Mit Sicherheit steuern

Sieben Lösungen für eine Aufgabe

rungsaufgabe. Die Aufgabe, eine modu-lar aufgebaute Etikettiermaschine si-cherheitstechnisch auszurüsten, kam von der Krones AG. Dem Spezialisten für Getränkeabfüllanlagen und Verpa -ckungs ma schinen aus Neutraubling kam es dabei nicht nur auf die Erfüllung der Sicherheitsfunktion und dem Entspre-chen der EN 954-1 nach Kategorie 3 und IEC 61508 SIL 3 an, sondern auch auf die Wirtschaftlichkeit. Weitere Anforderun-gen waren eine kompakte und robuste Bauweise, umfangreiche Diagnosefunk-tionen, problemloser Komponenten -austausch sowie die Möglichkeit, die Sicherheitslogik nachträglich zu ändern. Die technischen Rahmenbedingungen machten es den Lösungsanbietern nicht leicht, da die Etikettiermaschine im Grenzbereich zwischen Sicherheits mo -du len, -steue rung und -controller liegt.

Die Aufgabenstellung Die mit einem Sicherheitssystem aus-zurüstende Etikettiermaschine besteht aus zwei Einheiten. Die Basismaschine übernimmt den Transport und das Fest-halten der Behälter im Maschinenkarus-sell. Sechs unterschiedliche, einzeln an-dockbare Etikettieraggregate schneiden die Etiketten und bringen sie auf. Die An-wesenheit der Aggregate an der Basis-maschine ist sicherheitsgerichtet und, auf Grund der geforderten Robustheit, berührungslos zu erfassen. Die entspre-chenden Sensoren benötigen mindes-tens die Schutzklasse IP67. Schalter und Gegenstücke müssen untereinander ver-tauschbar sein (also nicht ’codiert‘), da an einer Andockstation beliebige Etikettier-aggregate positioniert werden können. Alle Etikettierstationen sollen über einen zentralen Touchscreen bedienbar sein.

Sicherheitsfunktionen schützen nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen. Nur mit dem richtigen Konzept lassen sich Verletzungen vermeiden und Stillstandzeiten reduzieren. Dass es dafür viele gute Lösungen, aber kein Universalkonzept gibt, zeigte der VDMA-Technik-Benchmark Sicherheitssteuerungen.

� Grundlegend betrachtet gibt es für die sicherheitstechnische Auslegung einer Anlage verschiedene Möglichkeiten, die sich je nach Anlagengröße und -komple-xität anbieten. Neben einer Steuerung für die nicht-sicherkeitskritischen Abläu-fe, der ’Standardsteuerung‘, kann man entweder eine Sicherheitssteuerung oder logikverschaltbare Sicherheitsmo -dule bzw. -relais verwenden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, für Stan-dard- und Sicherheitsfunktionen eine einzige Steuerung einzusetzen. Obwohl die Konzepte sehr unterschiedlich sind, lässt sich mit ihnen die selbe Aufgaben-stellung lösen. Dies hat der 2. VDMA-Technik-Benchmark am 11. Mai in Frank-furt/Main gezeigt. Dort präsentierten sieben verschiedene Hersteller ihre Sicherheitslösungen für eine beispielhafte, reale Automatisie-

TRENDS & TECHNOLOGIE � SICHERHEITSSTEUERUNG

24 IEE 51. Jahrgang 6-2006

Auf dem vom VDMA-Fachverband Industrial Communication organisierten Technik-Benchmark präsentierten sieben Hersteller ihre Sicherheitslösungen für eine Krones-Verpackungsmaschine dem interessierten Fachpublikum.

Dieses Bedienterminal ist über den ge-samten Bereich der Etikettierstationen schwenkbar, wobei die Position sicher-heitsgerichtet abgefragt werden muss.

Detaillierte Sicherheitsanforderungen Die Sicherheit ist in die Bereiche Not-Aus und Schutzfunktion aufgeteilt. Der Not-Aus-Kreis entspricht einer Standardaus-führung. Nach dem gesteuerten Stillset-zen erfolgt kurz darauf die Abschaltung der Leistungsendstufen. Die Schutzfunk-tion erfordert deutlich mehr Sicherheits-logik. Zum Beseitigen einer Störung oder zum Einrichten einer neuen Ausstattung soll der Bewegungsvorgang bei geöff-neter Schutztür innerhalb eines einseh-baren Wirkungsbereiches langsam ab-laufbar sein. Speziell dafür vorgesehene Tipptaster wirken auf die Sicherheits-logik und starten den Jog-Betrieb. Insgesamt werden folgende Sicherheits-komponenten benötigt: �Drei Not-Aus-Taster und ein Not-Aus-

Kontakt von einer Fremdmaschine � Je sechs Sicherheitsschalter zur Türab -

frage, berührungslose Andockschalter und Positionsschalter für Bedientermi-nal-Stellung sowie ein Schutzkreis-Sig-nal von jedem Etikettieraggregat

� Zwei Tipptaster zur Überbrückung des einsehbaren Schutzbereiches

� Eine Not-Aus-Signalweitergabe an je-de Etikettierstation und zu einer Fremdmaschine sowie eine Schutz-kreis-Signalweitergabe an jede Etiket-

tierstation, jeweils mit einem abschalt-verzögerten Signal zum Unterbrechen der elektrischen Energie

� Komponente(n) zum Erfassen der Sen-sorinformationen, zur Verarbeitung der Sicherheitslogik und zum Ausge -ben der sicherheitsgerichteten Signale

Da an der Maschine kein Platz für separa-te Klemmkästen ist, muss die Verdrah-tung der Komponenten im Schaltschrank erfolgen. Trotzdem sollen sich die Kabel-anzahl und der Platzbedarf im Schalt-schrank in Grenzen halten. Weil die Ma-schinen in unterschiedlichen Funktions- und Kundenausprägungen hergestellt und über einen Zeitraum von über zehn Jahren betrieben werden, sind Flexibilität und Diagnosemöglichkeiten besonders wichtig. Alle diese Anforderungen zu erfüllen ist sicherlich keine leichte Aufgabe, doch alle Lösungen haben sie gemeistert. Wie, das können Sie auf den folgenden Seiten nachlesen. Dort stellt die IEE-Redaktion die einzelnen Lösungsvorschläge von Sick, Jokab Safety, Leuze lumiflex, Rock-well Automation, Bernstein, Pilz und Sie-mens vor. Zugriff auf die ausführlichen Manuskripte und Präsentationen erhal-ten Sie über die jeweilige infoDIRECT-Kennziffer auf unserem Portal www.all-electronics.de.

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� infoDIRECT 767iee0606

www.all-electronics.de � Präsentation von Krones � Link zur Benchmark-Homepage

Die modular aufgebaute Etikettiermaschine sollte sicherheitstechnisch nach den Normen EN 954–1, Kategorie 3 und IEC 61508 SIL 3 ausgerüstet werden.