TECHNIK ProzessebeneHALLE 9, STAND D35Der SicherheitssensorCSP 34,lässt sich einfachan den üblichen40-mm-Profilenvon Maschineneinhausungenmontieren.Bildquelle: alle Bilder K.A. Schmersal[1]Alternative zu Sicherheitssensoren auf MagnetschalterbasisHallo Echo!Das von der Schmersal Gruppe entwickelte Wirkprinzip Coded Safety Sensor (CSS) erlaubthöhere Schaltabstände als die klassischen Magnet-Sicherheitssensoren. Zudemist eine kostengünstige Reihenschaltung von bis zu 31 Geräten möglich. Neu im CSS-Programm sind mehrere Baureihen, die dieser Technologie neue Anwendungsmöglichkeitenerschließen.Die Überwachung der Schutztüren gebaut sind und sich außerdem gut in die entschieden sich für das Puls-Echo-Verfahren,bei dem eine Spule im Sensor einvon Maschinen und Anlagen ist Umgebungskonstruktion integrieren lassen.Signal aussendet, welches das Target er-eine klassische Aufgabe der Sicherheitstechnik,die ursprünglich fastausschließlich mit elektromagnetischenSicherheitsschaltern gelöst wurde. Inzwischenziehen immer mehr Konstrukteureein anderes Prinzip vor: die berührungsloseStellungsüberwachung von Schutztürenmit Sicherheitssensoren auf Magnetschalterbasis.Ursprünglich kamen diese Geräte vor allemSuche nach neuem WirkprinzipAllerdings sind dem Einsatz der sicherheitsgerichtetenMagnetschalter Grenzengesetzt, weil es prinzipbedingte Einschränkungenim Hinblick auf ferromagnetischesMaterial im Umfeld und auf denSchaltabstand gibt. Dies gilt vor allem beicodierten Sicherheitssensoren, die mitkennt, umwandelt und zurücksendet.Dieses Verfahren passten die Ingenieuresystematisch an den Einsatz in Sicherheitssensorenan – unter anderem durchdie Entwicklung einer sicherheitsgerichteten,mehrkanalig aufgebauten Elektronikfür die Signalauswertung.Das System wurde patentiert und alsCoded Safety Sensor (CSS) in den Marktim Nahrungsmittelmaschinenbau konventionellen Magneten nicht betätigt eingeführt. Im Unterschied zu anderenzum Einsatz, weil sie aufgrund der glattenOberfläche von Sensor und Betätiger einehygienegerechte Konstruktion ermöglichen.Zunehmend setzen jedoch auch andereBereiche des Maschinen- und Anlagenbausdiese Art von Sicherheitssensorenin ihren Anlagen ein, weil sie kompaktwerden können.Aus diesem Grund suchte die SchmersalGruppe nach einem neuen Wirkprinzipfür Sicherheitssensoren und evaluierteverschiedene Technologien im Hinblickauf ihre Vorteile und die Einsatzfähigkeitim industriellen Umfeld. Die EntwicklerSensortechnologien, die in der industriellenSicherheitstechnik zum Einsatz kommen,ermöglicht diese Technologie nebeneinem hohen Schaltabstand die Gewinnungvon diagnoserelevanten Informationen.So kann der Sensor zum Beispiel ausder vom Betätiger an den Sensor gesende-
TECHNIK Prozessebene[2] [3] [4][1] Das Puls-Echo-Wirkprinzip wurde zunächstim CSS 180 verwirklicht.[2] Für raue Umgebungsbedingungen: Der CSSmit Edelstahlgehäuse und Schutzart IP 69 K.[3] Das neueste Mitglied der Sensor-Familie istder CSS 16.[4] In der Sicherheitszuhaltung AZM 200 sindCSS-Sensoren für die Abfrage der Schutztürstellungund der Verriegelung integriert.ten Energie feststellen, ob sich der Versatzzwischen Sensor und Betätiger den Grenzendes Toleranzbereichs nähert und einentsprechendes Signal als Vorwarnunggenerieren. Das erhöht die Verfügbarkeitund kommt somit der Produktivität derMaschine zugute. Dazu tragen auch diegroßen Toleranzen sowohl beim Schaltabstandals auch beim Querversatz zwischenSensor und Betätiger bei.Ein weiteres Merkmal der CSS-Technologieist die Möglichkeit, intelligente Diagnosefunktionenwie eine einfache undschnelle Fehlerbestimmung, zum Beispielim Fall eines Querschlusses oder Verkabelungsfehlers,zu realisieren. Für dieSammlung, Weiterleitung und Auswertungder diagnoserelevanten Signale stehteine neue Gateway-Generation mitSchnittstellen für verschiedene Feldbus-Systeme zur Verfügung.Sicherheit in ReiheDie Mikroprozessortechnologie bietetdarüber hinaus noch einen weiteren Nutzen.Die Sicherheitskanäle der Schaltgerätemit CSS-Technologie können nach demDaisy-Chain-Prinzip zu einer Kette vonbis zu 31 Geräten in Reihe geschaltet undvon einem einzigen Sicherheitsbausteinausgewertet werden. Dabei muss der Anwenderkeine Einschränkung der Fehlersicherheitin Kauf nehmen: Auch in dieserKonstellation eignen sich die CSS-Sicherheitssensorenfür Einsätze bis zu SIL 3 gemäßIEC 61508 beziehungsweise PL e gemäßEN ISO 13849 und Steuerungskategorie4 nach EN 954-1. Auf diese Weisespart der Anwender nicht nur Kosten fürdie Sicherheitsbausteine und den Montage-und Verkabelungsaufwand, sondernauch Platz im Schaltschrank. GemäßEN 60947-5-3 weisen die CSS-Sensorenein definiertes Verhalten im Fehlerfall aufund sind als selbstüberwachend in Klasse<strong>PDF</strong>-M eingeordnet.Einsatzspektrum ausgebautDas erste Sicherheitsschaltgerät mit CSS-Technologie war der SicherheitssensorCSS 180. Es folgte der AZM 200, eine Sicherheitszuhaltungmit integriertem Türgriff,bei der die CSS-Sensorik die Stellungsabfrageder mechanischen Verriegelungund optional auch der Schutztürübernimmt. Nach dem Prinzip 'CSS inside'arbeitet auch der AZ 200. Bei diesemSicherheitsschalter ohne Verriegelungseinrichtungerfolgt der Schaltvorgang desSicherheitskreises nicht mehr über mechanischeKontakte, sondern über dieCSS-Sensorik. Zum CSS-Programm gehörtauch der quaderförmige SicherheitssensorCSS 34, der sich gut an die üblichenProfilsysteme anbauen lässt, sowiedie berührungslose SicherheitszuhaltungMZM 100, die die erforderliche Zuhaltekraftelektromagnetisch erzeugt.Der CSS 34 zeigt das Entwicklungspotenzial,das in der CSS-Technologie steckt.Ansatzpunkt war hier der Wunsch, übereine Codierung der Signale den Manipulationsschutzzu erhöhen. Dies erreichtendie Entwickler über unterschiedliche Frequenzen,auf denen Sensor und Targetkommunizieren. Der Sensor erkennt ander Frequenz, ob es sich um das richtige,ihm zugeordnete Target handelt. Damitwird ein Umgehen der Schutzeinrichtungzum Beispiel durch den Einsatz ähnlicherTargets ausgeschlossen. Diese Optionwurde mit dem CSP 34 realisiert.In einem weiteren Schritt wurde die CSS-Technologie für hygienesensible Bereichenutzbar gemacht – mit dem CSS 30 S, einemzylindrischen Sicherheitssensor mitSchutzart IP69K. Das Sensorgehäuse istabsolut dicht. Denn das M30-Gewinderohrwird aus einem einzigen Rohling erzeugt,so dass man ohne Dichtungen auskommt,und die aktiven Frontflächen vonSensor und Betätiger sind ebenfalls in dasGehäuse aus Edelstahl 1.4404 integriert.Der Anschluss erfolgt über einen achtpoligenM12-Stecker, der den Anforderungender Schutzart IP69K entspricht.Das neueste Mitglied der CSS-Familie istder CSS 16. Seine Grundmaße sind identischmit denen des SicherheitsschaltersAZ 16. So fällt es dem Maschinenbauerleicht, von der elektromechanischen zurberührungslos wirkenden Schutztürüberwachungzu wechseln und dem Anwenderder Maschine zum Beispiel Frühwarnungbei Schutztürversatz zu bieten. Zudemspart er Kosten, da sich beim Einsatz mehrererCSS 16 die Anzahl der Sicherheitsbausteinereduzieren lässt. Der Maschinenbauerhat somit die Möglichkeit, dieberührungslose Schutztürüberwachungauch als Option anzubieten.AutorGerd Lausbergist Leiter Produktmanagement bei der K.A. SchmersalGmbH in WuppertalinfoDIRECTwww.iee-online.deLink zu den SicherheitssensorenLink zur den SicherheitszuhaltungenLink zu den Sicherheitsschaltern➜797iee0410<strong>IEE</strong> • 4-2010 45