Mit induktiven Sicherheitssensoren Mensch und Maschine schützen
Einfache Installation und Integration
Der globale Wettbewerb zwingt die Industrie dazu, immer effizienter zu wirtschaften. Eine der Folgen ist ein stetig steigender Automatisierungsgrad mit vermehrtem Einsatz von Robotern, Fertigungsautomaten, Transportvorrichtungen usw. Viele Arbeitsschritte laufen vollautomatisch ab, in Bereichen, die schwierig zu handhaben sind, setzt sich eine enge Kooperation von Mensch und Roboter durch. In diesem Umfeld steigt die Nachfrage nach geeigneten Komponenten für Schutzmaßnahmen. Eine zentrale Rolle dabei spielen Sensoren, z.B. induktive Sicherheitssensoren, mit denen sich die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllen lassen.
Bild: Pepperl+Fuchs AGInduktive Sensoren zeichnen sich durch eine Reihe interessanter Eigenschaften aus. Grundsätzlich sind sie in der Lage, elektrisch leitfähige Objekte zu detektieren, das heißt, man nutzt die auch als Näherungsschalter bezeichneten Geräte in der Praxis zum Erkennen von Metallgegenständen. Da sich an Maschinen und Anlagen normalerweise unzählige Metallteile befinden, lassen sich vorhandene Bauteile problemlos als Zielobjekte verwenden, so dass kein spezielles Targetelement mit Codierung benötigt wird. Induktive Sensoren arbeiten berührungslos und sind unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit, Staub und Schmutz, wie es für Industrieumgebungen typisch ist.
Schutz bis Performance Level PLd bzw. SIL2
Die als Sicherheitssensoren ausgewiesenen Modelle von Pepperl+Fuchs erfüllen darüber hinaus alle Voraussetzungen für eine hohe funktionale Sicherheit. Sie sind zertifiziert nach EU-Maschinenrichtlinie, Performance Level PLd sowie nach SIL2 und haben eine entsprechende TÜV-Zulassung. Ausgestattet mit einer sogenannten OSSD-Schnittstelle (Output Signal Switching Device) lassen sich die Geräte direkt an eine Sicherheits-SPS oder ein entsprechendes Sicherheits-Auswertegerät anschließen. Einsatzbereiche für die induktiven Sicherheitssensoren liegen nicht nur in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Fertigungsindustrie, sondern auch im Bereich der Nutzfahrzeugtechnik, im Schiffsbau, in Hafen- und Bahnanlagen, Verladeeinrichtungen und Ähnlichem. Zahlreiche Gefahrenstellen gilt es abzusichern und Unfallrisiken zu minimieren, z.B. durch Überwachung von Türen, Toren und Absperrgittern, von Verriegelungen an Transportgestellen, Teleskoparmen von Kranfahrzeugen usw. Neben dem Schutz des Menschen vor Verletzung und tödlichen Gefahren spielt auch die Maschinensicherheit eine wichtige Rolle. Mögliche Fehlfunktionen dürfen nicht zu Beschädigungen und Verlusten an Maschinen führen, etwa von teuren Stanz- und Presswerkzeugen, falls einmal kein oder ein falsches Formteil in die Presse eingelegt wird.
Funktionale Sicherheit durch OSSD-Schnittstelle
Verantwortlich für die Absicherung sind Hersteller und Anwender gleichermaßen. Für jede Anwendung ist in Abhängigkeit der Randbedingungen, Nutzungshäufigkeiten usw. eine Risikobetrachtung durchzuführen, woraus sich der erforderliche Performance Level (Sicherheitsstufe) ableitet. Selbstverständlich greift man zum Minimieren des Risikos zunächst auf mechanische Schutzmaßnahmen wie Schutztüren, Sicherheitszäune oder Abdeckhauben zurück. Sicherheitssensoren haben den Zweck, das bestehende Restrisiko beherrschbar zu machen. Solange der Sensor das definierte Referenztarget erkennt, besteht keine Gefahr für den Mitarbeiter oder die Maschine. Erfasst er das Metallobjekt nicht mehr, muss das System unverzüglich den sicheren Zustand einnehmen. Ein gefahrbringender Fehler des Sensors bzw. der Absicherung wäre eine Freigabe, obwohl kein Target erkannt wird. Die induktiven Sicherheitssensoren übertragen über ihre OSSD-Schnittstelle, bestehend aus OSSD1- und OSSD2-Signal, fortlaufend Statusinformationen zur Sicherheits-Auswerteeinheit. Während über OSSD1 das eigentliche Sensorsignal läuft, handelt es sich bei OSSD2 um einen Diagnoseausgang, der zur Selbstüberwachung des Sensors im Sinne der funktionalen Sicherheit dient. Die Ausgänge melden synchron (zweikanalig) den jeweiligen Schaltzustand. Bei Abweichung eines der beiden Signale muss die angeschlossene Auswerteelektronik/Sicherheitssteuerung dafür sorgen, dass die Anlage in einen sicherer Zustand schaltet bzw. fährt. Die PNP-Transistorausgänge des Sensore sind kurzschluss- und überlastfest sowie mit dieser Querschlusserkennung ausgestattet. Beim redundanten Einsatz von zwei Sicherheitssensoren dieser Art lassen sich auch die Anforderungen einer Kategorie-3-Lösung mit Performance Level e (PLe) abdecken.
Hohe Sicherheitskennwerte
Ein wesentliches Merkmal der induktiven Sicherheitssensoren aus dem Hause Pepperl+Fuchs ist der Verzicht auf einen integrierten Mikrocontroller. Die interne Datenverarbeitung basiert ausschließlich auf diskreter Elektronik. Die induktiven Sicherheitssensoren zeichnen sich daher durch besonders hohe Sicherheitskennwerte aus. Das bedeutet für den Anwender, dass je nach Anwendung wesentlich seltenere Prüfintervalle notwendig sind, beispielsweise nur monatlich statt täglich wie bei anderen Geräten. Das Portfolio der induktiven Sicherheitssensoren umfasst verschiedene Größen und Modelle mit zylindrischen Ausführungen in M12-, M18- und M30-Bauform sowie der quaderförmigen Bauform Varikont L2M. Letzterer verfügt über einen flexibel einsetzbaren und drehbaren Sensorkopf. Durch die Flexibilität und Typenvielfalt ist eine problemlose Integration an verschiedenen Positionen bei Maschinen und Anlagen möglich. Es sind sowohl Versionen für vollbündigen Einbau, als auch nicht bündigen Einbau erhältlich. Alle induktiven Sicherheitssensoren haben außerdem keine 'Blindzone' und erkennen das Zielobjekt bis Null Millimeter Abstand zuverlässig. Dadurch ist bei der Installation und Inbetriebnahme keine spezielle Justage zu berücksichtigen. Das Programm umfasst außerdem zylindrische Modelle mit erhöhtem Temperaturbereich von -40 ... +85 °C und hoher EMV-Festigkeit sowie E1-Zulassung für (Nutz-)Fahrzeuge mit Zulassung im öffentlichen Straßenverkehr.
Der globale Wettbewerb zwingt die Industrie dazu, immer effizienter zu wirtschaften. Eine der Folgen ist ein stetig steigender Automatisierungsgrad mit vermehrtem Einsatz von Robotern, Fertigungsautomaten, Transportvorrichtungen usw. Viele Arbeitsschritte laufen vollautomatisch ab, in Bereichen, die schwierig zu handhaben sind, setzt sich eine enge Kooperation von Mensch und Roboter durch. In diesem Umfeld steigt die Nachfrage nach geeigneten Komponenten für Schutzmaßnahmen. Eine zentrale Rolle dabei spielen Sensoren, z.B. induktive Sicherheitssensoren, mit denen sich die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllen lassen.
Bild: Pepperl+Fuchs AGInduktive Sensoren zeichnen sich durch eine Reihe interessanter Eigenschaften aus. Grundsätzlich sind sie in der Lage, elektrisch leitfähige Objekte zu detektieren, das heißt, man nutzt die auch als Näherungsschalter bezeichneten Geräte in der Praxis zum Erkennen von Metallgegenständen. Da sich an Maschinen und Anlagen normalerweise unzählige Metallteile befinden, lassen sich vorhandene Bauteile problemlos als Zielobjekte verwenden, so dass kein spezielles Targetelement mit Codierung benötigt wird. Induktive Sensoren arbeiten berührungslos und sind unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit, Staub und Schmutz, wie es für Industrieumgebungen typisch ist.
Pepperl+Fuchs AG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN SPS-Messe 2019 - 20.11.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
