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Maschinensicherheit Safety-Installationssysteme für Sicherheitsschaltgeräte

| Redakteur: Jan Vollmuth

Einfache Installation, Flexibilität im laufenden Betrieb und umfassende Informationen für Wartung und Fehlersuche: Das sind aktuelle Anforderungen an Sicherheitsschaltgeräte. Diesen Anforderungen gerecht werden will die Schmersal-Gruppe mit Hilfe neuer Safety- Installationssysteme.

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Die Schmersal Safety-Installationssysteme sollen die Installation vereinfachen und die Voraussetzungen für die vorausschauende Wartung und die Vermeidung von Maschinenstillständen verbessern.
Die Schmersal Safety-Installationssysteme sollen die Installation vereinfachen und die Voraussetzungen für die vorausschauende Wartung und die Vermeidung von Maschinenstillständen verbessern.
(Bild: Schmersal / Blende f8 )

Hier ein Sicherheitsschalter, dort einen Sensor zur Schutztürüberwachung, hier eine Sicherheitszuhaltung: Bei komplexeren Maschinen und Anlagen müssen häufig Sicherheitsschaltgeräte in verschiedenen Bauformen montiert, installiert und in den Sicherheitskreis integriert werden – eine anspruchsvolle Aufgabe für den Anwender. Der wünscht sich daher Zugriff auf umfassende Informationen aus dem Sicherheitskreis, etwa zur Fehlerdiagnose, sowie Flexibilität, da Maschinen und Anlagen im Laufe ihres Lebenszyklus immer häufiger modernisiert, umgebaut oder verlagert werden.

Vereinfachte Installation von Sicherheitsschaltgeräten

„Mit konventionellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Sicherheitsschaltgerät und Auswerteeinheit oder Sicherheitssteuerung lassen sich diese Anforderungen oder Wünsche nur unzureichend erfüllen. Sicherheits-Bussysteme wie AS-i Safety bieten hier mehr Freiheiten, aber nicht jeder Anwender möchte dieses zusätzliche Bussystem nutzen“, sagt Udo Weber, Produktmanager bei der Schmersal Gruppe. Deshalb hat Schmersal eine neue Bauart von Komponenten entwickelt, die eine vereinfachte Installation von Sicherheitsschaltgeräten ermöglichen: die Schmersal Safety-Installationssysteme.

Bei diesen Installationssystemen handelt es sich um unterschiedliche Komponenten, die alle ein Grundprinzip nutzen: Der Maschinenbauer bzw. der Elektro-Monteur verbindet die Sicherheitsschaltgeräte der Maschine nicht mit der jeweiligen Sicherheitssteuerung bzw. dem zugehörigen Sicherheitsrelaisbaustein, sondern mit einem separaten Verdrahtungsmodul, das im Schaltschrank oder im Feld installiert werden kann. Dort werden die Signale gebündelt und an die Auswerteeinheit oder die Sicherheitssteuerung weitergeleitet.

Wie ein Sicherheits-Bussystem ohne Busprotokoll

Im Prinzip funktionieren die Installationssysteme somit wie ein sicherheitsgerichtetes Bussystem – mit dem Unterschied, dass kein spezielles Busprotokoll verwendet wird. Die Sicherheitschaltgeräte werden durch die Verdrahtungsmodule fest für eine Sicherheitsfunktion in Reihe geschaltet. Das reduziert den Verdrahtungsaufwand laut Schmersal erheblich – und der Anwender nutzt weiterhin seine vorhandene Sicherheitsauswerteeinheit.

Ein besonderer Vorteil soll darin bestehen, dass unterschiedliche elektronische Sicherheitsschaltgeräte wie Sicherheitssensoren und -zuhaltungen gemischt in der jeweiligen Anwendung anschließbar sind. „Das ist praxisgerecht, denn bei größeren Anlagen müssen unterschiedliche Maschinenbereiche häufig mit unterschiedlichen Sicherheitsschaltern abgesichert werden“, so Udo Weber. „Darüber hinaus bietet das neue System für Anwendungen mit ausschließlich elektronischen Sicherheitsschaltgeräten kostenoptimierte Varianten“.

Einzeldiagnose möglich

Bei den Safety-Installationssystemen ist zudem die Einzeldiagnose der angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte möglich. „Das bedeutet, es ist für den Bediener genau erkennbar, welcher Schalter in der Reihenschaltung ein Signal ausgelöst hat. So können eventuell auftretende Störungen schneller beseitigt und Maschinenstillstände vermieden werden“, erklärt der Schmersal-Produktmanager. Damit würden die Safety-Installationssysteme zu einer Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit beitragen.

Für Anwendungen mit ausschließlich elektronischen Sicherheitsschaltgeräten stehen zwei verschiedene Installationssysteme zur Verfügung: mit passivem Verteilermodul (PDM) und mit passiver Feldbox (PFB). Sie ermöglichen die gemischte Reihenschaltung von bis zu vier unterschiedlichen elektronischen Sicherheitsschaltgeräten je Modul. Mehrere Module können zu größeren Systemen verschaltet werden.

  • Das passive Verteilermodul PDM wurde für die Hutschienenmontage, d.h. für den Einbau in Klemmenkästen und Schaltschränken entwickelt. Es ist kompakt gebaut, lässt sich einfach montieren und eignet sich auch für Anwendungen mit erhöhten Hygieneanforderungen wie zum Beispiel bei Lebensmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen.
  • Bei der passiven Feldbox PFB handelt es sich um eine Plug & Play-Lösung in robuster IP67-Ausführung für den dezentralen Einsatz in einer Vielzahl von industriellen Anwendungsbereichen.

Mit den PDM- und PFB-Modulen sich auch größere Sicherheitssysteme einfach verdrahten lassen, weil Drahtquerschnitte bis 1,5 mm² anschließbar sind. Ein Alleinstellungsmerkmal dieser beiden Lösungen sei laut Schmersal die Einzelabsicherung der Sicherheitsschaltgeräte durch einen Leitungsschutz mit selbstrückstellender Sicherung.

Aktive Variante für Sicherheitsschalter und -sensoren

Eine dritte und aktive Variante gibt es für Sicherheitsschalter und Sicherheitssensoren: Bei der sicheren Reihenschaltung von elektromechanischen Sicherheitsschaltern mit Kontaktausgängen oder von Sicherheitssensoren mit elektronischen OSSD-Ausgängen übernimmt eine Sicherheitseingangserweiterung der SRB-E-Baureihe die aktive elektronische Signalauswertung. Bei dieser Lösung wird auch bei der Reihenschaltung von Kontakten ein Sicherheitsniveau von Kategorie 4 / PL e / SIL 3 ohne die Reduzierung des Diagnosedeckungsgrad erreicht, gibt Schmersal an.

Die passiven Installationssysteme PDM und PFB gibt es optional in einer Variante für das „Serielle Diagnose“(SD)-Interface von Schmersal. Es ermöglicht die serielle Übertragung der nicht sicherer Daten und verringert nochmals den Verdrahtungsaufwand in einer Reihenschaltung. „Sicherheitssensoren und -zuhaltungen in der Reihenschaltung, die mit SD-Interface ausgestattet sind, übertragen dann umfangreiche Diagnosedaten über das SD-Gateway und einen Feldbus an eine Steuerung“, erläutert Udo Weber. Bei der berührungslos wirkenden magnetischen Sicherheitszuhaltung MZM100-SD könnten das beispielsweise Diagnosedaten oder Fehlermeldungen sein, wie etwa „Fehler oder Querschluss an einem Sicherheitsausgang“, „zu niedrige Betriebsspannung“ oder „defekter Betätiger“. Dies ermögliche eine rasche Fehlerbeseitigung. Und die erweiterten Diagnosefunktionen würden die Voraussetzung schaffen für die vorausschauende Wartung im Sinne einer „Predictive Maintenance“ und die Vermeidung von Maschinenstillständen. (jv)

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