Anwendungen, die den Schutz des Arbeiters an einer Maschine gewährleisten sollen, müssen mit einer zuverlässigen Sicherheitstechnik versehen sein. Um den sicheren Betrieb zu garantieren, kontrollieren Sicherheitsysteme kontinuierlich den Maschinenzustand. Solche Sicherheitsauswertungen unterscheidet man in der Praxis in vier verschiedenen Ebenen. – Komponentensysteme: Auf der ein- fachsten Ebene lässt sich eine Si- cherheitsfunktion mithilfe eines betätigenden Geräts und eines Steuergeräts einrichten. Ein Not- Aus-Taster beispielsweise, der die Spule eines Sicherheitsrelais öff- net, führt eine einfache Sicher- heitsfunktion durch. Die Architektur eines Komponentensystems ist für Anwendungen mit geringem Ge- fahrenpotenzial ausgelegt. – Dedizierte Systeme mit Sicherheitsrelais für die Überwachung: Dedizierte Sicherheitsrelais werden in spezifischen Anwendungen verwendet. Diese Systeme nutzen Kompaktsteuerungsmodule, die für die Anbindung von allgemeinen Sicherheitsgeräten wie Not-Aus-Geräten, Sicherheitstoren, Lichtvorhängen und Sicherheitsmatten ausgelegt sind. Einige dedizierte Relais bieten besondere Funktionen wie Zeitsteuerung, Zweihandbedienung, Muting und Initialisierung von Geräten für die Objekterkennung. Aufgrund der zahlreichen unterschiedlichen Arten von Eingangsgeräten und Funktionen werden viele verschiedene Arten von dedizierten Sicherheits-Überwachungsrelais auf dem Markt angeboten. Diese Relais bieten allesamt eine grundlegende Diagnose über LEDs auf der Frontabdeckung und Hilfskontakte, die an eine SPS oder an eine Anzeigeleuchte angeschlossen werden können. Die Architektur eines dedizierten Systems mit Sicherheitsrelais wird in Anwendungen mit mittlerem bis hohem Gefahrenpotenzial verwendet. – Systeme mit Erweiterung über de- zentralen Controller: Bei den Con- troller-Systemen handelt es sich um eine neue Architektur, die der- zeit im Markt für Maschinenschutz eingeführt wird. Diese Produktreihe bietet die hervorragende Möglich- keit, schnell und einfach Eingangs- und Ausgangsmodule über einen Controller hinzuzufügen. Weil das System auf einem Mikroprozessor beruht, erlaubt es außerdem eine umfassende Diagnose über eine Kommunikationsverbindung. So können beispielsweise der E/A- und der Fehlerzustand über ein Feldbusnetzwerk übertragen wer den. Da es sich um eine neue Architektur handelt, werden derzeit Eingänge von allgemeinen Arten von Sicherheitsgeräten unterstützt: Not-Aus-Geräte, Lichtvorhänge, Zweihandbedienungen, Sicherheitsmatten usw. Die Architektur eines Controller-basierten Systems eignet sich für Anwendungen mit mittlerem bis hohem Gefahrenpotenzial. – Systeme mit Sicherheits-SPS: Spezielle Sicherheits-Steuerungen stellen die höchste Ebene von Sicherheitsauswertungen dar. Ihre Vorteile sind neben der Program- mierbarkeit vor allem die Möglich- keit, dezentrale Strukturen aufzu- bauen, ein hohe E/A-Anzahl und die ausgeprägte Kommunikation mit Sicherheitsarchitekturen. Spei- cherprogrammierbare Steuerun- gen bieten auch Sonderfunktionen, die zuvor nicht in dedizierten Sys- temen zur Verfügung standen, wie etwa Hochgeschwindigkeitszähler und Analogsignale. Die Architektur einer Sicherheits-SPS wird in einer Vielzahl von komplexen Anwen- dungen mit hohem Gefahrenpo- tenzial eingesetzt. Effiziente Sicherheits- Controller auf dem Vormarsch Einer der jüngsten im Markt eingeführten Sicherheits-Controller ist der SC22-3 (Bild 1) von Banner Engineering. Die Optosensorik- und Sicherheitsprodukte seines Partners Banner, in den USA Marktführer in der industriellen Optosensorik, ergänzen das Angebot des Mülheimer Sensor-, Feldbus-, Interface- und Anschlusstechnikspezialisten Turck. Der neue Controller ersetzt eine Vielzahl dedizierter Relais und erlaubt es, Not-Aus-Taster, Türschalter, Sicherheitslichtvorhänge, Zwei-Hand-Bedienungen, Sicherheitsmatten, Seilzugschalter und viele andere Sicherheitsschaltgeräte (Bild 2) mit der sicheren Maschinenabschaltung zu verknüpfen. Dabei werden sowohl potenzialfreie Kontakte als auch PNP-halbleitende Schaltausgänge, deren Spannungsversorgung ebenfalls der Controller darstellen kann, überwacht und verarbeitet. Die Einstellung des Geräts erfolgt entweder über eine PC-basierte Software oder per direkter Eingabe über Drucktaster und LCD auf dem Controllergehäuse. Zur Übertragung der über Software erstellten Konfiguration dient entweder ein serielles USB-Kabel oder eine mitgelieferte XM-Speicherkarte, die auch zur Übertragung von Kopien auf andere Controller genutzt werden kann. Diagnosen und Updates sind als Datei mittels E-Mail weltweit erreichbar. Komplexe Verknüpfungsfunktionen lassen sich auf diese Weise schnell und einfach konfigurieren, sodass sogar zusätzliche Module für Muting-Anwendungen oder Stoppkategorien ersetzt werden können. Dank der Diagnosefunktionen fallen Verdrahtungsfehler oder nicht logische Verknüpfungen sofort auf. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise liegt in der schnellen Dokumentation (Bild 3) durch die Möglichkeit, PDF- oder DXF-Dateien zu erzeugen und in schon bestehende Systeme einzubinden. Alle Funktionsbausteine der Software und die redundante Ausführung der Hardware erfüllen die höchsten Standards, wie Safety Integrity Level (SIL) 3 nach IEC62061 and IEC61508 und Kategorie 4 Performance Level (PL e) nach ISO13849-1. Nicht sichere Eingänge können ebenfalls miteinander verknüpft werden und damit kleinere dezentrale Steuerungsaufgaben übernehmen. Typische Anwendungen für den neuen Banner-Sicherheits-Controller sind nachträgliche Einbindungen von Sicherheitslichtvorhängen mit und ohne Mutingfunktion an sogenannten Entry/Exit-Übergabepunkten oder Umschlagplätzen sowie an kritischen Stellen im Maschinenumgang wie Pressen oder Stanzen. Fazit Der Wechsel von bewährter Relaistechnik auf Software-basierende Sicherheits-Controller rechnet sich aufgrund des geringeren Verkabelungsaufwand, der größeren Flexibilität und der einfachen Reproduzierbarkeit gerade im OEM-Bereich. Die Unterstützung bei der Diagnose und Fehlersuche führt außerdem zu einer erheblichen Zeitersparnis und kann auch über große Entfernungen vorgenommen werden.
Hans Turck GmbH & Co. KG
