Sicherheitszuhaltungen sorgen an Schutztüren für Effizienz

Sicherheitssensoren oder konkreter ausgedrückt Sicherheitszuhaltungen an Schutztüren müssen in Bezug auf die Produktion durch Effizienz glänzen, für reibungslose Abläufe sorgen und on top wirtschaftlich sein. Wichtig ist heute bei Sicherheitszuhaltungen an Schutztüren aber auch, dass sie flexibel sind und leicht in die Maschine integriert werden können – Stichwort: Miniaturisierung.

Für den Prozessschutz an Maschinen und Anlagen bietet Pilz in der Produktfamilie der Sicherheitsschalter mit elektromagnetischer Zuhaltung PSENslock nun die neue Generation PSENslock 2 an. Sie zeichnet sich durch eine effiziente Prozesszuhaltung auch bei robusten Anforderungen aus.

An Maschinen und Anlagen gibt es eine Vielzahl sogenannter beweglich trennender Schutzeinrichtungen – von kleinen Hauben bis hin zu grossen begehbaren Türen. Welche Schutztür die richtige ist, bestimmt der Anwendungsfall. Welcher Sicherheitssensor dabei vorrangig zum Einsatz kommen sollte, muss in mehrerer Hinsicht überlegt sein.

Kriterien für eine sichere Zuhaltung sind vielfältig

Ein wesentliches Kriterium für eine passende Schutztürlösung findet sich in der Einbausituation selbst: z. B. der verdeckte Einbau oder die Platzsituation. Für platzkritische Situationen eignen sich Sicherheitszuhaltungen wie beispielsweise der Sicherheitsschalter mit Zuhaltung PSENmlock mini von Pilz. Dieser etwa besitzt eine kompakte Bauform. Mit seinen geringen Abmessungen von gerade mal 30 x 30 x 159 mm findet diese Sicherheitszuhaltung praktisch immer einen Platz. Der Einbau kann inner- oder ausserhalb der Schutzeinrichtung erfolgen, daneben kann der Betätiger von rechts, links und vorne flexibel angebracht werden – passend zur Anwendung. Eine solche platzsparende Variante macht so vor allem an kleineren Schwenk- und Schiebetüren sowie Hauben und Klappen Sinn.

Auch Umgebungsbedingungen betrachten

Überdies muss bedacht werden, ob besonders raue Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Staub in Form von Holzspänen oder etwa auch Wasser herrschen. Dann ist eine Zuhaltung gefragt, die ein hygienegerechteres Design aufweist bzw. mit Edelstahlelementen erhältlich ist. Mit der Sicherheitszuhaltung PSENslock 2 von Pilz etwa kann eine sichere Schutztürüberwachung mit Prozesszuhaltung auch in robusten Umgebungsbedingungen umgesetzt werden, da sie die Schutzart IP 67 erfüllt. Bei dieser Zuhaltung kann dazu die Rastkraft – also die Kraft, die einen Sicherheitsschalter mit dem Betätiger verbindet – über einen RFID-Tag individuell eingestellt werden. Anwender können für die jeweilige Maschine die Sicherheit passgenau umsetzen.

Wann Verriegelung, wann Verriegelung mit Zuhaltung?

Wird die Sicherheit über beispielsweise eine Verriegelungseinrichtung umgesetzt, muss diese u.a. die gefahrbringende Bewegung einer Maschine so lange verhindern, wie die beweglich trennende Schutzeinrichtung – etwa eine Schutztür – geöffnet ist. Praktisch gesprochen: Die gefährliche Maschinenbewegung muss beim Öffnen der Schutzeinrichtung sofort stoppen und auch den Wiederanlauf verhindern, solange wie die Schutztür geöffnet ist.

Anders, wenn von der Maschine nach dem Stoppbefehl noch eine Gefahr ausgehen kann. Dann schützen Verriegelungseinrichtungen mit Zuhaltungsüberwachung den Anwender. Das betrifft etwa Maschinen, die nachlaufen, wie bei Roboteranwendungen. Die Schutzeinrichtung darf hier erst entsperren, wenn sich die Maschine in einem sicheren Zustand befindet und komplett gestoppt hat. Die Frage nach der Art der Zuhaltung ist zudem abhängig von der Nachlaufzeit. Ist die Zeit bis zum Erreichen der Gefahrenstelle länger als die Nachlaufzeit, ist eine Prozesszuhaltung ausreichend. Ist die Eingriffszeit allerdings kürzer als die Nachlaufzeit, wird eine sichere Zuhaltung, auch Personenschutz genannt, erforderlich.

Produktivitäts-Vorteile durch smarte Diagnose

Wenn auch eine Diagnoselösung wie Safety Device Diagnostics (SDD) von Pilz genutzt wird, dann lassen sich Diagnoseinformationen (z. B. Geräteeigenschaften wie die Artikel-, die Produktversions- und Seriennummer) und Statusinformationen (z. B. den Status der Sicherheitssensoren sowie den Zustand ihrer Ein- und Ausgänge) umsetzen. Zudem kann die SDD für eine sichere Reihenschaltung Vorteile bringen: Eine gezielte Ansteuerung einzelner Sensoren ist dann möglich. Das heisst, man kann exakt definieren, welche Türen nach Abschalten entriegelt und geöffnet werden dürfen, wenn in einer Anlage z. B. Wartungsarbeiten anstehen. Ansonsten würden bei Anforderung der Entriegelungsfunktion alle in Reihe geschalteten Schutztüren auf einmal aufgehen. Das könnte zu einem Sicherheitsthema werden, weil unbemerkt eine Person an einer weiteren Schutzeinrichtung den Gefahrenraum betreten könnte. Eine solche smarte Diagnose stellt z. B. die kompakte Sicherheitszuhaltung PSENmlock mini von Pilz bereit: PSENmlock mini kann bis PL d, Kat. 3, in Reihe geschaltet werden, was nicht nur eine umfangreiche Diagnose ermöglicht, sondern den Verkabelungsaufwand minimiert und damit die Inbetriebnahme vereinfacht.

Das neue sichere Schutztürsystem PSENmgate kombiniert die klassische Sicherheitszuhaltung PSENmlock mit dem Bedienelement PITgatebox von Pilz in einer kompakten Lösung. In Summe spart PSENmgate wichtigen Platz an der Maschine und durch eine vereinfachte Verdrahtung Zeit für die Montage.

Schutztüren «mit System» absichern

Anwendern bieten sich immer dann Vorteile, wenn sie komplette Systeme für die Schutztürabsicherung nutzen: State of the Art ist, wenn diese die klassische «sichere Zuhaltung» mit den «Funktionen von Bedienelementen» kombinieren. Bei Pilz vereint z. B. das sichere Schutztürsystem PSENmgate die klassische Sicherheitszuhaltung PSENmlock mit den Bedienelementen der Taster-Unit PITgatebox in einer kompakten Komplettlösung. Dessen Kernkompetenz «Sicher Zuhalten» schützt sowohl an begehbaren Schutztüren als auch an Hauben und Klappen den Prozess und den Bediener, etwa bei umhausten Roboterapplikationen. Solch ein kompaktes Schutztürsystem gewährleistet eine sichere Verriegelung und sichere Zuhaltung bis zur höchsten Sicherheitskategorie PL e, Kat. 4. Mehrere Schutztüren lassen sich hier in Reihe schalten. Als «Bedienelement» hält es verschiedene Drucktaster und beleuchtete Taster genauso wie Not-Halt-Taster und eine Fluchtentriegelung vor. Kombinationen von Zuhaltung und Bedienen eröffnen so vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten für unterschiedliche Anwendungen. Maschinenbauer wie -betreiber profitieren, da sie ihre Maschinen umso flexibler konstruieren können.

Das modulare Schutztürsystem von Pilz bietet eine flexible und individuelle Schutztürlösung mit einzelnen Komponenten passend zu individuellen Anforderungen. Die Lösung ermöglicht neben der Absicherung auch ein Zugangsberechtigungsmanagement.

Klein gedacht – für mehr als nur Schutz

Als kompaktes System benötigt PSENmgate weniger Platz an der Schutztür: in Zahlen ausgedrückt 43 %. Denn neben den rein formalen Anforderungen an ein Produkt geht der Trend auch bei trennenden Schutzeinrichtungen stark zu Systemlösungen und auch zu Miniaturisierung. Denn je mehr Platz benötigt wird, desto höher sind die Kosten. Hauben, Klappen und Türen sollen möglichst klein sein. Damit müssen auch die Schutztürsysteme entsprechend dimensioniert werden. Bei Pilz trägt daher nicht nur PSENmgate diesem Trend Rechnung. Auch die Sicherheitszuhaltung PSENmlock mini für den Personenschutz ist wesentlich kompakter: Im Bereich der Sicherheitsschalter mit Zuhaltung ist sie gegenüber ihrem Vorgänger PSENmlock um circa 60 Prozent kleiner. In platzkritischen Applikationen wie Hauben oder Klappen punktet sie damit mit ihren kleineren Massen. Dazu besitzt sie eine Zuhaltekraft FZH von 1950 N (F1max: 3900 N) und kann damit eine sichere Zuhaltung für Personenschutz-Anwendungen bis PL d übernehmen.

Fazit: Der tatsächliche Anwendungsfall ist der zentrale Faktor, wichtige Kriterien wie die Einbausituation ergänzen. Dazu kommt: Wenn Sensoren das innovative Maschinendesign unterstützen und für den Anwendungsfall und die Schutzsituation passgenau sind, sorgen sie für produktive und damit effiziente Schutztürlösungen.

EN ISO 14119 weist den Weg

Die Norm EN ISO 14119 «Sicherheit von Maschinen – Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit trennenden Schutzeinrichtungen – Leitsätze für Gestaltung und Auswahl» weist den Weg: Sie verbindet das Thema Sicherheit eng mit den sehr vielfältigen Anwendungssituationen. Auch das Thema «Umgehen von Schutzeinrichtungen» ist ein zentraler Punkt der Norm. Sie definiert nicht nur Leitsätze für die Gestaltung und Auswahl von Schutztürsystemen, sondern bietet so konkrete Hilfestellung, wie Manipulation vermieden werden kann.

Sowohl beim Prozessschutz als auch beim Personenschutz erfolgt die Wahl der passenden Schutzeinrichtung dann auf Basis des durch die Risikoanalyse bestimmten Performance Levels (PL) nach EN ISO 13849-1. Bei allem gilt: Grundsätzlich entscheidet der PL über die Auswahl der geeigneten Schutzeinrichtung.

Mit ihrer kleinen Bauform von gerade mal 30 x 30 x 159 mm – 60 Prozent kleiner als der «grosse» PSENmlock – findet die Sicherheitszuhaltung PSENmlock mini von Pilz auch in platzkritischen Anwendungen immer Raum.

Videos auf YouTube

Experte spricht zu Thema mit Produkteinblendungen:

https://www.youtube.com/watch?v=Bqy-MR84AXs

https://www.youtube.com/watch?v=uXXxXqjiUgA