Berührungslose Sicherheitsschalter werden широко für die Überwachung beweglicher Schutzeinrichtungen von Maschinen eingesetzt, wie Türen, Inspektionsklappen und Schutzhauben. Ihre primäre Funktion besteht darin, die Position einer Schutzeinrichtung zu erfassen und ein sicherheitsgerichtetes Stoppsignal zu erzeugen, wenn diese geöffnet wird oder nicht korrekt geschlossen ist. Mechan Controls entwickelt verschiedene Produktgruppen von Sicherheitssensoren, die jeweils auf einem spezifischen Detektionsprinzip basieren, von klassischen magnetisch betätigten Reed-Kontakten bis hin zu elektronisch codierten RFID-Systemen mit OSSD-Ausgängen.
In diesem Artikel werden die relevanten technischen Merkmale, Funktionsprinzipien und Anwendungsaspekte dieser Sensoren im Rahmen der geltenden Maschinenrichtlinien und Sicherheitsnormen wie EN ISO 13849-1, EN IEC 62061 und EN ISO 14119 behandelt.
Bei der Auslegung einer Sicherheitsfunktion für eine bewegliche Schutzeinrichtung muss zunächst eine Risikobeurteilung gemäß EN ISO 12100 durchgeführt werden. Auf dieser Grundlage wird das erforderliche Performance Level bestimmt, ausgedrückt als Performance Level (PLr) gemäß EN ISO 13849-1 oder als Safety Integrity Level (SIL) gemäß EN IEC 62061. Der Sicherheitsschalter ist dabei ein Element innerhalb des sicherheitsbezogenen Steuerungssystems und muss so integriert werden, dass das Gesamtsystem das erforderliche Sicherheitsniveau erfüllt.
EN ISO 14119 legt zusätzliche Anforderungen an Verriegelungseinrichtungen in Verbindung mit Schutzeinrichtungen fest. Diese Norm unterscheidet zwischen verschiedenen Schaltertypen und Codierungsstufen. Insbesondere bei berührungslosen Systemen ist der Codierungsgrad für die Bewertung von Manipulationsrisiken relevant. Hoch codierte Systeme können in bestimmten Fällen zusätzliche organisatorische oder technische Maßnahmen zur Manipulationsvermeidung reduzieren, sofern dies in der Risikobeurteilung entsprechend begründet wird.
Die hier beschriebenen Mechan Controls Sensoren sind für den Einsatz in Systemen bis einschließlich PLe gemäß EN ISO 13849-1 und SIL3 gemäß EN IEC 62061 ausgelegt, sofern sie korrekt innerhalb einer geeigneten Architektur mit ausreichender Fehlererkennung und Diagnosedeckung eingesetzt werden.
Die MagnaSafe Serie basiert auf dem klassischen Reed-Kontaktprinzip. Im Sensor befindet sich eine hermetisch abgeschlossene Glaskapsel mit zwei ferromagnetischen Kontaktzungen. Sobald ein Permanentmagnet, der an der beweglichen Schutzeinrichtung montiert ist, in den spezifizierten Schaltabstand gelangt, werden die Kontaktzungen magnetisiert und schließen den Kontakt. Wird der Magnet entfernt, öffnen sich die Kontakte aufgrund der Federkraft des Materials.
Dieses Prinzip macht den Sensor intrinsisch passiv; für die Detektion ist keine interne Elektronik erforderlich. Die Ausgänge sind potenzialfreie Kontakte, die sowohl für AC- als auch für DC-Anwendungen geeignet sind und bis zu einem Nennstrom von 2 A schalten können. Der Schaltabstand beträgt mehr als 10 mm, was eine gewisse Toleranz bei leichten Fehlausrichtungen von Türen oder Klappen bietet. Diese vergleichsweise große Schaltreserve ist in der Praxis bei industriellen Anwendungen relevant, bei denen thermische Ausdehnung, mechanischer Verschleiß oder Vibrationen zu kleinen Positionsabweichungen führen können.
Die MagnaSafe Sensoren sind in Gehäusen aus ABS oder Edelstahl 316 erhältlich. Die Edelstahlausführung ist insbesondere für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, pharmazeutischen Produktion oder in chemischen Umgebungen geeignet, in denen Korrosionsbeständigkeit und Reinigbarkeit eine wichtige Rolle spielen. Die Schutzarten IP67 und IP69K machen die Sensoren geeignet für Umgebungen mit Hochdruckreinigung und intensiven Washdown-Prozessen.
Für Anwendungen mit erhöhten Prozesstemperaturen ist eine High-Temperature-Variante verfügbar, die für den Einsatz bis 125 °C geeignet ist. Dadurch können diese Sensoren in Anlagen eingesetzt werden, in denen konventionelle Kunststoffgehäuse thermisch degradieren würden.
Obwohl das Reed-Prinzip keine intrinsische Codierung aufweist, können MagnaSafe Sensoren in Sicherheitsarchitekturen bis einschließlich Kategorie 4 und PLe eingesetzt werden, sofern sie zweikanalig ausgeführt und korrekt in eine geeignete Sicherheitslogik integriert werden. Die endgültige Performance wird durch die gesamte Kette bestimmt, einschließlich Verkabelung, Relais oder Sicherheits-PLC und Aktoren.
Für gut ausgerichtete Türen oder hygienische Anwendungen ist eine zylindrische Ausführung verfügbar, die bündig in Türrahmen oder Paneele eingebaut werden kann. Dies minimiert hervorstehende Teile und reduziert Reinigungsprobleme.
Die HE-Serie stellt eine Zwischenstufe zwischen klassischer Reed-Technologie und vollständig elektronisch codierten Systemen dar. Diese Sensoren kombinieren magnetische Detektion mit einer elektronischen Verifikation des Aktuatorsignals. Dadurch wird die Manipulationssicherheit im Vergleich zu einfachen magnetischen Systemen erhöht, da ein Standard-Permanentmagnet nicht ausreicht, um den Sensor zuverlässig zu betätigen.
Der hybride Aufbau führt zu einer höheren Toleranz gegenüber Fehlausrichtungen und einer guten Beständigkeit gegenüber Vibrationen. Dies ist insbesondere in Umgebungen mit dynamischen Belastungen relevant, wie beispielsweise Verpackungsmaschinen oder Förderanlagen.
Die HE-Sensoren sind mit einer Status-LED ausgestattet, mit der der Schaltzustand visuell überprüft werden kann. Dies erleichtert die Inbetriebnahme und Fehlerdiagnose. Die Sensoren können an ein konventionelles Sicherheitsrelais angeschlossen oder mit dem SCU-Controller von Mechan Controls kombiniert werden. Mit diesem Controller können bis zu dreißig Schalter angeschlossen werden, wobei der Status jedes Schalters sowie die Versorgungsspannung über LED-Anzeigen sichtbar ist.
Eine spezielle Variante innerhalb dieser Serie ist die HED-Ausführung, die es ermöglicht, zwei nebeneinanderliegende Türen mit einem einzigen Sensor zu überwachen. In kompakten Maschinenkonfigurationen kann dies zu einer Reduzierung von Verkabelung und Komponentenanzahl führen, sofern die Risikobeurteilung dies zulässt.
Die S-Serie verwendet ein von Mechan entwickeltes frequenzbasiertes Detektionssystem. Anstatt ausschließlich ein Magnetfeld zu detektieren, findet ein spezifischer Frequenzaustausch zwischen Sensor und Aktuator statt. Nur wenn die korrekte Frequenz erkannt wird, schließt der Sicherheitskontakt. Dies erhöht die Manipulationssicherheit erheblich, da beliebige Magnete oder Standardaktuatoren den Sensor nicht aktivieren können.
Ein Merkmal dieser Technologie ist der präzise Schaltabstand mit einer Hysterese von etwa 10 mm. Die geringe Differenz zwischen Ein- und Ausschaltpunkt trägt zu einem vorhersehbaren Verhalten bei, was insbesondere bei schnell bewegten Schutzeinrichtungen oder Anwendungen mit begrenzten Montagetoleranzen relevant ist.
Im Rahmen von EN ISO 14119 können diese Sensoren als codierte Sicherheitsschalter betrachtet werden. Der Codierungsgrad und die Manipulationssicherheit müssen in der Risikobeurteilung berücksichtigt werden. Die Ausgänge sind potenzialfrei ausgeführt, wodurch die S-Serie mit nahezu jedem Typ von Sicherheitsrelais oder Sicherheits-PLC kompatibel ist. Dies macht die Sensoren sowohl für Neuanlagen als auch für Retrofit-Anwendungen geeignet, bei denen bestehende Sicherheitsarchitekturen beibehalten werden.
Die RSS-Serie verwendet RFID-Transpondertechnologie, bei der jeder Aktuator eindeutig codiert ist. Mit Millionen möglicher Codierungen wird es praktisch unmöglich, einen Sensor mit einem anderen Aktuator zu manipulieren. Gemäß EN ISO 14119 kann ein solches System als Typ 4 high coded klassifiziert werden, was die höchste Codierungskategorie innerhalb der Norm darstellt.
Im Gegensatz zu vielen anderen RFID-Systemen auf dem Markt verwendet die RSS-Serie potenzialfreie Kontakte anstelle von OSSD-Ausgängen. Dadurch können die Sensoren eigenständig in Kombination mit konventionellen Sicherheitsrelais eingesetzt werden, ohne dass eine spezielle Signalüberwachung für OSSD erforderlich ist.
Die RSS-Sensoren sind in Edelstahl 316 ausgeführt und bis IP67 und IP69K abgedichtet. Dadurch sind sie für korrosive, chemische und hygienische Umgebungen geeignet. Da kein mechanischer Kontakt zwischen Sensor und Aktuator stattfindet und die interne Elektronik vollständig vergossen ist, ist das System wartungsarm und beständig gegenüber Vibrationen und thermischen Belastungen.
Die O-Serie kombiniert RFID-Codierung mit zweikanaligen OSSD-Ausgängen. OSSD-Ausgänge erzeugen gepulste Testsignale, mit denen Kurzschlüsse und Querschlüsse erkannt werden können. Ein wesentlicher Vorteil dieser Serie ist die Möglichkeit, bis zu dreißig Schalter in Reihe zu schalten, wobei das höchste Performance Level PLe gemäß EN ISO 13849-1 erhalten bleibt. Dies vereinfacht die Verdrahtung bei Maschinen mit mehreren Zugängen erheblich
Bestimmte Varianten innerhalb der O-Serie unterstützen External Device Monitoring. Diese Funktion überwacht die Rückmeldung externer Schaltgeräte, wie beispielsweise Schütze, um zu verifizieren, dass diese nach einem Stoppsignal korrekt abgefallen sind. Dadurch kann in einigen Konfigurationen auf einen separaten Sicherheitscontroller für diese Überwachungsfunktion verzichtet werden, sofern das Gesamtsystem die erforderlichen normativen Anforderungen erfüllt.
Die kompakte Bauform mit einem Montageabstand von 22 mm als Industriestandard ermöglicht es, bestehende mechanische oder magnetische Schalter relativ einfach durch eine RFID-basierte Variante zu ersetzen, ohne umfangreiche mechanische Anpassungen vorzunehmen.
Mechan Controls bietet ein breites Spektrum an berührungslosen Sicherheitssensoren, das verschiedene Technologien umfasst – von klassischen Reed-Kontakten bis hin zu hoch codierten RFID-Systemen mit OSSD-Ausgängen. Die Auswahl eines geeigneten Sensors sollte auf einer detaillierten Risikobeurteilung basieren, bei der das erforderliche Performance Level, das Manipulationsrisiko, die Umgebungsbedingungen und die gewünschte Systemarchitektur im Zusammenhang betrachtet werden.
Magnetische Reed-Sensoren bieten eine robuste und einfache Lösung für Standardanwendungen. Hybride und frequenzgesteuerte Systeme erhöhen die Manipulationssicherheit ohne komplexe Integrationsanforderungen. RFID high coded Sensoren minimieren das Risiko einer unbefugten Überbrückung und eignen sich für Anwendungen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen. OSSD-basierte Systeme ermöglichen effiziente serielle Architekturen bei Erhalt des höchsten Performance Levels.
€232,00
Kontaktieren Sie einen unserer
Spezialisten für Maschinensicherheit.
Sicheres Arbeiten mit mechanischen Verriegelungen in industriellen Umgebungen Sicherheit in industriellen Umgebungen erfordert zuverlässige Systeme, die menschliche Fehler minimieren und gefährliche Situationen verhindern. In Branchen
Warum Maschinensicherheit in modernen industriellen Umgebungen unverzichtbar ist Maschinensicherheit ist ein grundlegender Bestandteil jeder industriellen Arbeitsumgebung. In Branchen wie dem Maschinenbau, der Lebensmittelindustrie, der Logistik,
Warum Sicherheitsschalter für die industrielle Maschinensicherheit unverzichtbar sind In modernen industriellen Umgebungen gewinnt die Maschinensicherheit zunehmend an Bedeutung. Produktionsprozesse werden komplexer, Maschinen arbeiten schneller und
Ein technischer Leitfaden zur Auswahl visueller, akustischer und kombinierter Signalgeräte für Industriemaschinen. Eine Maschinenstatusanzeige ist Teil der Schnittstelle zwischen einer Maschine und den Personen, die
Ein technischer Vergleich von Steuerungsarchitektur, Verdrahtung, Inbetriebnahme, Diagnose, Reaktionszeit und Lebenszykluskosten für die industrielle Maschinensignalisierung. Een conventionele signaallamp is vaak de meest directe keuze wanneer
Die industrielle Statusanzeige wird flexibler, wenn Signalgeräte Prozessdaten, Parameter und Diagnoseinformationen mit dem Automatisierungssystem austauschen können. Industrielle Signalgeräte werden traditionell über diskrete Ausgänge angesteuert. Eine
