Vom Sicherheitsbauteil bis zur Kommandozentrale: Sicherheitssysteme vereinfachen die Maschinensicherheit

Bussysteme sind seit langem bekannt in der Automatisierung. In Deutschland ist der Profibus am weitesten verbreitet. Für Profibus gibt es seit etlichen Jahren ganz unterschiedliche Endgeräte auf dem Markt, sodass man für die meisten Aufgaben in der Automatisierung ein passendes Gerät findet. Bei Profinet steht diese Entwicklung noch am Anfang. Euchner hat hierfür ein Sicherheitssystem zur Absicherung von Schutztüren mit integriertem Profinet und Profisafe entwickelt. Gleichzeitig können mit dieser MGB Profinet andere Aufgabenstellungen rund um die Schutztür abgedeckt werden. Kern des Systems ist das von der Euchner GmbH + Co. KG vor drei Jahren präsentierte Sicherheitssystem Multifunctional Gate Box (MGB). Das System ist modular aufgebaut und vereint Sicherheitsschalter, Zuhaltung und Riegelsystem in einer kompakten Modulkombination. Basisfunktionen und Module Der zentrale Baustein dieses Systems ist das Auswertemodul. In Kombination mit einem Griffmodul und einer optionalen Fluchtentriegelung, sichert die MGB Schutztüren ab. Bereits das Auswertemodul gibt es mit integrierten Bedientasten und Anzeigeleuchten, z.B. zur Stoppanforderung und Quittierung oder für andere Funktionen. Damit wird das Sicherheitssystem zum kleinen Bedienfeld. Das Auswertemodul ist als Zuhaltung oder Verriegelung erhältlich. So wird entweder die Schutztür bei laufender Maschine zugehalten, oder beim Öffnen der Tür geht die Maschine in einen sicheren Zustand, stoppt also. Das Auswertemodul ist stabil ausgeführt. Das Gehäuse außen ist aus Kunststoff; alle Teile, die größere Kräfte abfangen müssen, sind aus Metall. Selbst ein Zuschlagen der Tür kann dem Sicherheitssystem nichts anhaben. Auch das passende Griffmodul enthält Funktionen, die an einer Schutztür notwendig sind. Neben dem eigentlichen Türgriff ist hier ein sogenannter Sperreinsatz eingebaut, der ausgeklappt werden kann. Damit wird der Türgriff in der \’Offen-Position\‘ fixiert und die Tür kann nicht mehr geschlossen werden. Der Sperreinsatz kann mit bis zu drei Bügelschlössern abgeschlossen werden. Wenn ein Bediener in die Anlage muss, kann er so verhindern, dass eine andere Person die Tür schließt und die Anlage in Betrieb setzt. Sicherheit und Flexibilität Vielfach steht bei der Planung einer Maschine oder Anlage noch nicht fest, ob die Schutztür rechts oder links angeschlagen ist. Für die MGB ist das kein Problem, das Griffmodul kann schnell in der Betätigungsrichtung umgestellt werden. Das Auswertemodul wird dazu einfach umgedreht. Das vereinfacht die Lagerhaltung und vermeidet Fehlplanungen. Im Griffmodul sind mehrere Transponder eingebaut – eine sicherheitstechnische Lösung, die sich in den CES-Baureihen von Euchner bewährt hat. Diese ermöglichen den Einsatz der MGB, gleich in welcher Ausführung, bis zum PLe ohne Einschränkungen. Die Forderungen der EN ISO13849-1 werden somit also auf einfachem Weg erfüllt. Auch alle Anforderungen aus der EN1088 erfüllt diese Technik voll und ganz. Dort wird z.B. gefordert, dass ein einfaches Umgehen einer sicherheitstechnischen Einrichtung nicht möglich sein darf. Durch die Codierung der Griffmodule gibt es eigentlich keine Möglichkeit, die Schutzeinrichtung zu überlisten. Ebenfalls zum System gehört eine optional erhältliche Fluchtentriegelung. Wenn eine Anlage begehbar ist, lautet eine Forderung der Maschinenrichtlinie, dass eine Person, die versehentlich in der Maschine eingeschlossen wurde, sich selbst befreien können muss. Hier bietet die Fluchtentriegelung eine einfache Möglichkeit, dieser Forderung nachzukommen. Selbst bei geschlossener Zuhaltung der MGB kann man sich mit der innen liegenden Fluchtentriegelung im Handumdrehen befreien. Falls die Maschine läuft, wird diese bei Betätigen des Griffs sofort abgeschaltet. Ergänzung zur Kommandozentrale Zur Ergänzung ist auch noch ein Bedienmodul erhältlich. Damit kann der Anwender zusätzliche Funktionen wie Taster, Schlüsselschalter, Wahlschalter oder Anzeigeelemente nach Bedarf einplanen. So können Funktionen, die bisher in separaten Bedienfeldern untergebracht waren, in das MGB-Konzept integriert werden. Die beschriebenen Funktionen verdeutlichen, dass es rund um die Schutztür unterschiedliche Aufgaben gibt, die in einem intelligenten Bedienkonzept erwartet werden. Neben den reinen sicherheitstechnischen Anforderungen werden vermehrt auch Bedienfunktionen verlangt. Dieser Ansatz erspart ergänzende Schaltkästen und deren Verdrahtung. Schon in der Standardausführung des Sicherheitssystems wird diesem Umstand Rechnung getragen. Sicherheit und Bedienung wachsen zusammen. Viel Funktion, wenig Aufwand Durch die Verwendung der MGB mit Busanschluss entfällt die Frage des Verdrahtungsaufwands: Aus Leitungen werden Datenpakete und aus Kabelbäumen werden Busstecker. Durch den Einsatz des Busses muss jetzt nicht mehr jeder Anschlusspunkt einzeln verdrahtet werden. Und der Aufwand für eine konventionelle Verdrahtung wäre bei allen oben beschriebenen Möglichkeiten wirklich groß. Stattdessen gibt es bei der Profinet-Ausführung für alle notwendigen Signale definierte Ein- und Ausgangsbits, die via Bus zwischen MGB und Steuerung übertragen werden. Alle Funktionen, die nicht sicherheitstechnisch ausgewertet werden, können dabei im Standardprotokoll von Profinet übertragen werden. Alle sicherheitstechnischen Funktionen benötigen dagegen ein entsprechendes Protokoll, das eine höhere Datensicherheit bietet. Hier kommt Profisafe zum Einsatz. Sicherheitsinformationen werden dabei mit dem integrierten Profisafe-Protokoll an die Steuerung übergeben. Umfangreiche Diagnosemeldungen in Form von Profinet-Meldungen ermöglichen eine schnelle und zielgerichtete Problembehebung, die vor allem in der Inbetriebnahmephase einer Maschine wichtig sind. Als Anschluss kommen in der Profinet MGB die Stecker nach AIDA, der Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller oder optional Rundsteckerverbinder M12 zum Einsatz. Um die Verkabelung des Bussystems zu vereinfachen, ist in der Profinet-Ausführung ein zweifach Switch integriert. Damit kann das Profinet RT Protokoll geswitcht und die Leitungsverlegung vereinfacht werden. Auch zur Spannungsversorgung sind zwei Stecker integriert, sodass nachfolgende Gerät nicht sternförmig vom Schaltschrank aus angefahren werden müssen. Servicefreundlich und einfach Durch die in Profinet typische Parametrierung wird der Austausch des Systems im Servicefall vereinfacht. Im Sinne einer einfachen Montage sind die Profinet MGBs vormontiert auf einer Montageplatte erhältlich. Dann genügen wenige Schrauben, um die gesamte Einheit zu befestigen. Und schließlich müssen nur noch die Profinet-Stecker gesteckt werden, dann kann eine Anlage in Betrieb gehen.