Sichere Steuerungstechnik bei kleineren Maschinen

Integriert oder separiert?

Auch bei kleineren Maschinen setzen sich zunehmend Sicherheitssteuerungen als Alternative zu Relaisbausteinen durch. Der Konstrukteur hat die Wahl zwischen zwei Konzepten: Manches spricht für die Integration der Safety in die Automatisierungs-SPS - aber eine separate Sicherheits-(Klein-)Steuerung bietet auch klare Vorteile.
 Die Protect PSC1 von Schmersal ist mit einem flexiblen Kommunikations-Interface ausgestattet. Verschiedene Feldbusprotokolle können einfach per Software ausgewählt werden.
Die Protect PSC1 von Schmersal ist mit einem flexiblen Kommunikations-Interface ausgestattet. Verschiedene Feldbusprotokolle können einfach per Software ausgewählt werden.Bild: K.A. Schmersal Holding

„Safety integrated“ oder „Safety separated“: Soll die Maschinensicherheit in die SPS integriert oder losgelöst davon mit separater Hardware und Software realisiert werden? Dieser Frage muss sich heute jeder Konstrukteur stellen, der Maschinen entwickelt.

 Mit der Sicherheitssteuerung Protect PSC1 lassen sich 'Safety separated'-Lösungen realisieren. Zugleich ist die Integration in die übergeordnete Infrastruktur möglich.
Mit der Sicherheitssteuerung Protect PSC1 lassen sich ‚Safety separated‘-Lösungen realisieren. Zugleich ist die Integration in die übergeordnete Infrastruktur möglich.Bild: K.A. Schmersal Holding

Ersatz von Relaisbausteinen

Die Frage ist insbesondere dann zu stellen, wenn es um kleinere Maschinen mit einer überschaubaren Anzahl von Sicherheitsfunktionen und -schaltgeräten geht. Hier ist eindeutig der Trend erkennbar, mehrere Sicherheitsrelaisbausteine durch eine Sicherheitskleinsteuerung oder durch eine SPS mit integrierten Sicherheitsfunktionen zu ersetzen.

Dafür gibt es gute Gründe. Erstens werden die Maschinen immer komplexer. Sie weisen zusätzliche und differenzierte Sicherheitsfunktionen auf, die z.T. auch eine Interaktion mit dem Bediener ermöglichen. Beispiele sind das Einrichten per Tipp-Betrieb oder die Störungsbeseitigung. Das aber setzt voraus, dass diese Möglichkeiten auch in der sicherheitsgerichteten Steuerung abgebildet und überwacht werden können. Außerdem steigen die Anforderungen an die Sicherheit von Maschinen, zum einen durch ein wachsendes Gefahrenbewusstsein, zum anderen durch eine zunehmende Ausdifferenzierung der allgemeinen und der maschinenspezifischen Normen.

Bild: K.A. Schmersal Holding

Produktivität und Verfügbarkeit

Ebenso wichtig ist aber der Aspekt, dass eine möglichst differenzierte, bedarfsgerechte Umsetzung der Safety-Anforderungen auch die Bedienerfreundlichkeit und die Produktivität der Maschine steigern kann. Mit einer sicherheitsgerichteten Steuerung kann der Maschinenbauer etwa die Voraussetzung dafür schaffen, bei einer Unregelmäßigkeit nur einen Teil der Maschine stillzusetzen. Außerdem lassen sich Sicherheitsfunktionen miteinander verknüpfen – auch das kann zur Steigerung der Produktivität und zur Vermeidung ungeplanter Stillstände führen. Die im Gegensatz zu Relaisbausteinen erweiterten Diagnosemöglichkeiten ermöglichen im Fehlerfall eine schnelle Lokalisierung der Ursache.

Bei klassischen Relaisbausteinen wird ab einer gewissen Komplexität der Sicherheitsfunktionen der Aufwand für Verdrahtung, Dokumentation und Validierung der Bausteinlösung unverhältnismäßig groß. Bei Sicherheitssteuerungen verringert sich der Verdrahtungsaufwand. Auch die Konfiguration vereinfacht sich ist besser an den individuellen Anwendungsfall anpassbar, weil sie in weiten Bereichen durch Parametrierung bzw. Programmierung realisiert wird.

Integriert oder separiert?

Doch um auf die Eingangsfrage zurückzukommen: Sollte der Maschinenbauer diese Vorteile mit einer integrierten oder einer separierten Lösung für die Maschinensicherheit realisieren? Auf den ersten Blick spricht einiges für die Integration – z.B. die Tatsache, dass moderne SPSen die Maschinensicherheit mit abdecken und der Anwender sowohl Kosten als auch Platz im Schaltschrank spart. Und: Nicht umsonst ist Integration ein beliebtes Schlagwort der Automatisierung und Digitalisierung. Integrierte Lösungen versprechen – zumindest in der Theorie – eine sehr gute Abstimmung von Funktionen und eine einfache Infrastruktur mit reduziertem Hardware-Aufwand.

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