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Modular und sicher dank Turcks I/O-Hybrid-Modul

Skalierbare Sicherheitstechnik direkt an den Maschinenmodulen
Modular und sicher dank Turcks I/O-Hybrid-Modul

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Bei der Modularisierung seiner Maschinenplattform M-Line profitiert der Maschinenbauer AWL-Techniek von Turcks dezentralen IP67-I/O-Hybrid-Modulen für Standard- und Safety-Signale.

AWL-Techniek im niederländischen Harderwijk hat sich mit automatisierten Schweiß- und Verbindungsstrecken in der Automobilbranche einen Namen gemacht. Ein interdisziplinäres Team um Matthijs Varwijk, Projekt-Manager R&D, stellte 2017 das Maschinenportfolio auf Modularität um und legte die Standards der M-Line fest. Den ersten Standard setzte AWL mit dem Namen: M-Line steht einerseits für eine modulare Produktreihe, andererseits verbildlicht der Begriff „Line“ auch die Produktionslinie, zu der die einzelnen Module der M-Line zusammengesetzt werden.

Die Basis jedes Moduls bildet ein Stahlrahmen-Quader, der in einen ISO-Container passt. Das spart viel Zeit und Kosten bei Transport und Inbetriebnahme. Zudem kann der Kunde die Anlage einfach erweitern oder umbauen. Mit dem Basisrahmen wurden drei zentrale Modultypen definiert: ein Operator-Modul, in dem ein Werker Bauteile einlegen und Prozesse starten kann, ein Indexer-Modul, das Drehtische oder andere Vorrichtungen zum Handling der Werkstücke umfasst, und ein Prozessmodul, das Werkstücke zum Beispiel mit Schweißrobotern bearbeitet.

Dabei nutzt AWL Turcks Ethernet-Multiprotokoll-Technologie für I/O-Module, denn damit kann AWL in jedem Modul seiner M-Line identische I/O-Blockmodule einzusetzen – egal ob der Kunde eine Profinet- oder Ethernet/IP-Steuerung bevorzugt. „Wir wollten so viele standardisierte Komponenten wie möglich, und auch einen weitgehend standardisierten Schaltschrank. Im Idealfall haben wir eines Tages nur noch eine PLC und ein Netzgerät im Schaltschrank“, sagt Hardware-Ingenieur Jasper van Kooij. Soweit ist man zwar heute noch nicht, aber im Schaltschrank der AWL-Module ist bereits viel Luft ist. Dazu tragen auch Turcks IP67-I/O-Hybrid-Module für Standard- und Safety-Signale bei.

Aktoren sicher abschalten

Den Kern der Lösung bildet das hybride Safety-I/O-Modul TBPN. Das Modul hat einen integrierten Sicherheits-Controller und verfügt jeweils über vier sichere I/Os, zwei klassische digitale I/Os und zwei IO-Link-Ports. An einem der sicheren I/Os ist die Safety-Abschaltbox TBSB angeschlossen, die im Ernstfall die Aktorspannung V2 sicher abschaltet. Die Spannungsversorgung für alle Module läuft ebenfalls über die Safety-Abschaltbox. So ist sichergestellt, dass bei einem Not-Halt kein Aktor mehr versorgt ist und sich nichts mehr in der Maschine bewegen kann. Die Sensorik bleibt aktiv, da sie über V1 versorgt wird. So ist die Maschine in der Steuerung immer sichtbar.

Die digitale Sensorik und Aktorik der Schweißkappenfräser ist an I/O-Hubs angeschlossen, die mit Turcks IO-Link-Master TBEN-L-8IOL kommunizieren. Der IP67-Block stellt vier IO-Link-Ports nach dem Class-A- und vier nach dem Class-B-Standard bereit. Letzterer trennt die Spannung für Sensorik (V1) von der Aktorik (V2). So kann auch über IO-Link die Stromzufuhr sicher abgeschaltet werden. Van Kooij überzeuget vor allem die galvanische Trennung von Sensor-/Aktorspannung: „Das komplette Angebot und konsequent getrennte V1– und V2-Kreise konnte uns nur Turck bieten.“ Bei anderen Herstellern sei die Trennung von V1 und V2 nicht konsequent, V1 und V2 teilen sich zum Beispiel den Minuspol.

Diagnosedaten über IO-Link

Durch den Einsatz der IP67-Lösung inklusive Safety und I/O-Hubs mit IO-Link spart AWL viel Verdrahtungsarbeit. Die Verteiler übertragen als IO-Link Device digitale Signale von Aktoren und Sensoren im IO-Link-Protokoll und bringen sie zum IO-Link Master, von wo sie per Ethernet zur Steuerung gelangen. IO-Link sorgt auch für eine höhere Verfügbarkeit der Maschine: Bei der M-Line sammelt das Dashboard-System Lyla Daten von Maschinen und überwacht so Funktion und Leistung der Maschine. Möglich wird das auch durch die Diagnosedaten über IO-Link.

Neben dem dezentralen IP67-Konzept schätzen die Niederländer, das Turck ein global aufgestellter Automationspartner ist. Varwijk: „Wir brauchen einen Partner, der auch global zu uns passt. Den haben wir mit Turck gefunden.“

Hans Turck GmbH & Co. KG

www.turck.com

Witzlebenstr. 7

45472 Mülheim an der Ruhr


Dezentrale Sicherheitsabschaltung

Das Konzept der dezentralen Sicherheitsabschaltung basiert auf der Idee, im Sicherheitsfall nicht die Spannung jedes Aktors einzeln abzuschalten, sondern in Gruppen. So spart man kostspielige sichere Ausgänge, denn pro Gruppe ist dazu nur ein sicherer Ausgang nötig. Damit nicht auch die Sensoren einer Gruppe spannungsfrei geschaltet werden, muss man die Versorgungsspannung der Sensoren (V1) von der Versorgung der Aktoren (V2) trennen. Mit Turcks dezentraler Abschaltbox TBSB in IP65 ist das erstmalig auch im Feld außerhalb eines Schaltschranks verfügbar



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