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DER KONSTRUKTEUR 11/2015

DER KONSTRUKTEUR 11/2015

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK I SPECIAL Sicher am laufenden Band Sicherheits-SPS überwacht Maschinensicherheit in einem Edelstahlwalzwerk Eine neue Sicherheits-SPS bildet für Sandvik Materials Technology die Plattform für einen zusätzlichen Bereichsschutz eines großen Kaltwalzwerks im schwedischen Sandviken. Die Hardware- und Software-Kompatibilität mit der Standard-SPS, die in der Anlage bereits im Einsatz ist, hat die Nachrüstung wesentlich erleichtert. Das Kaltwalzwerk von Sandvik ist Kern der Produktionsanlage für Präzisionsbandstahl am Standort Sandviken in Schweden und wurde im Laufe der Zeit schon mehrfach nachgerüstet. Hierzu gehören auch die zuletzt eingebauten Servomotoren und die neue Maschinensteuerung mit der Standard-SPS AC500 und den Touchscreen-Bedienpanels von ABB. Sechs separate Sicherheitsbereiche Um die Sicherheit der 20 m langen Walzstraße zu erhöhen, wird im Rahmen der aktuellen Nachrüstmaßnahme die Maschinensteuerung mit SPS-Sicherheitsmodulen der AC500-S ergänzt. Die vernetzte Architektur verwendet das Profisafe-Protokoll über Profinet und bietet eine unabhängige Überwachung von sechs separaten Sicherheitsbe reichen. Durch die zonenweise Aufteilung können Teile der Maschine betriebsbereit bleiben, während ein Bediener sicheren Zugang in einer anderen Zone hat, die Sicherheit wird durch Abschaltung der Spannung gewährleistet. Etwa 50 Sicherheits-E/A-Kanäle der SPS sind mit den Sicherheitszuhaltungen der Türen, dem Lichtvorhang-Schutz sowie mit den Not-Aus-Tastern verbunden. Die E/As überwachen auch Druckschalter zur Erkennung, ob die Hydraulik für Wartungszwecke abgeschaltet ist, und regeln die Spannungsversorgung der Motorantriebe. Die sichere Drehzahlregelung ist ein weiterer Aspekt der Sicherheitssteuerung in der neuen SPS, um zu gewährleisten, dass Finger und Hände nicht zwischen dem Band und den Walzen eingeklemmt werden. Sandvik hat sich bei dieser Anwendung für die Sicherheits-SPS AC500-S von ABB entschieden, da bereits gute Erfahrungen mit der nicht sicherheitsrelevanten Standard-SPS AC500 bei dieser Walzstraße und anderen Projekten mit Maschinensteuerungen bestehen. Zusätzlich vereinfachte die Gleitkommaberechnung in der AC500-S die Programmierung der geforderten Sicherheitsüberwachungen in diesem Projekt, wie zum Beispiel bei der Drehzahlberechnung. Die Tatsache, dass die AC-500 bei dieser Walzstraße bereits im Einsatz war, hat die sicherheitstechnische Nachrüstung deutlich vereinfacht. Das Hardwarekonzept der Sicherheits-SPS ist identisch zur Standardausführung, diese Kompatibilität bedeutet gleiche Abmessungen der CPU und E/A-Module sowie gleiche Montageund Verdrahtungsschemas. Damit können die sicherheits- und nicht sicherheitsrele vanten Funktionen in einem System einfach kombiniert werden. Integrierte Engineering- Plattform Die Programmierung der Sicherheitslösung wird durch den Automation Builder, die integrierte Engineering-Plattform von ABB, vereinfacht. Darin enthalten sind unter anderem die IEC 61131-3-Programmierung der Sicherheits-SPS und die PLCopen-Sicherheitsbiblio- Auf den Punkt gebracht Die Sicherheits-SPS AC500-S ist die neueste Ergänzung der bekannten SPS-Serie AC500 von ABB. Sie besitzt eine Zwei-Prozessor- Architektur, die SIL3 (IEC 61508:2010 und IEC 62061) bzw. PL e (ISO 13849-1) erfüllt. Die integrierte Sicherheits-SPS kann selbst dann laufen, wenn die nicht sicherheitsrelevante SPS zu Wartungszwecken gestoppt wurde. Das Personal kann sich weiter in der Maschine bewegen, da die Sicherheits-SPS die Maschinensicherheit weiterhin überwacht und die Sicherheitsfunktion gewährleistet. 74 Der Konstrukteur 11/2015

SPECIAL I AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 01 Das Edelstahlwalzwerk in Sandviken ist sicherheitstechnisch auf dem neuesten Stand 02 Die Sicherheits-SPS steuert die Zuhaltungen und den Lichtvorhangschutz, die Not-Aus-Taster und andere Sicherheitsmerkmale der Edelstahlwalzstraße thek. ABB lieferte des Weiteren ein eigenes Tool zur Analyse des Sicherheitscodes (SCA: Safe- Code-Analyser). Damit werden die Regeln bei der Sicherheitsprogrammierung geprüft. Die sichere Drehzahlregelung ist eine der Funktionen der Sicherheitssteuerung Dieses Projekt wurde bereits vor Markteinführung der neuen Sicherheits-SPS durchgeführt. Bei zahlreichen Pilotanwendungen g _ _Q q wurde die AC500-S intensiven Praxistests unterzogen, die durch das Produktentwicklungsteam von ABB begleitet wurden. Seither hat Sandvik die Sicherheits-SPS bei drei weiteren Nachrüstprojekten eingesetzt. Einfach zu realisierende Lösung „Wir waren sehr froh, in der Sicherheits-SPS von ABB eine so einfach zu realisierende Lösung zur Nachrüstung eines modernen Schutzsystems gefunden zu haben, das sich direkt in die vorhandene SPS integrieren ließ“, sagt Torbjörn Pettersson, Entwicklungsingenieur bei Sandvik Materials Technology. Dass ABB das komplette Spektrum der für dieses Projekt benötigten Maschinenregelungskomponenten liefern konnte – von den nicht sicherheitsrelevanten und den sicherheitsrelevanten Varianten der SPS bis zu den Bedienpanels, den Motorantrieben, Schützen und der sicherheitstechnischen Hardware –, vereinfachte und beschleunigte die Nachrüstung. Der modulare Aufbau der neuen Sicherheitslösung bedeutet auch, dass sich künftige Upgrades oder Modifikationen der Sicherheitsfunktionen einfach realisieren lassen. www.abb.de/plc Weg- und Winkelmessung Wir stellen aus: SPS/IPC/DRIVES, Halle 4A, Stand 125 Seit mehr als 65 Jahren ist Novotechnik wegweisend in der Weiterentwicklung der Messtechnik. Leistungsstarke Weg- und Winkelsensoren, kontaktlos oder kontaktbehaftet, sind das Ergebnis von Innovationsfreude und Verantwortung gegenüber unseren Kunden und deren Aufgabenstellungen. Novotechnik bietet mehr als nur das Produkt: Beratung - Planung - Entwicklung - Service und eine hochmoderne Fertigung, die auch Sie überzeugen wird. Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Horbstraße 12 73760 Ostfildern (Ruit) Telefon +49 711 44 89-0 www.novotechnik.de