Erschienen am: 03.03.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 3 2017

"Neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Maschinen"

Safety für die Smart Factory

Die neuen Nothalttaster vom Typ PITestop active sind auf flexible und modulare Maschinenkonzepte ausgerichtet. Das SPS-MAGAZIN hat mit dem Pilz-Produktmanager Martin Bellingkrodt über den praktischen Einsatz und technische Eigenschaften der Neuvorstellung gesprochen.


Wenn Not-Halt-Taster inaktiv geschaltet werden können, ist im Gefahrenfall klar erkennbar, welcher Not-Halt welches Maschinen-Modul zum Anhalten bringt.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Maschinen und Anlagen müssen gemäß Maschinenrichtlinie mit einer Nothalt-Einrichtung versehen sein, damit der Bediener im Notfall manuell ein Signal zur Stillsetzung einer Gefahr bringenden Bewegung auslösen kann. Die Maschinenrichtline stellt insbesondere hohe Anforderungen an die klare Erkennbarkeit und Verfügbarkeit des Nothalttasters an einer Maschine.

Steigende Anforderungen,

neue Sicherheitskonzepte

Mit Blick auf die steigenden Anforderungen an Flexibilität und Modularisierung von Maschinen werden zunehmend einzelne Maschinenteile oder ganze Maschinenmodule je nach Bedarf aktiv oder inaktiv geschaltet. Das hat zur Konsequenz, dass auch die Nothalttaster aktiv oder inaktiv sein müssen. Will ein Werker im Notfall die Maschine stoppen, muss er aber sicher sein können, dass ein sichtbarer Taster auch aktiv in der Lage ist, die gefahrbringende Bewegung zu stoppen. Die entsprechende Norm ISO13850 sah deshalb bislang vor, dass ein inaktiver Nothalt nicht sichtbar sein darf und entweder weggeschlossen oder abgedeckt werden musste. Die Umsetzung erwies sich jedoch als schwierig: Entweder mussten Nothalttaster durch eine aufwendige Konstruktion abgedeckt werden, mobile Bedien-Panels in den Schrank gesperrt oder im einfachsten Falle nicht aktiv arbeitende Maschinen dennoch eingeschaltet bleiben. Viel zu häufig wurden in der Praxis die Vorgaben der Norm erst gar nicht befolgt.

Neue Norm, neue Möglichkeiten

Damit Sicherheitsfunktionen auch in modernen Fertigungskonzepten, mit den entsprechenden Anforderungen an einen flexiblen Maschineneinsatz, praktikabel umsetzbar werden, wurden die ISO13850 und die IEC60204 überarbeitet. Diese Normen definieren nun erstmals, dass auch für Sicherheitseinrichtungen ein dritter Zustand 'passiv' definiert ist. Im Falle des Nothalttasters ermöglicht nun eine sicher überwachte Beleuchtung eine sichere Aktivierung und Passivierung. Parallel zur Weiterentwicklung der Normung hat Pilz nun als einer der ersten Anbieter eine nach diesen Gesichtspunkten anwendbare Produktlösung entwickelt: Mit PITestop active bietet Pilz eine neue Familie von Nothalttastern an, die elektrisch aktiviert werden können. Die Taster signalisieren durch ihre Beleuchtung, ob sie aktiv oder passiv geschaltet sind. Damit ist PITestop active die passende Lösung für modulare Anlagen und Maschinen, in denen Teile im Betriebsablauf temporär stillgelegt werden oder in einer anderen Zusammenstellung benötigt werden. Ebenso müssen mobile Bedien-Panels nun nicht mehr weggesperrt werden - sondern lediglich sicher passiviert werden.

Smarte Fabrik, flexible Safety-Lösungen

Das vereinfacht für den Anwender den Umgang sowie die Kennzeichnung inaktiver Maschinenteile und Bediengeräte. Das gilt insbesondere bei eng stehenden Maschinen, wo jetzt Wirkbereiche enger gefasst werden können. Inaktive Maschinenteile z.B. in einer verketteten Maschine können nun einfacher komplett ausgeschaltet werden und damit der Energieverbrauch gesenkt werden. Der Maschinenpark kann daneben übersichtlicher gestaltet werden, da je nach Betriebsart nur die betroffenen Nothaltgeräte aktiv sind: vom Halbautomatikbetrieb mit vielen einzelnen Maschinenmodulen und jeweils auf einzelnen Modulen wirkenden Nothaltgeräten bis hin zum Vollautomatikbetrieb, bei dem jeder Nothalt auf die ganze Kette der Module wirkt. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Nothalt im Halbautomatikbetrieb nur das betroffene Modul steht und im Vollautomatikbetrieb Nothaltgeräte einzelner Module inaktiv gesetzt werden können. Im Zusammenspiel mit den Steuerungssystemen von Pilz, die bereits den modularen Aufbau von Anlagen unterstützen, sind so flexible Sicherheitskonzepte ganz im Sinne der Smart Factory einfach umsetzbar.

Pilz hat eine neue Familie von Nothalttastern auf den Markt gebracht. Was ist das Neue?

Martin Bellingkrodt: Mit dem zunehmend modularen Aufbau von Maschinen und Anlagen ändern sich auch die Herausforderungen an die Maschinensicherheit. Mit der neuen Familie des elektrisch aktivierbaren Nothalttasters PITestop active unterstützt Pilz flexible und anwendergerechte Lösungen. Das Innovative ist, dass einzelne Nothalttaster inaktiv geschaltet werden können und somit im Gefahrenfall klar erkennbar ist, welcher Nothalt welches Modul zum Anhalten bringt.

Und bislang?

Bellingkrodt: Gemäß der Maschinenrichtlinie mussten Maschinen und Anlagen auch bisher grundsätzlich mit einer Nothalt-Einrichtung versehen sein, damit der Bediener im Notfall manuell die Stillsetzung der Maschine auslösen kann. Besonders hohe Anforderungen werden dabei an die klare Erkennbarkeit und Verfügbarkeit des Nothalttasters gestellt. Die entsprechende Norm sah deshalb bislang vor, dass ein inaktiver Nothalt nicht sichtbar sein durfte. In der Praxis war das aber häufig aufwendig und nur schwer umsetzbar, vor allem auch mit Blick auf die zunehmend geforderten flexiblen und modularen Anlagenkonzepte.

Eine Änderung auf Normenseite war also notwendig?

Bellingkrodt: Genau. Damit Sicherheitsfunktionen auch in modernen, modularen Maschinen- und Fertigungskonzepten praktikabel umsetzbar werden, wurde die ISO13850 überarbeitet: Im Resultat ist jetzt erstmals für Sicherheitseinrichtungen der Zustand 'inaktiv' definiert. Unser neuer Nothalttaster PITestop active setzt exakt hier an und kann elektrisch aktiviert werden. Durch eine sicher überwachte Beleuchtung signalisiert er dem Werker eindeutig, ob er aktiv oder passiv geschaltet ist. Das bringt den großen Vorteil mit sich, dass auch einzelne Module inaktiv gesetzt werden können. Wenn Steuerungssysteme von Pilz eingesetzt werden, die bereits den modularen Aufbau von Anlagen unterstützen, dann sind flexible Sicherheitskonzepte ganz im Sinne der Smart Factory einfach umsetzbar.

In welchen Ausführungen steht der neue Nothalttaster bereits zur Verfügung? Kommen weitere Ausprägungen hinzu?

Bellingkrodt: Es gibt zunächst eine Tasterform. Sie steht in verschiedenen Varianten für den Ein- oder Aufbau an der Maschine zur Verfügung. Die Aufbauvarianten gibt es mit Schutzklasse IP65 und mit M12-Anschluss. Sie werden bei der Montage auf einer Platte verrastet, sodass sie mechanisch wie elektrisch eine Plug&Play-Lösung darstellen.

Welche Voraussetzungen auf Steuerungs- und Kommunikationsseite gibt es für den Einsatz von PITestop active?

Bellingkrodt: Im Vergleich zu einem herkömmlichen Nothalttaster ist lediglich der zusätzliche Masseanschluss zu beachten. PITestop active kann mit gängigen Steuerungen verwendet werden. Insofern sind Verdrahtungen im Feld und in den Schaltschrank sehr leicht möglich.

Für welche Branchen und Anwendungen empfiehlt sich der PITestop active bevorzugt? Wo gibt es Einschränkungen, was den Einsatz angeht?

Bellingkrodt: PITestop active eignet sich im Prinzip für Einsätze in allen Industrien. Überall dort also, wo die Maschinenrichtlinie greift. Aber der Anwender muss beachten, dass im Freien aufgrund der schwer zu beherrschenden Lichtverhältnisse Einschränkungen herrschen. Die ISO13850 gibt zwar vor, dass ein Nothalttaster mindestens Performance Level c erfüllen muss, bei Pilz raten wir aber dazu, PITestop active bis zum höheren Sicherheitsniveau PLd einzusetzen.

In Hinsicht auf die Energieeffizienz haben modulare Maschinenkonzepte oft Vorteile für den Anwender. Fördert der neue Nothalttaster diesen Ansatz?

Bellingkrodt: Ja. Bislang musste die komplette Anlage unter Strom gehalten werden, um die Notausfunktion für die gesamte Anlage aufrecht erhalten zu können. Der oftmals bereits vorhandene Ruhemodus für Steuerungen, Antriebe oder Peripheriegeräte konnte also gar nicht genutzt werden. Mit einem aktivierbaren Nothalt wie PITestop active ist das nun möglich. Er ist sozusagen das letzte Puzzleteilchen für wirklich modulare Maschinenkonzepte. Jetzt wird es bei den Einstellungen der Steuerungen Erweiterungen geben, um einzelne Module leichter abzuschalten. Pilz kann heute schon komplette Lösungen anbieten, von denen unsere Kunden profitieren.

Welche Erwartungen haben Sie in die neue Nothaltfamilie? Wie schnell wird sie sich im Markt durchsetzen?

Bellingkrodt: Bei den Anwendungen, die auf modulare Konzepte setzen, wird PITestop active sehr schnell den Zugang finden, davon sind wir fest überzeugt. Das liegt auch daran, dass die Integration in IP67-Module sozusagen kinderleicht ist. Ein weiteres wichtiges Argument sind die angesprochenen Einsparungen bei den Energiekosten: Es ist beachtlich, was eingespart werden kann, wenn die Energiezufuhr komplett ausgeschaltet ist. In vielen Fällen amortisieren sich die Kosten für den aktivierbaren Nothalttaster bereits innerhalb eines Jahres.

Welche weiteren Auswirkungen erwarten Sie durch die kommende Generation an flexiblen Maschinen- und Automatisierungskonzepten für den Bereich der Safety und damit auch für das Portfolio von Pilz?

Bellingkrodt: Es wird mehr Feldkomponenten geben und die Feldkomponenten werden häufiger an dezentrale Module angeschlossen werden. Deshalb haben wir uns bei PITestop active auch für eine Aufbaulösung mit M12-Anschluss entschieden. Das hat den Vorteil, dass Maschinen mit einfachen Sicherheitsarchitekturen unverändert bleiben können. Generell wollen Anwender natürlich einen schnellen Überblick über die Anlage sowohl vor Ort als auch aus der Ferne haben. Hier bieten wir im Portfolio verschiedene Lösungen an und werden das Angebot auch entsprechend weiter ausbauen. Bei PITestop active steht z.B. eine integrierte Blinkfunktion zur Verfügung, die bei Betätigung auslöst.

In wie weit ist dieser Wandel der Safety rein technisch bzw. technologisch geprägt? Was muss sich parallel in der Denke der Maschinenbauer und der Betreiber ändern?

Bellingkrodt: Es entstehen vor allem neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Maschinen und Anlagen. Fertigungs- und Anlagenplanern stehen mehr Freiräume zur Verfügung. Hier sehen wir eine wesentliche Aufgabe für Pilz, gemeinsam mit dem Kunden diese Freiräume zu nutzen. Für den Werker bleibt PITestop active ein gewöhnlicher Nothalt und es muss kein Umdenken stattfinden: Wenn man ihn betätigt, steht die Anlage, dank des Zusammenspiels zwischen Nothalt und unseren Sicherheitsschaltgeräten PNOZ.