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DER KONSTRUKTEUR 11/2016

DER KONSTRUKTEUR 11/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK VOLLE FLEXIBILITÄT – NULL RISIKO SPECIAL Steffen Horn, Markus Gerster In den Werkzeugschleifmaschinen der Ulmer Werkzeugschleiftechnik GmbH & Co. KG sollen die sicherheitsgerichteten Funktionen ohne zusätzliche sichere Steuerung ausgeführt werden. Mit der Safety Bridge Technology steht eine flexibel konfigurier- und einfach handhabbare Lösung zur Verfügung, die diese und weitere Anforderungen erfüllt. Autoren: Steffen Horn, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont; Markus Gerster, Ulmer Werkzeugschleiftechnik GmbH & Co. KG, Ulm Die Ulmer Werkzeugschleiftechnik GmbH & Co. KG entwickelt und fertigt Schleifmaschinen, mit denen sich Präzisionswerkzeuge herstellen lassen. Das in Ulm-Einsingen ansässige Unternehmen hat sich seit vielen Jahren auf leistungsfähige Mehrachs-Werkzeug- und Rundschleifmaschinen spezialisiert. Die Maschinen der Typen WZS (Werkzeugschleifmaschine), RS (Rundschleifmaschine) und SF (Endbearbeitungsmaschine) werden unter einem Dach konstruiert, gefertigt, zusammengebaut und in Betrieb genommen. Die Produktion von Fertigteilen und die Montage der Maschinen übernimmt dabei das Schwesterunternehmen Ulmer Maschinenteile GmbH. Neueste CAD-Technologien und CNC-Maschinen kommen zum Einsatz, um schnell marktgerechte Lösungen zu realisieren. ALLE SIGNALE IN DER STANDARD-STEUERUNG SICHTBAR In allen Maschinentypen wird die CNC-Steuerungsplattform der NUM AG genutzt. Daher suchten die Konstrukteure von Ulmer 78 DER KONSTRUKTEUR 11/2016

KIT-ENCODER nach einem Konzept zur Umsetzung sicherheitsgerichteter Funktionen ohne zusätzliche Safety-Steuerung. Dabei sollten die Sicherheitssignale über das vorhandene Standard- CAN-Bussystem übertragen werden. Eine andere Anforderung war, dass sowohl die sicheren als auch die nicht sicheren Signale in der Standard-Steuerung von NUM sichtbar sind. Vor diesem Hintergrund bietet sich die Safety Bridge Technology (SBT) von Phoenix Contact an, die ihre Vorteile schon seit einigen Jahren in zahlreichen Applikationen unter Beweis gestellt hat. SBT erfüllt die höchsten Sicherheitsanforderungen der aktuellen Normen IEC 61508 Ed2, IEC 62061 und EN 13849-1. Da sie alle sicherheitsgerichteten Aufgaben ohne zentrale Safety-Steuerung gemäß der neuen Maschinenrichtlinie ausführen kann, eignet sich die Lösung insbesondere für Applikationen, in denen die netzwerkfähige Sicherheitstechnik von der zentralen spezialisierten Steuerung – wie der CNC-Steuerung von NUM – getrennt werden soll. FLEXIBLE KONFIGURATION Die Safety Bridge Technologie wird zur Absicherung in allen Maschinentypen eingesetzt. Die SBT-Komponenten übernehmen hier sämtliche sicherheitsrelevanten Funktionen. Neben den typischen Not-Halt-Überwachungsfunktionen müssen Schutztüren sicher überwacht sowie ver- und entriegelt werden. Darüber hinaus sind Einricht- und Service- Funktionen sicher anzuwählen sowie Ladetüren zu überwachen. Eine weitere Anforderung besteht in verschiedenen Freigaben für die Pneumatik und Hydraulik sowie Kühlmittel. Weil diese sicherheitsrelevanten Funktionen teilweise in zeitlichem oder zeitlich verzögertem Zusammenhang stehen, gestaltet sich die flexible Konfiguration über das Software-Tool Safeconf deutlich einfacher als eine hart verdrahtete Lösung mit Sicherheitsschalt-Komponenten. Für die zusätzliche potentialfreie Abschaltung der Versorgungsspannung der Servoantriebe, Hydraulik und Kühlmittel verwendet Ulmer ein dezentrales Ausgangsmodul mit eingebautem Sicherheitsrelais. AUFWÄNDIGE RÜCKVERDRAHTUNGEN ENTFALLEN Als besonders vorteilhaft erweist sich die tiefe Integration aller Safety Bridge-Module in die CNC-Steuerung. Hier zeigt sich CAN als einfach handhabbares, kostengünstiges und performantes I/O-System. Da SBT die Sicherheitssignale busunabhängig übertragen SAFETY BRIDGE ERFÜLLT DIE HÖCHSTEN SICHERHEITSANFORDERUNGEN DER IEC 61508 ED2, IEC 62061 UND EN 13849-1 kann, werden die entsprechenden Komponenten lediglich über eine Inline-Busklemme IL CAN an das Bussystem angeschlossen. Die sicheren Safety Bridge-Module lassen sich dann in der Inline-Station flexibel neben den Standard-I/O-Modulen anordnen. Die Software-seitige Einbindung von Safety Bridge gestaltet sich genauso einfach. Ein spezieller Operate-Funktionsbaustein für SBT, der aus der Codesys-Bibliothek importiert werden kann, stellt der Standard-Anwendung sämtliche Diagnose- und Statusinformationen der Safety Bridge-Komponenten zur Verfügung. Außerdem werden die Status aller sicheren Ausgangskanäle für Standard-Eingänge zurückgespielt, sodass die ansonsten üblichen aufwändigen Rückverdrahtungen entfallen. Weil die Standard-Steuerung ferner direkten lesenden Zugriff auf die Diagnose-Merker des SBT-Logikmoduls hat, ist sie jederzeit über den aktuellen Zustand sämtlicher Sicherheitsfunktionen informiert. Ausgangsseitig kann die CNC-Steuerung die Freigabe- und Rücksetzsignale innerhalb des Logikmoduls ansteuern. Bei Nutzung des so genannten Zustimmprinzips hat sie sogar schreibenden Zugriff auf alle sicheren Ausgangskanäle. Fast. Smart. Efficient. Innovation in Motor-Feedback Magnetische Kit-Encoder statt Resolver oder optische Drehgeber Multiturn Energy-Harvesting-System Keine Batterien, keine Wartung Einfache Installation mit Selbstkalibrierungsfunktion Kompaktes und robustes Design zur Integration in Ihren Motor Elektrische Auflösung bis 17 Bit absolut, 16384 PPR inkremental Erstmals präsentiert auf der SPS IPC Drives Halle 7A, Stand 146 www.posital.de DER KONSTRUKTEUR 11/2016 79 Posital-Fraba.indd 1 26.10.2016 10:19:23

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