Sicherheits-SPS vereinfacht automatisierte Käsereifung

Die südlich von Bern in Uetendorf angesiedelte Leu Anlagenbau AG produziert und vertreibt seit 1991 Käsepflegeroboter und Käseschneidemaschinen, deren Sicherheit seit vier Jahren auf der Sicherheits-SPS Pluto, der Zweihandsteuerung Safeball und den berührungslosen Sicherheitssensoren Eden von Jokab Safety basiert. Die 2005 eingeführte Technik hat sich in der besonders feuchten, ammoniakhaltigen Luft bestens bewährt und gewährleistet einen sicheren Personenschutz sowie die Einsparung zahlreicher Relais und anfälliger mechanischer Schalter. Zudem vereinfacht sie die Verdrahtung und spart Platz im Schaltschrank.

Guter Käse erfordert optimale Pflege
Damit der Käse seinen vollen Geschmack entwickeln kann, muss er eine bestimmte Zeit lang reifen. Dazu ist es erforderlich, ihn regelmäßig zu wenden und mit Salzwasser zu bürsten. Bis zu zwei Jahre werden die Käselaibe gelagert und gepflegt. So entstehen beliebte Käsesorten mit kräftigem, aromatischem Geschmack wie zum Beispiel Emmentaler, Appenzeller, Greyerzer, Tilsiter, Tête de Moine, Raclette und diverse Berg­käse.
Die freifahrbaren Käsepflegeroboter LK-40 sind leicht zu bedienen und lassen sich ohne Kraftaufwand innerhalb des Kellers verschieben. Der Fahrantrieb wird von Batterien gespeist, und der Roboter wird, ähnlich einem Stapler, mit einer Deichsel gelenkt. Der Roboter kann ab beliebiger Stelle an einer Bankungsreihe angesetzt und gestartet werden. Ohne manuelle Hilfe pflegt er geduldig Tag und Nacht die vorgegebenen Laibe. Mehrere unterschiedliche Aufträge werden nacheinander abgearbeitet. Bis zu 80 große Emmentaler-Laibe kann eine Maschine in der Stunde pflegen. Bei den kleinsten Laiben wird alle zwei Sekunden der nächste Laib durch die flinke Maschine gewirbelt.
Für die Pflege werden die Käse mit einer aufwändigen Sensorik im Gestell gesucht. Da die jungen Käse noch sehr empfindlich sind, muss der Maschine viel Fingerspitzengefühl beigebracht werden. Sorgfältig fördert die Maschine den Käse in die Pflegestation. Nach dem Wenden werden die Laibe auf die Drehteller gelegt und unter die Bürsten gefahren. Oberfläche und Järbseite werden mit Salzwasser oder einer speziellen Sulze abgerieben. Danach werden die Käse wieder auf das leere Brett zurückgestellt.

Ein- und Auslagern
Da die Käselager immer größer und höher werden, ist auch das Einbringen der Käselaibe ins Lager ohne maschinelle Unterstützung fast nicht mehr denkbar. Spezielle Handlingmaschinen übernehmen diese Aufgabe. Aber auch mit einer Pflegemaschine kann mit einfachen Hilfsmitteln Käse ein- und ausgelagert werden. So wird bei einer Raclette-Maschine ein spezieller Bearbeitungstisch an der Front der Maschine installiert. Beim Einlagern werden die Bretter auf diesem Tisch bereitgestellt und drei Käse auf das Brett gelegt. Nachdem das Hubwerk in Position gefahren ist, öffnet sich die Beschickungstür. Das Brett mit den Käselaiben wird von Hand in die Maschine geschoben. Während dieser Zeit überwachen die Sicherheitssensoren Eden, dass sich der Tisch nicht bewegt. Andernfalls würde die Sicherheitssteuerung sofort einen Not-Halt auslösen. Sobald die Tür wieder sicher verschlossen ist, gibt die Sicherheitssteuerung das Hubwerk frei, und das Brett kann an jede beliebige freie Position gestellt werden. Beim Auslagern läuft der Vorgang umgekehrt.

Sicherheits-SPS mit Zusatzfunktionen
Die nur 90 mm breite Sicherheits-SPS Pluto S46-6 von Jokab Safety ist bislang die leistungsstärkste Sicherheits-SPS am Markt. Sie wurde entwickelt, um der Nachfrage nach einer kompakten Sicherheits-SPS mit mehr E/A gerecht zu werden. Die S46-6 hat insgesamt 46 E/A, 6 davon sind unabhängige Sicherheitsausgänge. Außerdem können 16 E/A wahlweise als Ein- oder Ausgänge benutzt werden, und 24 Eingänge sind für Unfallschutzgeräte und sonstige Sensoren bestimmt. Da die Programmierung über die intuitive Pluto Manager Software im Kontaktplan erfolgt, eignet sich Pluto sowohl zur Sicherheitsüberwachung als auch zur Steuerung kleinerer Maschinen. Pluto ist eine Sicherheits-SPS „Alles Master", die den Entwurf von Sicherheitssystemen vereinfacht und dem Performance Level e nach EN ISO 13849-1 entspricht. Alle Plutos sind Master-Geräte und können sich somit am Netzwerk gegenseitig sehen und Entscheidungen bezüglich ihrer eigenen unmittelbaren Sicherheitsumgebung treffen.

Zweihandsteuerung Safeball erhöht Produktivität
Ergänzend zur klassischen Lösung mit gewöhnlichen Drucktastern bietet Jokab Safety auch die Zweihand-Steuerung Safeball JSTD1 an. Der ergonomisch gestaltete und für jede Handgröße passende Safeball hat an beiden Seiten der Kugel je einen Drucktaster. Durch diese Drucktaster-Anordnung wird das Risiko einer unbeabsichtigten Betätigung minimiert. Für den Maschinenanlauf müssen alle vier Drucktaster der beiden Safeballs innerhalb von 0,5 Sekunden betätigt werden. Somit hat jede Hand eine zweikanalige, doppelte Sicherheitsfunktion. Ein Wiederanlauf ist erst nach dem Loslassen aller vier Drucktaster möglich. Wenn man einen oder mehrere Drucktaster loslässt, wird der Maschine ein Abschaltbefehl erteilt. Da über den Safeballs keine Abdeckungen nötig sind, kann der Zugriff schneller erfolgen und die Produktivität der Anlage steigt. Safeball entspricht der Sicherheitskategorie 4 der Norm EN 574 (Typ IIIc) und PL e bei der Norm EN ISO 13849-1. Diese höchsten Sicherheitsstufen erreicht man, indem man die vier Drucktaster an die Sicherheits-SPS Pluto oder an ein Sicherheitsrelais JSBR4 anschließt.

Berührungsloser Sicherheitssensor Eden
An jeder Wartungstür ist ein berührungsloses Sicherheits-Sensorpaar Eden angebracht. Es besteht aus dem aktiven, elektrisch verdrahteten Teil Adam und dem passiven, als Betätiger wirkenden Teil Eva. Ein kodiertes Signal wird vom Steuergerät Vital oder von der Sicherheits-SPS Pluto über Adam an Eva übertragen, die das Signal verändert und wieder zurücksendet. Der Sensor ist nur bei geschlossener Tür aktiviert, wenn sich Adam und Eva gegenüber stehen. Dabei gewährleistet die große Toleranz für Abstand und Versatz zwischen Adam und Eva und die als Justierhilfe dienende Blinkfrequenz der LED eine völlig unproblematische Montage. Der Sensor hat einen Schaltabstand von 0-15 mm und arbeitet wartungs- und verschleißfrei. Das Signal dringt mühelos durch nichtmetallische Werkstoffe wie Holz oder Kunststoff. Dank des speziellen dynamischen Ein- und Ausgangssignals kann man bis zu 30 berührungslose Sensoren mit einem Sicherheitsmodul Vital oder bis zu 150 Sensoren mit einer Sicherheits-SPS Pluto einkanalig überwachen. Dabei bleibt die höchste Sicherheitskategorie 4 gewahrt, und ein Informationssignal gibt Aufschluss über den Zustand jeder einzelnen Tür.

Positive Erfahrungen
Der für den Steuerungsbau verantwortliche Dipl.-Elektroingenieur Thomas Kilchenmann schätzt bei der Sicherheits-SPS Pluto vor allem die kompakten Abmessungen und die frei konfigurierbaren Ein- und Ausgänge. Je nach Situation können sie als sichere Eingänge oder als Hilfsausgänge programmiert werden. Vorteilhaft sind auch die abnehmbaren Anschlussblöcke, da sie die Verdrahtung und den Austausch wesentlich vereinfachen. Da mehrere Steuerungen über den Bus Pluto-B vernetzt werden können, sind der kompakten Steuerung auch für größere Aufgaben fast keine Grenzen gesetzt. Der Steuerungsspezialist hält die Programmier-Software Pluto Manager für sehr praktisch und flexibel und möchte in Zukunft verstärkt die neuen AS-i-Lösungen von Jokab Safety nutzen.

Die robuste Zweihandsteuerung Safeball kann auch problemlos in der rauen Umgebung des Käsekellers eingesetzt werden. Kälte, Feuchtigkeit und käseverschmierte Hände können ihren sicheren Betrieb nicht beeinflussen. Die besonderen Vorteile der Sicherheitssensoren Eden mit dynamischem Ausgangssignal sieht Kilchenmann in der hohen Schutzart IP 67 und IP 69K, im großen Schaltabstand, den vielfältigen Montagemöglichkeiten und in den eindeutigen LED-Zustandsanzeigen. Auch bei Reihenschaltung mehrerer Eden lässt sich schnell und klar erkennen, welche Tür offen ist. Hinzu kommen hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer, weltweite Präsenz und Ersatzteilbeschaffung sowie Zulassungen für Europa und USA.