An einer Maschine für die Endmontage und Prüfung von Pneumatik-Ventilen setzt ESEM im bodenseenahen Markdorf seit Mitte 2008 für die Maschinensicherheit ausschließlich Komponenten des schwedischen Marktführers Jokab Safety ein, der 2010 bei ABB integriert wurde. Dabei übernimmt ein Sicherheitscontroller Pluto S20 sämtliche Sicherheitsfunktionen und überwacht neun Türüberwachungssensoren Eden, je einen Not-Halt-Taster Inca und Smile sowie einen steuernden Lichtvorhang Focus für den Taktbetrieb.
Die für die Firma ETO gebaute Maschine zeichnet sich durch eine besonders hohe Flexibilität aus. Mittels entsprechender Wechseladapter lassen sich über 100 verschiedene Pneumatik-Ventile für LKWs und Anhänger endmontieren und prüfen. So passt sie sich im Handumdrehen an unterschiedliche Stecker, Unterteile, Anschlüsse und Montagepositionen an.
Montage- und Prüfvorgang an der Maschine
Der Bediener legt an den Stationen A und B jeweils eine Magnetspule mit Anker, Feder und O-Ring in die Spannvorrichtung der Prüfanlage ein. Anschließend schiebt er auf die Aufnahmegabel das Ventil-Unterteil ein. Bei Betätigung des Fußschalters wird die Spule bestromt und der Anker zieht an. Daraufhin nimmt der Bediener beide Hände aus dem Lichtvorhang und startet dadurch den Prüfprozess. Die Ventil-Unterteile werden in die Spannvorrichtung gefahren. An jeder Station fahren 2 Zylinder von unten nach oben und pressen den Prüfling zusammen. Nun können die Prüfungen beginnen.
Zunächst erfolgt eine Hochspannungsprüfung nach DIN 801/601. Danach wird der Spulenwiderstand und das Schutzelement, d.h. eine Zenerdiode oder ein Varistor gemessen. Es folgt eine Kapazitätsmessung zwischen Spule und Gehäuse zur Prüfung der Vergussmasse aus Harz. Schließlich werden Dichtigkeit, Schaltzeit und Anzugsstrom anhand vorgegebener Parameter überprüft. An der Schaltzeit erkennt man, ob die richtige Feder eingesetzt wurde. Einwandfreie Ventile werden mit 3 Sickbacken gesickt und fehlerhafte Ventile nachgearbeitet. Die Anlage erreicht einen Durchsatz von 80 bis 120 Ventilen pro Stunde.
Sicherheitslösung aus einer Hand
Sämtliche Sicherheitsfunktionen der Endmontage- und Prüfanlage werden von einem Sicherheitscontroller S20 überwacht, der durchgängig den höchsten Performance Level PL e gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 3 gemäß EN IEC 61508 unterstützt. Die Maschinenanforderungen wurden durch entsprechende Programmierung vor Ort schnell und mühelos erfüllt. Dank des verringerten Verdrahtungs-, Projektierungs- und Materialaufwands sowie der hohen Flexibilität erzielt der Maschinenhersteller erhebliche Kosteneinsparungen. Durch den Wegfall mehrerer Sicherheitsrelais und die kleine Baugröße des Sicherheitscontrollers Pluto mit nur 45 mm Breite ergeben sich ausreichende Platzreserven im Schaltschrank. Eines der Hauptmerkmale bei der Pluto-Lösung besteht darin, dass die an den Sicherheitsbus angeschlossenen Steuergeräte sehr einfach zentral oder dezentral vernetzt werden können, wobei ebenfalls durchgängig PL e gemäß EN ISO 13849-1 erreicht wird.
An den Türen sind neun in Reihe geschaltete Türüberwachungssensoren Eden im Einsatz. Sie sind ebenso wie die Not-Halt-Taster Inca 1 Tina und Smile 11EA Tina an Pluto angeschlossen, die genauen Aufschluss über den Zustand jeder einzelnen Tür gibt. Für den Taktbetrieb nutzt die Maschine einen steuernden Lichtvorhang Focus mit einer Schutzfeldhöhe von 450 mm und einer Auflösung von 14 mm.
Türüberwachungssensor
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 vom Sicherheitscontroller 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 bis 15 mm sowie eine 360°-Betätigung und arbeitet wartungs- und verschleißfrei.
Dank des speziellen dynamischen Ein- und Ausgangssignals kann man bis zu 49 berührungslose Sensoren mit einem Sicherheitsmodul Vital oder bis zu 390 Sensoren mit einem Sicherheitscontroller Pluto einkanalig überwachen. Dabei bleibt der höchste Performance Level PL e gewahrt, und ein Informationssignal gibt Aufschluss über den Zustand jeder einzelnen Tür.
Not-Halt-Taster
Inca ist ein Not-Halt-Taster für den Einbau in Schaltschränke und Bedienfelder. Sein Anschluss erfolgt über abnehmbare Anschlussklemmen. Funktion und Optik des Tasters sind dieselben wie beim Not-Halt-Taster Smile. Sowohl Inca als auch Smile sind mit einer LED ausgestattet, die den aktuellen Zustand des Tasters anzeigt. Leuchtet die LED grün, ist der Not-Halt-Taster nicht aktiviert. Ein rotes Licht weist dahingegen darauf hin, dass der Taster betätigt wurde. Blinkt die LED rot/grün, wurde einer der vorgeschalteten Not-Halt-Taster aktiviert. So lässt sich schnell feststellen, welcher Not-Halt-Taster aktiviert wurde. Genau wie Smile ist auch Inca in zwei verschiedenen Varianten erhältlich: für dynamische und für statische Schaltkreise. Inca 1 Tina wird mithilfe eines Sicherheitscontrollers Pluto oder eines Sicherheitsmoduls Vital an dynamische Sicherheitsschaltkreise angeschlossen und verfügt zusätzlich über einen elektronischen Info-Ausgang. Inca 1 ist stattdessen mit Kontakten versehen, die den Anschluss an statische Sicherheitsschaltkreise mit Sicherheitsrelais ermöglichen. Während beide Inca-Varianten Schutzart IP 65 entsprechen, erreicht ein Sicherheitsschaltkreis mit Inca 1 Tina selbst dann den Performance Level e, wenn mehrere Not-Halt-Taster in Reihe geschaltet sind. Der Einbaudurchmesser von Inca beträgt 22,5 mm und die abnehmbaren Anschlussklemmen haben leicht zugängliche Messpunkte. Da Inca außer in Rot auch in Schwarz erhältlich ist, kann man den Taster auch für Maschinenstopp verwenden.
Unfallschutz-Lichtvorhang
Die Lichtvorhänge Focus haben einen Querschnitt von nur 37 mm x 48 mm und eine Auflösung von 14 mm bzw. 30 mm. Die senkrecht angeordneten Vorhänge lösen beim Eindringen in den Gefahrenbereich einen Abschaltbefehl aus.
Die vom TÜV nach der Sicherheitsnorm EN/IEC 61496-1/2 zertifizierten Geräte vom Typ 4 lassen sich leicht konfigurieren und installieren. Eingänge zum teilweisen oder vollständigen Muten der Lichtstrahlen sind vorhanden. Zu den besonderen Merkmalen zählen Überwachung der Muting-Leuchte, optionales Floating oder Fixed Blanking, Pre-Reset-Funktion, manuelle, überwachte oder automatische Rückstellung, 2 überwachte PNP Sicherheits-Ausgänge mit Querschluss-Überwachung (OSSD) und M12 Anschlüsse. LEDs sorgen für einfache Ausrichtung und Anzeige von Verschmutzung, Betriebsspannung (24 VDC ±20 %) und Ausgangszustand. Die Schutzfeldhöhen betragen 150 bis 2400 mm, bei einer Auflösung von 14 mm, 30 mm oder 300/400/500 mm und Reichweiten von bis zu 40 m.
Zufriedener Anwender
Der bei ESEM mit der Elektrokonstruktion betraute Günter Staib (53) schätzt vor allem die leichte Ausrichtung und die dynamischen Ausgangssignale der 9 in Reihe geschalteten Türüberwachungssensoren Eden. Zum Anschluss an den Sicherheitscontroller Pluto benötigt man nämlich nur 1 Eingang, im Gegensatz zu 18 Eingängen bei anderen Lösungen. Außerdem erkennt man, welche Tür geöffnet wurde. Auch die Not-Halt-Taster Smile Tina und Inca Tina kann man in Reihe schalten, und die farbige LED zeigt an, ob der Taster betätigt wurde. Die LED blinkt, falls die Verdrahtung unterbrochen wurde, und erleichtert somit die Montage. Auch die Verdrahtung wird deutlich einfacher und zeitsparend.
Der Automatisierer lobt auch die leichte Programmierbarkeit von Pluto mit der kostenlosen Software Pluto Manager sowie das durchgängige Erreichen des höchsten Performance Levels. Mit Service, Beratung und Preis/Leistungs-Verhältnis ist er überaus zufrieden und möchte in Zukunft bei Laser-Anwendungen die Zweihandsteuerung Safeball einsetzen.
