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Hohe Sicherheit auch im explosionsgefährdeten Bereich bieten berührungslose, magnetische Sicherheitsschalter.
Berührungslose, codierte Sicherheitsschalter überwachen sowohl die Stellung  als auch die Position und bieten hohen Manipulationsschutz auf kleinem Raum.
Stecker und Kabel ermöglichen einen flexiblen Einbau sowie eine schnelle und bequeme Installation.

In der Regel stellen Türen, Klappen oder Hauben den Zugang zu Gefahrenstellen dar. Damit kann zweierlei erreicht werden: Zum einen sind diese Zugänge dann so konstruiert, dass für einen ausreichenden mechanischen Schutz vor der Gefahrenstelle gesorgt ist. Zum anderen ist der zeitweise Zugang so gestaltet, dass der Betreiber möglichst keiner Gefahr ausgesetzt wird. Die Herausforderung besteht bei dieser Sicherung der Gefahrenstelle aber darin, den Produktionsprozess nicht unnötig zu behindern, dabei aber doch die höchstmögliche Sicherheit für den Bediener zu erreichen. Beide Aspekte sollten als Einheit betrachtet werden, wenn das Türmanagement sicher und effizient gestaltet sein soll.

Unterschiedliche Anforderungen, unterschiedliche Schutzkonzepte

Die Gestaltung von Zugängen wie Türen, Hauben oder Klappen kann je nach Anforderung völlig unterschiedlich sein. Wenn grundsätzlich jederzeit der Prozess schnell und problemlos zu stoppen ist, ist es möglich, eine Schutztürzuhaltung auf einfachen Schutz hin auszulegen. Für solche Zugänge stehen Sicherheitsschalter, die ohne zusätzliche Verriegelung des Zugangs auskommen, zur Verfügung.

Berührungslose Schutztürschalter mit unterschiedlichen Prinzipien sind seit vielen Jahren auf dem Markt verfügbar. Robust und kompakt kommen Sicherheitsschalter Psenmag von Pilz an Türen mit häufiger Betätigung oder in Bereichen mit hohen Umweltanforderungen infolge von Staub oder Feuchtigkeit, zum Beispiel in der Metallbearbeitung, in der Lebensmittelindustrie oder der Holzbearbeitung, zum Einsatz. Stecker und Kabel für alle Montage- und Anfahrrichtungen ermöglichen einen flexiblen Einbau sowie eine schnelle und bequeme Installation. Die kompakte Bauform ermöglicht auch einen verdeckten Einbau, ein wichtiges Kriterium bei der Entwicklung von Maschinen.

Eine grundsätzlich andere Schutzsituation ist gegeben, wenn durch die Zugangslösung die Maschine und Anlage für eine Person zugänglich bleiben muss. Wenn es erforderlich ist, die Maschine oder Anlage zu betreten, entsteht hierdurch eine neue, zusätzliche Gefahrensituation. Denn ein erneutes Einschalten der Maschine würde ein hohes Verletzungsrisiko mit sich bringen, falls sich noch eine Person in der Anlage aufhält. Wenn es möglich ist, an der Bedienstelle zum Wiedereinschalten der Maschine die Anlage komplett einzusehen, genügt ein Starttaster und ein entsprechender Hinweis in der Bedienungsanleitung für die Maschine. Wenn nicht, also bei einer weiteren Bedienstelle zum Wiedereinschalten der Maschine am Zugang, ist es zwingend erforderlich, zusätzlich einen Not-Halt-Taster zu installieren.

Ist die Anlage jedoch von keiner der Bedienstellen zum Wiedereinschalten komplett einsehbar, werden zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Eine konventionelle Schutzmaßnahme wäre, dass der Bediener sich durch einen Schlüsseltaster oder durch ein Hangschloss vor dem möglichen Schließen der Tür oder Wiedereinschalten absichert. Diese Möglichkeiten bergen jedoch ein gewisses Restrisiko, denn zum einen muss die Maßnahme richtig ausgeführt werden, zum andern sind Dritte, die versehentlich und unbemerkt eine Anlage betreten, weiterhin gefährdet. Ideal ist hier eine Schutz-Vorrichtung, die das Betreten der Anlage sicher erkennt. Mit dieser sollte die Bedienstelle zum Wiedereinschalten dann gekoppelt sein.

Das Restrisiko verringern

Vor allem bei Maschinen mit häufiger Betätigung und größeren Vibrationen setzen sich deswegen heute zunehmend berührungslos wirkende Sicherheitsschalter am Markt durch. Durch die meist hohe Ansprechtoleranz lassen sich diese Schalter einfach und flexibel an der Maschine installieren. Zudem eignen sich berührungslose Sicherheitsschalter für Applikationen mit erhöhten Anforderungen bezüglich der Schutzarten IP67 und IP69K.

Bei berührungslos wirkenden Sicherheitsschaltern werden zwei Wirkprinzipien unterschieden: magnetische Sicherheitsschalter mit normalem und codierte Sicherheitsschalter mit hohem Manipulationsschutz. Beide Typen werden von Pilz im selben Gehäuse angeboten, sodass ein Umrüsten auch zu einem späteren Zeitpunkt schnell und effektiv möglich ist.

Diese Sicherheitsschalter ermöglichen im Verbund mit einem Sicherheitsschaltgerät das sichere Abschalten der gefahrbringenden Bewegung. Sicherheitsschalter, Sicherheitsschaltgeräte und Abschaltaktoren sollten dabei so konstruiert sein, dass ein einzelner Fehler nicht zum Ausfall der kompletten Sicherheitsfunktion führen kann. Beim Öffnen des Zugangs muss der Maschinenbediener jedoch durch sofortiges Abschalten vor möglichen Gefahren geschützt sein.

Prozessschutz durch berührungslos wirkende Schutztürsysteme

Besonders komplex muss das Türmanagement ausfallen, wenn es der Produktionsvorgang erforderlich macht, den Zugang zur Gefahrenstelle zu verriegeln. Dies kann notwendig sein, wenn sich Prozesse nicht zu jedem Zeitpunkt sofort sicher stoppen lassen. Die Zuhaltung selbst kann hier entweder dem bloßen Schutz des Prozesses dienen oder aber direkt vor einer Gefahrensituation schützen, eben weil die Maschine oder Anlage nicht sofort abgeschaltet werden kann. Beispiele sind physikalische oder chemische Prozessabläufe, bei denen eine gewisse Zeit benötigt wird, um den sicheren Zustand zu erreichen.

Hier stellt die Zuhaltung eine Sicherheitsfunktion dar und – im Idealfall – sollte der erste mögliche Fehler nicht zum sofortigen Verlust dieser Sicherheitsfunktion führen. Erforderlich ist, dass der Zugang freigegeben wird, wenn der Prozess den sicheren Zustand erreicht hat, und dies möglichst visuell angezeigt wird. Im Panikfall muss sich die Zuhaltung von innen leicht öffnen lassen. In den beschrieben Szenarien ist es somit erforderlich, den zeitweisen Zugang sicher zu gestalten, damit der Betreiber generell keiner Gefahr ausgesetzt ist.

Dabei gilt es allgemein zu beachten, dass im Einrichtbetrieb die Maschine nicht abschaltet, da dieser Prozess beobachtet werden muss. Eine Lösung wäre, diese Gefahr durch eine sicher reduzierte Geschwindigkeit zu verringern, eine andere, den Betreiber zusätzlich zu schützen. Zusätzlicher Schutz lässt sich etwa erreichen, wenn dem Betreiber eine bestimmte, sichere Position zugewiesen wird. Zweihand-Bedienpulte erzwingen zum Beispiel diese Ortsbindung. Eine weitere Lösung stellen mobile Bedienvorrichtungen mit Zustimmtaster und Not-Halt-Einrichtung dar, jedoch mit entsprechenden Restgefahren.

Schutztürsysteme für hohe Sicherheit

Ein Türmanagement mit Verriegelung erfordert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen. Neben der grundsätzlichen Anforderung, den Zugang – das Öffnen der Tür, der Haube oder der Klappe – zu überwachen, ist in diesem Fall eine entsprechende Betriebsartenanwahl mittels eines RFID-Systems erforderlich. Neue Schutztür-Konzepte kombinieren das Prinzip der berührungslosen Sicherheitsschalter mit der Funktion einer sicheren Zuhaltung; zum Beispiel Psenslock, ein berührungslos, codierter Sicherheitsschalter mit einem sicheren Haltemagnet von 500 oder 1.000 N in einem System. Die Kombination aus sicherer Stellungsüberwachung und Prozesszuhaltung stellt eine Alternative zur mechanischen Technologie dar. Sie bietet einen hohen Manipulations- und Umgehungsschutz bei gleichzeitig geringem Verschleiß.

Das sichere Schutztürsystem Psensgate bringt Schutztürüberwachung, sichere Zuhaltung und Bedienelemente, inklusive zusätzlicher Funktionen wie Not-Halt und Flucht-/Hilfsentriegelung auf kleinem Raum zusammen. Da es auch Bolzenabriss und Riegelbruch sicher erkennt, bietet das System mehr Sicherheit für Maschinen mit einem hohen Gefahrenpotenzial. Solche Komplettsysteme eignen sich besonders für größere Schutztüren, die dem Bedienpersonal Zutritt zur Maschine oder Anlage ermöglichen. 

SPS/IPC/Drives 2011
Halle 9, Stand 370