Alles unter einem Dach Sichere Steuerungslösungen ermöglichen intelligentes Maschinendesign

Auf www.sens-control.com werden die fünf Produkt-Säulen des Portfolios (Sicherheits-Relais, Sicherheits-Steuerungen ohne Software, Sicherheits-Steuerungen mit Software, Netzwerk-Lösungen und Motion Control) vorgestellt. Sie alle ermöglichen intelligente, sicherheitstechnische Automatisierungslösungen und überzeugen durch Merkmale, die das Projektieren vereinfachen, schon am Schreibtisch des Konstrukteurs einen ersten Test der Safety-Konfiguration ermöglichen oder neue Ansätze zur sicheren Überwachung von Antrieben eröffnen. Sicherheits-Relais und -Steuerungen ohne Software Mit Sicherheits-Relais können alle Arten von Sicherheitssensorik angeschlossen werden. Auf der Internetseite www.sens-control.com werden die Vorteile der Sicherheits-Relais aufgeführt, wie z.B. die Integration aller Sicherheitskomponenten, bis zu vier Sicherheitskontakte in einem 22,5mm-Gehäuse oder Features wie integrierte Schützkontrolle (EDM) oder Statuskontrolle über LED. Zum anderen kommt der Projektierer mit der interaktiven Auswahlhilfe schnell zum passenden Basisgerät wie über die Direktauswahl. Die modulare Sicherheits-Steuerung Flexi Classic (Bild 2) ermöglicht die einfache Konfiguration ohne Software. Dabei kann der Anwender die Logikauswertung an die Anforderungen seiner Applikation anpassen. Funktionen werden über den Drehschalter an der Gerätefront eingestellt. Die Produktfamilie umfasst das Hauptmodul, Eingangs-/Ausgangserweiterungen, sowie Diagnose- und Relaismodule. Auf der Internetseite bietet der Flexi Classic Konfigurator die Möglichkeit, ein System aus den entsprechenden Modulen zu erstellen. Das Drag-and-Drop von Sensoren und Aktoren und die Sicht auf die interne Logik machen das Erstellen des Projekts einfach. Das Feature \’Verdrahtungshilfe\‘ erstellt alle Konfigurationsinformationen in einem Dokument und vereinfacht die Verdrahtung als auch die Inbetriebnahme. Sowohl bei den aufgeführten Sicherheits-Relais als auch bei Flexi Classic wird keine Software im Feld an den Geräten benötigt – ein Schraubendreher reicht völlig aus. Bei der Sicherheits-Steuerung entfällt zusätzlich die Verdrahtung zur Logik-Einstellung, da diese in den Geräten integriert ist. Da zwei 22,5mm breite Flexi Classic-Module sechs herkömmliche Sicherheits-Schaltgeräte ersetzen, wird zusätzlich Platz im Schaltschrank eingespart. Modulare und migrationsfähige Sicherheits-Steuerung Die große Säule des sens:Control-Portfolios ist die modulare Sicherheits-Steuerung Flexi Soft (Bild 1). Durch ihre Skalierbarkeit und die anwendungsfreundliche Software lässt sie sich an die Anforderungen vielfältiger Sicherheitsapplikationen effizient anpassen. Das Produkt ist modular von 12 bis 144 Ein-/Ausgängen erweiterbar, lässt sich in alle gängigen Feldbussysteme integrieren und besitzt erweiterbare Sensorfunktionen durch die EFI-Schnittstelle (Enhanced Function Interface). Je nach Applikationsaufwand können bis zu vier Flexi-Soft-Sicherheits-Steuerungen über EFI sicher verbunden werden. Die Sicherheits-Steuerung eignet sich gleichermaßen für die Steuerung und Überwachung einer Vielzahl taktiler wie berührungsloser Sicherheitssensoren und -aktoren, Schutztürschalter, Not-Aus-Geräte, Zweihandsteuerungen, testbare Lichtschranken, Sicherheits-Lichtvorhänge und Sicherheits-Laserscanner. Zudem können auch Sicherheitssensoren anderer Hersteller integriert werden, wie z.B. Trittmatten oder Zweihandsteuerungen. Spaß-Faktor Projektieren Auch das Projektieren von Sicherheits-Steuerungen ist einfacher geworden. Mit der Projektierungssoftware Flexi Soft Designer (Bild 3) in der aktuellen Version 1.4 wird das Programmieren zum Spaß-Faktor. Die neue Version verhilft dem Projektierer in wenigen Minuten Sicherheitsanwendungen zu erstellen, zu validieren und im Sinne der aktuellen Maschinenrichtlinie zu dokumentieren. Konfiguration per Mausklick und Verdrahtung per Drag-and-Drop mit den erweiterten und teilweise neuen Validierungs- und Dokumentationstools erleichtern die Arbeit in jeder Phase des Maschinen- und Anlagen-Designs. Mit der migrationsfähigen Sicherheits-Steuerung können zudem Sicherheitslösungen sehr einfach projektiert und konfiguriert werden. Damit die Grundfunktionalitäten schnell eingerichtet, getestet und in die Automatisierungswelt integriert werden können, hilft die Software dem Techniker auf gut durchdachte und überschaubare Weise. Schon am Schreibtisch und nicht erst in der Werkstatt ermöglicht der Simulationsmodus den ersten Test und die erste Diagnose der Konfiguration. Die Ein- und Ausgänge werden ohne angeschlossene Sensoren aktiviert und so das Schaltverhalten simuliert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass programmiert wurde, was programmiert werden sollte. Auf dem positiven Ergebnis des tatsächlichen Maschinenablaufs aufbauend kann die Software Flexi Soft Designer anschließend das Anschlussdiagramm generieren und eine mehrsprachig nutzbare Maschinendokumentation für den Kunden als auch für Behörden erzeugen. Modulare Maschinenkonzepte und verkettete Anlagen Die vierte Säule von sens:Control sind die Netzwerk-Lösungen. Sie ermöglichen die Integration und Auswertung sämtlicher Sicherheitssensoren in alle gängigen Bussysteme bis hin zur sicherheitstechnischen Realisierung modularer Maschinenkonzepte und verketteter Anlagen. Die netzwerkfähigen Sicherheits-Steuerungen erlauben eine logische Kombination von Sicherheitssensoren und -Aktoren, um durchgängige und sicher vernetzte Maschinenkonzepte zu realisieren. Status-, Diagnose- und Fehlermeldungen können einfach lokal oder über das Netzwerk erfasst und verarbeitet werden. Software-Tools unterstützen den Anwender bei der Konzeption, der Inbetriebnahme und der Diagnose von vernetzten Maschinen. Verschiedene Teile von Maschinen werden häufig erst beim Kunden zusammengefügt und benötigen deshalb eine hohe Flexibilität. Die Erweiterungsfunktion Flexi Link (Bild 4), die Vernetzung von bis zu vier Flexi-Soft-Stationen ermöglicht, bildet den modularen Aufbau von Maschinen konsequent ab. Hintergrund ist, dass der Trend zu modularen Maschinen- und Anlagenkonzepten die Übertragung sicherheitsgerichteter Signale erschwert. Auch wenn kein (Safety-)Feldbus zur Verfügung steht, gibt es mittlerweile mit den angebotenen Netzwerk-Lösungen zahlreiche Ansätze, die eine unkomplizierte Vernetzung mehrerer Stationen ohne kostspielige Gateways und aufwändige Verdrahtung ermöglichen. Verteilte Maschinenmodule sicher zusammenführen Komplexe Automatisierungskonzepte sind meist modular konstruiert, das heißt verteilte Maschinen oder Maschinenteile sind miteinander zu kombinieren bzw. zu vernetzen. Die Herausforderung besteht dabei darin, zu gewährleisten, dass z.B. bei einem Not-Halt eines Maschinenteils die anderen Maschinenteile gleichzeitig abgeschaltet werden. Daneben gilt es, weitere sicherheitsgerichtete Signale innerhalb des Maschinenverbunds weiterzuleiten, zu verarbeiten und auszuwerten. Mit Flexi Link wurde eine Möglichkeit geschaffen, modulare Maschinenkonzepte ohne zusätzliche Gateways zu realisieren. Dabei handelt es sich um eine Erweiterungsfunktion der Sicherheitssteuerung Flexi Soft, welche die Vernetzung von bis zu vier Stationen ermöglicht. Eine spezielle Hardware ist hierzu nicht erforderlich. Stattdessen sind die bisherigen Module der modularen Sicherheitssteuerung weiterhin verwendbar, welche auf einer Länge von bis zu 100m miteinander vernetzt werden können. Darüber hinaus bietet die Lösung zusätzliche Funktionalitäten, die es dem Maschinenbauer erlauben, mittels eines modularen Konzepts einen Vollausbau der Anlage zu planen, nur einzelne Teile in Betrieb zu nehmen oder auch Teile nachträglich in einem Maschinenverbund zu ergänzen. Ebenfalls lassen sich auf diese Weise Anlagenteile z.B. für Wartungszwecke aus dem Maschinenverbund herauslösen, während die nicht betroffenen Maschinenteile weiter produzieren können. Realisiert wird dies über die EFI-Schnittstelle. Sie ermöglicht jeder Station, allen anderen Stationen im Verbund bis zu 52Bit an sicherheitsgerichteten Daten zur Verfügung zu stellen. Die Daten werden vorwärts und rückwärts transferiert. Somit stehen in einem voll ausgebauten Verbund jeder Station 156 Eingangsdaten zur Verfügung und die Station kann zusätzlich 52 Ausgangsdaten liefern – in Summe eine Informationsbreite von 208 sicheren Bit. Die Flexibilität, eine Station aus dem Verbund herauslösen zu können und diese ohne langwierigen Konfigurations- und Verdrahtungsaufwand durch eine andere Station zu ersetzen, vereinfacht u.a. die Produktion von Varianten. Beim Hinzufügen braucht die Konfiguration des vorherigen Systemaufbaus nicht erneut übertragen zu werden. Für nicht vorhandene Stationen werden lediglich vordefinierte Default-Informationen verwendet. Sicheres Überwachen von Antrieben Mit Motion Control – der fünften Säule im sens:Control-Portfolio – wird auch die Sicherheitsüberwachung von Antrieben in Maschinen und Anlagen erschlossen. Diese Bewegungsantriebe müssen sicher kontrolliert werden, um sie bei Fehlfunktionen sicher abzuschalten. Dabei wird die Geschwindigkeit und Position von Gefahr bringenden Bewegungen sicher überwacht und unter Sicherheitsaspekten reduziert. Der Speed Monitor MOC3SA – ein Stillstands- und Drehzahlwächter – überwacht sicher die Geschwindigkeit des Antriebsmotors und deckt die Antriebssicherheitsfunktionen SLS (safety-limited speed, sicher reduzierte Drehzahl) und SSM (safe speed monitor, sichere Geschwindigkeitsüberwachung) ab. Der Speed Monitor bietet unterschiedliche Betriebsarten der Überwachungsfunktion an: mit zwei unabhängigen Initiatorensignalen oder diversitär, mit einem Initiatorsignal und einem weiteren Signal. Seit Anfang 2012 ergänzt der Standstill Monitor MOC3ZA (Bild 5) das Portfolio. Er schützt vor Gefahr bringenden Bewegungen, indem er den Maschinenstillstand sicher überwacht und erfüllt die Sicherheitsniveaus PLe nach EN ISO13849, Sil3 nach IEC61508 und Sil3CL nach EN62061. Das Besondere: er kommt ohne Sensoren aus, indem er die Spannung direkt am Motor misst. Auch wenn der Motor von außen keine Versorgungsspannung mehr erhält, ist bei drehendem Rotor eine Spannung an den Anschlussklemmen messbar, die durch Remanenz und Drehbewegung des Rotors im Stator induziert wird. Durch dieses Funktionsprinzip eignet sich das Motion Control Modul sowohl für Einphasen- als auch Dreiphasenmotoren. Drei verschiedene Varianten für verschiedene Versorgungsspannungen sorgen für eine optimale Integration. Der Monitor kann sowohl stand-alone betrieben als auch an alle Sicherheits-Steuerungen angeschlossen werden. Ein typischer Anwendungsfall ist die Ansteuerung von Türverriegelungen zur Freigabe des Gefahrenbereichs, sobald der Stillstand einer Maschine erkannt ist. Fazit