Durch die überwachte und zeitlich begrenzte Unterdrückung von Schutzfunktionen lässt sich die Produktivität automatisierter Anlagen signifikant erhöhen. Mit der von Leuze electronic für den AS-i Sicherheitsmonitor entwickelten Muting-Technologie ist dies mit AS-Interface Safety at Work jetzt bis Kategorie 4 gemäß EN 954-1 bzw. Pl e gemäß EN ISO 13849-1 problemlos möglich. Dies zeigt sehr anschaulich eine Applikation bei Nord Drivesystems, die vom Systemhersteller Daifuku in Zusammenarbeit mit UCS und Leuze electronic realisiert wurde.
Für die Umsetzung einer Sorting Transfer Vehicle (STV) Applikation bei Getriebebau Nord entschied sich UCS gemeinsam mit dem Systemhersteller Daifuku zur Realisierung des Sicherheitskreises auf Basis von AS-Interface. Ausschlaggebend dafür war die von Leuze electronic im AS-i Sicherheitsmonitor integrierte Muting-Funktion. Christian Fornée, Projektleiter und zuständig für die Softwareentwicklung bei UCS, sagt hierzu: "Wir realisieren viele AS-i Anwendungen, zumeist in der Fördertechnik. Dort kommen immer öfter frequenzgeregelte Motoren zum Einsatz. Hier ist AS-i die kostengünstigere und funktional ausreichende Variante zu Profibus, weil oft nur zwei Geschwindigkeiten mit Drehrichtungsumkehr gefordert sind."
Systemaufbau
Die gesamte Applikation bei Nord umfasst fünf Not-Halt-Bereiche - drei auf AS-i Safety at Work basierende Bereiche und zwei konventionelle Bereiche über hartverdrahtete Signalgeber. Ein typischer Not-Halt-Bereich mit Muting bei Getriebebau Nord beinhaltet:
· 2 x AS-i Sicherheitsmonitoren
· 9x Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken
· 9x Muting-Sensoren
· 3x AS-i Not-Halt-Taster
Jeder Not-Halt-Bereich wirkt auf seinen Arbeitsbereich und auf den STV-Loop. Links und rechts vom Sicherheits-Lichtgitter befinden sich Stellplätze auf den Ketten- und Rollenförderern. Der STV-Loop ist eingezäunt und kann zu Servicezwecken nur durch eine hierfür vorgesehene Zugangstür betreten werden. Dies wurde mit einem Schlüsselkonzept realisiert, so dass auch nach dem Betreten des Gefahrenbereichs der Loop wieder unter Spannung versetzt werden kann. Das gibt dem Service Mitarbeiter Gelegenheit, die Fahrzeuge im Einrichtbetrieb zu verfahren.
Ablauf und Anforderungen
Auf den Rollenbahnen werden Euro-Paletten und Gitterboxen gefahren. Die STV geben entsprechende Ladehilfsmittel (LHM) an die Fördertechnik ab. Aufgrund des räumlich knapp bemessenen Anlagenaufbaus bestand die Hauptproblematik darin, eine automatisierte Übergabe vom STV zur Fördertechnik über Muting-Bereiche reibungslos umzusetzen.
Das LHM kommt vor dem Schutzzaun zum Stehen, denn es kann nicht gleich einfahren, da sonst ein Stellplatz verloren gehen würde. Vor dem Schutzzaun ist kaum Platz und das LHM stoppt erst 12 cm vor dem Schutzfeld des für die Übergabebereichsüberwachung eingesetzten Sicherheits-Lichtgitters. Während dieser Wartephase dürfen beide Muting-Sensoren (Lichtschranken) nicht bedämpft sein, da es sonst bei der vorliegenden Muting-Betriebsart "Parallel-Muting" zu einem Muting-Fehler kommen würde. Deshalb müssen, bedingt durch den AS-i Abfragezyklus, die Muting-Lichtschranken leicht versetzt angeordnet werden. Da die LHM mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s einfahren, muss auch beim Passieren des Schutzfelds auf ein rechtzeitiges Einleiten der Muting-Sequenz geachtet werden. Eine große Herausforderung hierbei war das versetzte Schalten der Muting-Sensoren, da nicht alle LHM immer parallel zur Fördertechnik stehen.
AS-i Muting-Lösung im Detail
Nach vielen Testeinstellungen hat sich UCS entschieden, das parallele Muting über ein Sensor- und ein Maschinensignal zu realisieren. Dadurch ist ein nicht parallel stehendes LHM trotzdem in der Lage, das Schutzgitter zu passieren. Christian Fornée sagt zum prinzipiellen Aufbau: "AS-i Safety kam hier zum ersten Mal zum Einsatz. Wir haben uns hierfür entschieden, da wir 20 Mehrstahl-Sicherheits-Lichtschranken zur Überwachung der Übergabebereiche und acht Not-Halt-Taster über den sicheren AS-i Bus auswerten. Die Sicherheitssensoren mit AS-i Anschaltung sind eine sehr günstige Lösung, wenn man die Muting-Funktionalität in den AS-i Sicherheitsmonitor verlegt. Dann bleibt der Verdrahtungsaufwand sehr gering gegenüber einer konventionellen Verdrahtung."
UCS hat mit Leuze electronic einen kompetenten Partner an seiner Seite, der für die beschriebene Muting-Applikation mit dem AS-i Sicherheitsmonitor ASM die genau passende Lösung liefern kann. Denn die Sicherheitsmonitor-Varianten ASM1E-m und ASM2E-m sind mit wählbaren Muting-Funktionen ausgestattet. Damit ermöglichen sie auf AS-i Basis die zeitlich überwachte Überbrückung der Schutzeinrichtung während des Materialtransports ohne Prozessunterbrechung. Die komplette Muting-Parametrierung erfolgt einfach und schnell über die Konfigurations- und Diagnosesoftware asimon.
Kostengünstig bis Sicherheitskategorie 4
Die Integration der Muting-Funktion in den AS-i Sicherheitsmonitor ergibt eine besonders kostengünstige und flexible Automatisierungslösung durch AS-Interface, da die für die Muting-Auswertung benötigte Sensor-Peripherie der Anlage aus Muting- und Sicherheitssensor direkt über AS-Interface abgefragt und durch den AS-i Sicherheitsmonitor ausgewertet werden kann.
Der hauptsächliche Kostenvorteil liegt hierbei in der möglichen Realisierung von mehreren Muting-Bereichen mit nur einem AS-i Sicherheitsmonitor. Bislang war hierfür die Muting-Funktion in jedem Sicherheitssensor selbst oder pro Muting-Bereich jeweils ein eigener Muting-Controller als Schaltschrankeinbaugerät notwendig.
Zudem bietet Leuze electronic zur Zugangssicherung Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken mit integrierter AS-i Schnittstelle und M12-Anschluss sowie sichere elektronische AS-i Eingangsmodule zum Anschluss von kostengünstigen Sicherheits-Lichtvorhängen an. Die Muting-Sensoren werden einfach über Standard-AS-i Eingangsslaves in das AS-i Netz eingebunden. Die Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken mit integrierter AS-i Schnittstelle können direkt an das AS-i Kabel angeschlossen werden. Das reduziert den Verkabelungsaufwand erheblich.
Ergebnis
Mit UCS und Leuze electronic an der Seite konnte Daifuku für Getriebebau Nord eine maßgeschneiderte Muting-Lösung basierend auf AS-i realisieren. Alle Antriebe in der Applikation bei Getriebebau Nord sind mit hauseigenen Getriebemotoren mit dezentraler Umrichtertechnik (SK 200E) mit AS-i Anschaltung ausgestattet. Damit hat man eine sehr wirtschaftliche Lösung realisiert. Die gute Zusammenarbeit mit Leuze electronic hat dazu geführt, dass das gesamte Projekt schnell, wirtschaftlich und reibungslos abgewickelt werden konnte.
