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Verfahrenstechnik 3/2015

Verfahrenstechnik 3/2015

Gut gesichert

Gut gesichert Frequenzumrichter mit Sicherheitsmodul sorgt für eine bedienergeschützte Abfüllstation Rajesham Kurapati In den Produktions- und Abfüllanlagen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind Rundfüllmaschinen Standard. Um sie optimal für die jeweiligen Produkte und Gebinde einzustellen, ist häufig ein Einrichtbetrieb erforderlich. Für solche Fälle gibt es verschiedene Sicherheitsoptionen, mit denen der Maschinenbauer die funktionale Sicherheit in den Antrieb hinein verlagern kann. Autor: Rajesham Kurapati, Product & Application Manager, Functional Safety, Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik, Offenbach Die Niko Nahrungsmittel-Maschinen GmbH & Co KG baut seit 1976 qualitativ hochwertige Maschinen und Anlagen für die Obst- und Gemüseindustrie sowie für die Getränkeindustrie. Besonderes Augenmerk liegt dabei speziell auf kundenspezifischen Anforderungen und individuell zugeschnittenen Lösungskonzepten. Getreu dem Motto – nur sichere Maschinen stellen sichere Produkte her – wird Qualität bei Niko großgeschrieben. Daher verwendet das Unternehmen nur hochwertige Materialien und bewährte Zulieferteile, wie zum Beispiel den Danfoss VLT Automation Drive, für sämtliche Anlagen und Maschinen. Schnelles Abfüllen Die Hochleistungs-Rundfüllmaschine für stückige Produkte verfügt über getrennte Zuläufe für die Gebinde und für das Produkt. Die zu füllenden Gebinde fahren über eine Schnecke und einen Einlaufstern in den Abfüllbereich der Maschine. Die Produkte nehmen währenddessen einen separaten Weg zum Vibrationsrundfülltisch. Das hat den Vorteil, dass selbst bei Glasbruch keine Glasstücke in den Produktstrom gelangen, da die Gebindezuführung vollständig vom Produktzulauf getrennt ist. Der Vib rationsrundfülltisch füllt die Produkte in die einlaufenden Gläser oder Dosen. Die Frequenzumrichter gesteuerten Vibrations- Motoren des Fülltisches sind stufenlos einstellbar und garantieren eine gleichmäßige Füllung der Gebinde. Ebenso ist der Antrieb für die Drehbewegung frequenzgeregelt. Die Abfüllanlagen der Lebensmittelindustrie arbeiten mit sehr hohen Geschwindigkeiten. Die Maschinen sind daher meist mit sicherheitsverriegelten Schutztüren ausgestattet. Zum Einrichten der Anlage ist es jedoch notwendig, direkt im Gefahrenbereich zu arbeiten. Es muss daher sichergestellt sein, dass die Maschine nur mit einer stark reduzierten Geschwindigkeit läuft. Gerade von den beweglichen Teilen der Maschine geht eine große Gefahr aus, da es hier leicht zu Verletzungen kommen kann. Um dies zu verhindern, ist die Rundfüllmaschine mit zusätzlichen Sicherheitsfunktionen ausgestattet, im vorliegenden Fall mit einem Totmannknopf und einer deutlich reduzierten Drehgeschwindigkeit. Nach dem Öffnen der Schutztüre und Betätigen des Schalters ist das Einrichten der Rundfüllmaschine in einem sicheren Drehzahlbereich möglich. Funktionale Sicherheit Die optionale VLT Safety Option MCB 151 lässt sich direkt in den Frequenzumrichter integrieren, was verschiedene Vorteile mit sich bringt. Zunächst einmal Kosteneinspa- 16 VERFAHRENSTECHNIK 3/2015

ungen, externe Komponenten wie Schütze oder Auswertmodule entfallen durch das Safety Modul vollständig. Dies senkt den Platzbedarf in der Anlage bzw. dem Schaltschrank und reduziert gleichzeitig den Verkabelungsaufwand deutlich. Bereits serienmäßig verfügt der VLT Automation Drive FC 302 über die STO-Funktion (Safe Torque Off) gemäß ISO 13849-1 PL d und SIL 2 gemäß IEC 61508/IEC 62061. Darüber hinaus geforderte Sicherheitsfunktionen wie SLS (Safe Limited Speed), SS1 (Sicherer Stopp 1), SMS (Safe max. Speed) und sicherer Jog-Drehzahlmodus lassen sich durch die Nutzung eines optionalen Sicherheitsmoduls der VLT Safety Option MCB 150 Baureihe für Anforderungen gemäß ISO 13849-1 bis PL d sowie gemäß IEC 61508/IEC 62061 ebenfalls problemlos umsetzen. Die Option lässt sich direkt in den Frequenzumrichter integrieren und ist damit für eine zukünftige Anbindung an gängige Sicherheitsbussysteme vorbereitet. Mit der SLS-Funktion für „Sicher begrenzte Geschwindigkeit“ überwacht das Sicherheitsmodul VLT Safety Option MCB 151, ob der Antrieb eine festgelegte Geschwindigkeit überschreitet oder einhält. Diese Funktion ermöglicht einen sicheren Einrichtvorgang bei offenen Schutztüren, da der Motor dann nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit laufen kann. Schutz für Anlage und Bediener Tritt ein Notfall ein, muss die Anlage schnell stoppen, um Gefahren zu vermeiden. Auch hier hilft die VLT Safety Option MCB 151 weiter. Über die SS1-Funktion der Option ist der Not-Halt-Schalter der Rundfüllmaschine realisiert. Betätigt ein Bediener den Schalter, 01 Die Schutztür kann zum Einrichten dank des Safety Moduls gefahrlos geöffnet werden LEBENSMITTEL- UND PHARMATECHNIK I TOP-THEMA fährt der Antrieb dank der SS1-Funktion auf 0 Hz herunter. Dies geschieht entweder über eine voreingestellte Rampe oder innerhalb eines festgelegten Zeitraums. Ist es gefordert, schaltet der Antrieb danach vollständig ab. Die integrierte Safety Option VLT MCB 151 lässt sich schnell und einfach über das aufsteckbare Display parametrieren. Die Sicherheitsoption ist außerdem vollständig in das Windows-basierte Engineering Tool VLT Motion Control Tool MCT 10 integriert. Dies ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme und Wartung mithilfe des Computers. Der Datenaustausch zwischen Programm und Frequenzumrichter erfolgt über eine RS485-Schnittstelle, Feldbus oder einen USB-Anschluss. Bei entsprechend angeschlossenen Geräten kann die Parametrierung auch online erfolgen. Die wesentlichen Vorteile der Software sind die einfache Konfiguration des Umrichters, die schnelle Fehlersuche und das Erstellen der für die Sicherheitsabnahmen notwendigen Nachweisdokumentation. Fazit Der Einrichtbetrieb bei Maschinen der Lebensmittelindustrie ist aufgrund der hohen Geschwindigkeiten und der geöffneten Sicherheitstüren für den Einrichter sehr gefährlich. Entsprechende Frequenzumrichter – ergänzt mit einem Sicherheitsmodul – setzen die hohen Sicherheitsanforderungen an diesen Betriebszustand optimal um und verhindern so Unfälle. Anuga Foodtec: Halle 6.1, Stand E40 Fotos: Fotolia, Danfoss www.danfoss.de/vlt Schmierfrei leicht gemacht Web: Shop Finder 3D-CAD Lebensdauer ... mit Food-Grade ... für 0,16 €* Aus dem größten Kunststofflager-Programm: Universell einsetzbares Food-Grade Gleitlager iglidur ® A181. Konform gemäß FDA und EU-Verordnung 10/2011 EG. Berechenbar und wartungsfrei. Und wie alle iglidur ® -Gleitlager schmiermittelfrei. Online konfigurieren und bestellen. dry-tech ® − nicht schmieren: igus.de/iglidurA181 plastics for longer life ®ab 24h! 02 Nicht nur die Rundfüllmaschine wird von einem VLT Automation Drive gesteuert, sondern auch die Liniensteuerung Kostenlose Muster: Tel. 02203 9649-145 * Ø 6 mm: A181SM-0608-06 0,16 €/Lager ab 2.500 Stück Besuchen Sie uns: Anuga FoodTec - Halle 8.1 Stand D58/50 Hannover Messe - Halle 17 Stand H04 Igus.indd 1 19.02.2015 10:58:17

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