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Der Konstrukteur 11-12/2021

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Der Konstrukteur 11-12/2021

SPECIAL

SPECIAL MASCHINENSICHERHEIT 01 Safe Stop1 und 2/SS1 und SS2) über Bewegungsfunktionen wie Safely-limited Speed (SLS) bis zu verschiedenen Arten der sicherheitsgerichteten Überwachung von Positioniervorgängen (SLP, SLI, SEL). Insgesamt werden 14 Sicherheitsfunktionen zur Achsüberwachung unterstützt. Dabei stellen je nach Anforderung ein oder zwei Encodersysteme (TTL, IN/COS, SSI, Resolver, HTL) die Gebersignale bereit. Bei allen Funktionen werden die Anforderungen der DIN EN 61800-5-2 erfüllt. Damit kann der Maschinenhersteller Achsen, die aus Sicht der Maschinensicherheit gefahrbringende Bewegungen ausführen beziehungsweise deren Geschwindigkeit begrenzt werden muss, auf einfache Weise – eben mit der Sicherheits-Kleinsteuerung – und ohne zusätzliche Komponenten überwachen. ANWENDUNGSBEISPIEL: BUCHBINDEMASCHINE Welchen Nutzen die Verknüpfung von „klassischen“ steuerungstechnischen Aufgaben der Maschinensicherheit und einer sicheren Achsüberwachung hat, zeigt das Anwendungsbeispiel einer Protect PSC1 bei einer Buchbindeanlage: Ein Hersteller von Druckund Weiterverarbeitungsmaschinen für die Buchproduktion fer- 03 Über verschiedene Erweiterungsmodule lassen sich der Funktionsumfang und die Anzahl der Ein-/ Ausgänge der Sicherheitssteuerung an den individuellen Einsatzfall anpassen 72 DER KONSTRUKTEUR 2021/11-12 www.derkonstrukteur.de

MASCHINENSICHERHEIT 02 01 Die Sicherheits-Kompaktsteuerung Protect PSC-100, hier mit universellem Kommunikationsinterface und OPC-UA-Schnittstelle 02 Die modulare Sicherheits- Kompaktsteuerung erlaubt die sichere Achsüberwachung von bis zu zwölf Achsen tigt Maschinen, deren Arbeitsraum beziehungsweise Gefahrenbereich durch zwei Schutzhauben abgesichert ist. Das Einrichten der Maschine, d. h. die Anpassung an die jeweiligen Buchformate, findet bei geöffneter Schutztür im Tippbetrieb statt. Dabei fordert die C-Norm DIN EN 1010 („Sicherheitsanforderungen an Konstruktion und Bau von Druck- und Papierverarbeitungsmaschinen“) eine Begrenzung der Laufgeschwindigkeit der gefahrbringenden Bewegung von (je nach Gefährdung) 1 oder 5 m/min. Das heißt: Um diese Funktion realisieren zu können, ist eine sicherheitsgerichtete Geschwindigkeitsbegrenzung erforderlich. SICHERE ÜBERWACHUNG DER REDUZIERTEN GESCHWINDIGKEIT IM EINRICHTBETRIEB Die Geschwindigkeit wird in diesem Fall über die Drehzahlmessung von zwei Näherungsschaltern am Kettenrad des Antriebs erfasst. Die Protect PSC1 verarbeitet die Sensorsignale und sorgt für die sichere Überwachung der Achsgeschwindigkeit. Eine weitere Sicherheitsanforderung an die Achsen im Gefahrenbereich dieser Maschinen betrifft das Einfahren von Spannelementen, die z. B. Papierrollen oder Niederhalter von Bögen fixieren. Die Spannelemente dürfen dann nur im Tippbetrieb bei einer Maximalgeschwindigkeit von 5 m/min betätigt werden. Auch diese Anforderung lässt sich mit der Protect PSC1 einfach und – ganz entscheidend – ohne eine zusätzliche sichere Signalauswertung erfüllen. INTEGRIERTE LÖSUNG FÜR ZWEI ACHSEN ODER SEPARATE MODULE FÜR ZWÖLF ACHSEN Bei der „kleineren“ Variante des Basismoduls (PSC1-C-10) wird die sichere Achsüberwachung über eine kompakte, integrierte Lösung realisiert. Eine Steuerung kann dann wahlweise eine oder zwei Achsen mit jeweils einem Encoder-System sicher überwachen. Für die Überwachung von bis zu zwölf Achsen eignet sich die Kombination des größeren Basismoduls PSC1-C-100 mit Erweiterungsmodulen, die als Ein- und Zweiachsausführung verfügbar ist. Dabei kann jede Achse mit einem oder zwei Encoder-Systemen sicher überwacht werden. Der hier erwähnte Hersteller der Buchbindemaschinen realisiert die sichere Achsüberwachung mit dem kompakten Basismodul. Er nutzt dabei die Funktionen Safely Limited Speed/ SLS, Safe Direction/SDI und Safely Limited Increment/SLI. Darüber hinaus werden die „normalen“ Sicherheitsfunktionen wie Not-Aus und Schutztürüberwachung hier angeschlossen und verarbeitet. Damit lässt sich das komplette Sicherheitskonzept mit nur einer Baugruppe effizient und platzsparend realisieren. KOMMUNIKATION BIS IN HÖHERE EBENEN Praxisgerecht ist das Konzept auch deshalb, weil es die Vernetzung der Sicherheits-Kleinsteuerung mit höheren Ebenen der Automatisierungstechnik erlaubt. Dafür sorgt ein universelles Kommunikationsmodul. Das Ergebnis: Mit nur einer Hardware stehen die gängigen Feldbussysteme zur Verfügung. Das spart letztlich Zeit und Kosten, weil die Sicherheitslösung unabhängig von der Automatisierungslösung bleiben kann. Parallel erlaubt Ethernet SDDC eine sichere Remote-IO-Kommunikation und eine sichere Querkommunikation. In der neuen Steuerungsversion ist zudem ein OPC-UA-Server integriert, sodass auch fortschrittliche übergeordnete Vernetzungskonzepte realisiert werden können. Das zeigt: Eine mit vielen Funktionen ausgestattete Sicherheits- Kleinsteuerung kann die passende Lösung für die Maschinensicherheit von kompakteren Maschinen sein – und die sichere Antriebsüberwachung gleich mit übernehmen. Bilder: Schmersal www.schmersal.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/11-12 73