Sicherheitssteuerungen und -relais für die Prozessindustrie

Unterschiedliche Anforderungen erschweren die normgerechte Absicherung einer Anlage, was sich in einem enormen Kosten- und Zeitaufwand widerspiegelt. Sicherheitskomponenten, welche gezielt alle für den Anwender benötigten ­Baumusterprüfungen aufweisen, erleichtern die Planung.

Die Anforderungen an die Sicherheitskomponenten in der Prozesssicherheit sind sehr vielschichtig und nehmen kontinuierlich zu. Unterschiedliche Vorschriften erschweren die normgerechte Absicherung einer Anlage, was einen enormen Kosten- und Zeitaufwand mit sich bringt. Sicherheitskomponenten, die gezielt alle für den Anwender benötigten Baumusterprüfungen aufweisen können, erleichtern die Planung ungemein.

A-, B- und C-Normen
Die Maschinenrichtlinie 2006/43/EG bildet das Fundament für die Maschinensicherheit. Diese verfolgt das Globalziel, ein einheitliches Schutzniveau für das Inverkehrbringen von Maschinen im Europäischen Wirtschaftsraum sicherzustellen.

Mit dem Ziel, die Sicherheit von Maschinen bewerten zu können, wurden im Jahr 2007 neue Normen definiert. Diese unterteilen sich in A-, B-, C-Normen. So ist im Maschinenbau als generelle anwendungs- und technologieunabhängige A-Grundnorm die DIN EN 61508 zu nennen. Diese beschreibt die Funktionale Sicherheit sicherheitsgerichteter Systeme. Hierunter fallen ebenfalls die sektorspezifischen, Maschinennormen EN ISO 13849-1 (Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen) und IEC 62061 (Sicherheit von Maschinen - Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener, elektrischer, elektronischer und programmierbar elektronischer Steuerungssysteme).

Eine Ebene darunter befinden sich die anwendungsspezifischen Normen, sogenannte C-Normen: Hier ist beispielsweise die industrielle DIN EN 746-2 speziell für die Sicherheit von industriellen Thermoprozessanlagen zu nennen.

Wird der Ansatz über die Prozessindustrie verfolgt, gilt häufig die Störfallverordnung (12. BimSchV 2000) als rechtliche Grundlage. Hier heißt es u. a. unter §3 „Die Beschaffenheit und der Stand der Anlagen müssen dem Stand der Sicherheitstechnik entsprechen“. Auch hier wird auf die sicherheitsrelevanten Normen EN 61508 und insbesondere auf die DIN EN 61511 (Funktionale Sicherheit sicherheitstechnischer Systeme für die Prozessindustrie) verwiesen.

Die Abb. 1 visualisiert die Komplexität der Normenzusammenhänge in Abhängigkeit der Anlage bzw. der letztendlichen Anwendung. Generell haben anwendungsspezifische C-Normen Vorrang vor den Grundnormen (d. h. in Abb. 1; unten hat Vorrang vor oben). So sollten z. B. für industrielle Prozess- und Schmelzöfen die Normen EN 746-2 in Kombination mit DIN EN 50156-1 betrachtet werden.

Generell gilt, dass mittels Normen immer nur „Richtungen“ vorgegeben werden, aber auch andere Möglichkeiten zur Erreichung des Schutzziels zulässig sind. Jedoch muss immer die Gleichwertigkeit nachgewiesen werden und das persönliche Haftungsrisiko ist für den jeweils verantwortlichen Planer erheblich höher.

Auch verdeutlicht der Exkurs, dass die Anwendbarkeit der genannten Normen für sicherheitstechnische Komponenten sowohl durch klassische Safety-Elemente ( Performance Level PL, SIL-Klassifizierung) als auch durch Vorgaben der Prozessindustrie (Störfallverordnung und die darunter angesiedelten Normen) bestimmt wird.

Als exemplarisches Beispiel kann der Industriebrenner aufgeführt werden. Ob dieser als „Maschinenkomponente nach 746-2 inkl. PL und SIL betrachtet wird oder ob dieser später als Komponente in einem Kesselprozess nach DIN EN 50156 bzw. 61511 integriert ist, ist für den jeweiligen Planer zu Projektbeginn häufig nur schwer festzustellen. Eine Lösung wäre, dass die sicherheitstechnischen Komponenten alle diese Norm erfüllen.

Das bedeutet für die Anwender den Nachweis in Form eines Zertifikates, welches die Erfüllung der gesamten, normativen Grundlagen belegt. Die folgenden Produkte lassen sich in diesem Zusammenhang hervorheben:

• Sicheres Koppelrelais / Sicherheitsrelais für High- und Low Demand Anwendungen

Das sichere Koppelrelais SK3D eignet sich ideal zur sicheren Kontaktverstärkung, Kontaktvervielfältigung und galvanischer Trennung. Zudem ermöglicht es die Filterung getakteter Halbleiterausgänge übergeordneter Safety-Steuerungssysteme. Dies erfolgt mit minimalem Verdrahtungsaufwand (Einsparungen bis zu 60 % im vgl. zu Standard-Sicherheitsrelais) und optional schraubenfreier Verbindung über Zugfederklemmen. Das Sicherheitsrelais SR3D erfüllt die Anforderungen eines klassischen Not-Halt-Schaltgerätes mit der Besonderheit, dass es wie auch das SK3D speziell für den Einsatz an Feuerungsanlagen im Dauerbetrieb zugelassen ist.

Der große Vorteil der Produkte ist, dass sie anstelle der normativ vorgeschriebenen, diversitären Schützkombination nach EN 50156-1 / EN 746-2 eingesetzt werden können. Das heißt, eine Zander Sicherheitskomponente ersetzt zwei unterschiedliche Schütze. Die Vorteile liegen auf der Hand – insbesondere große Platz- und Kostenersparnisse.

• Sichere Mini-Zeitsteuerung

Die sichere Zeitsteuerung SCB ermöglicht das sichere, verzögerte Ein- und Abschalten innerhalb der Prozess- oder Feuerungskette. Die Kleinsteuerung bietet ein Höchstmaß an Diagnose inkl. Fehlermeldungen, was aufwändige Inbetriebnahme- und Wartungsarbeiten minimiert. Es sind Varianten mit Halbleiter- und/oder Relaisausgängen verfügbar.

Alleinstellungsmerkmal ist die große Bandbreite sowie die genaue Einstellung der Verzögerungszeiten. Zeitbereiche von 0,1–99 sec bis zu 99 h sind möglich. Das alles bei einer exakten Einstellungsgenauigkeit über einen Druck-Drehtaster in Kombination mit dem LED-Display.

Das Startverhalten (Manueller Start oder Autostart) sowie die Charakteristik der jeweiligen Ausgänge (zeitverzögert oder nicht, ansprech- oder abfallverzögert) kann vom Endanwender einfach und PIN-geschützt unmittelbar an der Gerätefront parametriert werden.

Ein weiterer Vorteil ist die Retrigger-Funktion (Stopp des Ausschalt-Countdowns), die es ermöglicht die laufende Verzögerungszeit vorzeitig abzubrechen. Filterfunktionen wie z. B. kurzzeitiger Überdruck, können so sicher und normkonform realisiert werden, ohne dass es zu einem Not-Halt /Anlagenstillstand führen muss.

Sichere, individuell konfigurierte Kleinsteuerung
Wenn die gesamte Prozesskette bei einem Höchstmaß an Diagnose überwacht werden soll, ist die sichere Kleinsteuerung Talos die richtige Wahl. 14 sichere Eingänge, 3 sichere Halbleiterausgänge sowie 6 Meldeausgänge ermöglichen die sichere Überwachung der gesamten Prozesskette. Talos erfüllt wie alle vorgestellten Zander-Produkte die normativen Anforderungen für Feuerungsanlagen im Dauerbetrieb nach EN 50156-1 sowie die Anforderungen für Thermoprozessanlagen nach EN 746-2 bei gleichzeitig höchsten Sicherheitsanforderungen PL e, Kat.4 nach EN ISO 13849-1 sowie SILCL 3 nach IEC 62061.

Zander konfiguriert die Steuerung kundenindividuell vor. Folgende Applikationen sind hierdurch realisierbar:

• Anwendungen mit mehreren, verschiedenen Verzögerungszeiten, z. B. Signalisierung einer bevorstehenden Abschaltung
• Quittierungsbetriebe mit Darstellung des Zustandes, z. B. über eine Signalleuchte oder ein akustisches Signal. Nichtquittierung nach vorgegebener Zeit führt zu sicherem Abschalten
• Talos als sichere Wiedereinschaltvorrichtung bei Netzausfall (Prozess wird durch Re-Triggerung wieder in Arbeitsstellung gebracht)
• Sichere Brenner-Startüberwachung
• Visualisierung und Überwachung der gesamten Sicherheitskette

Zu all dem kommt ein Höchstmaß an Diagnose. Zusätzlich steht für die Talos Basiseinheit das Relaiserweiterungsmodul TE-OR3D für ein galvanisch getrenntes Schalten bis zu 250 V zur Verfügung.

Brandneu und ultra-schmal
Zur SPS IPC drives 2018 präsentierte das Aachener Unternehmen die ultra-schmalen Sicherheitsrelais Minos SD. Mit einer Breite von nur 6,8 mm sparen Sie viel Platz im Schaltschrank. Die maximale Schaltleistung beträgt 250 V, 6 A. Die SD Relais werden baumuster-geprüft bis PLe, SIL CL3 gemäß DIN EN ISO 13839-1, DIN EN 62061 sowie für Feuerungs bzw. Thermoprozessanlangen zertifiziert gemäß der DIN EN 50156-1 und EN 746-2.

Es werden zwei Versionen verfügbar sein, das Standard Not-Halt Sicherheitsrelais SD1E und das Koppelrelais SD1K für galvanische Trennung und Kontakterweiterung. Bei ersterem können Eingangs- und Startfunktion über Schalter direkt am Gerät parametriert werden – ein Relais für alle Funktionalitäten.

Sicheres Edelstahlsensorik für die Prozessindustrie
Vom codierten Sicherheitsschalter, über Seilzugschalter bis zur RFID-Prozesszuhaltung mit Zuhaltekräften bis zu 1.500 N bietet Zander ein komplettes Produktportfolio von sicherer Edelstahlsensorik – auch speziell für die Prozessindustrie. an. Diese zeichnen sich durch hohe Temperaturbeständigkeit bis 105 °C und Erfüllung der Schutzklassen IP67 und IP69K aus. Bei Auswahl des Gehäusewerkstoffs und Geometrie sind viele Erfahrungen und Anforderungen von Kunden in anspruchsvollen, rauen Prozessumgebungen bei gleichzeitig hohen hygienischen Anforderungen der Lebensmittelindustrie mit eingeflossen. Auch die höchsten Anforderungen bzgl. Manipulationsschutz nach EN ISO 14119 werden berücksichtigt.