Nicht nur Verbraucher erwarten technische Produkte, die sicher sind. Auch Konstrukteure und Entwickler von Maschinen und Anlagen erwarten, dass ihre Systempartner sie umfassend in Sachen Maschinensicherheit unterstützen. Bei Festo umfasst das Sicherheitskonzept nicht nur Motoren und Controller, sondern auch die Achsmechaniken.
„Auch wenn das Thema Maschinensicherheit nicht mehr neu ist, es wird den Maschinen- und Anlagenbau auch in Zukunft weiter beherrschen“, erklärt Jürgen Kühnle, Produktmanagement Elektrische Antriebe bei Festo. „Das liegt daran, dass der Markt von großen Unsicherheiten geprägt ist und das komplexe Thema von vielen Anwendern nicht ohne Unterstützung ihrer Systempartner umsetzbar ist.“ Dort, wo Anwendungen Eingriffe ohne Sicherheitsgitter erfordern und Menschen in den direkten Kontakt mit Anlagenteilen kommen, müssen alle elektromechanischen Systeme mit integrierten Sicherheitsfunktionen eine hinreichende Risikominderung gewährleisten.
Unterstützung durch Systempartner
„Hier gilt es, den Anwendern ein Safety-Gesamtkonzept anzubieten, das von einem zentralen Sicherheitssystem über dezentrale Sicherheitsfunktionen in Motorcontrollern über die sicherheitsgerichtete Überwachung von Achsmechaniken bis zur sicherheitsgerichteten Klemmung mit Not-Halt-Eigenschaften geht“, sagt Kühnle. Oft begnügten sich Anwender mit einem nachträglich umgesetzten Sicherheitskonzept. Viele nähmen ein beliebiges Sicherheitsschaltgerät und verdrahteten die STO-Funktion. Zusätzlich tauschten sie den Servomotor gegen einen mit Haltebremse aus. „Viele Maschinenhersteller denken, dass diese ausreiche“, so Kühnle.
Aber damit sind nicht alle möglichen Fehler berücksichtigt, denn ein Fehler der Kupplung oder ein Zahnriemenriss der Umlenkeinheit könnte die Haltebremse wirkungslos werden lassen. Als Folge dieser Fehler stürzt der Schlitten mit der Last ab und verursacht schwere Verletzungen. Auch könnte nach einem Crash ein unentdeckter Lagerschaden, die Dehnung des Zahnriemens oder ein Schaden an der Kugelumlaufführung die Achse um mehrere Millimeter absacken lassen. Die Folge: Der Schlitten kann Quetschungen verursachen.
Ganzheitlicher Ansatz
„Ein ganzheitlicher Ansatz überwacht die Achsmechaniken und ermöglicht eine sicherheitsgerichtete Klemmung bzw. Bremsung“, erklärt der Antriebsexperte. Wie es beispielsweise die sicherheitsgerichtete elektrische Achse EGC von Festo mit einem zweikanaligen Messsystem und Festelleinheiten macht. Die Mechanik kann durch einen Motorencoder (erster Kanal) und ein lineares Messsystem (zweiter Kanal) überwacht werden (EGC-M). Wird dabei ein Fehler, z.B. ein Zahnriemenriss, erkannt, kann mit der ein- oder zweikanaligen Feststelleinheit EGC-HPN sicherheitsgerichtet reagiert werden. Sie kann dann eine Not-Bremsung bewirken, oder auch „nur“ zum Feststellen einer Position bzw. zur Absturzsicherung verwendet werden.
Durch das Sicherheitsmodul CAMC-G-S3 lassen sich in den Motorcontrollern der Serie CMMP-AS-…-M3 dezentrale Sicherheitsanwendungen realisieren. Dieses Sicherheitsmodul kombiniert im Motorcontroller alle sicherheitsgerichteten Stoppfunktionen und geschwindigkeitsabhängige Überwachungen mit sicheren Logikfunktionen, so dass häufig auf eine übergeordnete Sicherheits-SPS verzichtet werden kann.
Da sich nicht alle Sicherheitsfunktionen uneingeschränkt in Motorcontroller integrieren lassen, gibt es auch eine Sicherheits-SPS, das zertifizierte Sicherheitssystem CMGA von Festo. Alle üblichen Sicherheitsbefehlgeräte wie Not-Halt-Schalter, Schutztürschalter, Lichtvorhänge und Laserscanner sind daran anschließbar. Sobald diese eine Sicherheitsanforderung auslösen, wird über das Sicherheitssystem CMGA ein sicherheitsgerichteter Halt wie SS1 oder SS2 ausgelöst oder im Einrichtbetrieb auf sicher reduzierte Geschwindigkeit überwacht. Zur einfachen Verwendung gibt es für viele Maschinen vorvalidierte Anwendungsprogramme, die die Komplexität eines programmierbaren Sicherheitssystems auf die Einfachheit eines Sicherheitsrelais reduzieren.
„Auch wenn das Thema Maschinensicherheit nicht mehr neu ist, es wird den Maschinen- und Anlagenbau auch in Zukunft weiter beherrschen“, erklärt Jürgen Kühnle, Produktmanagement Elektrische Antriebe bei Festo. „Das liegt daran, dass der Markt von großen Unsicherheiten geprägt ist und das komplexe Thema von vielen Anwendern nicht ohne Unterstützung ihrer Systempartner umsetzbar ist.“ Dort, wo Anwendungen Eingriffe ohne Sicherheitsgitter erfordern und Menschen in den direkten Kontakt mit Anlagenteilen kommen, müssen alle elektromechanischen Systeme mit integrierten Sicherheitsfunktionen eine hinreichende Risikominderung gewährleisten.
Unterstützung durch Systempartner
„Hier gilt es, den Anwendern ein Safety-Gesamtkonzept anzubieten, das von einem zentralen Sicherheitssystem über dezentrale Sicherheitsfunktionen in Motorcontrollern über die sicherheitsgerichtete Überwachung von Achsmechaniken bis zur sicherheitsgerichteten Klemmung mit Not-Halt-Eigenschaften geht“, sagt Kühnle. Oft begnügten sich Anwender mit einem nachträglich umgesetzten Sicherheitskonzept. Viele nähmen ein beliebiges Sicherheitsschaltgerät und verdrahteten die STO-Funktion. Zusätzlich tauschten sie den Servomotor gegen einen mit Haltebremse aus. „Viele Maschinenhersteller denken, dass diese ausreiche“, so Kühnle.
Aber damit sind nicht alle möglichen Fehler berücksichtigt, denn ein Fehler der Kupplung oder ein Zahnriemenriss der Umlenkeinheit könnte die Haltebremse wirkungslos werden lassen. Als Folge dieser Fehler stürzt der Schlitten mit der Last ab und verursacht schwere Verletzungen. Auch könnte nach einem Crash ein unentdeckter Lagerschaden, die Dehnung des Zahnriemens oder ein Schaden an der Kugelumlaufführung die Achse um mehrere Millimeter absacken lassen. Die Folge: Der Schlitten kann Quetschungen verursachen.
Ganzheitlicher Ansatz
„Ein ganzheitlicher Ansatz überwacht die Achsmechaniken und ermöglicht eine sicherheitsgerichtete Klemmung bzw. Bremsung“, erklärt der Antriebsexperte. Wie es beispielsweise die sicherheitsgerichtete elektrische Achse EGC von Festo mit einem zweikanaligen Messsystem und Festelleinheiten macht. Die Mechanik kann durch einen Motorencoder (erster Kanal) und ein lineares Messsystem (zweiter Kanal) überwacht werden (EGC-M). Wird dabei ein Fehler, z.B. ein Zahnriemenriss, erkannt, kann mit der ein- oder zweikanaligen Feststelleinheit EGC-HPN sicherheitsgerichtet reagiert werden. Sie kann dann eine Not-Bremsung bewirken, oder auch „nur“ zum Feststellen einer Position bzw. zur Absturzsicherung verwendet werden.
Durch das Sicherheitsmodul CAMC-G-S3 lassen sich in den Motorcontrollern der Serie CMMP-AS-…-M3 dezentrale Sicherheitsanwendungen realisieren. Dieses Sicherheitsmodul kombiniert im Motorcontroller alle sicherheitsgerichteten Stoppfunktionen und geschwindigkeitsabhängige Überwachungen mit sicheren Logikfunktionen, so dass häufig auf eine übergeordnete Sicherheits-SPS verzichtet werden kann.
Da sich nicht alle Sicherheitsfunktionen uneingeschränkt in Motorcontroller integrieren lassen, gibt es auch eine Sicherheits-SPS, das zertifizierte Sicherheitssystem CMGA von Festo. Alle üblichen Sicherheitsbefehlgeräte wie Not-Halt-Schalter, Schutztürschalter, Lichtvorhänge und Laserscanner sind daran anschließbar. Sobald diese eine Sicherheitsanforderung auslösen, wird über das Sicherheitssystem CMGA ein sicherheitsgerichteter Halt wie SS1 oder SS2 ausgelöst oder im Einrichtbetrieb auf sicher reduzierte Geschwindigkeit überwacht. Zur einfachen Verwendung gibt es für viele Maschinen vorvalidierte Anwendungsprogramme, die die Komplexität eines programmierbaren Sicherheitssystems auf die Einfachheit eines Sicherheitsrelais reduzieren.
