Erschienen am: 07.09.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 9 2017

Von der Komponente zum einbaufertigen Sicherheitssystem

Paketlösung

Auf Applikationen abgestimmte Sicherheitssysteme bestimmen mehr und mehr die Strategie von Sick, wenn es um die Zukunft der funktionalen Sicherheitstechnik geht. Ziel ist es, OEMs mit einbaufertigen Paketen zu bedienen. Diese beinhalten die Hardware samt der kompletten Dokumentation und alle für die Zertifizierung relevanten Informationen. Interessant ist dieser neue Weg für die Fertigungsindustrie auch deshalb, weil das Unternehmen diese Systeme um speziell darauf abgestimmte Sicherheitsdienstleistungen erweitert. Dazu zählt auch die Begleitung der Inbetriebnahme anspruchsvoller Modernisierungsprojekte.


Bild: Sick AG

Es ist gut zu wissen, dass Türen geschlossen sind, wenn sich dahinter Gefahren verbergen. Gut für die Gesundheit ist es ebenfalls, wenn das Betreten vermeindlich ungefährlicher Zonen sicher erkannt wird, weil Maschinenbewegungen Verletzungen hervorrufen können. Sicherheitsschalter mit Zuhaltung oder auch feinmaschige Lichtvorhänge funktionieren in der täglichen Praxis recht statisch. Kommt es zu einem in der Steuerung definierten Ereignis, wird die Maschine in einen festgelegten sicheren Zustand versetzt. Der Strauß an verfügbaren Sicherheitsfunktionen ist bunt, ebenso die im Automatisierungsmarkt erhältlichen Komponenten. Doch gerade mit dem aktuellen Blick auf Industrie 4.0 stellt sich bei der Sicherheitstechnik die Frage, wie flexibel Sensorik und Aktorik in Zukunft zusammenspielen müssen. Zudem: Wie viel Intelligenz ist vonnöten, um sich anpassen zu können, wenn sich die Produktionsbedingungen dynamisch verändern. Was sich hinter diesem Ansatz konkret verbirgt, wird am Sicherheitssystem Safeguard Detector von Sick deutlich.

Nicht nur sicher, sondern auch smart

Rein funktional betrachtet, steht das System zunächst für eine komplette Sicherheitslösung, die sich sehr gut in Verpackungsmaschinen einsetzen lässt - beispielsweise zur Überwachung von Materialzuführungen an Karton-Magazinen. Dieser Gefahrenbereich lässt sich auf herkömmliche Weise absichern. Ein Weg sind mechanische Tunnelabdeckungen kombiniert mit Sicherheitsschaltern. Auf diese Weise bleibt der Zugriff dem Maschinenbediener verwehrt, was die Zugänglichkeit und Flexibilität einschränkt. Wesentlich eleganter und auch produktiver gestaltet sich der Weg, den Gefahrenbereich so abzusichern, dass der Zugriff nur dann erfolgen kann, wenn das Karton-Magazin einen bestimmten Mindestfüllstand unterschritten hat. Diese Strategie einer produktionsgeführten Sicherheitstechnik verhindert damit das versehentliche Eingreifen in den Sicherheitsbereich. Hinter diesem Konzept verbirgt sich gleich ein doppelter Nutzen: Mehr Tempo in der Produktion und mehr Raumgewinn durch kleinere Schutzzonen. Safeguard Detector ist ein Beispiel für eine komplette Sicherheitslösung für bestimmte Applikationen. Und so ein Paket beinhaltet dann auch alles, was für eine spezielle Sicherheitsfunktion in einer konkreten Anwendung notwendig ist. Hierzu zählt die Sicherheitssteuerung genauso, wie Projektierungssoftware, Berechnungen der Sicherheitskennwerte, Schaltpläne, Installationsmaterial sowie Sensoren, die - im genannten Beispiel - den Füllstand des Magazins überwachen. Zudem sind Sicherheitssysteme, wie im vorher genannten Beispiel Safeguard Detector, vom TÜV zertifiziert und erreichen die für eine Anwendung notwendigen Sicherheitslevel maßgeschneidert für den Einsatz an Verpackungsmaschinen. Safeguard Detector erreicht zum Beispiel den PLd der ISO13849 beziehungsweise SIL2 nach EN62061.

Vorbereitet und abgenommen

Der Anbieter geht noch weiter. Mit den Sicherheitssystemen werden typische und häufig wiederkehrende Sicherheitsfunktionen gelöst. Die Pakete sind so geschnürt, dass Kunden alles für den Einbau benötigte Material über eine einzige Teilenummer ordern können. Und hinter dieser Teilenummer steht dann eben nicht mehr nur der einzelne Sensor, eine Steuerung oder das Verbindungskabel, sondern alles, was für diese Anwendung notwendig ist: Hardware, Bedienungsanleitung, Training, Zertifikate und die technischen Daten samt Software. Weil alles einschließlich der Zertifizierung vorbereitet ist, macht Sick das Engineering auf Seiten des Maschinenbauers einfacher und schneller. Denn die Kernkompetenzen eines Maschinenbauers liegen in den Fertigungsabläufen und der Prozesstechnik. Die Sicherheitstechnik steht nicht zwingend im Vordergrund. Weil Sick mit den vorbereiteten Lösungen das Leben einfacher gestaltet, gewinnen Kunden Freiraum, um sich besser auf die Automatisierung fokussieren zu können. Häufig benötigte Sicherheitslösungen sind neben dem Safeguard Detector weitere Pakete beispielsweise für autonome Fahrzeuge in der Logistik, Blechbearbeitungsmaschinen, Zugangsüberwachung von Fertigungsanlagen und Lagersystemen. Das Ganze wurde so modular gestaltet, dass die Zahl an Sicherheitssystemen auf Basis des breiten Portfolios einfach ausgebaut und damit auch in Zukunft neue Aufgaben schnell gelöst werden können. Vor diesem Hintergrund sind auch die Safety Solutions zu sehen, die Sicherheitsdienstleistungen "ab Werk" beinhalten - ein Vorteil vor allem für Maschinenbetreiber, die ihre Anlagen sicherheitstechnisch modernisieren wollen.

Modernisierung: Schnell und mit Hersteller-Know-how

Die Strategie von Sick, bei der Sicherheitstechnik den reinen Fokus auf Einzelkomponenten zu Gunsten der Systembetrachtung zu verlassen, bringt auch den Betreibern Vorteile. Während mit den Sicherheitssystemen vor allem der Maschinen- und Anlagenbau adressiert wird, geht das Unternehmen mit den Safety Solutions für die Anlagenbetreiber noch einen Schritt weiter. Die Lösungen beinhalten zusätzlich zu den Einzelkomponenten und Sicherheitssystemen auch noch Sicherheitsdienstleistungen. Was für den Maschinenbauer in puncto Engineering-Unterstützung gilt, lässt sich auf der Endkundenseite bis zur Komplettlösung auf die gesamte Fertigungsanlage übertragen. Safe Tire Curing Solutions heißt eine Lösung zur Absicherung des Gefahrbereichs von Reifenheizmaschinen, die in der Reifenproduktion zum Formen und Vulkanisieren von Rohlingen - den Green Tires - eingesetzt wird. Das Unfallgeschehen an diesen Anlagen hat in der Vergangenheit gezeigt, dass die Gefährdung im Prozess hoch ist und die Anlagen nicht selten sicherheitstechnische Lücken aufweisen. Daraus resultieren hohe Unfallrisiken, insbesondere an Reifenheizmaschinen, die manuell von einem Werker bestückt werden. Die Folge daraus: Neue Maschinen müssen die EN 16474 Tire Curing Machines - Safety Requirements - erfüllen und werden deshalb vom Maschinenhersteller mit erweiterter Sicherheitstechnik ausgestattet. Doch wie sieht es mit den Anlagen älterer Baujahre aus? Genau an dieser Stelle greift die Strategie von Sick, bei der Sicherheitstechnik konsequenter in Lösungen zu denken und die konkreten Herausforderungen einer Applikation zu betrachten. Sicherheitsdienstleistungen sind integraler Bestandteil der Safety Solutions. Somit lassen sich Nachrüstungen von Bestandsanlagen ohne Bindung eigener Ressourcen durch Fachleute des Anbieters schnell und routiniert erledigen. Zum Leistungsportfolio gehören dabei die anfängliche Risikoanalyse, das Sicherheitskonzept, das Sicherheitshard- und Softwaredesign, die Installation sowie die Inbetriebnahme und Validierung entsprechend der Anforderungen der EN16474 und GB 30474 für Reifenheizmaschinen. In der Praxis sorgt das intelligente Absicherungskonzept schließlich dafür, die Produktivität zu steigern, Ausschuss zu reduzieren und vor allem die Sicherheit für den Bediener zu erhöhen. Die Absicherung des Beladebereichs erfolgt dabei durch einen Sicherheits-Laserscanner, der mit seiner intelligenten Annäherungsfunktion einen automatischen Wiederanlauf ermöglicht. Für die Rückraumabsicherung bieten sich wahlweise überwachte Zugänge oder optoelektronische Schutzeinrichtungen an. Nutzen Unternehmen für solche Retrofits die Safety Solutions, gestaltet sich der Auftrag einfach, weil der komplette Prozess von der Analyse über die Planung bis zur normgerechten Umsetzung von Sicherheitsexperten von Sick geführt wird. Eine Maschinensicherheitsbewertung deckt im Vorfeld vorhandene Sicherheitslücken auf. In der darin enthaltenen Risikoanalyse sind notwendige Informationen für risikomindernde Maßnahmen beschrieben. Erst dann werden im Sicherheitskonzept die konkreten technischen Maßnahmen geplant. Nach Freigabe durch den Kunden beginnen Umbauten oder Nachrüstungen. Das umfangreiche Portfolio an Sicherheitssensoren und -systemen bietet die Möglichkeit, mit Augenmaß die passende kundenindividuelle Lösung zu entwickeln. Nach Validierung und Abnahme wird dem Kunden die erforderliche Dokumentation zur Abnahme ausgehändigt.

Sicherheitslösungen auf der Systemebene

Sicherheitstechnik im Maschinen- und Anlagenbau ist eine anspruchsvolle Disziplin. Sie erfordert tiefgreifendes Fachwissen und einen stetigen Überblick über die aktuelle Normenlandschaft. Deshalb sind Maschinen- und Anlagenbau gut beraten, wenn sie im Engineering auf das Wissen der Sicherheitsexperten zurückgreifen. Stehen Bestandsanlagen vor der Modernisierung, lässt sich mit Sicherheitsdienstleistungen von Sick normkonform und schnell nachrüsten.