Industrie aktuell

Sicherheitstechnik für die Safety-Automation

schmersal20819Motek Halle 7, Stand 7103

Fachartikel           

Die Schmersal Gruppe hat eine neue Sichere Feldbox entwickelt, mit der sich bis zu acht Sicherheitsschaltgeräte unterschiedlicher Bauarten einfach im Plug-and-play-Prinzip an diverse Sicherheitssteuerungen anschalten lassen. Der Maschinenhersteller profitiert damit von kürzeren Installationszeiten, der Betreiber kann sich über höhere Flexibilität und Transparenz freuen. Fünf verschiedene Installationslösungen lassen sich für die Absicherung von Maschinen realisieren.

Flexibilität und einfache, fehlersichere Installation: Das sind zentrale Anforderungen der Hersteller und Anwender von Maschinen und Automatisierungsanlagen, wenn es um die Integration von Schaltgeräten in die Steuerungsinfrastruktur geht. Aus diesem Grund haben sich Bussysteme und Feldboxen flächendeckend durchgesetzt. Sie ermöglichen die Installation oder das Austauschen einzelner Schaltgeräte innerhalb von Sekunden und sorgen in Kombination mit dem Feldbussystem für eine „aufgeräumte“ Verkabelung an der Anlage.

Zudem schafft diese Art der Kommunikation zwischen Schaltgeräten, Sensoren und Steuerung eine verbesserte Transparenz, weil sich eine Vielzahl von Betriebsdaten sammeln, übertragen und auswerten lassen. Diese Informationen kann man z. B. nutzen, um Unregelmäßigkeiten aufzudecken und so vorzeitig im Servicefall einzugreifen.

Werkzeug für die Selbstoptimierung

schmersal10819In den sicherheitsgerichteten Schaltkreisen hat diese Entwicklung mit zeitlicher Verzögerung stattgefunden. Vor gut drei Jahren wurden die ersten Safety-Feldboxen für die universell genutzten Ethernet-basierten Feldbusse mit ihren jeweiligen Safety-Protokollen wie Profinet/Profisafe vorgestellt. Sie bieten dieselben Vorteile wie die Feldboxen für betriebsmäßige Signale und noch mehr: Sie liefern z. B. Daten über die Häufigkeit des Öffnens von Schutztüren oder der Betätigung von Not-Aus-Signalen, die für die (Selbst-)Optimierung von Maschinen und ihrer Bedienung genutzt werden können – sei es, dass die Bediener geschult werden oder Ursachen für häufige Maschinenstörungen behoben werden.

Universelle Einsatzmöglichkeit

Dass sich die Safety-Feldboxen trotz dieser Vorteile bisher in geringerem Umfang durchgesetzt haben als die nicht sicherheitsgerechten Feldboxen, mag auch daran gelegen haben, dass die angebotenen Lösungen nicht für sämtliche Bauarten von Sicherheitsschaltgeräten geeignet waren.

Ziel der neuen Entwicklung war es somit, eine universelle Feldbox für ein möglichst breites Typen- und Technologiespektrum an Sicherheitsschaltgeräten bereitzustellen. Die Box mit der Bezeichnung SFB-PN wird in Profinet-/Profisafe-Systeme integriert und eignet sich für die einfache Plug-and-play-Installation von bis zu acht Sicherheitsschaltgeräten.

Universelle Geräteschnittstelle

Die Entwickler haben sich für eine universelle Geräteschnittstelle mit achtpoligem M12-Stecker entschieden, weil dadurch sämtliche gängigen Bauarten von Sicherheitsschaltgeräten angeschlossen werden können: elektromechanische Sicherheitsschaltgeräte, elektromechanische und elektronische Sicherheitszuhaltungen mit ein- oder zweikanaliger Ansteuerung, Sicherheitssensoren, optoelektronische Schutzeinrichtungen (BWS; über Y-Adapter) und Bedienfelder. Das gilt nicht nur für das Programm der Schmersal Gruppe: Auch Sicherheitsschaltgeräte anderer Hersteller sind einfach z. B. über Adapter anschließbar. Ein zusätzlicher integrierter Digitaleingang an jedem Gerätesteckplatz erlaubt die Auswertung der Diagnosesignale aller angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte.

schmersal30819Für die Praxis heißt das: Über die Safety Fieldbox SFB-PN können wirklich sämtliche Sicherheitsschaltgeräte z. B. eines Anlagenabschnitts, eines Arbeitsplatzes oder eines Gefahrenbereichs angeschaltet werden. Typische Konfigurationen wie zwei oder drei Sicherheitsschaltgeräte oder -zuhaltungen (für die Stellungsüberwachung einer ein- oder doppelflügeligen Schutztür und einer Wartungsklappe), eines Sicherheitslichtvorhangs (für die Bereichsabsicherung eines Einlegeplatzes) und eines Bedienfelds mit Not-Halt-Taster können über die Feldbox im Plug-and-play-Modus an die übergeordnete Sicherheitssteuerung angeschlossen und über diese Steuerung auch einfach konfiguriert werden.

Damit ist die Feldbox ein geradezu idealer Systembaustein für Sicherheitssysteme, die nach dem Prinzip „Safety Integrated“ aufgebaut sind – unabhängig davon, welches Steuerungsfabrikat zum Einsatz kommt. Sie ist zugleich ein wichtiger Baustein von Systemen für das Condition Monitoring und die Predictive Maintenance gerade von komplexeren Maschinen. Sie vereinfacht die Installation auch deshalb, weil durch den Einsatz des M12-Power-Steckers zur Versorgung der Feldbox – je nach Schaltgerätetyp und Stromaufnahme – bis zu zehn Safety Feldboxen mit 80 Geräten einfach in Reihe geschaltet werden können.

Sichere Kommunikation und hohe Verfügbarkeit

Die Kommunikation auf Basis von Profisafe ist gegen Veränderungen, Übertragungsfehler, Änderungen in der Telegrammreihenfolge usw. gesichert. Die parallele Übertragung der Sicherheitssignale ermöglicht das freie Verknüpfen der Sicherheitsschaltgeräte in der Sicherheitssteuerung. Darüber hinaus sind alle Geräteanschlüsse mit einem selbstrückstellenden Sicherungselement für den Leitungsschutz ausgestattet. Nach dem Beseitigen der Überlast an einem Anschluss stellt sich das Sicherungselement nach einer kurzen Abkühlungsphase von selbst zurück.

Der Konstrukteur hat die Wahl

Mit der Safety Fieldbox steht dem Maschinen- und Anlagenbau somit eine besonders vielseitige Lösung für die einfache Installation von Sicherheitsschaltgeräten und für deren Integration in den Sicherheitskreis zur Verfügung. Sie ist keineswegs die einzige Lösung und soll das vorhandene Angebotsspektrum nicht ablösen, sondern ergänzen. Der Konstrukteur hat somit die Wahl. Im ersten Schritt wird die sichere Feldbox für Profinet/Profisafe im Markt eingeführt, etwas später wird die sichere Feldbox für Ethernet IP/CIP safety folgen.

Bild oben: An die Safety Feldboxen lassen sich Sicherheitsschaltgeräte anschließen, die unterschiedliche Technologien nutzen.

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