Mehr Sicherheit und Performance

Die Standardisierung der sicherheitsgerichteten Kommunikation bringt dem Maschinenbau Vorteile. Allerdings ist auch ein Umdenken und in Teilen eine Reorganisation bei der Konstruktion und Projektierung der Anlagen erforderlich. Das ist, auf einen kurzen Nenner gebracht, die Erfahrung der ETT Verpackungstechnik GmbH. Das Unternehmen entwickelt und fertigt sowohl komplette Endverpackungslinien als auch kompakte Pickerzellen, Roboterpacker und Monoblock-Packanlagen. Zu den Kunden gehören u. a. namhafte Hersteller von Nahrungsmitteln, Getränken oder Waschmitteln.

Die Anlagen werden kundenspezifisch entwickelt, wobei man auf ein Modulsystem an Standardkomponenten zurückgreift. Die Anlagen zeichnen sich durch hohe Leistung und hohen Automationsgrad aus. In vielen Projekten sind zusätzlich kompakte Abmessungen gefordert. „Häufig werden vorhandene Anlagen durch neue ersetzt, und der Platz ist begrenzt“, erläutert Rolf Baschin, der als Leiter Materialwirtschaft bei ETT arbeitet. Das gilt oft auch für den Schaltschrank. Aus diesem Grund – aber nicht nur deshalb – setzt ETT auf dezentrale Intelligenz und verlagert die Steuerungskomponenten ins Feld. Sensorik, Aktorik und Steuerung kommunizieren dann über den AS-Interface-Standard (AS-i), der sich gerade in der Verpackungstechnik durchgesetzt hat.

AS-i wurde dezidiert für die Sensor-Aktor-Kommunikation entwickelt. Bis zu 62 Teilnehmer werden über das typische gelbe Flachbandkabel, das zugleich die Energieversorgung sicherstellt, verbunden und über den AS-i Master mit integriertem Feldbus-Gateway gesteuert. Damit spart man erheblichen Verdrahtungsaufwand und erhöht zugleich die Flexibilität, weil sich das System über den Master bequem konfigurieren lässt.

Dieses Prinzip bewährt sich bei ETT seit Jahren. Die Nutzung von AS-i bot eine gute Basis, um auch die sicherheitsgerichtete Kommunikation der Anlagen zu vereinfachen. Anlass war die Einführung der revidierten Maschinenrichtlinie. „Wir haben geprüft, wie sich die Sicherheitstechnik aufwerten und das Prinzip der durchgängig zweikanaligen Signalübertragung am besten umsetzen lässt und uns für AS-i Safety at Work entschieden“, erklärt Stefan Josef, Konstrukteur bei ETT.

Seitdem wird das Flachbandkabel bei ETT auch zur Anschaltung der sicherheitsgerichteten Komponenten verwendet, und die Auswertung bzw. Anschaltung der Geräte übernimmt ein AS-i-Sicherheitsmonitor. „Dieses Prinzip bietet uns den Vorteil, dass wir einen hohen Performance-Level für Elektronik, Sensorik und Logik erreichen und zugleich weniger Aufwand bei der Konstruktion treiben müssen, stellt Josef fest. „Denn die im Sicherheitsmonitor hinterlegte Logik erreicht zuverlässig den gewünschten Performance-Level, und wir müssen nur noch die Aktorik betrachten.“ Darüber hinaus vereinfacht sich die Installation, der Platzbedarf für den Monitor ist gering und bei der Konfiguration unterstützt die Asimon-Software den Programmierer. Außerdem wird der Vorteil der Flexibilität auch in der Sicherheitstechnik gern genutzt: Bei nachträglichen Änderungswünschen oder Umbauten lassen sich neue Sicherheitsschaltgeräte einfach ins vorhandene System integrieren.

Wie es bei der Vielfalt der ETT-Anlagen nicht anders zu erwarten ist, verwenden die Konstrukteure ein breites Spektrum an Möglichkeiten der Absicherung von Gefahrenbereichen. Es dominiert der Schutzzaun mit Schutztüren, deren Stellung über Sicherheitsschalter und Sicherheitszuhaltungen überwacht wird. Gerade kleinere Gefahrstellen werden aber häufig über optoelektronische Schutzeinrichtungen abgesichert. ETT bedient sich hier aus dem ASi-Portfolio der Schmersal-Gruppe, die unterschiedlichste Bauarten von Sicherheitsschaltgeräten mit integrierter ASi-SaW-Kommunikationsschnittstelle anbietet. Bei der Auswahl der Geräte wird ETT von Eltop, dem regionalen Schmersal-Vertriebspartner, unterstützt.

Die ETT-Konstrukteure haben die Umstellung von der parallelverdrahteten Sicherheitstechnik auf AS-i SaW sorgfältig vorbereitet. „Wenn man auf die sicherheitsgerichtete Feldbustechnik wechselt, verlagert sich die Verantwortung für die Sicherheitstechnik von der Elektrokonstruktion auf die Programmierung“, beschreibt Josef die Umstellung Workflow. „Das setzt voraus, dass die Programmierer mit den Sicherheitsanforderungen und den einschlägigen Normen vertraut sind. Und es bedeutet, dass sich beide Gewerke über die Sicherheitstechnik verständigen müssen. Vorher genügte es, den Schaltplan weiterzugeben. Jetzt müssen wir uns zum Beispiel darüber abstimmen, welche Antriebsfunktion abgeschaltet werden muss, wenn eine bestimmte Schutztür geöffnet wird, und ob dies zeitverzögert geschehen soll oder nicht. Der Abstimmungsbedarf in dieser Phase ist somit größer, aber das Ergebnis ist eindeutig besser, und wir sparen bei anderen Prozessen der Konstruktion um so mehr Zeit.“

Inzwischen hat ETT rund zwei Jahre lang Erfahrung mit AS-Interface Safety at Work und mit dem daran angepassten Konstruktions-Workflow sammeln können. Die Meinung der Verantwortlichen ist positiv. Gleiches gilt für die Kunden. Sie profitieren beispielsweise von der erhöhten Flexibilität bei Umbauten. Außerdem stehen ihnen detaillierte Informationen für die Diagnose zur Verfügung. So gibt der Monitor z. B. eine Meldung aus, welcher Slave die Sicherheitsfunktion ausgelöst hat. Diese Meldung wird über den Master am Bedientableau der Maschine angezeigt, sodass der Anwender schnell die Ursache für den sicherheitsgerichteten Stillstand erkennen kann.

Auch aus Sicht von Einkauf und Materialwirtschaft hat ASi SaW klare Vorzüge. Dazu Baschin: „Der Invest in Hardware ist etwas höher, aber dafür sparen wir Kosten durch den Zeitgewinn bei der Installation. Da es sich um ein offenes System handelt, müssen wir uns nicht auf einen einzigen Lieferanten festlegen.“

Durch den Einsatz des Sicherheits-Bus kommt man im Schaltschrank mit weniger Klemmleisten und Verdrahtungen aus, und genau das ist ein häufig geäußerter Wunsch der Anwender. Inzwischen gibt es als Alternative zwar Technologien, die ebenfalls diese Vorteile bieten. Dazu gehört das SD-Interface von Schmersal, über das sich bis zu 31 Sicherheitsschaltgeräte in Reihe schalten und von einem einzigen Sicherheitsbaustein auswerten lassen.

Aber ETT ist rundum zufrieden mit dem offenen Kommunikationsstandard per Flachbandkabel und Sicherheitsmonitor, und die Anwender der leistungsfähigen Verpackungslinien ebenfalls. „Inzwischen setzen wir in allen Anlagen grundsätzlich den Sicherheits-Feldbus ein“ resümiert Baschin. „Möglich wird dies durch das breite Angebot an Sicherheitsschaltgeräten mit integrierter ASi-SaW-Schnittstelle.“ Und dieses Angebot wird weiter wachsen. Jüngstes Mitglied der Produktfamilie sind die elektronischen Sicherheitssensoren der RSS-36-Baureihe.

CC Süd, Stand 314

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