Maschinensicherheit Sichere Antriebs- und Steuerungslösung für Druckmaschinen

Produktiv drucken, schnell umrüsten – trotzdem jederzeit sicher arbeiten: intelligente Automationslösungen machen's möglich. Soma Engineering setzt bei seinen Zentralzylinder-Flexodruckmaschinen auf Safety-on-Board-Lösungen von Rexroth und kombiniert die zentrale Sicherheitssteuerung mit im Antrieb integrierten Sicherheitsfunktionen.

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Druckereien stehen vor immer größeren wirtschaftlichen Herausforderungen. In Zeiten sinkender Auflagen gewinnen die Umrüstzeiten zunehmend einen entscheidenden Einfluss auf die Produktivität und Wirtschaftlichkeit. Maschinenhersteller können dieser Anforderung durch eine weitgehende Verlagerung der Prozess- und Sicherheitsfunktionen in die Maschinensoftware begegnen. Darüber hinaus reduzieren programmierte Technologiefunktionen und modulare Sicherheitstechnik den Engineeringaufwand erheblich und verkürzen die Time to Market von neuen Maschinen.

Motion-Logic-System mit einsatzbereit programmierten Technologiefunktionen

Soma Engineering, ein tschechischer Hersteller von Zentralzylinder-Flexodruckmaschinen, setzt bei seiner neuesten Maschinengeneration auf die Automatisierungslösung Indramotion von Rexroth. Diese Lösung umfasst ein Motion-Logic-System mit zahlreichen bereits einsatzbereit programmierten drucktypischen Technologiefunktionen wie beispielsweise eine Zugspannungsregelung und die Registerregelung sowie intelligente Servoantriebstechnik.

Für eine sichere Umrüstung kombinieren die tschechischen Konstrukteure eine zentrale Sicherheitssteuerung mit dezentralen, in den Antrieben integrierten Sicherheitsfunktionen. Weil sie die Sicherheit ohne Umweg über die Steuerung überwachen, können dezentrale Sicherheitsfunktionen von Rexroth im Fehlerfall schnell reagieren. Das ist in diesem Fall besonders wichtig, weil Soma Engineering hochdynamische Direktantriebstechnik für den Zentralzylinder und weitere Funktionen einsetzt. Diese Systemlösung hält alle Komponenten und Funktionen für die normgerechte funktionale Sicherheit bis PL e/Kat. 4 nach ISO 13849 bzw. SIL3 nach IEC 62061 bereit.

Dezentrale Sicherheitsfunktionen

Soma Engineering kombiniert die Antriebslösung mit einer programmierbaren Rexroth-Sicherheitssteuerung Safe Logic Compact. Die Einbindung der dezentralen Safety-Peripherie erfolgt über CIP Safety on Sercos. Dieses Protokoll ist nach IEC 61508 bis SIL3 zertifiziert und überträgt die sicherheitsrelevanten Signale über Sercos. Das senkt den Verkabelungsaufwand, was die Hardware- und Installationskosten deutlich reduziert.

Im regulären Druckbetrieb ist der Arbeitsraum der Maschine geschlossen und eine Gefährdung für die Bediener ausgeschlossen. Die Sicherheitssteuerung Safe Logic Compact überwacht dazu die Türkontakte und verhindert mit der Funktion Safe Door Lock (SDL) unbefugtes Eintreten in den Druckbereich. Bei notwendigen manuellen Eingriffen für Einrichtbetrieb, Reinigung, Umrüsten, Beheben von Materialriss oder -stau schützen passende Sicherheitsfunktionen die Bediener.

Antriebe sind in einer Sicherheitszone zusammengefasst

Für eine schnelle Umrüstung setzt Soma auf die Sleeve-Technologie. Mit der Rexroth-Lösung muss die Maschine dazu nicht stromlos gesetzt werden: Die entsprechenden Antriebe sind in einer Sicherheitszone zusammengefasst. Dank dessen reicht ein einziger Softwarebefehl aus, die Sicherheitsfunktionen für diese Zone zu aktivieren. Beispielsweise nutzt Soma Engineering für den Sleeve-Wechsel die Sicherheitsfunktion SOS (Safe Operating Stop). SOS überwacht, ob der Motor exakt seine Position hält. Damit kann das Bedienpersonal die Sleeves während des Betriebes gefahrlos tauschen, obwohl sich der Antrieb noch in Regelung befindet.

Für die Seitenregisterverstellung genügt dagegen eine einfachere Sicherheitstechnik: hier ist die sicherheitsgerichtete Safe-Torque-Off-Funktionalität (STO) ausreichend.

Optional auf 32 Achsen erweiterbar

Insgesamt umfasst die Sicherheitslösung für die Flexodruckmaschinen Optima/Premia 17 Achsen mit Safe Operation Stop, (SOS), Safe Limited Speed (SLS) und Sicherer Stopp 1 – Not-Halt (SS1-ES), welche alle über CIP Safety on Sercos angesteuert werden. Eine Erweiterung für 32 Positionierachsen mit SLS und SS1-ES und acht weitere Achsen mit STO für die Seitenregisterverstellung ist optional. Die Ansteuerung der optionalen Antriebe erfolgt über sichere OSSD-Ausgänge der Safe Logic Compact.

Die Kombination der Sicherheitssteuerung mit den in den Indra-Drive-Antrieben integrierten und zertifizierten Sicherheitsfunktionen reduziert den Engineeringaufwand erheblich. Diese modulare Steuerungslösung ermöglicht die wirtschaftliche und sichere Logikverarbeitung innerhalb der Maschine und erfüllt die Anforderungen für SIL3 (IEC62061) sowie PLe Kat 4 (ISO13849). Sie fügt sich in die unterschiedlichsten Automatisierungslösungen ein, indem sie mit den Peripheriesignalen wächst. Die Kommunikation findet über den Automatisierungsbus Sercos statt.

Kurze Engineeringzeiten

Die einheitliche Programmierumgebung Indraworks von Rexroth-für die Prozess- und Sicherheitssteuerung sowie die intelligenten Antriebe reduziert den Engineeringaufwand erheblich. Prozess- und Safety-Applikation stehen unter einer gemeinsamen Projektverwaltung. Der Safety Wizard führt den Anwender durch das Setzen der sicheren Antriebsparameter. Er gewährleistet, dass alle benötigten Sicherheitsfunktionen konfiguriert und parametriert wurden und erstellt einen Abnahmebericht. Der Anwender kann ihn für die erforderliche Dokumentation per Mausklick speichern oder ausdrucken.

Mit dem Safe Logic Designer erfolgen Konfiguration, Programmierung und Inbetriebnahme der Safe Logic Compact. Der Inbetriebnehmer konfiguriert die Ein-/Ausgänge indem er per Drag-and-Drop die verwendete Peripherie auswählt und den Schnittstellen zuweist. Das Programm entsteht durch graphisches Verbinden der konfigurierten Ein-/Ausgänge mit Elementen aus der umfangreichen Bausteinbibliothek. Im Simulationsmodus lässt sich schnell verifizieren, ob das Programm fehlerfrei ist.

Die Sicherheitssteuerungen von Rexroth arbeiten rückwirkungsfrei. So können Maschinenhersteller ihr Maschinenprogramm und die Prozesse an Kundenwünsche anpassen, ohne das Safety-Programm der Sicherheitssteuerung modifizieren und neu verifizieren zu müssen. (jv)

Hannover Messe 2016: Halle 17, Stand B38

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