Inhaltsverzeichnis
1. Maschinen und Sicherheit aus dem Baukasten
2. Einfache Lagerhaltung, Montage und Anbindung
3. Flexibilisierung als Kernelement von Industrie 4.0
4. Datenintegration auch auf der Sicherheitsebene
Zu den aktuellen Trends im Maschinenbau gehört die immer höhere Leistungsdichte. Auf der Ebene der Maschinensicherheit bedeutet das: Die Sicherheitsschaltgeräte werden kompakter, damit sie sich auch in beengten Umgebungskonstruktionen optimal montieren lassen. Für diese Anforderungen stehen im Programm der Schmersal-Gruppe unter anderem miniaturisierte Sicherheitssensoren wie die Baureihe RSS 260 zur Verfügung. Sie kombinieren eine kompakte Bauform mit einem großen Schaltabstand sowie einer RFID-basierten Sicherheitssensorik. Diese erlaubt eine individuelle Codierung der Betätiger, die ganz einfach im Anlernverfahren erfolgt. Zu den weiteren Eigenschaften gehört die Möglichkeit, mehrere Sicherheitssensoren einfach per Reihenschaltung zu verbinden und über einen einzigen Sicherheitsbaustein auszuwerten, ohne dass das Sicherheitsniveau und die Diagnosefähigkeit beeinträchtigt werden.
Ebenfalls ein Beispiel für die Miniaturisierung sind die Sicherheitslichtschranken der Baureihe SLB 240 / 440 / 440-H aus dem Programm der sicherheitsgerichteten Optoelektronik. Trotz Abmessungen von nur 28 x 32 x 72 mm (SLB 240 / 440 mit Kabelanschluss) ist bei ihnen die Auswerteeinheit integriert. Sie können somit als kompakte Stand-alone-Geräte zur berührungslosen Zugangsabsicherung eingesetzt werden und bieten dabei hohen Komfort: Eine visuelle Einrichthilfe, die im laufenden Sicherheitsbetrieb die Signalgüte anzeigt, erleichtert die Montage. Und aufgrund einer vierfachen Kodierung können bei Verwendung mehrerer Lichtschranken an einer Applikation bis zu vier Sensorpaare in einer Richtung betrieben werden, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen.
Maschinen und Sicherheit aus dem Baukasten
Viele Hersteller haben ihre Maschinen bereits modularisiert oder arbeiten an modularisierten Maschinenkonzepten. Der Vorteil besteht dabei in der vereinfachten Anpassung an die individuellen Anforderungen der Anwender, da Hersteller baugrößen- oder sogar baureihenübergreifende Module verwenden können. Dies vereinfacht die Montage und im besten Fall können sie sogar Maschinen, die beim Anwender seit Jahren in Betrieb sind, an veränderte Anforderungen anpassen. Dieses Konzept hat – wenn es konsequent umgesetzt wird – tiefgreifende Auswirkungen auf die Maschinensicherheit. Hier kommen am besten Sicherheitssysteme zur Anwendung, die ebenfalls modular aufgebaut sind sowie den geänderten Anforderungen entsprechend konfiguriert werden können – zwei zentrale Eigenschaften der Sicherheitssteuerung Protect PSC 1. Sie bietet die Möglichkeit, individuelle Schutzsysteme zu programmieren. Zudem ist zwischen verschiedenen PSC-Steuerungen eine sichere Querkommunikation über Ethernet SDDC (Safety Device-to-Device Communication) möglich. Dies vereinfacht den Aufbau komplexer, mehrteiliger Anlagen mit vernetzten Sicherheitssubsystemen.
Alternativ können auch für jedes Maschinenmodul eigene Sicherheitskreise vorgesehen werden, was für den Einsatz von Sicherheitsrelaisbausteinen spricht. Auch dafür gibt es gute Argumente bei modularen Maschinen, zumal es für solche Aufgaben ebenfalls maßgeschneiderte Lösungen gibt. Ein Beispiel: Der Baustein Protect SRB-E-FWS-TS bietet mit Stillstands- oder sicherem Zeitrelais sowie einer Schutztürüberwachung zwei Sicherheitsfunktionen in einer Auswerteeinheit. Damit lassen sich die üblichen Funktionen zur Absicherung von Gefahrenbereichen mit einem kompakten Gerät abdecken.
Einfache Lagerhaltung, Montage und Anbindung
Nach dem Baukastenprinzip hat Schmersal auch die neue Positionsschalter-Generation der Produktfamilie PS angelegt. Anwender können den Komplettschalter mit Betätigungselement oder nur den Basisschalter ohne Betätiger bestellen. Das dann zusätzlich notwendige Betätigungselement kann aus mehreren möglichen Versionen ausgewählt werden. Dies verringert den Aufwand für die Lagerhaltung und sorgt für eine schnelle Verfügbarkeit sämtlicher Varianten. Zudem sind alle Betätiger in 45°-Schritten drehbar, sodass eine Anpassung an die vorgegebene Anfahrrichtung möglich ist.
Eine einfache Montage steht im Lastenheft vieler Maschinenhersteller, und sie wird nicht nur durch die Modularisierung der Komponenten erreicht, sondern auch durch die möglichst einfache Verbindung der Module und Systemkomponenten. Auf der Ebene des Sicherheitskreises kann dies durch die Installationssysteme von Schmersal erreicht werden. Sie schaffen die Voraussetzung für eine einfache sowie schnelle Verdrahtung von Sicherheitsschaltgeräten in Reihenschaltung. Dabei können auch unterschiedliche Schaltertypen wie Sicherheitszuhaltungen und -sensoren gemischt an das System angeschlossen werden. Es stehen verschiedene Systeme zur Verfügung, darunter auch solche für erhöhte Hygieneanforderungen.
Flexibilisierung als Kernelement von Industrie 4.0
Die Diskussion rund um die Flexibilisierung von Maschinen und Anlagen ist eng mit der Debatte um die Industrie 4.0 verknüpft. Zu ihren Kernzielen es gehört, sehr kleine Losgrößen ebenso wirtschaftlich zu fertigen wie Großserienprodukte. In diesem Zusammenhang wird auch auf der Geräteebene Flexibilität gewünscht, was unter anderem an den Sicherheitslichtvorhängen und -lichtgittern der Baureihe SLC/SLG 240 COM ersichtlich wird. Sie sind beispielsweise mit einer integrierten Strahlausblendung für ortsfeste und bewegliche Objekte im Schutzfeld ausgestattet. Dabei werden Teilbereiche des Schutzfeldes ausgeblendet, ohne dass ein Stopp-Signal ausgelöst wird. Auf diese Weise können bewegliche Objekte wie Werkstücke zugeführt oder es kann ein Transportband mit einer festen Position im Schutzfeld positioniert werden. Zudem ist es möglich, die Sensorpaare in Reihe zu schalten, sodass Maschinen von verschiedenen Seiten mit einer Abschalteinrichtung abgesichert werden können.
Datenintegration auch auf der Sicherheitsebene
Digitalisierung sowie Datenintegration folgen auf der Sicherheitsebene anderen Spielregeln als in nicht sicherheitsgerichteten Bereichen, da die Sicherheit sowie die normativen Grundlagen hier mit Safety und Security im doppelten Sinne zu berücksichtigen sind. Dennoch sind Sicherheitsbussysteme wie AS-i Safety at Work Stand der Technik und Schmersal bietet verschiedene Baureihen an Sicherheitsschaltgeräten mit integrierter AS-i SaW-Schnittstelle an. In Kombination mit der Smart Safety Solution können so Status- und Diagnoseinformationen über die Sicherheitssteuerung Protect PSC 1 sowie ein Edge-Gateway in die Cloud übertragen werden. Erfasst werden zum Beispiel Schaltzyklen, Grenzbereichs- und Abstandswarnungen sowie die Betriebszustände der Schutzeinrichtungen. Diese Diagnoseinformationen können auf Bildschirmen visualisiert und über mobile Endgeräte abgerufen werden. Das ermöglicht eine standortunabhängige Kontrolle von Fertigungsprozessen sowie eine vorausschauende Instandhaltung: Wenn beispielsweise Verschmutzungen an den Sensoren von Sicherheitslichtgittern auftreten und das Signal schwächer wird, wird eine Warnmeldung an die Cloud übermittelt und der Anwender kann den Sensoren reinigen, bevor das Lichtgitter sicher abschaltet und die Maschine zum Stillstand kommt. Dieses und die anderen genannten Beispiele zeigen: Auch in der Maschinensicherheit setzen sich die Grundprinzipien von Industrie 4.0 und Digitalisierung durch, wovon Hersteller und Anwender profitieren. ik
Eine Übersicht über die Systeme und Lösungen von Schmersal:
