Das Kaltwalzwerk von Sandvik Materials Technology ist Kern der Produktionsanlage für Präzisionsbandstahl am Standort Sandviken in Schweden und wurde im Laufe der Zeit schon mehrfach nachgerüstet. Dazu gehören auch die zuletzt eingebauten Servomotoren und die neue Maschinensteuerung mit der Standard-SPS AC500 und den Touchscreen-Bedienpanels von ABB. Um die Sicherheit der 20m langen Walzstraße zu erhöhen, wurde im Rahmen der Nachrüstmaßnahme die Maschinensteuerung mit SPS-Sicherheitsmodulen der AC500-S ergänzt. Die vernetzte Architektur verwendet das Profisafe-Protokoll über Profinet und bietet eine unabhängige Überwachung von sechs separaten Sicherheitsbereichen. Durch die zonenweise Aufteilung können Teile der Maschine betriebsbereit bleiben, während ein Bediener sicheren Zugang in einer anderen Zone hat. Die Sicherheit wird durch Abschaltung der Spannung gewährleistet.
Zuhaltungen und Drehzahlregelung
Etwa 50 Sicherheits-E/A-Kanäle der SPS sind mit den Sicherheitszuhaltungen der Türen, dem Lichtvorhangschutz sowie mit den Not-Aus-Tastern verbunden. Die E/As überwachen auch Druckschalter zur Erkennung, ob die Hydraulik für Wartungszwecke abgeschaltet ist, und regeln die Spannungsversorgung der Motorantriebe. Die sichere Drehzahlregelung ist ein weiterer Aspekt der Sicherheitssteuerung in der neuen SPS, um zu gewährleisten, dass Finger und Hände nicht zwischen dem Band und den Walzen eingeklemmt werden. Aufgrund der Erfahrungen mit der Standard-SPS AC500 in der Walzstraße und anderen Projekten mit Maschinensteuerungen hat sich Sandvik bei dieser Anwendung für die Sicherheitssteuerung AC500-S von ABB entschieden. Zusätzlich vereinfachte die Gleitkommaberechnung in der AC500-S die Programmierung der geforderten Sicherheitsüberwachungen in diesem Projekt, z.B. bei der Drehzahlberechnung.
Kompatibilität und Nachrüstung
Die Tatsache, dass die AC-500 bei dieser Walzstraße bereits im Einsatz war, hat die sicherheitstechnische Nachrüstung deutlich vereinfacht. Das Hardware-Konzept der Sicherheits-SPS ist identisch zur Standardausführung, diese Kompatibilität bedeutet gleiche Abmessungen der CPU und E/A-Module sowie gleiche Montage- und Verdrahtungsschemas. Damit können die Sicherheits- und Standardfunktionen in einem System unkompliziert kombiniert werden. Die Programmierung der Sicherheitslösung wird durch die integrierte Engineering-Plattform Automation Builder von ABB vereinfacht. Darin enthalten sind u. a. die Programmierung der Sicherheits-SPS in einer Software-Umgebung gemäß IEC-Norm 61131-3 und die PLCopen-Sicherheitsbibliothek. ABB lieferte des Weiteren ein eigenes Tool zur Analyse des Sicherheitscodes (SCA: Safe-Code-Analyser). Damit werden die Regeln bei der Sicherheitsprogrammierung geprüft. Das Projekt im Walzwerk wurde bereits vor Markteinführung der neuen Sicherheits-SPS durchgeführt. Bei zahlreichen Pilotanwendungen wurde die AC500-S intensiven Praxistests unterzogen, die durch das Produktentwicklungsteam von ABB begleitet wurden. Seither hat Sandvik die Sicherheits-SPS bei drei weiteren Nachrüstprojekten eingesetzt.
Safety und Standard
\“Wir waren froh, in der Sicherheits-SPS von ABB eine einfach zu realisierende Lösung zur Nachrüstung eines modernen Schutzsystems gefunden zu haben, das sich direkt in die vorhandene SPS integrieren ließ\“, sagt Torbjörn Pettersson, Entwicklungsingenieur bei Sandvik Materials Technology. Dass ABB das komplette Spektrum der für dieses Projekt benötigten Maschinenregelungskomponenten liefern konnte – von den nicht sicherheitsrelevanten und den sicherheitsrelevanten Varianten der SPS bis zu den Bedienpanels, den Motorantrieben, Schützen und der sicherheitstechnischen Hardware -, vereinfachte und beschleunigte die Nachrüstung. Der modulare Aufbau der neuen Sicherheitslösung bedeutet auch, dass sich künftige Upgrades oder Modifikationen der Safety-Funktionen einfach realisieren lassen.
