Abbildung 1 Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik optimal integriert

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1 Besser als Abschalten Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik mit programmierbarer Sicherheitstechnik optimal integriert Was hat sichere Antriebstechnik mit programmierbarer Sicherheit zu tun? Die sichere Antriebstechnik bietet das Potential, die Produktivität der Anlage zu steigern, da sie die Gefahr dort vermeidet wo sie entstehen kann. Inzwischen bieten moderne Antriebssysteme vielfältige Funktionen, die nicht nur sicherstellen dass die Maschine sicher still steht, sondern das sichere Arbeiten mit der Maschine ermöglichen. Programmierbare Sicherheit erhöht die Flexibilität, die verschiedenen Sicherheitsfunktionen der Antriebstechnik passend zum Prozess zu nutzen. Damit schränkt Sicherheitstechnik nicht die Verfügbarkeit ein, sondern bietet dich Chance Produktivität und Flexibilität der Anlage zu erhöhen. Gleichzeitig fördert sie die Akzeptanz der Sicherheits-Maßnahmen, vermeidet dadurch Manipulation mit den Schutzeinrichtungen und reduziert somit die Unfallgefahr. Abbildung 1 Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik optimal integriert Manipulation, die größte Gefahr Wie die HVBG Studie Manipulation von Schutzmaßnahmen zeigt muss Sicherheitstechnik zum Prozess passen, ansonsten erhöht sie die Gefahr für Unfälle anstatt diese zu reduzieren. Das Bedienpersonal beginnt zu, Unternehmenskommunikation

2 manipulieren, um die Aufgabe ausüben zu können. Nach der Umfrage sind an mehr als 40% der Maschinen die Sicherheitsvorkehrungen teilweise bzw. dauerhaft außer Kraft gesetzt und das mit dem Wissen der Verantwortlichen. Es lässt sich vermuten, dass der tatsächliche Anteil noch viel höher liegt. Damit Sicherheitsvorkehrungen nicht außer Kraft gesetzt werden und Ihre Wirkung verfehlen, müssen sie vom Bediener akzeptiert werden. Das heißt Sicherheitsmaßnahmen dürfen das Personal nicht behindern, müssen zum Prozess passen und dürfen nicht überdimensioniert sein. Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik - fein dosiert, passend zum Prozess Rexroth, ein Pionier der sicheren Antriebstechnik, bietet eine umfangreiche Palette an antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen. Abbildung 2 Antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen Sichere Anlaufsperre (STO) Sicherer Halt (SS1) Sichere Antriebssperre (SS1 für Not Halt) Sicherer Betriebshalt (SS2, SOS) Sicher begrenzte Verzögerung (SLD) Sicher reduzierte Geschwindigkeit (SLS) Sicher begrenzte Maximalgeschwindigkeit (SMS) Sicher begrenztes Schrittmaß (SLI) Sichere Bewegungsrichtung (SDI) Sicher überwachte Position (SMP) Sicher begrenzte Position (SLP) Sichere Schutztürzuhaltung (SDL) Sichere Ein-/Ausgänge (SIO) Sicheres Brems- und Haltesystem (SBS) Die Funktionen lassen sich dabei grob in fünf Gruppen einteilen: - Die sichere Anlaufsperre bzw. Impulssperre vermeidet den ungewollten Anlauf. - Das sicher überwachte Stillsetzen bzw. die sichere Haltfunktionen setzen das Antriebssystem entsprechend den Stopp Kategorien der EN still. - Die sicheren Bewegungsfunktionen, wie z.b. sicher reduzierte Geschwindigkeit, sicher begrenztes Schrittmaß oder sichere Drehrichtung ermöglichen das Arbeiten mit der Maschine bei offenem Schutz., Unternehmenskommunikation

3 - Die Funktionen wie die sichere Maximalgeschwindigkeit bzw. die sicher begrenzte absolute Endlage ermöglichen Einsparungen in der Konstruktion, da sie u.u. Einhausungen oder Einzugschutze überflüssig machen - Das sichere Brems- und Haltesystem zur Absturzsicherung von schwerkraftbelasteten Achsen, das selbst bei abgeschalteter Versorgungsspannung noch vollständig zweikanalig wirkt. Die Potentiale der sicheren Antriebstechnik sind sicherlich von Maschine zu Maschine unterschiedlich. Wie die Griesenbruch Studie aus dem Jahr 2006 zeigt, werden im deutschen Anlagen- und Maschinenbau mehr und mehr Funktionen mit steigender Tendenz genutzt. Sichere Antriebstechnik überzeugt, da sie entsprechend dem Prozess fein dosiert eingesetzt werden kann und somit das Potential für Manipulationen deutlich reduziert. Die Maschinenproduktivität steigt durch Verkürzung der Nebenzeiten, da die Maschine nicht abgeschaltet wird. Langwierige Entlade- bzw. Ladeprozesse der Zwischenkreise entfallen. Das Leerfahren der Maschine bzw. das Wiederaufsynchronisieren zum Prozess wird überflüssig. Die Anzahl externer Komponenten wird reduziert und deren Verdrahtung entfällt. Darüber hinaus wird die Fehleraufdeckung der Peripheriebeschaltung durch den Antrieb selbst erledigt und zwar dynamisch im Betrieb, ohne dass die Produktion gestoppt werden muss. Die Gefahr wird direkt dort überwacht wo sie entsteht. Somit entstehen geringste Restlaufwege, wenn es einmal zu einem Fehler kommen sollte. Innerhalb 2 ms wird festgestellt, wenn ein Antrieb durchgehen wollte. Integrierte Lösungen bieten durch minimale Schnittstellen eine hohe Zuverlässigkeit und das zertifiziert. Weshalb programmierbare Sicherheit? Für den Einsatz einer programmierbaren Sicherheitssteuerung gibt es viele Beweggründe. Ein bedeutender hängt sicherlich unmittelbar mit der Komplexität der Anlage zusammen. Bei mehreren Zugangsbereichen, Schutzzonen oder Bedienstellen ist es einfacher die Logik in einer programmierbaren Steuerung abzubilden als diese diskret verdrahtet aufzubauen. Auch wenn Sicherheitsfunktion entsprechend dem Benutzer, d.h. zwischen den Rechten des Bedieners, der Instandhaltung, dem Reinigungspersonal oder des Service anzupassen sind, läst sich das schneller und einfacher programmieren. Außerdem sind heute nahezu alle Maschinen Sondermaschinen, die aus Maschinenmodulen bestehen und an Kundenwünsche anzupassen sind. Frei programmierbare Steuerungen bieten natürlich diese Flexibilität., Unternehmenskommunikation

4 Die Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik ist eine weitere entscheidende Motivation programmierbare Sicherheitssteuerungen einzusetzen. Die Vielzahl der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen lassen sich so viel einfacher entsprechend der Anlagenkomplexität und mit entsprechenden Eskalationsstrategien implementieren. Die erforderliche Logik in Relaistechnik aufzubauen, wäre platzintensiv, fehleranfällig und in punkto Modularität und Flexibilität oft viel zu starr. Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik optimal integriert! Es ist entscheidend wie die Antriebstechnik in die programmierbare Sicherheitstechnik eingebunden ist. Der Anwender möchte sich nicht mit irgendwelchen Schnittstellen und Herstellerspezifika auseinandersetzen müssen. Anwender wollen die Sicherheitsfunktion aus dem Programm auf einfache Art aktivieren und das Erreichen des Betriebszustand quittiert bekommen, damit weitere Aktionen initiiert werden können. Abbildung 3 Integration der Antriebsintegrierten Sicherheitstechnik in die Steuerung Abbildung 3 zeigt, wie ein Antrieb sicher in den Sicheren Halt entsprechend Safe Stopp 2 (nach IEC ) überführt wird. Die Sichere Applikation aktiviert über den Funktionsbaustein der PLCopen Safety-Bibliothek die Überwachungsfunktion im Antrieb, die das sichere Stillsetzen überwacht und bei Fehlverhalten eine sichere Fehlerreaktion einleiten würde. Passend dazu muss die Funktionssteuerung die Führungsgrößen erzeugen. Die blauen Pfeile zeigen an, dass vom System, Unternehmenskommunikation

5 die notwendigen Informationen über das Busprotokoll stellvertretend ist hier SERCOS genannt - an den Antrieb gesendet werden. Dies geschieht automatisch, der Anwender muss sich nicht darum kümmern. Er steuert das Verhalten lediglich über eine Anforderung an und erhält eine Quittierung, die er zur Weiterverarbeitung, wie z.b. zur Entriegelung der Zuhaltung, verwenden kann. Es werden Schnittstellen und damit mögliche Fehlerquellen reduziert. Realität oder Zukunft? Sichere Antriebstechnik ist Realität. In den meisten Maschinen wird sie bereits mit Erfolg eingesetzt. Die programmierbare Sicherheitstechnik ermöglicht die flexible Nutzung auf einfache Art und Weise. Antriebsintegrierte Sicherheitstechnik erhöht die Produktivität der Anlage, so dass die Anzahl der genutzten Funktionen in Zukunft noch steigen wird. Moderne Automationssysteme, bei denen Standard- und Safety-Steuerung verschmelzen, bieten dabei das größte Potential antriebsintegrierte Sicherheitstechnik einfach zu nutzen. Es lassen sich alle Komponenten an einem Bussystem betreiben, ob Standard- oder Safety-Komponenten. Die Technologie kann so zu geringsten Topologiekosten bei reduzierten Schnittstellen umsetzet werden. Ganz entscheidend ist dabei wie einfach sich die Antriebstechnik in das Ablaufprogramm einbinden lässt. Denn je einfacher es ist, desto geringer ist die Gefahr systematischer Fehler. Die ist einer der weltweit führenden Spezialisten von Antriebs- und Steuerungstechnologien. Für über Kunden entstehen unter der Marke Rexroth maßgeschneiderte Lösungen zum Antreiben, Steuern und Bewegen von Maschinen und Anlagen, die in der Industrie- und Fabrikautomation sowie in mobilen Anwendungen zum Einsatz kommen. Als The Drive & Control Company entwickelt, produziert und vertreibt Bosch Rexroth seine Komponenten und Systeme in über 80 Ländern. Das Unternehmen der Bosch-Gruppe erzielte 2007 mit nahezu Mitarbeitern einen Umsatz von rund 5,4 Mrd. Euro. Mehr Informationen unter: Autor: Jochen Ost, Unternehmenskommunikation