Mit Bustechnik Boden gutmachen
Um die hohen Anforderungen der Kunden an die Maschinen zu erfüllen, hat die Väderstad-Verken AB in Schweden ihre Produktion optimiert.
Bei der Produktion von Eggen für die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung im Väderstad-Werk in Schweden haben
die Verantwortlichen auf ein Gesamtkonzept nach dem Vorbild Totally Integrated Automation (TIA) gesetzt.
© Werkbild
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Um die Anforderungen des
Markts erfüllen zu können, waren
kontinuierliche Produktionssteigerungen
unausweichlich.
Aus der früheren manuellen
Fertigung der Eggen ist mittlerweile
eine automatisierte Produktion
entstanden. Im Bereich
der Teilevorbereitung wurde
zum Beispiel in eine neue Produktionshalle
investiert, die einen
hohen Automatisierungsgrad
aufweist. Im Gegensatz zu
früher, als die vielen benötigten
Rohre per Hand abgelängt und
den einzelnen Aufträgen zugeordnet
wurden, entscheiden
heute Roboter und Materialflussrechner
über den optimalen
Prozess.
Busbasierte Sicherheitstechnik für eine komplexe Automatisierung
In einer derart hoch automatisierten
Verknüpfung von Arbeitsschritten - vom Zuordnen
und Ablängen des Rohmaterials
über Zwischenlager bis hin
zum Schweißen und Lackieren - spielt Sicherheit eine wesentliche
Rolle. Um die hohe Komplexität
der Automatisierung
im neuen Väderstad-Werk sicherheitstechnisch
mit einem
technisch und wirtschaftlich
sinnvollen Aufwand realisieren
zu können, entschlossen
sich die Verantwortlichen beim
Landmaschinenhersteller zusammen
mit dem Ausrüster
Hestra Automation für eine
busbasierte Sicherheitstechnik.
Der große Vorteil dabei
sei, dass unterschiedlichste
Überwachungsszenarien und
Abschaltroutinen vergleichsweise
einfach zu programmieren
sind. Dabei durchzieht die
gesamte Produktion ein Netz
aus ASIsafe und Profisafe, über
das Standard- und Sicherheitskommunikation
laufen.
Busbasierte
Automatisierungskomponenten
mit Safety In tegrated,
wie die fehlersichere Steuerung
Simatic S7-400F, Sinamics-
Antriebe oder die Sirius-Positions
schalter 3SE5 mit Zuhaltung
(alle von Siemens), sichern
die wesentlichen Gefahrenquellen
ab. Ein Beispiel für die Sicherung
der Produktionsprozesse: Für
den automatischen Transport
der abgelängten Metallrohre
setzt man Lagerungsgestelle
ein. Diese Gestelle werden entsprechend
den Aufträgen von
einem Roboter bestückt. Die
Rohre kommen von zwei Rohrlasermaschinen,
die die Profile
schneiden. Ein Kran führt die
so zusammengestellten Garnituren
zu einem Lager, wo sie
sortiert und zwischengelagert
werden. Erst danach geht es
zum Schweißen. Die fehlersicheren
Positionsschalter mit
elektromagnetischer Zuhaltung
sichern die Arbeitsräume.
Mit Positionsschaltern die Arbeitsräume absichern
Um die Sirius-Positionsschalter
möglichst einfach in das busbasierte
Sicherheitskonzept integrieren
zu können, gibt es eine
eigene ASIsafe-Lösung, bei der
das sicherheitsgerichtete Modul
bereits integriert ist. Das verringere
die Belastung der Datenleitung
enorm. Außerdem betrage
die maximale Stromaufnahme
des Magneten lediglich 170
mA. Für die manuelle Bedienung
bestimmter Automatisierungsbereiche
sind außen am
Schutzzaun separate Bedienelemente
des Typs Sirius 3SB3 von
Siemens mit entsprechenden
Befehlsgeräten angebracht.
Auch diese sind über ASIsafe
mit der übergeordneten Steuerung
verbunden und damit
einfach in das Sicherheitskonzept
eingebunden.
Direkt oder indirekt angeschlossene Sicherheitstechnik
Ein Vorteil bei dieser Art von
Sicherheitskonzept ist, dass
Komponenten über AS-Interface
an einen anderen Automatisierungsbus,
wie etwa Profibus,
angeschlossen werden
können. Dies geschieht mithilfe
eines sicheren DP/AS-i
F-Link, der die sicherheitsrelevanten
Daten an die fehlersichere
Siemens-Steuerung
übermittelt. Entsprechend einfach
und übersichtlich wird die
Topologie der Sicherheitstechnik,
die sich in das gesamte
Automatisierungskonzept der
Produktion einbettet. Dank der
Durchgängigkeit von Safety-
Integrated-Komponenten laufen
sichere und nichtsichere
Daten auf den gleichen Bussystemen.
Jederzeit ist daher
eine Diagnose möglich und
spare dabei viel Zeit bei der Behebung
von Fehlern und Stillständen
in der Anlage. Um in
einer Gefahrensituation den
gewünschten sicheren Zustand
der Anlage beziehungsweise
bestimmter Anlagenteile auf
der Aktorseite zuverlässig herbeiführen
zu können, entschieden
sich die Verantwortlichen
im neuen Produktionswerk bei
Väderstad auch für fehlersichere
Frequenzumrichter von
Siemens.
Aktorik mit integrierten Sicherheitsfunktionen
Die dezentralen Frequenzumrichter
Sinamics G120D
können aufgrund ihrer hohen
Schutzart IP65 direkt vor Ort
eingesetzt werden, was vor
allem für die Fördertechnik
Vorteile bringe. Um auch hier
im Notfall einen schnellen
Stopp ausführen zu können,
besitzen diese Geräte im Väderstad-
Werk integrierte Sicherheitsfunktionen
wie Safe Torque
Off (STO), Safe Stop 1 (SS1)
und Safely Limited Speed (SLS)
nach EN 60204. Diese können
direkt von der fehlersicheren
Steuerung aktiviert werden,
ohne dass ein zusätzlicher Geber
notwendig wäre.
Für anspruchsvollere Positionieraufgaben
kommen im
schwedischen Werk die High-
Performance-Umrichter aus
dem Systembaukasten Sinamics
S120 mit integrierten
Sicherheitsfunktionen zum
Einsatz. Diese sind gemäß EN
954-1 Kat. 3, IEC 61508 SIL 2
sowie ISO 13849-1 PL d zertifiziert.
Um im Einrichtbetrieb
für das Bedienpersonal ein Maximum
an Sicherheit zu erreichen,
gibt es bei diesen Umrichtern
zusätzlich zu Safe
Torque Off (STO) und Safely Limited
Speed (SLS) noch die Sicherheitsfunktionalitäten
Safe
Operation Stop (SOS), Safe Stop
1 und 2 (SS1, SS2), Safe Direction
(SDI) und Safe Speed Monitor
(SSM). Diese erlauben
die zuverlässige Überwachung
des Antriebs im Betrieb oder
beim Auftreten vorübergehender
Aus nahmesituationen.
Die Lageregelung bleibt dabei
in der Regel aktiv, was be deutet,
dass der Antrieb nach Beendigung
der Ausnahmesi tuation
sofort wieder in den Echtbetrieb
gehen kann.
Durchgängige Sicherheitstechnik vereinfacht vieles
Totally Integrated Automation
(TIA) hat im neuen Väderstad-
Produktionswerk bewiesen,
dass sich komplexe Automatisierungsanlagen
übersichtlich
aufbauen lassen. Durch das
busbasierte Zusammenwirken
auf Basis von AS-Interface,
Profibus und Profinet konnte
der Landmaschinenhersteller
einen Rationalisierungsgrad
erreichen, der die eigene Wirtschaftlichkeit
stärkt. Einen
we sentlichen Anteil daran hat
die integrierte Sicherheitstechnik,
die dort die gleiche
Plattform nutzt wie die gesamte
Anlagenautomatisierung.
Die moderne Automatisierung
mit busbasierter Sicherheitstechnik
macht so
auch in der Landwirtschaft
viel Boden gut.
rk
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