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Maschinensicherheit

Neue Möglich­kei­ten für die sichere Türüber­wa­chung mit Trans­pon­dern

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Mit einem Arbeits­be­reich bis 25 mm sowie der Möglich­keit zur Reihen­schal­tung von bis zu 30 Transponder‐Sicherheitsschaltern vereint die Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct von Sick in diesem Segment bislang unbe­kannte Leis­tungs­da­ten. Zudem bietet sie intel­li­gente Lösun­gen für einen best­mög­li­chen Schutz vor Mani­pu­la­tio­nen sowie eine hohe Maschi­nen­ver­füg­bar­keit.

Transponder‐Sicherheitsschalter funk­tio­nie­ren im Prin­zip wie die Wegfahr­sperre in Kraft­fahr­zeu­gen: Ein Sensor im Arma­tu­ren­brett liest den Code in einem Fahr­zeug­schlüs­sel oder in einer Code­karte aus. Passt der Code, kann das Fahr­zeug gestar­tet werden. In der Sicher­heits­tech­nik kehrt sich das Wirk­prin­zip um. Nicht nur beim Maschi­nen­start wird der Code vergli­chen, sondern perma­nent: Passt ein Code nicht, oder kann er nicht erkannt werden, stoppt die Maschine, weil z. B. im Betrieb eine Schutz­tür geöff­net wurde. Aller­dings genügt diese zuver­läs­sige „Transponder‐Grundfunktion“ bei weitem nicht, um Maschi­nen und Anla­gen auf diese Weise tech­nisch und wirt­schaft­lich effi­zi­ent abzu­si­chern.
Auf höchs­tem Niveau
Mit ihren Merk­ma­len eröff­nen die Sicher­heits­schal­ter TR4 Direct viel­fäl­tige Möglich­kei­ten für eine kosten­ef­fi­zi­ente, betriebs‐ und mani­pu­la­ti­ons­si­chere sowie praxis­ge­rechte Absi­che­rung u. a. von Schutz­tü­ren und abnehm­ba­ren Schutz­ein­rich­tun­gen in Maschi­nen und Anla­gen. Ob im zylin­dri­schen M18‐Gehäuse oder in der Quader‐Bauform – allen zehn Vari­an­ten der TR4 Direct‐Sicherheitsschalter gemein­sam sind Schutz­art IP 69K, die voraus­sicht­li­che Gebrauchs­dauer von 20 Jahren gemäß EN ISO 13849, eine LED‐Zustandsanzeige, die inte­grierte Signal­aus­wer­tung sowie die auch als Unikat codier­ba­ren Betä­ti­ger. Aus sicher­heits­tech­ni­scher Sicht erfül­len sie den Perfor­mance Level PL e gemäß EN ISO 13849–1 sowie den Sicherheits‐Integritätslevel SIL3 nach IEC 61508 – und dies auch dann, wenn in einer Maschine bis zu 30 Senso­ren in Reihe geschal­tet sind.
30 Sicher­heits­schal­ter in Reihe redu­zie­ren Kosten und Platz­be­darf
Alle Sicher­heits­schal­ter der Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct verfü­gen stan­dard­mä­ßig über zwei OSSD‐Ausgänge, mit denen sie u. a. einfach an Sicherheits‐Relais wie das UE48 oder an Sicherheits‐Steuerungen wie die Flexi Clas­sic und Flexi Soft von Sick ange­schlos­sen werden können. Erst­mals in diesem Produkt­seg­ment bietet die TR4 Direct auch die Möglich­keit, bis zu 30 Sicher­heits­schal­ter an einer Maschine oder einer Anlage in Reihe zu schal­ten. Der Maschi­nen­bauer bzw. der Inte­gra­tor spart sich dadurch einen erheb­li­chen Verdrah­tungs­auf­wand bei der Instal­la­tion, denn die einzel­nen Senso­ren werden einfach per T‐Stecker mitein­an­der verbun­den und so steue­rungs­tech­nisch kaska­diert. Hinzu kommt, dass im Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­tem selbst bei 30 Sicher­heits­schal­tern in Reihe nur zwei Eingänge benö­tigt werden – die Steue­rung also wesent­lich kompak­ter ausfällt, viel Platz im Schalt­schrank einspart und auch kosten­güns­ti­ger wird.
Dafür, dass in einem Störungs­fall auch die Suche nach der Ursa­che möglichst schnell und ziel­si­cher möglich ist, sorgen die LED‐Anzeigen an den Senso­ren. Während eine perma­nent grüne LED eine geschlos­sen Tür und einen akti­ven Schalt­aus­gang visua­li­siert, signa­li­siert ein Sensor mit rot blin­ken­der LED einen Fehler­zu­stand mit abge­schal­te­tem Signal­aus­gang. Die weite­ren Senso­ren in der Kaskade blin­ken in einem solchen Fall grün: Die eigent­li­che Über­wa­chungs­funk­tion z. B. an einer Schutz­tür ist in Ordnung, es liegt aber vom vorhe­ri­gen Sensor in der Reihe kein Eingangs­si­gnal an und auch der Schalt­aus­gang steht auf „off“. Damit lässt sich sehr schnell rück­ver­fol­gen, an welchem Über­wa­chungs­punkt die Fehler­mel­dung gene­riert wird.
Gegen Mani­pu­la­tio­nen
Je nach dem Grad eines gewünsch­ten oder erfor­der­li­chen Mani­pu­la­ti­ons­schut­zes bietet die Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct jede Bauform von Sensor und Betä­ti­ger optio­nal in Multicoded‐ und in Unique coded‐Ausführung an. Während Multicoded‐Sensoren durch belie­bige Multicoded‐Betätiger akti­viert werden können, kann ein Unique coded‐Sensor nur durch einge­lernte Unique coded‐Betätiger akti­viert werden. Diese Unikat‐Codierung als erster Mani­pu­la­ti­ons­schutz wird dadurch ergänzt oder begrenzt, dass dem Sensor nach­ein­an­der maxi­mal acht Betä­ti­ger einge­lernt werden können. Früher einge­lernte Betä­ti­ger werden dann nicht mehr akzep­tiert. Maxi­miert wird der Schutz vor einem unsach­ge­mä­ßen Einsatz der Sicher­heits­schal­ter durch die Möglich­keit des „Sper­rens“: Beim Einler­nen wird ein Betä­ti­ger als Unikat bestimmt. Weitere Betä­ti­ger können dann nicht mehr einge­setzt werden; weitere Einlern­vor­gänge sind nicht möglich.
Großer Ansprech­be­reich
Transponder‐Sicherheitsschalter werden nicht nur aus Grün­den des Mani­pu­la­ti­ons­schut­zes einge­setzt, sondern auch über­all dort, wo elek­tro­me­cha­ni­sche Sicher­heits­schal­ter an Rand­be­din­gun­gen wie Verschmut­zung, Vibra­tio­nen oder mecha­ni­schen Maß‐Toleranzen, z. B. einem zu großen Türver­satz, schei­tern. Um letz­te­res zu meis­tern, bieten die quader­för­mi­gen wie auch zylin­dri­schen Sicher­heits­schal­ter mit M18‐Betätiger bereits einen Arbeits­be­reich von 15 mm. Die „Best‐in‐class‐Lösung“ stellt die Zylin­der­bau­form mit M30‐Betätiger dar: Sie erreicht einen Ansprech­be­reich von 25 mm – der Spit­zen­wert in diesem Produkt­seg­ment. Dadurch ist selbst bei größe­ren Tole­ran­zen zwischen Schutz­tür und Türrah­men eine zuver­läs­sige Funk­tion der Sicher­heits­schal­ter jeder­zeit gewähr­leis­tet.
Höhere Verfüg­bar­keit
Verschie­dene Vari­an­ten der Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct in Quader­bau­form verfü­gen über eine inte­grierte Rand­be­reichs­an­zeige. Sie visua­li­siert bei der Inbe­trieb­nahme und auch später im Betrieb die Signal­stärke des Trans­pon­ders. Bei der Montage können mit Hilfe der LED‐Anzeige am Sensor der opti­male Abstand und die opti­male Ausrich­tung von Sensor und Betä­ti­ger ermit­telt werden. Während der sicher­heits­ge­rich­te­ten Türüber­wa­chung im laufen­den Maschi­nen­be­trieb meldet die Anzeige durch gelbes Aufleuch­ten, wenn sich der Betä­ti­ger bei akti­vem Sensor am Rand des Ansprech­be­rei­ches befin­det. Dies ermög­licht es dem Betrei­ber, entwe­der die Schutz­tür neu zu justie­ren oder Sensor und Betä­ti­ger neu aufein­an­der auszu­rich­ten, um so die Signal­stärke zu verbes­sern – recht­zei­tig vor einer Abschal­tung, die sonst durch das Verlas­sen des Ansprech­be­rei­ches auto­ma­tisch ausge­löst wird. Die Rand­be­reichs­an­zeige ist somit ein wesent­li­ches Merk­mal der TR4 Direct, das für mehr Verfüg­bar­keit der Maschi­nen oder Anlage sorgen kann.
Sichere auch bei Vibra­tio­nen
Eine andere Option, die eben­falls auf eine Opti­mie­rung der Verfüg­bar­keit abzielt, ist der Einsatz von Magne­ten in eini­gen der quader­för­mi­gen TR4 Direct‐Sicherheitsschalter. Sie ziehen den Betä­ti­ger an den Sensor heran. Abhän­gig vom Abstand zwischen Sensor und Betä­ti­ger wird auf diese Weise eine Halte­kraft von bis zu 10 N ausge­übt: Auf diese Weise stel­len die Sicher­heits­schal­ter mit Magnet sicher, dass Vibra­tio­nen am Monta­ge­ort bis zu einem bestimm­ten Ausmaß nicht dazu führen, dass sich die Schutz­tür unkon­trol­liert und unge­wollt bei laufen­der Maschine öffnet.
Viel­sei­tige Einsatz­mög­lich­kei­ten
Den Transponder‐Sicherheitsschaltern der Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct eröff­nen sich aufgrund ihrer inno­va­ti­ven Merk­male eine Reihe von Einsatz­mög­lich­kei­ten. Sie sind zur hoch­ver­füg­ba­ren Über­wa­chung von Schutz­tü­ren und abnehm­ba­ren Schutz­ab­de­ckun­gen zum einen über­all dort geeig­net, wo aufgrund beson­de­rer Gefähr­dungs­po­ten­ziale ein hoher Mani­pu­la­ti­ons­schutz bei der Inbe­trieb­nahme wie auch beim Betrieb von Maschi­nen und Anla­gen erfor­der­lich ist. Der große Ansprech­be­reich der Sicher­heits­schal­ter ist über­all dort von Vorteil, wo keine präzise Führung einer Schutz­tür möglich ist oder andere Fakto­ren einer milli­me­ter­ge­nauen Maßhal­tig­keit im Wege stehen. Auch für den Einsatz in Anla­gen, in denen mit star­ker Verschmut­zung zu rech­nen ist oder die einen hohen Hygie­ne­stan­dard errei­chen müssen, sind die TR4 Direct bestens geeig­net – zum einen durch Schutz­art IP 69 K; zum ande­ren durch das einfa­che Reini­gen der Geräte.
In allen Aufga­ben­stel­lun­gen ist die Türüber­wa­chung mit Transponder‐Sicherheitsschaltern der Produkt­fa­mi­lie TR4 Direct eine tech­nisch und wirt­schaft­lich effi­zi­ente Lösung mit hoher Bedien­freund­lich­keit mit einem beson­de­ren Mani­pu­la­ti­ons­schutz.
Autor
Dipl.-Ing. (FH) Erich Wagner Produkt­ma­na­ger in der Divi­sion Indus­trial Safety Systems der SICK AG, Wald­kirch Kontakt: SICK Vertriebs‐GmbH Will­stät­ter­straße 30, 40549 Düssel­dorf Tel: 0211 5301–301 E‐Mail: kundenservice@sick.de
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