination von Echtzeitprozessdaten und historischen Daten minimiert sich zudem der Aufwand bei der Inbetriebnahme und Fehlersuche. Das Sicherheitsrelais PSR-MC42 umfasst zwei unabhängige Sensorkreise, von denen der eine typischerweise für die Schutztürkaskade und der andere z.B. für die Not-Halt-Abschaltung verwendet werden kann. Mit den ausgangsseitig zur Verfügung stehenden Freigabepfaden auf Basis der eigens von Phoenix Contact entwickelten Relaistechnologie lassen sich Lasten bis zu 6A sicher abschalten.

Anzeige

Reduzierung der Baubreite bei gleichen Leistungsdaten

In der Vergangenheit waren die in den Sicherheitsrelais verbauten zwangsgeführten Elementarrelais der limitierende Faktor, denn deren Baugröße und Leistungsvolumen erlaubte praktisch keine weitere Miniaturisierung der Sicherheitsrelais. Um die physikalischen Abhängigkeiten zu durchbrechen, haben die Entwickler von Phoenix Contact ein deutlich kleineres Elementarrelais mit hoher Schalt- und geringer Betriebsleistung, also mit einer größeren Effizienz konzipiert. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es trotz der geringen Baubreite von lediglich 6mm die gleichen Leistungsdaten - somit das gleiche Schaltvermögen - wie die klassisch am Markt angebotenen Elementarrelais mit Zwangsführung aufweist, deren Abmessungen erheblich größer sind. Auf der Grundlage der neuen Relaistechnologie lassen sich jetzt bislang nicht realisierbare Sicherheitslösungen umsetzen, die im Vergleich zu klassischen Sicherheitslösungen eine Platzersparnis von bis zu 70 Prozent eröffnen. "Dies war der wesentliche Grund, weshalb wir uns für das neue Sicherheitsrelais PSRmini entschieden haben", erklärt beispielsweise Alfred Rachner, Geschäftsführer der TAR Automation GmbH, der in Kooperation mit dem Automatisierungsexperten Lenord + Bauer Stellantriebe speziell für die Verpackungsindustrie entwickelt. Das auch bei schmal bauenden Sicherheitsrelais keine Abstriche beim Diagnosekomfort vorgenommen werden, war ein weiteres Kriterium, weswegen sich Rachner für die kompakten PSRmini-Relais ausgesprochen hat. "Es hat richtig Spaß gemacht, mit dem PSRmini die Inbetriebnahme des Prototypenaufbaus durchzuführen", ergänzt Rachner. "Eine derart gute Diagnose erweist sich leider nicht immer als selbstverständlich."

Visualisierung von Bewegungsabläufen im Live-Messbetrieb

Die Produktfamilie der Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact ist ebenfalls um eine neue Baureihe erweitert worden. Contactron Pro vereint die Vorteile der Hybrid-Technologie der bisherigen Contactron-Module mit der funktionalen Sicherheit bis PL e sowie hoher Modularität. Als wichtige Neuerung lassen sich die Contactron Pro-Motorstarter durch Hilfs- und Rückmeldekontakte abrunden. Das neue Safety-Modul PSR-MC38, das über den Tragschienen-Busverbinder TBUS mit den Motorstartern gekoppelt wird, sorgt für das sicherheitsgerichtete Abschalten. Mit dem PSR-MC38 können sowohl elektromechanische Signalgeber als auch OSSD-Signale (Output Signal Switching Device) bis maximal PL e respektive SIL 3 ausgewertet werden. In 2018 wird das Safety-Portfolio durch ein zusätzliches Modul aus der PSR-Familie ergänzt. Der kombinierte Drehzahl- und Stillstandwächter PSR-MM30 überwacht die Applikation nicht nur auf Stillstand. Ferner kontrolliert er bis zu drei unterschiedliche Betriebsarten auf Überdrehzahl. Aufgrund des zuverlässigen Messverfahrens stellt das Modul eine hohe Anlagenverfügbarkeit sicher. Die integrierte Schutztürüberwachung ermöglicht die Kompatibilität des PSR-MM30 zum Schaltersystem PSRswitch. Mit der zugehörigen PSRmotion-Software lässt sich der Drehzahl- und Stillstandwächter einfach in Betrieb nehmen, parametrieren und überwachen. Außerdem können die Bewegungsabläufe der Maschine im Live-Messbetrieb visualisiert werden. Auf diese Weise kann der Anwender Applikationen in Verbindung mit Schutztürzuhaltungen oder Geschwindigkeitsüberwachungen bei Rüst- und Wartungsvorgängen bis zum höchsten Sicherheits-Level PL e realisieren.

Empfehlungen der Redaktion

Kombination von Safety- und Security-Technik

Sollen Maschinen und Anlagen geplant, gebaut, betrieben oder verändert werden, helfen die Safety-Experten von Phoenix Contact bei der Einhaltung der entsprechenden gesetzlichen Anforderungen. Das Fachwissen der TÜV-zertifizierten Mitarbeiter bringt den Anwendern Rechtssicherheit rund um das Thema Sicherheit für Maschinen und Anlagen, die in der Fabrikautomation und der Prozesstechnik zum Einsatz kommen. Komponenten, Software-Tools und Lösungen von Phoenix Contact unterstützen bei der flexiblen und wirtschaftlichen Kombination von Safety- und Security-Technik, um in einem internationalen Umfeld wettbewerbsfähig zu bleiben. Ergänzt um ein umfassendes Dienstleistungsangebot erhalten die Anlagenerrichter und -betreiber somit über den gesamten Sicherheitslebenszyklus ein optimal auf ihre Anforderungen abgestimmtes Leistungsspektrum.

Anzeige