Eine Publikation der Binkert Medien AG
Von der Sicherheits- zur Antriebstechnik : Ausgabe 02/2014, 08.10.2014

Automatisierungslösung aus einer Hand

Der zunehmende Automatisierungsgrad stellt neue Anforderungen an Produktionssysteme. Mit einer klaren Strategie hat sich Pilz konsequent zum Komplettanbieter für Automatisierungslösungen entwickelt. Das Unternehmen überträgt die langjährige Erfahrung und das umfassende Wissen aus der Sicherheitstechnik auf die Anforderungen der allgemeinen Steuerung. Kunden erhalten so Komplettlösungen aus einer Hand.

Autor: Armin Glaser, Leiter Produktmanagement Pilz

«Komplett» bezieht sich bei Pilz zum einen auf die Bandbreite des Portfolios: Das Unternehmen bietet ein durchgängiges Portfolio an Sensoren, Steuerungen und Antriebstechnik einschliesslich Diagnose und Visualisierung. «Komplett» heisst zum anderen auch, dass es neben sicheren Steuerungsfunktionen auch Standardsteuerungsfunktionen liefert. Das spezifische dabei ist, dass Sicherheit mit Standard verschmilzt.

Vierfache Sicherheit als zentrales Element

Die Kernkompetenz ist und bleibt dabei die Sicherheit. Sie zeigt sich in einer vierfachen Sicherheit für die Automation: technisch, persönlich, ökologisch und wirtschaftlich. Technische Sicherheit, weil Sicherheit von Maschinen und Anlagen immer Bestandteil der Produkte und Lösungen des Unternehmens ist. Persönliche Sicherheit, weil sich Kunden auf eine professionelle Beratung und individuelle Abwicklung verlassen können. Die ökologische Dimension steht für energieeffiziente Produkte und umweltfreundliche Applikationen, weil die Umsetzung umweltschonender Anwendungen stets erste Priorität hat. Die wirtschaftliche Dimension schliesslich beinhaltet effiziente Produktionsabläufe und die Investitionssicherheit von Systemlösungen. Die Automatisierungsspezialisten erweitern den Begriff Sicherheit über das rein Technische hinaus, denn Sicherheit ist nicht mehr nur eine Produkteigenschaft – sie ist vielmehr das zentrale Element einer durchgängigen Automatisierungslösung

Universelles Produktportfolio und individuelle Dienstleistungen

Im Bereich der Komponenten umfasst das Portfolio Sensorikprodukte wie Schutztürschalter oder Lichtschranken, im Bereich Steuerungstechnik Sicherheitsrelais oder konfigurierbare Steuerungssysteme und im Bereich der Antriebstechnik Motion-Control-Steuerungssysteme, Servoverstärker und Motoren. Bei Systemen ist es beispielsweise das Automatisierungssystem PSS 4000. Es besteht aus mehreren Hardware- und Softwarekomponenten sowie aus dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p.

Diagnose, Visualisierungs- und Bediensysteme runden zusammen mit den Netzwerksystemen das Produktspektrum ab. Die Produkte sind für einen universellen Einsatz gestaltet – die Dienstleistungen haben dagegen einen individuellen Charakter. Mit Beratung, Engineering und Schulung unterstützt das Unternehmen den Anwender entlang des kompletten Lebenszyklus einer Maschine inklusive CE-Zertifizierung.

Dynamische Prozesse erfordern neue Sicherheitsstrategien

Bei den Anforderungen an die Sicherheitstechnik vollzieht sich ein struktureller Wandel: Der Automatisierungsgrad steigt kontinuierlich, die Prozesse werden immer dynamischer, der Bedarf an kontrollierten Eingriffen in den Prozess sowie die Anforderungen an die Produktivität steigen. Dies verändert auch die Sicherheitstechnik. Der Mensch rückt immer näher an den Prozess – durch die zunehmende Interaktion entstehen weitere Mensch-Maschine-Schnittstellen, die neue Anforderungen an die Sicherheitslösung definieren.

Anwender werden die bisherige Strategie des sicheren Abschaltens bei Anforderung der Sicherheit oder im Fehlerfall in diesen verbundenen Konzepten zukünftig noch viel weniger akzeptieren. Das sichere Abschalten einer Maschine oder einer Anlage wird vermieden und durch den sicheren Betrieb ersetzt. Letztlich eröffnet ein sicherer Verbund der Sensorik, der Steuerung und insbesondere der Aktorik neue Freiheitsgrade bei der Planung von dynamischen Prozessabläufen und von Arbeitsbereichen, in denen Mensch und Maschine interagieren. Ausserdem gewährleistet dieser Verbund zu jedem Zeitpunkt und in jeder Betriebsart eine hohe Sicherheit.

Motion Control – komplett, skalierbar und sicher

Bisher war es so: Eine sichere Bewegungssteuerung bestand in der Regel aus der Kombination einer nicht sicheren Bewegungserzeugung mit einer sicheren Bewegungsüberwachung und der sicheren Trennung des Antriebs von der Energiezufuhr. Pilz Motion Control, kurz PMC, integriert nun diese sicheren und funktionalen Komponenten in einer einheitlichen Lösung direkt in den Antrieb.

Das Automaisierungsunternehmen bietet die komplette, skalierbare, sichere Antriebstechnik von der Bedienung über die Steuerung bis zur Bewegung hochdynamischer Antriebe inklusive aller Sicherheitsaspekte. Zu den Komponenten gehören Motion-Control-Steuerungen, Servoverstärker und Motoren:

  • Motion-Control-Steuerungssysteme PMC primo bestehen aus SPS- und Motion-Technologie. Sie übernehmen innerhalb einer Anlage die Automatisierung inklusive Bewegungsmanagement für eine Mehrzahl an räumlich getrennten, aber synchron geregelten Servoachsen.
  • Die Servoverstärker PMCtendo DD und PMCprotego D dienen als Antriebsregler für den Einsatz verschiedener Motorentechniken. Vom Servomotor bis zum Asynchron- und Linearmotor lassen sich alle gängigen Motoren damit betreiben, auch Applika-tionen mit Spezialmotoren.
  • Mit den Servomotoren PMCtendo SZ steht eine moderne Servomotorfamilie zur Verfügung. Aufgrund ihrer kurzen Baulänge und ihres geringen Gewichts besitzen sie eine hohe Leistungsdichte. Sie eignen sich für alle Antriebslösungen in unterschiedlichen Branchen, ganz gleich, ob der Schwerpunkt auf Baumass, Dynamik, Regelbarkeit oder Feedback-Systemen liegt. Diese Motoren arbeiten dank ihres hohen Wirkungsgrads besonders energieeinsparend und gehen dabei in vielen Anwendungen über die Anforderungen der internationalen Wirkungsgradklasse IE4 hinaus.

Bei der sicheren Antriebstechnik verschmelzen mit Sicherheit und Motion zwei Themengebiete miteinander, die, einzeln betrachtet, einen hohen Komplexitätsgrad aufweisen. Ausgehend von seiner Kompetenz im Bereich Sicherheit, überträgt Pilz sein Know-how auf die Antriebstechnik.

Ohne Bremsen keine sichere Bewegung

Im Rahmen der antriebsintegrierten Sicherheit steht die Überwachung von Stopp-Funktionen, sicheren Bewegungsfunktionen oder sicheren Bremsfunktionen im Vordergrund.Greifen an den Antriebswellen von Motoren oder Getrieben Kräfte an, die bei abgeschaltetem Motor eine Bewegung zur Folge hätten, muss man mechanische Bremsen einsetzen.

Beispielhafte Anwendungen sind Vertikal-achsen oder Motoren mit grossen Massenträgheiten. Der Betrieb von Vertikalachsen stellt im Sinne der Sicherheitstechnik eine besondere Situation dar. Das sonst in der Sicherheitstechnik angewendete Fail-safe-Prinzip – das Abschalten der Antriebsenergie im Fehlerfall – führt zu keinem sicheren Zustand, da hängende Lasten eine Gefährdung zur Folge haben.

Bremsauslegung als Teil des Gesamtkonzepts

Als Massnahme baut man mechanische Bremsen ein, die ihre Funktionsfähigkeit in speziellen Wiederholungsprüfungen ständig nachweisen müssen. Ähnlich wie bei den Gebersystemen gibt es bezüglich der Sicherheitsanforderungen verschiedene Ausführungen. Die Zweikanaligkeit kann entweder durch zwei eigenständige Bremsen oder durch eine Bremse mit zwei getrennten Bremskreisen erfolgen. Zwei separate Bremsen haben den Vorteil, dass sie Fehler innerhalb von mechanischen Übertragungselementen zwischen Antrieb und Prozess abdecken können. Bei der Auslegung von Bremsen kommt es sehr auf das Design der Maschine und das gesamte Sicherheitskonzept an.

Produktinfo PMC: 02_14.54.pdf

Infoservice

Pilz Industrieelektronik GmbH
Gewerbepark Hintermättli, 5506 Mägenwil
Tel. 062 889 79 30, Fax 062 889 79 40
pilz@pilz.ch, www.pilz.ch



Mit PMC bietet Pilz die komplette, skalierbare, sichere Antriebstechnik von der Bedienung über die Steuerung bis zur Bewegung dynamischer Antriebe inklusive Sicherheitsaspekte


Mit den Servoverstärkern PMCtendo DD und PMCprotego D lassen sich vom Servomotor bis zum Asynchron- und Linearmotor alle gängigen Motoren betreiben