Sicherheit und Produktivität in automatisierten Produktionsanlagen
Eng verknüpft
Nicht erst seitdem kollaborative Roboter ohne Schutzeinhausungen unmittelbar mit Menschen in Produktionsprozessen zusammenarbeiten, stehen sicherheitstechnische Überlegungen im Pflichtenheft von Konstruktionsabteilungen. Auch der Aktionsradius von stationären Produktionsmaschinen wird durch Verkettungsanlagen oder fahrerlose Fahrzeuge mehr und mehr erweitert. Diese Öffnung der ehemals in sich geschlossenen Systeme bringt Herausforderungen für die Sicherheit der Menschen einerseits und den reibungslosen Ablauf der Prozesse andererseits mit sich.
Bild: Panasonic Electric Works Europe AGPanasonic bietet für diesen grundlegenden Aspekt der Automatisierung eine breite Palette an Lösungen, mit denen sowohl die Unversehrtheit der Mitarbeiter als auch die Produktivität der Fertigung gewährleistet ist. Ein grundlegendes Element für zeitgemäße Automatisierungskonzepte stellen Servomotoren dar. Sie müssen nicht nur die jeweilige Maschine antreiben, sondern auch über den dazugehörigen Motion Controller regelbar sein, um die anspruchsvollen Taktzeiten in automatisierten Fertigungen abbilden und auch auf Umstellungen des Prozesses schnell und zuverlässig reagieren zu können.
Bild: Panasonic Electric Works Europe AGAusgangspunkt für Maschinenkonzepte
Die Panasonic-Motoren und Antriebsregler der Minas-A6-Familie bieten einen gut geeigneten Ausgangspunkt für moderne Maschinenkonzepte: Die Servomotoren zeichnen sich nicht nur durch eine kompakte Bauform aus, sondern auch durch ihren hochauflösenden 23Bit-Encoder, der mit 8.388.608 Pulsen pro Umdrehung die Grundlage für eine genaue und damit sichere Positionierung und Regelung des Motors darstellt. Um Ausfallzeiten oder Fehlfunktionen auf Grund von Verschmutzungen im Motor zu verhindern, sind entsprechende Motoren der A6-Serie mit einer Öldichtung durch eine Dreifachlippe ausgestattet, die das Eindringen von Öl aber auch Staub in den Motor verhindert und somit einen sicheren Betrieb gewährleistet. Die Antriebsregler Minas A6SX mit Advanced Safety stellen eine weitere Sicherheitsstufe für die gesamte Anlage dar: Mit zwölf gängigen Sicherheitsfunktionen nach EN61800-5-2 wie SS1, SS2 und SOS spiegeln sie den Stand der Technik wider und entsprechen den Anforderungen gemäß SIL3. Durch diese Funktionen können Puffer- und Auslaufzonen reduziert werden, wodurch sich die Baumaße der Gesamtanlage ebenfalls verringern. Durch die integrierten Safety-Funktionen lässt sich zudem der Verdrahtungsaufwand und somit die Inbetriebnahme insgesamt vereinfachen.
Regler für 24- oder 48VDCEingangsspannung
In Anlagen, bei denen die Anwendersicherheit besonders kritisch ist, wird vermehrt mit Niederspannung gearbeitet. Vor allem im Bereich der Mensch/Maschine-Interaktion kommen Motoren mit Spannungen von unter 50V zum Einsatz, da dies das Risiko für die Anwender reduziert. Innerhalb der Minas-Familie stehen für solche Einsätze auch die A6V-Motoren und Antriebsregler zur Verfügung, die speziell für den Einsatz für 24- bzw. 48VDC-Eingangsspannung entwickelt worden sind. Typische Anwendungsbeispiele sind hier alle Bereiche, in denen kein Wechsel- oder Drehstromnetz zur Verfügung steht, sondern der Motor über eine reine Batteriespannung versorgt wird, wie bei autonom fahrenden Transportsysteme (AGV/FTS) in Lagern, aber auch in der Medizintechnik oder der Laborautomation. Aufgrund der einfacheren Normen im Kleinspannungsbereich können durch diese Antriebslösung auch Kosten bei Konstruktion, Montage und Inbetriebnahme gespart werden.
Bild: Panasonic Electric Works Europe AGZuverlässige Kommunikation
Ein weiterer wichtiger Baustein der Gesamtsicherheit der Anlage ist die zuverlässige Kommunikation zwischen allen Maschinenebenen; die Bussysteme für diese Aufgabe müssen störungsfrei und schnell arbeiten, um sowohl im Ernstfall ohne Verzögerungen eingreifen zu können also auch um rasche Veränderungen oder Anpassungen im Produktionsprozess realisieren zu können. Für diese Anforderungen eignen sich gleich mehrere Panasonic-Steuerungen. Mit dem Ethernet basierten Busprotokoll RTEX, das von Panasonic speziell für anspruchsvolle Echtzeitkommunikation entwickelt worden ist, steht bei der FPXH-Steuerung ein außerordentlich schnelles Kommunikationssystem zur Verfügung. Durch hohe Übertragungs- und Abtastraten sorgt es z.B. bei hochdynamischen Pick&Place-Anwendungen für produktive und auch sichere Prozesse. Gerade bei mehrachsigen Applikationen ist diese Echtzeitkommunikation unerlässlich, um mögliche Gefahren für Bediener unmittelbar erkennen und abstellen zu können. Ebenfalls in Echtzeit arbeiten die Motion Controller aus der FP7-Serie von Panasonic, die über Ethercat die Nutzung von offenen und standardisierten Netzwerken ermöglichen; die internationale Verbreitung dieses Protokolls ermöglicht die weltweite Integration der Maschinen.
Sichere Anbindung an die Cloud
Im Sinne einer vollständigen Maschinenvernetzung beinhalten Automatisierungslösungen zunehmend auch Cloud-Anwendungen. Mit der Corvina Cloud bietet Panasonic einen sicheren Kommunikationsservice für die Industrie, mit dem über Internet und einer verschlüsselten VPN-Verbindung standortunabhängig Maschinendaten überwacht werden können. Somit ist auch ein frühzeitiges Eingreifen bei einer sich abzeichnenden Fehlfunktion möglich, was sowohl die Bedienersicherheit als auch die Produktivität sicher stellt. Ebenso können sicherheitsrelevante Softwareupdates unkompliziert auf die Maschine aufgespielt werden, ohne dass dafür ein Techniker anreisen müsste; durch die Vermeidung von Reisezeit können so Maschinenstillstände und Kosten vermieden werden.
Sicherheit und Produktivität sind eng verknüpft
Die Themen Sicherheit und Sicherstellen der Produktivität in automatisierten Produktionsanlagen ist eng verknüpft; das eine kann nicht ohne das andere realisiert werden. Sicherheitsmaßnahmen müssen weitreichend und vernetzt über alle Ebenen von Maschinen und Anlagen geplant werden und bieten bei entsprechender umfassenden Herangehensweise sogar Kostenersparnisse. Panasonic will Konstrukteure und Automatisierer mit seinem breiten Produkt- und Serviceportfolio dabei nachhaltig unterstützen.
Bild: Panasonic Electric Works Europe AGAusgangspunkt für Maschinenkonzepte
Die Panasonic-Motoren und Antriebsregler der Minas-A6-Familie bieten einen gut geeigneten Ausgangspunkt für moderne Maschinenkonzepte: Die Servomotoren zeichnen sich nicht nur durch eine kompakte Bauform aus, sondern auch durch ihren hochauflösenden 23Bit-Encoder, der mit 8.388.608 Pulsen pro Umdrehung die Grundlage für eine genaue und damit sichere Positionierung und Regelung des Motors darstellt. Um Ausfallzeiten oder Fehlfunktionen auf Grund von Verschmutzungen im Motor zu verhindern, sind entsprechende Motoren der A6-Serie mit einer Öldichtung durch eine Dreifachlippe ausgestattet, die das Eindringen von Öl aber auch Staub in den Motor verhindert und somit einen sicheren Betrieb gewährleistet. Die Antriebsregler Minas A6SX mit Advanced Safety stellen eine weitere Sicherheitsstufe für die gesamte Anlage dar: Mit zwölf gängigen Sicherheitsfunktionen nach EN61800-5-2 wie SS1, SS2 und SOS spiegeln sie den Stand der Technik wider und entsprechen den Anforderungen gemäß SIL3. Durch diese Funktionen können Puffer- und Auslaufzonen reduziert werden, wodurch sich die Baumaße der Gesamtanlage ebenfalls verringern. Durch die integrierten Safety-Funktionen lässt sich zudem der Verdrahtungsaufwand und somit die Inbetriebnahme insgesamt vereinfachen.
Panasonic Electric Works Europe AG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN SPSS 2018 - 19.11.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
