Siemens: Sicherheit als Integraler Bestandteil – Teil 1

Siemens: Sicherheit als Integraler Bestandteil - Teil 1. Während die Standardautomatisierung längst eine komfortable Durchgängigkeit erreicht hat – Stichwort „Totally Integrated Automation“ – geht der Trend dahin, vorteilhafte Lösungen für die einfache Integration der Sicherheitstechnik in die Standardtechnik zu bieten.

Einige Beispiele zeigen, dass „Safety Integrated“ nicht nur ein Schlagwort, sondern Realität ist. Der folgende erste Teil unseres zweiteiligen Beitrags gibt einen Überblick zum Thema und zeigt zwei einfache, clevere Lösungen.

Für Maschinenbauer wie Anlagenbetreiber wird das Thema Sicherheit mit den neuen Normen zur funktionalen Sicherheit EN 62061 oder EN ISO 13849-1: 2006 immer wichtiger. Bisherige Sicherheitskonzepte werden überprüft, neue Konzepte werden immer öfter bereits nach den neuen Normen betrachtet, die die bisherige EN 954-1 Ende 2009 endgültig ablösen.

Gerade jetzt ist es darum hilfreich, sich die unterschiedlichen Möglichkeiten, die die Sicherheitstechnik bietet, bewusst zu machen. Denn die neuen Normen sollen auch helfen, die passende Lösung zu finden, die eben auch ganz einfach sein kann. Die Gerätehersteller haben sich darauf ausgerichtet, praktikable Lösungen für unterschiedlichste Ansprüche zu entwickeln.

Ein Beispiel hierfür liefern einfache Sicherheitsschaltgeräte, die in vielen Applikationen bereits zur Überwachung eines Not-Halt-Signals ausreichend sein können. Auch ist heute die Auswertung gleich mehrerer Sicherheitssensoren über einen Bus wie bei ASIsafe-Lösungen möglich und üblich. Des Weiteren gibt es inzwischen modulare Sicherheitssysteme wie das 3RK3 für mehrere Sensoren und Aktoren, mit dem die geforderte sicherheitstechnische Funktionalität der Maschine komfortabel per Software parametriert werden kann.

Eine weitere Alternative für vernetzte Anlagen ist die integrierte Sicherheitstechnik, die Standard-Bussysteme wie Profibus und Profinet nutzt und Steuerungen und Antriebe mit integrierten Sicherheitsfunktionen einsetzt. Das Programm „Safety Integrated“ von Siemens bietet damit verschiedene Lösungen für die unterschiedlichsten Anforderungen im Bereich der Sicherheitstechnik.

Ein Beispiel dafür, wie man auch mit wenig Aufwand clevere Lösungen findet, zeigt die Anwendung in Hobel- und Kehlautomaten. Die in der Holzbranche bekannte Heinrich Kuper GmbH & Co. KG aus Rietberg bei Bielefeld passt ihr Sicherheitskonzept sehr individuell an die Aufgabenstellung der einzelnen Maschinen an. Damit werden auch zugekaufte Maschinen auf internationale Sicherheitsstandards gebracht – und so ein enormer Wettbewerbsvorsprung erzielt.

Der dortige Leiter der Elektroabteilung, Helmut Holtapel, dazu: „Für einfache Anwendungen haben sich Sicherheitsschaltgeräte mit integrierter Elektronik als besonders praktikabel erwiesen.“ Ein solches ist das Sirius 3TK2845 von Siemens. Es besitzt zwei Sensoreingänge, einen Kaskadiereingang, zwei elektronische sowie zwei Relais-Freigabekreise und eine umschaltbare Sicherheitslogik (Service-/Normalbetrieb) für den Anschluss eines Schlüsselschalters.

Damit vereint es drei Funktionen in einem Gerät. Wer nämlich bisher über die Schutztürüberwachung hinaus noch einen sicheren Einrichtbetrieb per Schlüsselschalter ermöglichen wollte, brauchte dafür vier Einzelgeräte. Das Multifunktionsgerät dagegen erledigt das nun allein und erfüllt dabei Anforderung bis zur Kategorie 4 nach EN 954-1 bzw. SIL 3 nach IEC 61508 und PL e nach EN ISO 13849-1: 2006.

Werden die Öffnerkontakte der Schütze in Reihe geschaltet und als Rückführkreis an das 3TK2845 angeschlossen, ist sichergestellt, dass beim Verkleben eines Schützes keine Freigabe zum Wiedereinschalten erfolgt. Sollen darüber hinaus zusätzliche Hauptschütze für die Antriebe sicher geschaltet werden, gibt es sichere Kontaktvervielfältiger, wie das 3TK2830. Damit wird der Verdrahtungsaufwand gegenüber einer Schaltung mit mehreren Hilfsschützen erheblich reduziert.

Helmut Holtapel weist auf die Wirtschaftlichkeit dieser Lösung hin: „Bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wiegen die eingesparte Arbeitszeit und der geringere Verdrahtungsaufwand wesentlich schwerer als der reine Komponentenpreis.“

Flexibel einsetzen durch acht DIP-Schalter

Ähnlich flexibel einsetzbar ist das Sirius 3TK2826, das über einen Sensoreingang und einen Kaskadiereingang verfügt. Mit ihrem Weitspannungsnetzteil eignen sie sich für den globalen Einsatz. Das Besondere daran ist, dass über DIP- Schalter bis zu acht Parameter individuell eingestellt werden können. Damit lässt sich das Gerät an viele Aufgabenstellung in der Industrie anpassen.

Wie wichtig das ist, zeigt das Beispiel einer mobilen Schlammaufbereitungsanlage, die nach Russland geliefert wurde. Die VDI-Maschinenrichtlinie für solche Anlagen fordert, dass die Geräte nach einem Netzausfall nicht selbständig wieder anlaufen dürfen. „Deshalb wird es so von uns parametriert und ausgeliefert“, erklärt Friedhelm Peter, Leiter der Elektroabteilung der Business Unit Noggerath der Passavant-Geiger GmbH, bekannter Hersteller von Anlagen zur Wasser- und Abwasserbehandlung. Anlagenbetreiber, die solche oder ähnliche Aufbereitungsanlagen „mannlos“ betreiben, wollen natürlich einen automatischen Wiederanlauf.

Mit der entsprechenden DIP-Schalter-Kombination können sie das in Eigenverantwortung am Sicherheitsschaltgerät selbst umparametrieren. Zugelassen ist das 3TK2826 für Anwendungen bis zur Sicherheitskategorie 4 gemäß EN 954-1 bzw. SIL 3 gemäß IEC 61508 bzw. PL e gemäß EN ISO 13849-1: 2006. Für die Kategorie 2 gemäß EN 954-1 wäre beispielsweise nur ein Schütz im Abschaltkreis notwendig, weil Abschaltfehler im Aktorkreis automatisch vom Gerät gemeldet werden.

Das zeigt, dass moderne Sicherheitsschaltgeräte durch ihre erweiterte Funktionalität nicht nur komfortabler werden, sondern auch einen Mehrwert in punkto Wirtschaftlichkeit schaffen. Für Friedhelm Peter steht außer Frage: „Der hohe Bedienkomfort in Verbindung mit der immensen Einsatzbreite machen das 3TK2826 zu einem wertvollen Baustein in der Sicherheitskette.“

Stefanie Warmerdam
Siemens AG, Industry Automation,
Nürnberg

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