Sichere Bewegung und Positionierung mit SIL-Drehgebern

Maschinen sind mit einer Vielzahl von drehzahl- oder positionsgeregelten Antrieben ausgestattet. Diese Bewegungen haben teilweise ein erhebliches Gefährdungspotenzial, vor dem der Anwender zu schützen ist. Abgrenzungen durch Lichtgitter oder Schutzeinhausungen und Begrenzungen der Bewegung durch Endschalter, verbunden mit der Abschaltung des Antriebs, sind bis heute die einfachsten Maßnahmen.

Ein stillstehender energieloser Antrieb bedeutet einen sicheren Zustand. Jedoch kann es erforderlich sein, dass der Mensch sich im Gefahrenbereich der Maschine im laufenden Betrieb aufhält, zum Beispiel zur Störungsbeseitigung. Dies erfordert dann natürlich eine Ausweitung der Sicherheitsfunktion auf die Bewegungen der Maschine – in Form von sicher reduzierter Geschwindigkeit, sicherem Arbeitsbereich oder Drehmomentbeschränkung. Dies ermöglicht dem Anwender einen erheblichen Nutzengewinn für seine Anlage.

Eine einfache Redundanz von Drehgebern reicht oftmals nicht aus, um auf einen hohen SIL oder PL zu kommen. Dies kommt häufig von der komplexen Software in einem Drehgeber. Höherwertige Sicherheitsfunktionen erfordern besondere Maßnahmen und Strukturen an den beteiligten Komponenten in der Kette. Eine Vielzahl von Umrichtern ist mit einem Sicherheitsteil ausgestattet, um diese funktionale Sicherheit zu realisieren. Wünschenswert ist die Ausgestaltung des Motorgebers als sicherer Geber. So ist eine schlanke Maschine realisierbar.

Kübler hat hierzu ein komplettes Portfolio an zertifizierten inkrementalen und absoluten Sendix-SIL-Drehgebern im Angebot, welche sich gut in den Motor integrieren lassen. Die Drehgeber-Familie ermöglicht abgestufte Konzepte nach SIL2/PLd oder auch SIL3/PLe, je nach eingesetztem Drehgebertyp. Die Verwendung von nur einem Geber erfordert eine zu hundert Prozent zuverlässige mechanische Verbindung. Für die Wellenausführung hat Kübler spezielle mechanische Komponenten, die eine sichere Verbindung gewährleisten. Hierzu zählen die sicheren Balgkupplungen, die Toleranzen bei der Montage ausgleichen können.

Kübler bietet in den Sendix-Baureihen das Safety-Lock-Design. Dies bedeutet höhere Robustheit bei Kugellager und mechanischem Aufbau des Gebers. Der weite Temperaturbereich von minus 40 bis plus 90 Grad Celsius zusammen mit einer Schutzart bis IP67 erlaubt einen weiten Einsatzbereich. Für explosionsgefährdete Bereiche, wie Lackierstraßen, Ölplattformen oder chemische Industrien, bietet Kübler außerdem ein breites Portfolio an sicheren Drehgebern mit Atex- und IECEx-Zulassung.

Um ein intelligentes Zusammenspiel von Sendix-SIL-Drehgebern und der jeweiligen Auswerteelektronik realisieren zu können, bietet Kübler abgestufte Dienstleistungspakete an. Diese bestehen aus einer Risikobeurteilung, Erstellung eines Sicherheitskonzepts, Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage bis hin zur Sicherheitstechnik-Nachrüstung. Dies hilft nicht nur Maschinenbauern, sondern auch Motorherstellern ihren Antrieb sicherheitstechnisch durchleuchten zu können. Dabei legt Kübler viel Wert auf Transparenz und Teamarbeit, damit das Ergebnis und der Know-How-Gewinn auch im Unternehmen bleibt.

Zusammen mit dem Sendix-SIL-Drehgeber und den abgestuften Dienstleistungspaketen kann eine Lösung für ein sicheres Antriebssystem realisiert und umgesetzt werden. Dabei steht der Integration in bestehende Maschinenkonzepte nichts im Wege, da die Drehgeber mit allen gängigen sicheren Frequenzumrichtern zusammenarbeiten.

Maschinen, in denen der Kunde das Antriebssystem definiert, haben zur Folge, dass immer neue Sicherheitskonzepte ausgearbeitet werden müssen. Dies kostet nicht nur Zeit und Aufwand, sondern bedeutet auch, dass der Maschinenhersteller für einen Maschinentyp unterschiedliche Software, Handling und Know-How benötigt.

Hierfür bietet Kübler eine neue Generation an Sicherheitsmodulen an, die unabhängig vom Antriebssystem eingesetzt werden kann. Und auch bei Altmaschinen, die nach der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG eine wesentliche Veränderung erfahren, spielt die gute Integration eine besondere Rolle. Hier ist eine einfache Aufrüstung von Sicherheitstechnik entscheidend. Durch den integrierten Signalsplitter der Gebersignale spart man sich eine aufwändige, externe Verkabelung. Zudem ist eine einfache Weiterleitung an Steuerung oder Frequenzumrichter gegeben.

Das Gerät verfügt über vollständige geschwindigkeitsbezogene Sicherheitsfunktionen zur Antriebsüberwachung gemäß EN 61800-5-2 in der Firmware integriert (zum Beispiel SS1, SS2, SOS, SLS, SDI, SSM). Durch die tiefgehende Diagnosefunktion, die in der Firmware integriert ist, kann mit einem zertifizierten Drehgeber Sendix SIL das höchste Sicherheitslevel SIL3/PLe erreicht werden.

Darüber hinaus unterstützt die Geberschnittstelle Kombinationen von anderen Gebern, wie zum Beispiel Sin-Cos, TTL / RS422 und HTL / Gegentakt sowie Näherungsschalter. Es stehen 4/2 sichere Eingänge und 8/4 sichere Abschaltkanäle zur Verfügung. Der Analogausgang reicht von 4 bis 20 Milliampere und steht für eine schnelle interne Signalumwandlung der Geschwindigkeit zur Verfügung. Als Zubehör bietet Kübler ein abnehmbares OLED-Touchscreen mit Klartextdisplay an. Hiermit lässt sich eine lokale Diagnose und Parametrierung ohne PC-Software durchführen. Die frontseitige Status-LED zeigt den Betriebszustand des Gerätes an. bf