Bustechnik reduziert Installationsaufwand

Maschinen-und Anlagensicherheit
Bustechnik reduziert Installationsaufwand
Modulares Sicherheitssystem mit fehlersicherer AS-i-Kommunikation optimiert
Akustikprüfstände für Turbolader
Die Sicherheitstechnik von Maschinensteuerungen wird immer komfortabler. Die damit verbundenen Vorteile hat die Böhmer Maschinenbau GmbH erstmals bei einem Akustikprüfstand für Turbolader in
­vollem Umfang genutzt. Das hier verwendete Modulare Sicherheitssystem (MSS) von Siemens in Verbindung mit einer fehlersicheren
AS-i-Kommunikation bezeugt hohe Flexibilität, weniger Installationsaufwand, vereinfachte Konstruktion und Dokumentationserstellung.
Und oftmals seien bei der Auftragsvergabe noch
nicht alle Details bekannt beziehungsweise würden Zusatzfunktionen oder Änderungen während
der Konstruktion des Prüfstands oder des Baus
gewünscht, was Schuh zufolge auch berücksichtigt werden müsse.
Busfähige Sicherheitstechnik
­vereinfacht Konstruktion
Solch eine flexible Lösung stellt das Sicherheitssystem Sirius 3RK3 von Siemens dar, das auch als
Modulares Sicherheitssystem (MSS) bekannt ist.
Für den besagten Auswuchtprüfstand, den der
Maschinenbauer an einen Automobilzulieferer
nach Ungarn ausgeliefert hat, wurde erstmals
das neue Gerät MSS Advanced mit fehlersicherer
AS-i-Kommunikation (Sensor/Aktor-Interface =
AS-i) genutzt. „Obwohl wir bisher schon häufig
das MSS Advanced eingesetzt haben, erreichen
wir mit der neuen busfähigen Variante eine weitere Vereinfachung der Konstruktion“, erklärt
Schuh weiter.
Statt aufwändiger Parallelverdrahtung von
Geräten der Sicherheitstechnik und Standardautomatisierung, durchzieht nun eine einzige gelbe
AS-i-Leitung die Prüfmaschine, über die jegliche
Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren
stattfindet. Besonders bei der Installation seien
die Vorteile von AS-i zu spüren wie Schuh bestätigt: „Dadurch sparen wir etwa 70 Prozent Installationsaufwand gegenüber früher.“
Doch auch in der Dokumentation bringt das
AS-Interface erhebliche Vorteile. So ist das Unternehmen bei vielen Aufträgen dazu verpflichtet, die Leitungen über Klemmen zu führen und
GIT Sicherheit + Management 9/2012, S. 230-231, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, GIT VERLAG, Weinheim
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© Bilder: Böhmer Maschinenbau
▲ In einem Auswuchtprüfstand für
Turbolader-Rumpfgruppen, der nach
Ungarn geliefert wurde, hat das Sonder­
maschinenbau-Unternehmen Böhmer
erstmals das Modulare Sicherheitssystem
MSS Advanced von Siemens in Verbindung
mit ASIsafe eingesetzt. Das Ergebnis:
einfachere Konstruktion und beschleunigte
Installationen.
„Die neuen Möglichkeiten des Modularen
Sicherheitssystems von Siemens erweisen sich
­
für unsere Anforderungen als ideal“, betont
Marco Schuh, Leiter der Abteilung Elektrotechnik
bei der Böhmer Maschinenbau GmbH in Steinebach. Der Sondermaschinenbauer südöstlich
von Köln hat sich mit seinen zirka 70 Mitarbeitern auf die Entwicklung und den Bau von Automatisierungsmaschinen – vornehmlich für die
Automobilindustrie und deren Zulieferer – konzentriert. „In dieser Branche sind wirtschaftliche
Lösungen in Kombination mit hoher Flexibilität
ein unbedingtes Muss“, stellt der Automatisierungsexperte fest.
Das Unternehmen baut unter anderem Auswuchtprüfstände für Turbolader-Rumpfgruppen.
Auf diesen wird das Herzstück eines Turboladers
für Pkw-Otto- und -Dieselmotoren auf seinen
Rundlauf hin überprüft und mit entsprechenden
Abfräsungen optimiert. Bis zu 220.000 Umdrehungen pro Minute rotiert das Läuferrad des
Turboladers während eines Prüfzyklus. Innerhalb
einer Taktzeit von etwa einer Minute werden
durchschnittlich zwei bis drei solcher Zyklen
durchlaufen, um das Rundlaufergebnis zu optimieren. Schuh erklärt: „Die Anzahl der Durchgänge, bis sich die Rumpfgruppe im gewünschten Toleranzband befindet, kann vom Anwender
selbst definiert werden.“
Die Prüfstände gibt es für den automatisierten Betrieb mit Werkstückträgern sowie für den
teilautomatisierten Betrieb mit manueller Bestückung und Entnahme. Schuh kommentiert: „Auch
deshalb ist es wichtig, dass wir bei der Sicherheitstechnik nicht nur eine wirtschaftliche, sondern auch eine sehr flexible Lösung einsetzen.“
dabei eine Einzeladerkennzeichnung durchzuführen. Dieser Aufwand gehört mit der neuen
Technik der Vergangenheit an. Denn die zugehörige Software MSS ES bietet zum Beispiel die
Möglichkeit, die Dokumentation der Anwendung
nach DIN EN ISO 7200 automatisch zu erstellen.
schalter werden fehlersicher überwacht. Dieser
erlaubt einen automatischen, halbautomatischen
sowie einen rein manuellen Betrieb. Mit einer
entsprechenden Zustimmtaste können dann
auch bei offener Tür Einricht- und Servicearbeiten
durchgeführt werden.
Erhöhte Installationsgeschwindigkeit
Parametriersoftware erleichtert Aufbau
von Sicherheitskreisen
An das Basisgerät des MSS Advanced lassen sich
nunmehr bis zu neun Zusatzmodule – als Relaisoder Halbleitervariante – anreihen, was im Vergleich zu früher zu einer spürbaren Funktionserweiterung führt. So können damit insgesamt bis
zu 50 unabhängige, zweikanalige Freigabekreise
aufgebaut werden. In der Prüfanlage für Turbolader-Rumpfgruppen sind so viele nicht nötig.
Deshalb hat ein zusätzliches Modul mit weiteren
digitalen Eingängen ausgereicht. Denn das Basisgerät in Advanced-Ausführung besitzt selbst
bereits acht Ein- und zwei Ausgänge.
In der Maschine befinden sich zum Beispiel
fünf fehlersichere Positionsschalter 3SE5 von Siemens. Vier davon überwachen Maschinentüren
und sind deshalb mit einer Zuhaltung versehen.
Hierbei genügt die Kunststoffausführung, die
eine Haltekraft von 1.300 N erreicht. Daneben
gibt es die Schalter auch mit metallischer Zuhaltung und doppelt so hoher Zuhaltekraft. Da
die fehlersicheren Positionsschalter bereits den
AS-i-Knoten beinhalten, lassen sie sich mühelos
über einen M12-Rundstecker an den AS-i-Strang
anschließen. Auch hierin sieht Schuh immense
Vorteile: „Früher mussten dafür sechs Leitungen
einzeln verdrahtet werden, heute genügt ein
zweiadriges Kabel.“ Die Installationsgeschwindigkeit ist nun also bedeutend höher, wobei die
Kosten für AS-i-Komponenten kaum ins Gewicht
fallen.
Geringe Stromaufnahme – viele
­Sensoren an einem Strang
Interessant dabei ist auch, dass die direkte Anbindung zum AS-i-Netz mit einer sehr geringen
Stromaufnahme von 170 mA oder weniger erfolgt. Dadurch lassen sich entsprechend viele
Sensoren an einen AS-i-Strang anbinden. Mit
dieser AS-i-Lösung können die Sicherheitskategorien PLe gemäß EN ISO 13849-1 beziehungsweise SIL3 nach IEC 62061 erreicht werden. Bei
der Auswuchtmaschine genügte jedoch SIL2 und
entsprechend PLd.
Damit sind die erwähnten fünf fehlersicheren
Positionsschalter, aber auch die drei Not-HaltBefehlsgeräte am Bedienpanel, am Mobile Panel
sowie direkt am Bestückungsplatz, in die Sicherheitstechnik mit eingebunden. Auch der Status
der Steuerspannung und der Betriebsarten-Wahl-
„Das zeigt die große Flexibilität des MSS mit ASIsafe“, freut sich Schuh. Exzellente Unterstützung
leistet dabei die Parametriersoftware MSS ES.
Über drag & drop lassen sich Projekte sehr einfach
zusammenstellen und mit Hilfe von Logikelementen verknüpfen. Selbst Nicht-Steuerungstechniker
erlernen den Aufbau von Sicherheitssystemen damit extrem leicht. Sicherheitssysteme lassen sich
mit der Software einfach abspeichern, Makros
erstellen und Programmteile in andere Projekte
übernehmen. In Verbindung mit entsprechender
Diagnosefunktionalität gibt das MSS mit ASInterface dem Anwender Möglichkeiten, wie sie
bei konventioneller Verschaltung einzelner Sicherheitsschaltgeräte nur mit verhältnismäßig hohem
Aufwand erreicht werden können.
Durch die Möglichkeit, an das Modulare Sicherheitssystem mit AS-i-Kommunikation auch
Standardsensoren und Aktoren anbinden zu
können, hat sich auch die übrige Konstruktion
vereinfacht. So sind bei den Auswuchtprüfständen mittlerweile Standardkomponenten wie zum
Beispiel Taster und Meldesäulen über das ASInterface an die Steuerung mit angeschlossen.
Den Datentransport zwischen AS-Interface und
Profibus übernimmt ein DP/AS-i Link.
Dieser wird einfach als AS-i-Master zwischen
die beiden Bussysteme geschaltet. Der Vorteil
dieses Konzepts: Die Diagnoseinformationen aus
dem MSS lassen sich direkt über die Steuerung
am Bedienpanel visualisieren beziehungsweise
in der Steuerung verarbeiten. Schuh bestätigt:
„Diese durchgängige Verbindung aller Standardund fehlersicheren Sensoren und Aktoren von
der Feldebene mit der Steuerungsebene vereinfacht das gesamte Engineering, die Installation,
die Inbetriebnahme sowie den Betrieb solcher
Auswuchtmaschinen.“
▲ Ähnlich wie ein Turbolader eine Leistungssteigerung
erzeugt, führt auch das Modulare Sicherheitssystem MSS
von Siemens in Verbindung mit der fehlersicheren Kommunikation über AS-Interface zu einer spürbaren Beschleunigung
in vielen Bereichen des Maschinenbaus.
Kommunikation hat sich das Engineering weiter
vereinfacht. Aber nicht nur die fehlersicheren
Sensoren und Aktoren lassen sich über die ASi-Kommunikation leichter integrieren, sondern
auch Standardkomponenten. Für Schuh hat die
Sicherheitstechnik mit ASIsafe deshalb einen
deutlich spürbaren Mehrwert auf allen Ebenen
erhalten: „Das Modulare Sicherheitssystem von
Siemens hat in Verbindung mit der AS-i-Kommunikation zu einer deutlichen Optimierung unserer
Turbolader-Prüfstände geführt.“
Andre Meyer
Siemens AG, Industry Sector Industry Automation,
Siegen
Michael Zumann
Siemens AG, Industry Sector Industry Automation,
Köln
Sicherheitstechnik mit ASIsafe nutzt
Optimierungspotenzial
Während bei Böhmer Maschinenbau das Modulare Sicherheitssystem von Siemens bereits
seit geraumer Zeit zum Einsatz kommt, wurde
unlängst der erste Turbolader-Prüfstand mit der
AS-i-fähigen Variante dieses Sicherheitssystems
ausgerüstet. Durch die fehlersichere, busbasierte
▶ ▶K o n takt
Siemens AG, Nürnberg
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