Sicherheitsschaltgeräte Digitale Safety-Komponenten sparen Zeit und Geld

Von Günter Gerweler*

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Der Einsatz softwareparametrierbarer Sicherheitsschaltgeräte von Siemens Smart Infrastructure in Rundpackern des Maschinenbauers Haver & Boecker zeigt die Potenziale digitaler Sicherheitstechnik.

Die Vorteile des softwarebasierten Ansatzes sind gegenüber festverdrahteten Geräten riesig.
Die Vorteile des softwarebasierten Ansatzes sind gegenüber festverdrahteten Geräten riesig.
(Bild: Haver & Boecker oHG)

Von Filtration und Absiebung und bis hin zu ganzheitlichen Systemen für die Aufbereitung, Mischung oder Verpackung und vieles mehr: Die Haver & Boecker oHG deckt als spezialisierter Maschinenbauer das gesamte Spektrum des Schüttguthandlings ab. Zu ihren bekanntesten Produkten zählen die Maschinen der Baureihe Roto-Packer – das weltweit am häufigsten verkaufte Hochleistungsverpackungssystem für Schüttgüter.

Safety-Funktionen wurden grundsätzlich optimiert

Konzipiert für die effiziente Abfüllung von frei fließenden Materialien – wie z. B. Zement – in Säcke, wird die Modellpalette kontinuierlich weiterentwickelt. Bei der aktuellen Roto-Packer-Generation optimierten die Verantwortlichen unter anderem auch die Safety-Funktionen.

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Angesichts schneller Bewegungen und hoher Lasten spielt die Maschinensicherheit in diesem Anwendungsbereich generell eine wichtige Rolle. Als so genannte Rundpacker aber stellen die Maschinen besonders komplexe Safety-Anforderungen: Um eine zentrale Achse rotieren nämlich bis zu 16 Füllstutzen. Theoretisch kann jede dieser Abfüllstationen einzeln abgesichert werden. Mit herkömmlichen, d. h. fest verdrahteten Sicherheitsrelais und Schützen bedeutet das aber einen hohen technischen Aufwand, hohen Platzbedarf und nicht zuletzt erhebliche Kosten. Zudem erfordert die Rotation bzw. eine Taktzahl von rund 2.400 Säcken pro Stunde charakteristischerweise eine hohe Schalttätigkeit des Sicherheitsrelais.

Haver & Boecker

Spezialist für Schüttgut und mehr

Das 1887 gegründete und bis heute unabhängige mittelständische Familienunternehmen hat seinen Sitz im westfälischen Oelde. Dort befindet sich neben der Maschinenfabrik als zweiter Unternehmensbereich auch die firmeneigene Drahtweberei. Mit einem weltweiten Netz an Niederlassungen und Produktionsstätten ist Haver & Boecker auf allen nationalen und internationalen Märkten aktiv.

Bisher wurden die vorgegebenen Sicherheitsstandards deshalb in der Regel so erfüllt, dass die gesamte Anlage eingehaust wurde und der sichere Zutritt eine Abschaltung der Maschine voraussetzte bzw. auslöste.

Jede Abfüllstation einzeln absichern

Die Digitalisierung schafft neue Möglichkeiten, jede Abfüllstation einzeln abzusichern – genauso sicher wie mit herkömmlichen Safety-Geräten, aber deutlich effizienter. Damit wird nicht nur der Zugang zu der stehenden Anlage einfacher. Auch die Wartung wird erleichtert, weil sich zum Beispiel ein laufender Motor bei geöffneter Verkleidung überprüfen lässt.

„Angesichts steigender Marktanforderungen haben wir lange nach einer Safety-Lösung gesucht, mit der wir diese hohen Anforderungen effizient erfüllen können“, blickt Michael Grollich von Haver & Boecker zurück. „Bei Siemens sind wir fündig geworden.“ Die beiden Unternehmen verbindet eine jahrelange Partnerschaft, sodass man sich auch bei der Umsetzung des neuen Safety-Konzeptes aufeinander verlassen konnte.

Per Software parametrierbare Sicherheitsschaltgeräte

Konkret fiel die Wahl auf Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 aus dem Sirius-Portfolio von Siemens Smart Infrastructure. Diese lassen sich – anders als herkömmliche Safety-Komponenten – per Software parametrieren und sind damit flexibel anpassbar. Die Parameter lassen sich zudem einfach über USB-Kabel oder per Feldbus/Profinet-Schnittstelle auf die Maschinen übertragen. Verschiedene Sicherheitsfunktionen können dabei in einem Gerät zusammengefasst werden. Im konkreten Fall sind beispielsweise zwei unterschiedliche Projektierungen (für zwei Maschinentypen) im Einsatz.

Die Vorteile dieses softwarebasierten Ansatzes sind gegenüber festverdrahteten Geräten riesig: Durch die problemlose Übertragung der vorprogrammierten Parameter lässt sich an jedem einzelnen Gefahrenpunkt Zeit sparen. Bei acht Safety-Komponenten, die in einem Roto-Packer verbaut sind, summiert sich die Zeitersparnis dementsprechend. Auch der Aufwand bei Planung und Verdrahtung reduziert sich enorm.

Unabhängig von der jeweiligen Steuerung

Weitere Pluspunkte aus der Sicht von Haver & Boecker: Der Maschinenbauer setzt generell eigene Steuerungen ein. Weil die Sicherheitsschaltgeräte steuerungsunabhängig arbeiten, lassen sie sich problemlos auch in diese Automatisierungsumgebung integrieren. Als weiteren Vorteil nennt Michael Grollich „die Möglichkeit, die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 vorzuprogrammieren. Dies erleichtert auch unsere Lagerhaltung für Ersatzteile. So können wir dem Kunden bei einem Ausfall sehr schnell helfen.“ Sollte beim Kunden also einmal ein Sicherheitsschaltgerät ausfallen, kann es umgehend durch ein betriebsbereites neues ersetzt werden.

Über die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 ergänzen ID-Schlüsselschalter Sirius Act das Safety-Konzept. Mit den elektronischen ID-Schlüsselschaltern können flexibel individuelle Berechtigungen zugewiesen werden – dies erhöht die Personen- und Anlagensicherheit zusätzlich.

Ein weiterer Schritt in Richtung Industrie 4.0 für uns.

„Der Einsatz von softwareparametrierbaren Sicherheitsschaltgeräten ist ein weiterer Schritt in Richtung Industrie 4.0 für uns“, resümiert Michael Grollich von Haver & Boecker.

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In die Serienfertigung übernommen

Nach umfangreichen Vorab-Tests unter Laborbedingungen wurden die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 und ID-Schlüsselschalter Sirius Act von Siemens inzwischen in die Serienfertigung übernommen. Seitdem werden sie in jährlich rund 50 Neumaschinen verbaut, die weltweit sowohl in IEC- als auch in UL-Märkten zum Einsatz kommen. Dabei haben sie sich unter den besonders rauen Umgebungsbedingungen der Zement- und Baustoffindustrie als mechanisch robust erwiesen. Und auch beim Retrofit von Bestandmaschinen haben sich die Komponenten schon vielfach bewährt.

* Günter Gerweler ist Senior Vertriebsbeauftragter OEM Branchenvertrieb/Machine Builder Systems bei der Siemens AG

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