Kompakt, flexibel, sicher: Schmersal stellt neue Sicherheits-Kompaktsteuerung vor

Eine flexibel anpassbare Software kann die Anpassungsfähigkeit und Servicefreundlichkeit von Steuerungen maßgeblich beeinflussen. Diese Tatsache wird heute in der Industrieelektronik allgemein genutzt. Im anspruchsvollen Feld der Maschinensicherheit zögerten sowohl die Anbieter als auch die Anwender anfangs, die Vorteile der programmierbaren Elektronik auf breiter Ebene einzusetzen. Aber in vielen Anwendungsbereichen haben sich inzwischen doch die Sicherheitssteuerungen etabliert. Sie bieten ohne Frage den Vorteil der größeren Flexibilität – die Sicherheitsfunktionen lassen sich exakt an die Anforderungen der Anwendung anpassen. Allerdings muss man diese Funktionen zunächst programmieren. Dieser Aufwand hat zur Folge, dass sich Sicherheitssteuerungen vor Allem in \’High End\‘-Anwendungen durchgesetzt haben. Flexibilität ohne Programmierung Anders ausgedrückt: Die Anwender schätzen die Anpassbarkeit einer Sicherheitssteuerung, möchten aber den Programmieraufwand gerne vermeiden. Für einen kundenorientierten Hersteller von Sicherheits-Schaltgeräten und entsprechenden Steuerungen stellt sich hier die Frage: Kann man die Vorteile der Programmierbarkeit nutzbar machen und die Programmierung selbst vermeiden? Das klingt ein wenig nach Quadratur des Kreises oder zumindest wie ein Widerspruch in sich. Aber der Widerspruch ist auflösbar, wie die neue Protect Select der Schmersal Gruppe zeigt (Bild 1). Diese Sicherheits-Kompaktsteuerung lässt sich an die individuellen Gegebenheiten anpassen, und dennoch muss der Anwender keine Programmierkenntnisse mitbringen. Vier vorkonfigurierte Applikationsprogramme Möglich wird das durch eine besondere Herangehensweise der Schmersal-Entwickler. Sie haben dem Anwender die Programmierarbeit abgenommen und vier Grundkonfigurationen oder Applikationsprogramme definiert, die in jeder einzelnen Protect Select hinterlegt sind. Die Programme decken die Mehrzahl der in der Praxis vorkommenden Applikationen ab. Der Anwender muss nur wenige individuelle Funktionen einstellen wie z.B. die Belegung der Eingänge sowie Abfallverzögerungs- oder Entprellzeiten. Beim Festlegen der Stop-Kategorie für den Not-Halt (Stop 0 oder Stop 1) erfolgt die Zeitverstellung individuell für jeden Abschaltpfad. So lässt sich das Verhalten der Maschine im Not-Aus-Fall an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Die Festlegung vieler Parameter und Einstellungen wird durch eine Klartext-Anzeige erleichtert, die den Bediener durch das jeweilige Menü führt. Programm 1: Für zusätzliche ­Betriebsarten Das Applikationsprogramm 1 bietet die Anschlussmöglichkeit von bis zu vier zweikanaligen Sicherheits-Schaltgeräten, die jeweils mit Hilfe von Betriebsartenwahlschaltern und Zustimmungsschaltern überbrückt werden können. Das Programm eignet sich also für Gefahrenbereiche, in denen zusätzliche Betriebsarten wie \’Einrichtbetrieb\‘ und \’Prozessbeobachtung\‘ die Abläufe z.B. beim Einrichten oder bei der Störungsbeseitigung erleichtern. Dies ist bei vielen Werkzeugmaschinen der Fall, aber z.B. auch bei Verpackungsmaschinen. Die Maschinenrichtlinie sieht ausdrücklich derartige Betriebsarten vor und nennt die Voraussetzungen, unter denen die Maschine mit geöffneter Schutztür betrieben werden kann. Programm 2: Ein Arbeitsplatz mit zwei Sicherheitsbereichen Für Maschinen, die Arbeitsplätze mit zwei getrennten Sicherheitsbereichen haben (Bild 2), wurde Applikationsprogramm 2 entwickelt. Im oberen Bereich der Maschine befindet sich dann beispielsweise der Arbeitsraum, in dem Werkstücke bearbeitet, montiert oder verpackt werden. Die entsprechende Schutzeinrichtung muss nur zu Wartungszwecken oder bei einem Materialstau geöffnet werden. Hinter der Schutztür des unteren Bereichs ist z.B. die Materialzuführung untergebracht. Diese Tür wird regelmäßig zum Nachfüllen geöffnet. Protect Select bietet hier die Möglichkeit, alle Sicherheitsfunktionen für beide Sicherheitsbereiche mit einem einzigen Steuerungsbaustein zu überwachen – mit bis zu drei Sicherheits-Schaltgeräten pro Sicherheitsbereich. Für jeden Bereich ist ein eigener Start/ Reset-Funktion sowie ein eigener Rückführkreis (EDM) vorgesehen. Der zusätzliche übergeordnete Not-Halt für beide Sicherheitsbereiche verfügt über eine eigene Reset-Funktion. Programm 3: Ein Sicherheitsbereich mit bis zu sechs Sicherheits-Schaltgeräten Über das Applikationsprogramm 3 können die Signale von bis zu sechs Sicherheits-Schaltgeräten ausgewertet werden. Es bietet zudem die Möglichkeit, einem der Sicherheits-Schaltgeräte eine separate Reset-Funktion zuzuordnen. Damit lassen sich auch umfangreiche Sicherheitsbereiche, die über mehrere Sicherheits-Schaltgeräte überwacht werden, komfortabel konfigurieren. Typische Anwendungsfelder dieses Applikationsprogramms sind z.B. Gefahrenbereiche an Roboter-Arbeitsplätzen sowie Schutzzaunsysteme mit mehreren Schutztüren und/oder Wartungsklappen. Programm 4 für Muting-Anwendungen Das Applikationsprogramm 4 wurde speziell für Gefahrenbereiche entwickelt, bei denen optoelektronische Schutzeinrichtungen nach einer Muting-Funktion verlangen, damit der Material in einen Gefahrenbereich hinein (oder aus ihm heraus) transportiert werden kann, ohne dass die Maschine angehalten werden muss. Die Schutzeinrichtung wird dann automatisch und zeitlich begrenzt überbrückt, und die Maschine arbeitet sicher und mit hoher Produktivität (Bild 3). In dieser Konstellation bietet Protect Select den zusätzlichen Vorteil, dass man Standard-Sicherheits-Lichtvorhänge und Standard-Sicherheitssensoren als Muting-Sensoren einsetzen kann. Man muss also keine Sicherheits-Schaltgeräte verwenden, die explizit für die Muting-Funktionen ertüchtigt wurden, weil diese Eigenschaften inklusive aller sicherheitsgerichteten Funktionen in der Kompaktsteuerung realisiert werden. Zusätzlich hat der Anwender die Möglichkeit, die Signale von zwei weiteren Sicherheits-Schaltgeräten auszuwerten. Damit lässt sich eine komplette Muting-Applikation mit z.B. einer zusätzlichen Schutztür und einem Not-Halt realisieren – mit einem einzigen Steuerungsbaustein. Ersatz für bis zu acht Sicherheits-Relaisbausteine Protect Select kann bis zu acht Sicherheits-Relaisbausteine (bis PLe und SIL3) ersetzen und schafft dank 52,5mm Baubreite die Voraussetzungen, um Platz im Schaltschrank zu sparen. 18 sichere Eingänge bieten die Möglichkeit, alle gängigen Sicherheits-Schaltgeräte wie Not-Halt-Taster, Sicherheitsschalter und -zuhaltungen, Sicherheits-Schaltmatten und optoelektronische Schutzeinrichtungen abzufragen. Auf der Ausgangsseite sorgen vier sichere Halbleiterausgänge, zwei sichere Relaisausgänge und vier optionale Meldeausgänge für flexible Anschlussmöglichkeiten. Besonders erwähnenswert sind die beiden zusätzlichen sicheren analogen Eingänge, die eine Einbindung von prozesskritischen Größen (Temperatur, Druck, Durchfluss etc.) in das Sicherheitskonzept erlauben. Die entsprechenden Grenzwerte lassen sich individuell parametrieren. Zielmärkte genau definiert Mit diesen Eigenschaften positioniert sich die neue Sicherheits- Kompaktsteuerung zwischen den elektromechanischen Sicherheits-Relaisbausteinen auf der einen und den \’ausgewachsenen\‘ Sicherheitssteuerungen auf der anderen Seite (Bild 4). Zum Zielmarkt von Protect Select gehören somit Anwender von Sicherheits-Relaisbausteinen, die zusätzliche Funktionen oder bessere Hilfestellung im Servicefall wünschen. Wenn sie mehr als drei oder vier Relaisbausteine einsetzen, können sie mit Protect Select diese Ziele erreichen und zugleich die Anzahl der Sicherheitsbausteine reduzieren. So sparen sie Kosten und Platz im Schaltschrank. Von der anderen Seite – den Sicherheitssteuerungen – her kommend, haben Maschinenbauer mit Protect Select z.B. die Möglichkeit, sicherheitsgerichtete Signalauswertungen mit geringerer Komplexität einzusetzen, die ein identisches Sicherheitsniveau bieten, aber bei der Anschaffung Kosten sparen und weniger bzw. keinen Programmieraufwand erfordern. Dies bietet sich unter Anderem bei \’Basic\‘-Versionen vorhandener Maschinenbaureihen an.