Funktionale Sicherheit Neue Sicherheitszuhaltung auf Basis berührungsloser Sicherheitssensorik

Redakteur: Jan Vollmuth

Den Aufwand für die jeweilige Anwendung beim Umsetzen eines Sicherheitskonzepts so flexibel und bestmöglich zu gestalten, das verfolgt Rockwell Automation mit neuen Maschinensicherheitslösungen.

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Die Produktfamilie Sensa Guard von Rockwell kombiniert RFID- und induktive Technologie für die Codierung sowie das Erkennen des Betätigers.
Die Produktfamilie Sensa Guard von Rockwell kombiniert RFID- und induktive Technologie für die Codierung sowie das Erkennen des Betätigers.
(Bild: Rockwell)

Für das Sicherheitskonzept und die Umsetzung in der Maschine sollten alle Lebensphasen berücksichtigt werden. Dies gilt vor allem für diejenigen, in denen Menschen in die Maschine „eingreifen“ müssen. Das Ziel muss es sein, die Maschine so einfach wie möglich zu warten, so schnell wie möglich Fehler zu beheben und dabei gefährliche Situationen zu vermeiden.

Dabei ist die Erstinbetriebnahme oder auch der spätere Betrieb der Maschine beim Endkunden genauso sicher zu gestalten. Gleichzeitig sind die Kosten für die sicherheitstechnischen Lösungen zu minimieren sowie die Verlässlichkeit der sicheren Anwendung zu gewährleisten. Mit dem Einsatz fortschrittlicher Sicherheitstechnik erreichen moderne Fertigungsanlagen heute ihre optimale Auslastung und ein Höchstmaß an Flexibilität, Produktivität und Sicherheit.

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Sicherheitskonzept für die Absicherung von Schutztüren

Rockwell Automation bietet mit der Produktfamilie Sensa Guard ein abgestimmtes Sicherheitskonzept für die Absicherung von Schutztüren mit und ohne Zuhaltefunktion. Basierend auf der bewährten sicheren Kombination aus RFID- und induktiver Technologie für die Codierung sowie die Erkennung des Betätigers eignet sich die berührungslos wirkende Sicherheitstechnologie speziell für die Überwachung von trennenden Schutzeinrichtungen.

Der neue Verriegelungsschalter 440G-LZ mit Zuhaltefunktion ist ein Sicherheitssystem für nicht begehbare Maschinenbereiche. Der Zuhaltemechanismus besteht aus einem beweglichen Bolzen in Verbindung mit einem Betätigerelement, der ein Öffnen der Schutztür verhindert. Das Verriegelungssystem erreicht den Performance Level „e“, zertifiziert durch den TÜV gemäß EN ISO 13849-1, sowohl für die Überwachung der Schutztür als auch für die Zuhaltefunktion.

Umsetzung der neuen Norm

Die zweikanaligen, sicheren OSSD-Ausgänge werden nur dann aktiv, wenn der RFID-Betätiger erkannt und sich der Verriegelung gegenüber steht. Erst dann kann der Verriegelungsbolzen in dem Betätiger versenkt werden. Ist die Schutztür geöffnet, verbleibt der Zuhaltebolzen, auch bei angesteuerten bistabilen Magneten im Gehäuse. Die Zuhaltekraft beträgt maximal 1300 N gemäß den Vorgaben der neuen EN ISO 14119.

Mit Hilfe fortschrittlicher Verfahren und einem bistabilen Verriegelungsmagneten wurde der Energieverbrauch minimiert. Die maximale Energie tritt nur bei einem Zustandswechsel von Verriegelt/Unverriegelt und umgekehrt auf. Die Zuhaltung benötigt nur wenig Energie und erzeugt somit kaum Verlustwärme weder im verriegelten bzw. noch im unverriegelten Zustand. Der Anwenderkann zwischen einer Arbeitsstrom- und Ruhestromvariante wählen.

Schutz vor Manipulationen

Für den RFID-Betätiger kann der Maschinenbauer den standard- bzw. individuell-codierten auswählen, um eine vorhersehbare Fehlanwendung zu erschweren, d. h. ein Umgehen bzw. eine Manipulation einer Schutztür gemäß den Anforderungen der EN ISO 14119 zu entsprechen. Das Sicherheitssystem wurde so konzipiert, dass sich dieses System ohne Fehlerausschluss sicher einsetzen lässt. Dies gilt auch bei Bruch des mechanischen Betätigers für Applikationen bis PL e (EN ISO 13849) und SIL 3 (EN IEC 62061).

Wie bei sämtlichen Sensa-Guard-Produkten, können die OSSD-Ausgänge des 440G-LZ in Reihe etwa zur Überwachung mehrerer Schutztüren geschaltet werden, ohne den Performance Level oder SIL zu reduzieren. Über einen Hilfsausgang werden weitere Informationen für die Diagnose bereitgestellt.

Sichere Auswertung der Sensorsignale

Für die weitere sichere Verarbeitung der Sensorsignale hat der Konstrukteur heute eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen zur Auswahl, die sich in ihrem Funktionsumfang erheblich unterscheiden. Sie können damit an verschiedene Anforderungen angepasst werden.

Das neue Allen-Bradley Guardmaster 440C-CR30 ist ein flexibleres, kosteneffektiveres und einfach zu bedienendes konfigurierbares Sicherheitsrelais. Es ist für Anwendungen mit bis zu 10 sicheren Eingängen und der individuellen Abschaltung von bis zu 5 Sicherheitszonen oder Teilbereichen einer Maschine ausgelegt. Das System kann für Sicherheitsapplikationen bis PL e (EN ISO 13849-1) und SIL 3 (IEC 62061) eingesetzt werden.

Guardmaster 440C-CR30 ist mit insgesamt 22 sicheren Ein-/Ausgängen ausgerüstet. Für eine optimierte Lösung kann der Anwender die 10 sicheren Eingänge (Öffner) für unterschiedliche Sicherheitskomponenten, z.B. Not-Halt-Taster, Sicherheitssensoren, Lichtgitter, 2-Handbedienung usw. nutzen. Zusätzlich verfügt das 440C-CR30 über einen „Ein-Draht-Verbindungs“-Eingang sowie Ausgang der GSR Relais, über die zusätzliche Sicherheitsfunktionen und sogar mehrere 440C-CR30 miteinander verknüpft werden können.

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