BWS – mit dieser Abkürzung werden optoelektronische Schutzeinrichtungen bezeichnet, die Maschinensicherheit ohne räumliche Barriere gewährleisten. Zu den Gerätetypen der berührungslos wirkenden Schutzeinrichtungen (BWS) gehören Sicherheitslichtgitter, Sicherheitslichtvorhänge und Sicherheitslaserscanner.
Bessere Platzausnutzung, größere Flexibilität
Im Unterschied zur klassischen Art der Absicherung von Gefahrstellen und Gefahrenbereichen – mit trennenden Schutzeinrichtungen, sprich Schutzzäunen – bietet die sichere Optoelektronik größere Flexibilität und bessere Platzausnutzung, weil sie keine räumliche Barriere darstellt. Sobald einer der Lichtstrahlen zwischen Sende- und Empfangseinheit unterbrochen wird, weil z.B. ein Bediener den Gefahrenbereich betritt, wird die gefahrbringende Bewegung sicherheitsgerichtet gestoppt. Das schafft u.a. auch die Voraussetzung für eine Unterscheidung von Mensch und Material durch gezieltes (und durch sichere Sensorik überwachtes) Ausblenden einzelner Lichtstrahlen (ortsfeste oder bewegliche Objektausblendung).
Bereichsabsicherung mit höherer Reichweite
Wenn die optoelektronischen Schutzeinrichtungen in Kombination mit Umlenkspiegeln eingesetzt werden, lassen sich auch dreidimensionale Gefahrenbereiche absichern. Dann kommen schnell auch große Distanzen zusammen, die das gebündelte Infrarotlicht zurücklegt, zumal für jeden Spiegel etwas Verlustleistung einberechnet werden muss.
Für solche Anwendungen hat Schmersal eine neue Baureihe von Sicherheitslichtvorhängen (SLC) und mehrstrahligen Einstrahllichtschranken (SLG) mit höherer Reichweite entwickelt. Sie können bei Reichweiten bis 30m (Gefahrzonen, z.B. für den Handschutz) bzw. 60m (Körperschutz) eingesetzt werden.
Die neuen Baureihen zielen auf Anwendungen u.a. in der Holzverarbeitung und der Schüttgutindustrie sowie beim Containerumschlag z.B. in Häfen (automatisierte oder staplerbediente Lagerplätze). Die erhöhte Reichweite ist auch bei der Überwachung von weitläufigen Logistikanwendungen sinnvoll. Ebenso möglich ist die berührungslose Absicherung von bis zu 60m langen Förderstrecken – als optoelektronische Alternative zu Seilzug-Notschaltern, die Schmersal ebenfalls im Programm hat. Mit einstrahligen Sicherheitslichtschranken können sogar bis zu 70m lange Gefahrenbereiche überwacht werden. Damit ist eine Absicherung über große Entfernungen mit minimalem Installationsaufwand möglich. Den Anstoß für diese Entwicklung kam übrigens aus der Verkehrs- bzw. Bahntechnik: Ein Kunde von Schmersal suchte eine Lösung für den Personenschutz an Bahnsteigen für fahrerlos betriebene Zugstrecken.
Für Outdoor-Einsätze: Mit integrierter Beheizung
Bei einigen der genannten Anwendungsbereiche handelt es sich um Outdoor-Einsätze, bei denen die sicherheitsgerichteten Optosensoren Wind und Wetter sowie tiefen Temperaturen ausgesetzt sind. In diesen Fällen – und ebenso in Tiefkühllagern – sorgen Sicherheitslichtvorhänge und mehrstrahlige Sicherheitslichtschranken mit integrierter Heizung für zuverlässigen Betrieb bei Temperaturen bis -300°C.
Gut vorbereitet auf Heavy-Duty-Applikationen
Die Outdoor-Einsätze sind oft mit Staub, Schmutz und Feuchtigkeit verbunden. Das ist eigentlich keine gute Voraussetzung für den zuverlässigen Betrieb von optoelektronischen Schutzeinrichtungen – es sei denn, sie sind durch ein hermetisch abgedichtetes Schutzrohr auf diese Aufgabe vorbereitet. Die SLC/ SLG-Baureihen verwenden hier Polycarbonat (PC), das sich durch hohe Bruchfestigkeit auszeichnet und somit auch mechanisch hoch belastbar ist.
Hygienegerechte Maschinensicherheit
In der Lebensmittelproduktion und anderen sensiblen Anwendungsbereichen bietet der Verzicht auf (elektro-)mechanische Komponenten Hygienevorteile: Die Oberflächen lassen sich gut reinigen – vorausgesetzt, die Elektronik ist bestens vor Feuchtigkeit geschützt und das Material ist hygienegerecht. Üblicherweise kommen hier Schutzohre aus PMMA zum Einsatz. Dieser Kunststoff ist hygienekonform, aber mechanisch wenig belastbar. Die SLC- und SLG-Baureihen von Schmersal werden aus diesem Grund mit Schutzrohren aus stabilem Polycarbonat ausgestattet, die den hohen Reinigungsanforderungen standhält. So wird das ganze Anforderungspaket – geschützt vor Nässe auch bei intensiver Reinigung, hygienegerecht und mechanisch stabil – erfüllt.
Immer gut informiert
Über die integrierte Bluetooth-Schnittstelle der SLC/SLG-Baureihe kann der Anwender die Schutzeinrichtungen komfortabel installieren. Die App SLC Assist unterstützt die bestmögliche optische Ausrichtung von Sende- und Empfangseinheit, indem sie die Strahlstärke jedes einzelnen Strahls erfasst und anzeigt.
Das neueste Update ermöglicht neben der Statusdiagnose auch die Ermittlung des Sicherheitsabstands für die wiederkehrende Prüfung der BWS. Dieser Abstand gewährleistet, dass die gefahrbringende Bewegung zum Stopp gekommen ist, bevor ein sich nähernder Bediener den Gefahrenbereich erreichen kann. Die App berücksichtigt die Parameter (Nachlaufzeit) der Applikation und Installation des Sensorpaars und ermittelt auf Basis der Norm EN ISO13855 den Sicherheitsabstand. Die Funkverbindung zwischen der Schutzeinrichtung und dem Tablet oder Smartphone des Servicepersonals hat eine Reichweite von mehreren Metern, so dass sich bei einem komfortablen Abstand zur BWS die Statusdaten sichten und übertragen lassen.
Gefragt: Zusätzliche Konnektivität
Außerdem lassen sich die Sicherheitslichtvorhänge und mehrstrahlige Sicherheitslichtschranken von Schmersal mit Optionen ausrüsten, die ein höheres Maß an Konnektivität bieten. Diese Möglichkeit nutzen immer mehr Anwender. Die optoelektronischen Schutzeinrichtungen kommunizieren dann z.B. über das sicherheitsgerichtete Busprotokoll AS-Interface Safety at Work (AS-I SaW) mit der zugehörigen Auswerteinheit oder Sicherheitssteuerung. Oder der Maschinenbauer bzw. Anwender schließt sie an die nächstgelegene Safety Fieldbox an. Das spart nicht nur Installationsaufwand und -kosten, sondern erhöht auch die Transparenz und vereinfacht die vorausschauende Wartung. Darüber hinaus kann das permanente Monitoring dazu genutzt werden, im Sinne von Predictive Maintenance Unregelmäßigkeiten zu erkennen und frühzeitig, vor einem ungeplanten Anlagenstillstand, Servicemaßnahmen einzuleiten.
Bereichsabsicherung mit Sicherheitslaserscannern
Während Sicherheitslichtvorhänge und -lichtgitter mithilfe von Punkt-zu-Punkt-Verbindung absichern, übernehmen Sicherheitslaserscanner die Überwachung eines gefährlichen Bereiches, indem sie eine Ebene abscannen und die reflektierten Strahlen auswerten z.B. an Roboter-Arbeitsplätzen. In Kombination mit der SLC- und SLG-Baureihe werden sie als Hintertretschutz eingesetzt.
Die UAL-Baureihe von Schmersal ist hier auch deshalb universell verwendbar, weil sie bei sehr kompakten Abmessungen eine sehr große Schutzfeldreichweite (5,2m) abdeckt – und weil sie nach dem Grundsatz ‚Ein Gerät für alle Anwendungen‘ zahlreiche Funktionen bietet.
Der Anwender kann ein Schutzfeld und ein (größeres) Warnfeld konfigurieren. Das schafft die Möglichkeit, dem Personal zunächst ein (optisches oder akustisches) Signal zu übermitteln oder die gefahrbringende Bewegung zu verlangsamen, bevor die Anlage stoppt. So reduziert man die Anzahl der sicherheitsgerichteten Unterbrechungen. Außerdem kann der Anwender Projektkonfigurationen nicht nur abspeichern, sondern auch auf andere Scanner übertragen.
Für mobile Anwendungen z.B an FTS ist die UAL-Baureihe gut geeignet, weil sie die Anschlussmöglichkeit eines Encoders bietet. Über ihn erhält der Scanner die aktuelle Geschwindigkeit des FTS und passt das Schutzfeld entsprechend an.
Ebenso besteht die Möglichkeit des dezentralen Anschlusses an eine Safety Fieldbox. Dann können nicht alle Zusatzfunktionen realisiert werden, aber die Integration des Scanners ist auch über verschiedene sichere Feldbusse möglich.
