Leistungsstarke Steuerungstechnik und nötige Sicherheitsfunktionalität in einer Lösung Durchdacht und komfortabel - KEM

Leistungsstarke Steuerungstechnik und nötige Sicherheitsfunktionalität in einer Lösung

Durchdacht und komfortabel

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Die Einhaltung der neuen Maschinenrichtline soll mit bestehenden Produkten der Automatisierung weitgehend gewährleistet werden. Deshalb werden sichere Funktionen entweder in die Produkte integriert oder als Erweiterungen an diese angeschaltet. Parallele Installationen sollen dabei entfallen. Deswegen agiert das hier vorgestellte Unternehmen nach der Devise: Integration von Sicherheitstechnik in Sensorik, Logik und Aktorik spart Platz und Kosten in der Feldebene.

Seit nun die EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG in nationales Recht umgesetzt wurde, muss jeder Maschinenbauer die Sicherheit seiner Maschinen garantieren. Daher ist es für die Automatisierungsgerätehersteller eine Herausforderung, sichere Funktionen komfortabel und einfach in die Produkte zu integrieren und parallele Sicherheitskreise einzusparen oder zu minimieren, um den Maschinenbauer zu entlasten. Durch abstrakte Darstellung der Richtlinien, Normen und der Haftung haben einige Maschinenbauer schnell zu viel Respekt vor der Sicherheitstechnik. Klare Aussagen helfen, um entsprechend sicher zu handeln.

Vom Automatisierer für den Automatisierer
Ziel von Panasonic ist es daher, Lösungen einzuführen, die zu den bestehenden Produkten passen und verständlich für den Anwender sind. Dabei gilt für den Elektronikhersteller folgendes Motto: vom Automatisierer für den Automatisierer. Dabei sollen alle Bereiche, die Panasonic bietet, abgedeckt werden – von der Sicherheitslichtschranke über die Steuerung bis hin zum Antrieb. Ein gutes Beispiel für eine integrierte Lösung ist das System „FP-Safe“, denn es kann an die bekannten Steuerungen der FP-Serie gekoppelt werden. Hier wird die nötige Sicherheitsfunktionalität mit der leistungsstarken Steuerungstechnik in einer Lösung verbunden. Das System bietet bis zu fünf Sicherheitsfunktionen im Basismodul und ist darüber hinaus erweiterbar. Bei kleineren und mittleren Maschinen ist diese Anzahl laut einer Studie vom VDMA aus dem Jahre 2009 auch ausreichend.
Bereits im Basismodul FP-Safe ist die Kommunikationsschnittstelle zur SPS integriert. Es überwacht so die Sicherheit in der Maschine und kommuniziert mit der Steuerung. Die SPS kann im Falle eines sicheren Abschaltens von FP-Safe sofort weitere wichtige Funktionen einleiten. Dazu kann die Maschine zuvor oder danach informiert werden. Außerdem ist es möglich, den Grund für das Abschalten am Bediengerät anzuzeigen und das weitere Vorgehen für den Bediener zu beschreiben. Panasonic bietet hier keine Sicherheitskreise, die parallel zur Steuerung betrieben werden, sondern eine Lösung, die die Steuerungsmöglichkeiten ergänzt. Darüber hinaus bietet ein Modul mit bis zu fünf Sicherheitsfunktionen meist einen besseren PFHD-Wert als mehrere getrennte Sicherheitskreise, und es werden bessere Kennzahlen bei der Ermittlung des PL- oder SIL-Wertes für die Maschine erreicht.
Lichtgitter mit gleicher Schutzfeld- und Bauhöhe
Traditionelle Lichtgitter sind mit dem Seriennamen SF2B und SF4B bekannt. Die Schutzfeld- und Bauhöhe der Sensoren sind gleich. Dadurch können sie auf optimalem Raum integriert und ohne Schutzlücken verlängert werden. Die Serie SF2B ist kostengünstiger und für weniger risikobehaftete Anwendungen bis zur Kategorie 2 mit einem Performance-Level PLd geeignet. Volle Sicherheit bietet die Serie SF4B. Mit einem Performance Level PLe ist sie für Anwendungen mit Sicherheit der Kategorie 4 geeignet. Diese ist mit der ELCA-Funktion ausgestattet und verhindert den Einfluss von Fremdlichtquellen auf die Zuverlässigkeit des Lichtgitters. Drei wichtige Gründe sprachen für die Funktion:
  • Sind mehrere Lichtgitter in einer Fertigung im Einsatz, dürfen sich die Sensoren nicht gegenseitig beeinflussen
  • Funken und Lichtblitze von Schweißrobotern sollen die Sicherheit nicht beeinträchtigen
  • Fehlschaltungen müssen vermieden werden.
Ein separates Muting-Modul ist nicht notwendig, denn eine integrierte Funktion ermöglicht ein teilweises Ausblenden des Lichtgitters zur Materialzufuhr. SF 4B-Lichtgitter haben eine Überwachungsfunktion als Sicherheitskreis. Somit können nachgeschaltete Relais oder Schütze kontrolliert werden. Haben nachgeschaltete Bauteile eine Fehlfunktion, wird das vom Lichtgitter erkannt und Alarm ausgelöst. Die Maschine wird in einen sicheren Zustand gebracht.
Die SF4C-Serie ist die aktuelle Generation der Sicherheitslichtgitter des japanischen Elektronikherstellers. Sie ist flach und Platz sparend aufgebaut. Dadurch wird der Arbeitsbereich der Maschine kaum verkleinert. Die meisten Funktionen der vorherigen Serie SF4B sind integriert. Darüber hinaus ist ein sicherer Eingang vorhanden, so dass beispielsweise der Not-Aus-Schalter an das Lichtgitter angeschlossen werden kann.
Die Sicherheits-Einweglichtschranke ST4 arbeitet – wie der Name sagt – mit einem Lichtstrahl. Sie ist für kleine Öffnungen geeignet, für die Lichtgitter zu breit sind. Bis zu sechs solcher Einzellichtschranken können mit einem Kontrollbaustein betrieben werden. Somit kann der Sicherheitsbereich flexibel ausgerichtet werden.
Ein Antriebssystem für das richtige Drehmoment
Das Antriebssystem „Minas A5“ sorgt für eine genaue Positionierung, das richtige Drehmoment und eine Drehzahlregelung im Leistungsbereich von 50 bis 5000 W und hat eine Reaktionszeit von bis zu 2 kHz. Durch eine Auflösung von 20 Bit kann präzise positioniert werden. Sicherheit gewährt dabei die integrierte Funktion STO (Safe Torque Off). Im Falle eines eintretenden Risikos werden der Motorstrom und das -ausgangsmoment abgeschaltet.
Die Einhaltung der neuen Maschinenrichtline soll mit den bekannten Automatisierungsprodukten erreicht werden, die bereits bisher im Einsatz waren. Die sicheren Funktionen werden entweder in die Produkte integriert oder als Erweiterungen an diese gekoppelt. So wird zum Beispiel FP-Safe an die Steuerung angeschlossen. Separate Sicherheitskreise, die parallel zu den konventionellen Produkten installiert werden, sollen entfallen. Das spart nicht nur Bauteile und Geräte in der Maschine, sondern sorgt auch für mehr Platz in der Maschine und weniger Lagerware. Darüber hinaus sind durch die integrierten Sicherheitslösungen die Diagnose und der Service komfortabler. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn die Steuerung von dem Sicherheitsmodul FP-Safe eine Fehlermeldung erhält. Diese wird von der Feldebene an die Prozessleitebene weitergegeben. Parallel dazu erhält sie jedoch gegebenenfalls bereits Hinweise zum weiteren Vorgehen.
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