Sicherheitssystem für Schutztüren mit integriertem Profinet und Profisafe

Modulare Abwehr

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Neue Normen, Richtlinien, Maschinenkonzepte und Kommunikationstechnologien – die Automatisierungstechnik und damit der Bereich Maschinensicherheit sind einem ständigen Wandel unterzogen. Beide wachsen zusehends zusammen und neue Bustechnologien verbreiten sich mit zunehmender Geschwindigkeit. Hersteller von Sicherheitsbauteilen reagieren mit neuen, modularen Sicherheitssystemen auf diese Veränderung.

Bussysteme sind seit langem bekannt. Am weitesten verbreitet ist in Deutschland Profibus. Für ihn gibt es seit etlichen Jahren unterschiedlichste Endgeräte, so dass sich für nahezu jede Aufgabe ein Passendes findet lässt.

Bei Profinet steht diese Entwicklung hingegen noch am Anfang. Euchner bringt jetzt als einer der ersten Hersteller mit „MGB Profinet“ ein Sicherheitssystem zur Absicherung von Schutztüren mit integriertem Profinet und Profisafe auf den Markt, mit dem gleichzeitig auch zahlreiche andere Aufgabenstellungen rund um die Schutztür abgedeckt werden können. Kern der Neuentwicklung ist das von Euchner vor zwei Jahren präsentierte Sicherheitssystem „Multifunctional Gate Box“ (MGB). Das System ist modular aufgebaut und vereint Sicherheitsschalter, Zuhaltung und Riegelsystem in einer kompakten Modulkombination.
Basisfunktionen und Module im Überblick
Zentraler Baustein des Systems ist das Auswertemodul, das mit integrierten Bedientasten und Anzeigeleuchten, beispielsweise zur Stoppanforderung und Quittierung angeboten wird. Damit wird das Sicherheitssystem zum kleinen Bedienfeld.
Das Auswertemodul ist als Zuhaltung oder Verriegelung erhältlich. Das bedeutet, dass entweder die Schutztür bei laufender Maschine zugehalten wird, oder beim Öffnen der Tür die Maschine in einen sicheren Zustand geht, also stoppt. Das Modul ist besonders stabil ausgeführt: Sein Gehäuse besteht außen aus hochwertigem Kunststoff. Alle Teile, die größere Kräfte abfangen müssen, sind aus Metall. Selbst ein Zuschlagen der Tür kann der MGB somit nichts anhaben.
Auch das passende Griffmodul enthält Funktionen, die an einer Schutztür notwendig sind: Neben dem eigentlichen Türgriff ist ein so genannter Sperreinsatz eingebaut, der ausgeklappt werden kann. Damit wird der Türgriff in der „Offen“-Position fixiert und die Tür kann nicht mehr geschlossen werden. Der Sperreinsatz kann mit bis zu drei Bügelschlössern abgeschlossen werden. Muss ein Bediener in die Anlage, kann er so verhindern, dass eine andere Person die Tür schließt und die Anlage in Betrieb setzt.
Sicherheit und Flexibilität stehen an erster Stelle
Oft steht beim Planen einer Maschine oder Anlage noch nicht fest, ob die Schutztür rechts oder links angeschlagen ist. Für die MGB ist das kein Problem. Das Griffmodul kann schnell und einfach in der Drehrichtung umgestellt werden. Das Auswertemodul wird einfach umgedreht. Das vereinfacht die Lagerhaltung und vermeidet Fehlplanungen.
Im Griffmodul sind verschiedene Transponder eingebaut. Diese erlauben den Einsatz der MGB – gleich in welcher Ausführung – bis zum PLe ohne Einschränkungen. Die Forderungen der EN ISO 13849-1 werden somit also erfüllt, ebenso wie die der EN 1088. Diese fordert beispielsweise, dass ein einfaches Umgehen einer sicherheitstechnischen Einrichtung nicht möglich sein darf. Durch die Codierung der Griffmodule gibt es eigentlich keine Möglichkeit, die Schutzeinrichtung zu überlisten.
Ebenfalls zum System gehört eine optionale Fluchtentriegelung. Wenn eine Anlage begehbar ist, lautet eine Forderung der Maschinenrichtlinie, dass eine Person, die versehentlich in der Maschine eingeschlossen wurde, sich selbst befreien können muss. Die Fluchtentriegelung bietet eine sehr einfache Möglichkeit, dieser Forderung nachzukommen. Selbst bei geschlossener Zuhaltung der MGB kann man sich mit ihrer Hilfe im Handumdrehen befreien. Falls die Maschine läuft, wird diese natürlich bei Betätigen des Griffs sofort abgeschaltet.
Ergänzend ist ein Bedienmodul für die MGB erhältlich, welches dem Anwender erlaubt, zusätzliche Funktionen wie Taster, Schlüsselschalter, Wahlschalter oder Anzeigeelemente nach Bedarf einzuplanen. So können Funktionen, die bisher in separaten Bedienfeldern untergebracht waren, in das flexible MGB-Konzept integriert werden.
Die beschriebenen Funktionen machen deutlich, dass es rund um die Schutztür viele unterschiedliche Aufgaben gibt, die in einem intelligenten Bedienkonzept erwartet werden. Neben den reinen sicherheitstechnischen Anforderungen werden vermehrt auch Bedienfunktionen verlangt. Dieser Ansatz spart ergänzende Schaltkästen und deren Verdrahtung. Schon in der Standardausführung des MGB-Systems wird diesem Umstand Rechnung getragen.
MGB-Profinet – viel Funktion wenig Aufwand
Durch die Verwendung der MGB mit Busanschluss stellt sich die Frage des Verdrahtungsaufwands überhaupt nicht mehr: Aus Leitungen werden Datenpakete und aus Kabelbäumen Busstecker. Durch den Einsatz des Busses muss jetzt nicht mehr jeder Anschlusspunkt einzeln verdrahtet werden. Und der Aufwand für eine konventionelle Verdrahtung wäre bei allen oben beschriebenen Möglichkeiten wirklich groß. Stattdessen gibt es bei der Profinet-Ausführung für alle notwendigen Signale definierte Ein- und Ausgangsbits, die via Bus zwischen MGB und Steuerung übertragen werden.
Alle Funktionen, die nicht sicherheitstechnisch ausgewertet werden, können dabei im Standardprotokoll von Profinet übertragen werden. Alle sicherheitstechnischen Funktionen benötigen dagegen ein entsprechendes Protokoll, welches eine wesentlich höhere Datensicherheit bietet. Hier kommt Profisafe zum Einsatz; Sicherheitsinformationen werden also mit dem integrierten Profisafe-Protokoll an die Steuerung übergeben. Umfangreiche Diagnosemeldungen in Form von Profinet-Meldungen ermöglichen zudem eine schnelle und zielgerichtete Problembehebung, die vor allem in der Inbetriebnahmephase einer Maschine sehr wichtig sind.
Als Anschluss kommen in der Profinet MGB die Stecker der Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller (AIDA) zum Einsatz. Um die Verkabelung des Bussystems zu vereinfachen, ist in der Profinet MGB auch ein 2-fach-Switch integriert, der es erlaubt das Profinet RT-Protokoll zu switchen und so eine einfachere Leitungsverlegung ermöglicht. Auch zur Spannungsversorgung sind zwei Stecker integriert, so dass nachfolgende Geräte nicht sternförmig vom Schaltschrank aus angefahren werden müssen.
Durch die Profinet-typische, einfache Parametrierung ist sogar der Austausch des Systems im Servicefall eine einfache Angelegenheit und kann in wenigen Minuten durchgeführt werden.
Im Sinne einer einfachen und schnellen Montage sind die Profinet MGBs auch vormontiert auf einer Montageplatte erhältlich. Dann genügen sehr wenige Schrauben, um die gesamte Einheit zu befestigen. Dazu kommt das einfache Stecken der Profinet-Stecker und schon kann eine Anlage in Betrieb gehen.
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