Sicherheit und Diagnose

Andreas Mühlbauer,

Smarter Schutz

Um Menschen vor Maschinen mit gefährlichem Nachlauf oder anderen Gefahrenquellen zu schützen, eignen sich trennende Schutzeinrichtungen. Dabei sind flexibel einsetzbare Lösungen gefragt, die mehrere unterschiedliche Komponenten bereithalten. Über die Schutzfunktion hinaus lässt sich ein solches Türsystem mit einer intelligenten Diagnoselösung effizient einsetzen. Von Martin Bellingkrodt

Das sichere Schutztürsystem PSENmlock ist für den Personen- und Prozessschutz bis PL e einsetzbar. © Pilz

Anlagen werden zunehmend komplexer und modular aufgebaut. Gleichzeitig ist die funktionale Sicherheit ein wichtiger Aspekt. So müssen etwa beim Einsatz trennender Schutzeinrichtungen Anlagen sofort stoppen, wenn eine Schutztür zu einem gefährlichen Bereich geöffnet wird. Hier sind oft je nach Applikation individuelle Lösungen aus einer Kombination von Sensoren, Fluchtentriegelung sowie einer Bedien- und Taster-Einheit gefragt.

Den Kern des modularen Schutztürsystems von Pilz bilden die Schutztürsensoren PSENslock und PSENmlock. Ersterer bietet sichere Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung in einem. Der PSENmlock dagegen ist aufgrund sicherer Verriegelung und sicherer Zuhaltung für den Personen- und Prozessschutz bis zur höchsten Sicherheitskategorie PL e einsetzbar.

Für den Sensor PSENmlock steht darüber hinaus eine Variante mit Reihenschaltung zur Verfügung. Je nach Applikation können Anwender den passenden Schutztürsensor wählen und diesen mit den für ihre Anwendung erforderlichen Komponenten zur individuellen Lösung kombinieren.

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Trotz Modularität soll das Bedienen eines Schutztür-systems einfach sein. Über eine passende Taster-Einheit an der Schutztür lassen sich Befehle wie Aktivieren, Stopp oder das Quittieren der Maschine oder Anlage steuern. Das Bedienen und Steuern der Schutztürsensoren ermöglicht beispielsweise die Taster-Unit PITgatebox. Individuelle Anwendungen lassen sich aus den vorkonfigurierten Varianten mit verschiedenen Kombinationen aus Drucktastern, Schlüsselschaltern und Not-Halt-Tastern umsetzen. Selbst in rauen Industrieumgebungen arbeitet die PITgatebox mit einem robusten Gehäuse aus Zinkdruckguss zuverlässig, da sie resistent gegen Stoß, Vibration und Kollision ist. Mit ihrem schmalen Gehäuse ist eine platzsparende Installation an handelsüblichen Profilsystemen möglich.

Optionen für die sichere Flucht

In einer schwierigen Situation muss der Werker den abgetrennten Gefahrenbereich schnell verlassen können. Das übernimmt im Schutztürsystem die Fluchtentriegelung. Als optionales Zubehör für die Schutztürsensoren PSENmlock stehen deshalb zwei Ausführungen der Fluchtentriegelung zur Verfügung: Die PSENml escape release ist über eine Stange direkt mit dem Basisgerät verbunden, während die PSENml escape release cordset über ein Zug-Druck-Seil am Sensor montiert wird.Die abgesetzte Variante mit Zug-Druck-Seil ermöglicht eine räumlich getrennte Montage des Schutztürsystems und der Fluchtentriegelung. Letztere gibt damit nicht vor, wo der Sensor installiert werden muss. Schließlich kann der Kunde seine individuelle Schutztürlösung mit passenden Türgriffen für Schwenk- und Schiebetüren vervollständigen.

Das modulare System ermöglicht also eine Reihe an Kombinationen für individuelle Schutztürlösungen, die von Stand-alone-Maschinen bis zur weitläufigen, verketteten Anlage einsetzbar sind. Für den Schutztürsensor PSENmlock mit Reihenschaltung ergeben sich weitere Möglichkeiten, wenn der Anwender das System mit einer Diagnoselösung wie Safety Device Diagnostics (SDD) kombiniert. So lassen sich die Statusinformationen der intelligenten Sensoren abfragen, deren Konfigurationsparameter auslesen und Aktionen visualisieren.

Die sicheren Schutztürsysteme zur Überwachung trennender Schutzeinrichtungen verhindern Stillsetzen und das Wiederanlaufen (Verriegelung) manipulations- und umgehungssicher. © Pilz

Die Reihenschaltung der Sicherheitssensoren der Schutztüren erfolgt nach einem standardisierten Verfahren: OSSD-Ausgänge (Output Switching Signalling Device) des einen Sensors werden mit Eingängen des folgenden Sensors verbunden. Bisher musste der Konstrukteur alle Sensoren in einer aufwendigen, teuren Sternverkabelung einzeln im Schaltschrank verdrahten, um sie einzeln anzusteuern. Außerdem wurde lediglich 1 Bit übertragen, nämlich die Information, ob ein Sensor den Betätiger erkannt hat oder nicht.

Ein Kabel, viele Schutztüren

Zusammen mit dem sicheren Schutztürsystem PSENmlock lassen sich mit dieser Diagnose-Lösung trotz ausgedehnter Einkabellösung Schutztüren auch einzeln ansteuern. Wenn in einer Anlage etwa Wartungsarbeiten oder ein Werkzeugwechsel anstehen, können Anwender definieren, welche Türen nach Abschalten geöffnet werden dürfen. Ohne SDD würden bei Anforderung der Entriegelungsfunktion alle in Reihe geschalteten Schutztüren auf einmal aufgehen.

Die Einkabellösung erweitert außerdem die Grenzen der Reihenschaltung: Sie macht es für den Maschinenbauer einfach, ein weiteres Modul hinzuzufügen. Denn dadurch, dass ein System mehrere Funktionen bietet, lässt sich ein PSENmlock flexibel einsetzen. Außerdem ist er an unterschiedliche Anforderungen anpassbar: Zum Beispiel für begehbare oder nicht begehbare Türen sowie für „in Reihe geschaltet“ oder nicht.

Möglichkeiten der Diagnose

Welche Diagnoseinformationen lassen sich nun erfassen? Zunächst einmal der Status der Sicherheitssensoren sowie der Zustand ihrer Ein- und Ausgänge. Außerdem lassen sich Warnungen hinsichtlich Über- oder Unterspannung auslesen, die insbesondere bei langen Leitungen auftreten können, wenn diese zuvor nicht sorgfältig vermessen wurden. Denn die Diagnose-Lösung kann insgesamt 900 Meter abdecken, wodurch sich beispielsweise große Hochregallager, Anwendungen in der Intralogistik oder ausgedehnte Anlagen der Stahlindustrie über eine Einkabellösung anbinden lassen.

Alle Sensoren lassen sich über ein Mastergate des Diagnosesystems zentral verwalten, was die Überwachung mehrerer Sicherheitsgeräte deutlich erleichtert. Dass auch Geräteeigenschaften wie die Artikel- und Seriennummern, die Produktversionsnummer oder Betriebsmittelkennzeichnungen hinterlegt werden können, erleichtert die Verortung eines Sensors und im Fall eines Fehlers den Austausch. Da sich mit der Diagnose-Lösung vielfältige Diagnosedaten vor Ort oder aus der Ferne erfassen lassen, eignet sie sich auch für die vorausschauende Wartung.

Anwendungen mit Industrie-4.0-Anforderungen lassen sich also mit modularen Lösungen wie dem Schutztür- system unkompliziert und sicher umsetzen. Per Baukasten-Prinzip wird eine individuelle Lösung erstellt, die sich mit dem passenden Diagnose-Tool effizient einsetzen lässt. Die Reihenschaltung für Sicherheitssensoren und die direkte Auswertung der Daten vom Sensor ermöglichen nun nicht nur eine wesentlich erhöhte Verfügbarkeit. Sie stellt durch ihren modularen Ansatz auch für die Fabrik der Zukunft eine adäquate Diagnoselösung dar.

Martin Bellingkrodt, Product Manager Sensors bei Pilz / am

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