Funktional und sicher

Vor dem Hintergrund eines globalisierten Marktes wird die Vereinbarkeit von Sicherheit und bestmöglicher Maschinenverfügbarkeit immer bedeutender. Bei der Entwicklung der modularen Komponentenserie Safety-M von Kübler haben sich zunehmend drei Kernaspekte herauskristallisiert: größtmögliche Sicherheit bei einfacher, flexibler Integration und Bezahlbarkeit.

Der Autor: Jonas Urlaub, Produktmanager Funktionale Sicherheitstechnik, Kübler, Villingen-Schwenningen

Das neue Sicherheitsprogramm von Kübler ist modular aufgebaut, um eine einfache Integration und leichte Programmierbarkeit ermöglichen zu können. Die dazu gehörende Safety-M-Serie kann und soll wachsen. Ihre Module eignen sich für klar umrissene Anwendungen genauso gut wie für komplexe Automatisierungsaufgaben, die vor allem unkompliziert gelöst werden sollen. Durch ihre Skalierbarkeit sind sie außerdem eine Lösung für Applikationen, die auch in der nächsten Modernisierungs- oder Erweiterungsphase der Maschine noch Sicherheit bieten sollen.

Einsparungen erhalten

Bei Altmaschinen stehen sich so einige Argumente für und wider eine Weiterverwendung gegenüber. Außerdem fragt man sich, welche Kosten und Nutzen realistisch sind und wie wirtschaftlich die generalüberholte Maschine dann im Vergleich zur Neuanschaffung ist. Noch mehr Unbekannte gesellen sich zur Rechnung, wenn aufgrund der Umstellung von Steuer- und Regelungstechnik auch eine neue Sicherheitsbetrachtung der Maschine fällig wird. Hier dürfen die Kosten der Sicherheitstechnik die vorher gefundenen Einsparungsmöglichkeiten nicht gleich wieder neutralisieren. Ob sich eine Maschinenmodernisierung rechnet, steht also auch damit im Zusammenhang.

Für eben solche Einsätze, das Um- oder Nachrüsten von Maschinen bis zur maßgeschneiderten und funktionell ausgestatteten Neuanlage, bieten die Sicherheitsmodule Safety-M-compact die notwendige Passgenauigkeit. Die wachsende Beliebtheit gegenüber größeren SPS lässt sich durch einige Eigenschaften erklären. Beispielsweise können über optionale OLED-Displays sogar Anzeige- und Bedienfunktionen lokal übernommen werden. Mit den neuen Sicherheitsmodulen findet wohl jede Automatisierungsaufgabe ihre entsprechende Lösung. Entweder zentralisiert in einem Schaltschrank, verteilt mit Querkommunikation in mehreren Schaltschränken oder in dezentralen Installationen.

Effizienter Einsatz am Portalkran

Als Beispiel für eine Einsatzmöglichkeit der neuen Serie sei eine Gießerei genannt. Zwar wurden Verfahren und Technik des Eisengießens grundsätzlich seit etwa 5000 Jahren nicht verändert, doch hat sich in Sachen Maschineneinsatz eine sprunghafte Entwicklung eingestellt. Vollportalkrane sorgen in Gießereien heute für enorme Arbeitserleichterungen. Sie verladen gefährliche Güter, rot glühende, bis zu 1600 °C heiße Flüssigmasse oder Hunderte Tonnen schwere Lasten präzise und sicher. Im Umgang mit Portalkranen entstehen aber auch Gefahren für Mensch und Maschine. Nach der Arbeitsmittelbenutzerrichtlinie müssen die elektrischen und hydraulischen Steuerungen der hier im Einsatz befindlichen Maschinen der höchsten Sicherheitsstufe gerecht werden. Entsprechend der europäischen Norm EN ISO 13849-1 darf ein Fehler in der Maschinensteuerung nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Er muss „vor der nächsten Gefahr bringenden Bewegung entdeckt“ und die „Bewegung der Maschine im Fehlerfall sicher gestoppt werden“. Diese Forderungen gelten nicht nur für Neumaschinen, sondern ohne Einschränkung auch für ältere Gebrauchtmaschinen. Erfüllen sie elektrische und hydraulische Steuerungen nicht, bleibt nur die Alternative: Umrüsten oder Stilllegen.

Ein zentrales Element des Portalkrans ist also die modulare Sicherheitstechnik, die alle Steuersignale verarbeitet. Diese kommen unter anderem von Hubwerküberwachungseinheiten, die vor Überlast sichern, von Hubfrequenzumrichtern, mit einer Frequenzumrichtersteuerung für die Fahrantriebe und nicht zuletzt von robusten SIL-Drehgebern am Hubmotor, die allesamt die Winden des Krans überwachen. Da gerade im Stahlbereich die hohe Maschinenverfügbarkeit zählt, bietet sich hier der Safety-M-modular mit einem AS-i-Systembus an. Beim Ausfall einzelner Module oder wenn der betroffene Anlagenbereich offline gehen sollte, arbeitet die Zentrale zuverlässig durch.

Kommunikative Baureihe

Die Module der Baureihe sind kommunikativ: Ihre Schnittstellenvielfalt reicht von Feldbus wie CANopen, Profibus DP über Industrial Ethernet wie Profinet, EtherCat, EtherNet/IP bis zu Profisafe und mehr. Trotz ihrer kompakten Bauform bieten schon die Basismodule einiges an Leistung. Bis zu acht Ein- und Ausgänge stehen für unterschiedliche Informationen zur Verfügung und durch Erweiterungsmodule lassen sich die Möglichkeiten noch entscheidend vergrößern. Das Leistungsspektrum der derzeit 22 verschiedenen Sicherheitsmodule umfasst dabei sichere und standardmäßige Ein- und Ausgänge für Lichtgitter, Zugangskontrollen, Not-Halt-Taster, Meldeleuchten, sichere potenzialfreie Relaiskontakte und natürlich verschiedene Drehzahlwächter zur optimalen Abdeckung aller Antriebssicherheitsfunktionen mit verschiedenen Geberschnittstellen. Die neue Reihe bietet Rundum-Sicherheitslö-sungen, die mit den Automatisierungsaufgaben mitwachsen. Dabei eignen sie sich gleichermaßen für Nach- und Umrüstungen sowie für Neukonzeptionen von Maschinen – und das ohne viel Programmierung. I

Halle 7A, Stand 402