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Die Anfänge transponderbasierter Sicherheit

Text: Erich Wächter, Euchner FotoS: Euchner
Aus vielen Bereichen des täglichen Umfelds ist er heute nicht mehr wegzudenken: der Transponder. Er findet sich im Skipass, in der Kreditkarte oder im Diebstahlschutz. Doch auch in der industriellen Sicherheitstechnik ist er zu einer festen Größe geworden.

Ein Transponder ist denkbar einfach aufgebaut: Er besteht aus Chip und Schwingkreis. In Kombination mit der externen Lesespule wird ein induktives Wechselfeld aufgebaut und die gespeicherten Daten von einer Elektronik ausgewertet. Bei modernen Fahrzeugen wird die Transpondertechnik im individuellen Schlüssel als Wegfahrsperre verwendet. Doch die Technik wird auch in automatisierten Fertigungsanlagen und Maschinen eingesetzt. Dabei wird die Position einer beweglichen, trennenden Schutzeinrichtung über ein codiertes Sensorsystem sicher abgefragt. In der Historie kamen für diese Aufgabenstellungen meist mechanische Sicherheitsschalter zum Einsatz. Der Start gefahrbringender Maschinenbewegungen kann nur dann erfolgen, wenn der Betätiger im Sicherheitsschalter eingeführt ist beziehungsweise sich in zugehaltener Position befindet.Vor 15 Jahren begann Euchner trannsponderbasierte Sicherheitsschalter zu entwickeln. Als Hersteller von Identifikationssystemen konnte das Unternehmen auf ein entsprechendes Fachwissen zurückgreifen. Damit kam dann ein komplett neuer Sicherheitsansatz gegenüber den bis dahin üblichen elektromechanischen Sicherheitsschaltern zum Tragen. Im Vergleich zu herkömmlichen Schaltern bietet der berührungslose Sicherheitsschalter einige Vorteile: Betätiger und Lesekopf haben einen großen Ansprechbereich, eine Dejustage der Tür hat dadurch kein ungewolltes Abschalten der Anlage zur Folge. Eine auf diese Weise abgesicherte Schutztür muss auch nicht mehr nachgestellt werden - ein entscheidender Vorteil im Servicefall. Mit transponderbasierten Schaltern erreicht man mit nur einem einzigen Lesekopf die Kategorie 4, also eine sehr hohe Sicherheit. Die Betätiger sind absolut manipulationssicher, jeder Transponder ist ein Unikat. Dennoch sind im Servicefall neue Betätiger in kurzer Zeit eingestellt.

Sicherheit der ersten Generation

Die Auswerteelektronik der ersten transpondercodierten Sicherheitssystem-Generation ist in einem Hutschienengehäuse im Schaltschrank untergebracht. Bis zu vier Leseköpfe lassen sich anschließen. Über einen HF-Multiplexer wird abgefragt, ob sich alle Betätiger im Ansprechbereich befinden. Die CES-Auswertegeräte ermöglichen zudem den Anschluss einer Start-Taste und eines Rückführkreises für die Überwachung nachgeschalteter Schütze. Dadurch hat das Auswertegerät dieselbe Funktionalität wie ein Sicherheitsrelais. Über den Schwingkreis im Lesekopf werden die Transponder-Daten kontinuierlich ausgelesen und über eine Zweidrahtleitung an das Auswertegerät übertragen. Durch die dynamische Datenübertragung und dem diversitärem Aufbau der Auswertung wird prinzipbedingt jeder Fehler sofort erkannt und die Sicherheitsausgänge sicher abgeschaltet. Das CES-Sicherheitssystem erreicht somit die höchste Sicherheitskategorie 4 und heute auch PLe nach ISO 13849-1.

Alles in einem Gehäuse

Auf dem Maschinen- und Anlagen Markt zeichnet sich ein Trend zu dezentralen Sicherheitskonzepten ab. Dabei soll die Auswerteelektronik nicht im Schaltschrank, sondern direkt vor Ort im Sensor integriert sein. Zielsetzung ist hier eindeutig die Verkleinerung des Schaltschranks. Euchner hat um diesen Wünschen des Marktes Rechnung zu tragen, die CES-AR-Sicherheitsschalter auf den Markt gebracht. In einer Reihe verdrahtet, lassen sich so denkbar einfach Ketten von bis zu 20 Geräten aufbauen: Die zweikanaligen Ausgänge des ersten Schalters werden mit den Eingängen des nachfolgenden verbunden. Die spezielle Taktung innerhalb der Kette ermöglicht die sofortige Erkennung von unterschiedlichen Fehlern wie Quer- oder Kurzschluss. Trotz Reihenschaltung erreicht auch das Gesamtsystem die höchstmögliche Sicherheitskategorie. Die Verdrahtung der einzelnen Litzen kann über Klemmen direkt im Schaltschrank realisiert werden. Alternativ kann auch, um den Verdrahtungsaufwand auf ein Minimum zu reduzieren über Y-Stecker und Standardleitungen eine Verdrahtung realisiert werden. Die Entwicklung schreitet immer weiter voran, die integrierten Geräte werden immer kleiner und erhalten immer mehr Funktionalität, so dass teilweise sogar bereits das Sicherheitsauswertegerät eingespart werden kann.

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