Wireless-Sicherheitssteuerung

So lassen sich Maschinen ganz einfach sicher verknüpfen

Das in Gevelsberg in NRW angesiedelte Unternehmen Denk Kunststofftechnik automatisiert eine Roboterzelle für die Fertigung von Kunststoffteilen für die Automobilindustrie. Dabei setzt sie auf ein Wireless-Sicherheitskonzept von SSP Safety System Products sowie Drehdurchführungen und Werkzeugwechsler von RSP Robot System Products.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KG

Mit Wireless-Safety, einem Aluminium-Schutzzaun, Not-Halt-Tastern und einer Sicherheits-Türzuhaltung liefert SSP aus Spaichingen seinen Kunden alles aus einer Hand – und bietet in diesem Fall auch ein schlüssiges Sicherheitskonzept für die Automatisierung einer Spritzgusszelle der Firma Denk Kunststofftechnik. Die Zelle besteht aus einer Spritzgussmaschine des Herstellers Arburg, zwei Yaskawa Robotern und zwei Förderbändern für die Zu- und Abführung. Der Rohling, ein Metallring, wird über einen Bunker in einen Schwingförderer gefördert und dort vereinzelt, ehe er über ein Transportband in Endlage gebracht wird. Dort wird er vom ersten Roboter entnommen und in eine Heizstation übergeben. Danach entnimmt ein zweiter Roboter die Metallringe und legt diese in die Spritzgussmaschine ein, wo die Rohlinge im 2K-Verfahren mit Kunststoff ummantelt werden. Der Einsatz von einer Drehdurchführung und eines Werkzeugwechslers, die beide von RSP Robot System Products geliefert wurden, ermöglicht den Robotern dabei eine möglichst flexible Drehung der 6. Achse sowie das Wechseln der Werkzeuge. Über ein Förderband werden die Fertigteile, ein Haltering, welcher bei einem Federbeinlager zum Einsatz kommt, schließlich aus der Fertigungszelle ausgeschleust.

Herausfordernde Sicherheitsverknüpfung

Aus Sicherheitsperspektive war für Konstantin Spenst, Leiter Automatisierungstechnik bei Denk, vor allem die Sicherheitsverknüpfung der Maschinen und Roboter verschiedener Hersteller die größte Herausforderung. „Wir haben lange nach einem passenden Sicherheitssystem für unsere Applikation gesucht, jedoch konnte kein Hersteller eine zufriedenstellende Lösung liefern. Die Verknüpfung aller Maschinen war schließlich mit der Wireless-Sicherheitssteuerung Safety Simplifier von SSP um ein vielfaches einfacher als mit herkömmlichen Systemen“.

Dezentrale Sicherheits-SPS mit Wireless Safety

Die Plug&Play-Lösung bringt Sicherheit dorthin, wo sie benötigt wird. SSP bietet die dezentrale Sicherheits-SPS mit Wireless Safety mit 14 sicheren, digitalen Ein- und Ausgängen sowie optional mit zwei zusätzlichen, doppelten Relaisausgängen. Die 14 I/Os kann der Anwender dann ganz nach Belieben und flexibel als Ein- oder Ausgang konfigurieren. Für die Lösung bei Denk Kunststofftechnik wurden an den Türeinheiten jeweils Module mit 14 I/Os gewählt, die Module auf den Schaltschränken besitzen außerdem zwei weitere Relaisausgänge um Roboter und Maschine potentialfrei abzuschalten. Die Türmodule sind darüber hinaus direkt mit den notwendigen Bedienelementen wie Not-Halt und beleuchteten Tastern ausgestattet. Diese lassen sich ebenfalls frei über einen Online-Konfigurator auswählen. Die integrierte LED-Anzeige ermöglicht einen schnellen Überblick der Ein- sowie Ausgänge und liefert weitere Informationen über Signalstärke oder Anzahl der Teilnehmer.

Kein Not-Halt aller Maschinen nötig

Wird eine Anlage verkettet, müssen wegen normativer Anforderungen auch die Not-Halt-Taster verkettet werden, da im Ernstfall alle Maschinen- bzw. Roboter durch die Betätigung eines einzelnen Not-Halts stehen bleiben müssen. Die Relaisausgänge aller verwendeten Safety Simplifier schalten je nach Anwendungsfall gemeinsam oder einzeln, um die Maschinen sicher stoppen zu können. Die Spannungsversorgung (10 bis 30VDC) lässt sich zudem einfach von der Spannungsversorgung der Anlage trennen. Auf diese Weise können also auch in einer verketteten Anlage einzelne Maschinen abgeschaltet werden, ohne einen Not-Halt aller Maschinen verursachen zu müssen. Dies erleichtert unter anderem die Installation von Not-Halt-Lösungen, weil keine weitere Auswerteeinheit für die Steuerung benötigt wird. Über die kostenlose Software Simplifier Manager wurden die Module mit Unterstützung von SSP programmiert.

Kabellose Kommunikation

Projektleiter Konstantin Spenst konnte mit diesem Konzept den Verdrahtungsaufwand seiner Anlage drastisch reduzieren, denn die Sicherheitstür-Zuhaltung tGard von SSP und externe Not-Halt-Taster werden direkt an der Sicherheitssteuerung mit vorkonfigurierten Steckern angeschlossen. So ist keine zusätzliche Sicherheits-SPS oder Verdrahtungsaufwand im Schaltschrank mehr notwendig. Die Steuerung schickt die Signale nun Wireless auf einer Frequenz von 2,4GHz an die weiteren Teilnehmer im System. Es handelt sich dabei nicht um ein einfaches Sender- und Empfängermodell, sondern durch wechselseitige Multi-Master-Kommunikation wird ein flächendeckendes Netz an Sicherheitskommunikation aufgebaut, in dem jeder Safety Simplifier auch als Repeater dient. So lassen sich auch weitere Strecken zuverlässig überbrücken. Insgesamt können bis zu 16 Sicherheitssteuerungen (256 I/Os) in einem System miteinander kommunizieren.

Sichere Steuerung

Der Anwender profitiert hier von einem dezentralen Sicherheitskonzept. Einfache Funktionen können zu bestehenden als auch neuen Systemen problemlos hinzugefügt werden. Funktionen, wie beispielsweise ‚Türen schließen‘ oder ‚zeitverzögertes Öffnen‘ sind auswählbar und mit den Sicherheitsausgängen bereits existierender Sicherheitssystemen sowie Maschinensteuerungen direkt verbindbar. Ein Schaltschrank für die Sicherheitstechnik und ein übergeordnetes Sicherheitsschaltgerät sind in diesem Fall nicht mehr notwendig.

Anpassbare Sicherheitstür-Zuhaltung

An den Zugangstüren kommen Sicherheitszuhaltungen von SSP aus der Reihe tGard zum Einsatz, die sich individuell auf die Wünsche des Kunden anpassen lassen. Die Module sind schnell und einfach zu installieren, denn sie können ohne zusätzliche Montage-Platten oder Winkel direkt auf ebenen Flächen, Türen oder auf Aluminiumprofilen montiert werden. Das kompakte und robuste Metallgehäuse sorgt fürdie nötige Stabilität und Langlebigkeit.

SSP Safety System Products GmbH & Co. KG

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