Etwa ein Dutzend verschiedene Arbeitsschritte sind für die Produktion eines Betonfertigteilelementes erforderlich. Berücksichtigt man, dass eine betongefüllte Schalungspalette bis zu 22t wiegen kann, wird die Bedeutung der Absicherung der einzelnen Arbeitsplätze deutlich.
SafetyPlus von Sick
Das gesamte Projekt der sicherheitstechnischen Modernisierung der Betonfertigteil-Produktion bei Mischek folgte der SafetyPlus-Sicherheitsphilosophie von Sick. Dieses integrierte Sicherheitsdenken und Handeln hat vom ersten Planungsschritt über die Riskoanalyse, das Engineering, die Projektierung, die Inbetriebnahme, die Instandsetzung und die Modernisierung einer Maschine oder Anlage stets alle sicherheitsrelevanten Aspekte im Blick. \“Mehr Integration in Form von durchgängigen Sensor-, Steuerungs- und Servicelösungen aus einer Hand führt für Endkunden wie Mischek zu wirtschaftlichen und zukunftsfähigen Ergebnissen mit hoher Investitionssicherheit\“, bestätigt Wolfgang Cieplik, Vorstand von Unitechnik. Daher passte das von Sick Österreich geschnürte, sicherheitstechnische Gesamtpaket auf der Basis der Sicherheitssteuerung UE4470 bestens für das Modernisierungsprojekt bei Mischek.
Das Projekt
Seit über 15 Jahren automatisiert Unitechnik – Spezialist für automatische Logistiksysteme – zusammen mit den Maschinenbaupartnern Vollert und Weckenmann die Produktion von Betonfertigteilen. Je nach Anlagenauslegung können bis zu 1.000m² Decken und Wände pro Schicht für Baustellen vorproduziert werden – und das individuell für jedes Bauvorhaben. Aus den CAD-Daten des Architekten werden die für die Hauskonstruktion erforderlichen Decken- und Wandelemente berechnet und in das Unitechnik-Fertigungsleitsystem UniCAM übernommen, das diese dann an die Produktionsanlage übermittelt. Am nächsten Tag sind die Wand- und Deckenelemente fertig produziert – in vielen Fällen in Losgröße 1. Die Produktion von Betonfertigteilen, z.B. von Massivwänden oder Halbfertigteilen wie Elementdecken und Doppelwänden, erfolgt im Umlaufverfahren. Dabei werden z.B. 3,5×13,5m große Stahlpaletten verwendet, die mit Schalungen versehen und mit Beton gefüllt bis zu 22t wiegen können. Beim Produktionsprozess werden diese von einer Bearbeitungsstation zur nächsten gefahren. Typische Stationen sind Reinigen/Ölen, automatisches Schalen, Schalungsergänzungen, Bewehrung/Einbauteile, Betonieren, Verdichten, Aushärten, Abheben. Je nach Automatisierungsgrad der Anlage werden viele Arbeitsschritte maschinell durchgeführt oder wie beim österreichischen Betonfertigteil-Hersteller Mischek durch Mitarbeiter an den verschiedenen Bearbeitungsstationen. Das Mischek Fertigteil-Werk Gerasdorf bei Wien produziert jährlich etwa 75.000t raumhohe Betonelemente, die vorwiegend im Wiener Wohnungsbau (Großtafelbauweise) eingesetzt werden. \“Im Jahr 2006 wurden wir von Mischek beauftragt, die Steuerungstechnik der Anlage auf aktuelle Automatisierungssysteme umzustellen\“, blickt Dipl. Ing. Thomas Vorländer, Projektleiter Betonfertigteiltechnik bei Unitechnik, zurück. \“In diesem Zusammenhang sollte auch die Sicherheitstechnik an den zehn Umlaufplätzen sowie an weiteren Bearbeitungs- bzw. Handhabungsstationen modernisiert und so gestaltet werden, dass sie zu einer Verbesserung der produktionslogistischen Prozesse beiträgt.\“
Sicherheitsanforderungen und logistische Abläufe
Die Komplexität der sicherheitstechnischen Überwachung ergibt sich aus der Tatsache, dass sich ständig etwa 20 Personen in der Anlage aufhalten sowie aus der Vielzahl der Arbeitsschritte, bei denen die tonnenschweren Paletten bewegt werden müssen. Zu Beginn der Produktion eines Fertigteils fährt eine Palette in die Plotterstation ein, in der das Schalungsmuster aufgezeichnet wird. Danach wird sie durch eine Schiebebühne mit aufgesetztem Hubwagen zu verschiedenen Stationen – u.a. Einschalung, Bewehrung, Isolation-Einbringung, Leerrohr-Verlegung – transportiert und jeweils dort abgesetzt. Im nächsten Schritt wird der Beton eingebracht und in der Rüttelstation verdichtet. Je nach Produkt durchläuft die Palette danach eine Nachbearbeitungsstation, bevor sie in der Trockenkammer einem 8-Etagen-Hochregallager mit Regalbediengerät mehrere Stunden aushärtet. Von dort erreicht die Palette den Kipptisch, an dem sie um 75° gedreht und das tonnenschwere Betonfertigteil mit Hilfe eines Portalkranes aus der geschalten Palette entnommen wird. Im Mittelpunkt der sicherheitstechnischen Überwachung standen zunächst die Umlaufstationen, an den Personen die Paletten bearbeiten. \“Der werkerseitige Zugang sollte während des Ein- und Ausfahrens der Palette gegen Betreten berührungslos abgesichert werden\“, beschreibt Thomas Vorländer. \“Gleichzeitig sollte der Öffnungszustand des angetriebenen Schutzgitters zum Fahrweg der Schiebebühne überwacht werden. Bei der Arbeit an der Palette muss durch einen Sicherheitspositionsschalter sichergestellt sein, dass das Gittertor geschlossen ist. Beim automatischen Palettenhandling darf das Gitter nur so lange hoch- und die Palette ein- oder ausfahren, wie keine Person durch die zuvor quittierte Zugangsabsicherung hindurch die Umlaufstation betritt.\“ Bei verschiedenen Bearbeitungsstationen galt es zudem, eine über eine Leiter erreichbare Zugangstür durch einen Sicherheitsschalter gegen unbefugtes Betreten des gefahrbringenden Bereichs abzusichern. An der Betonierposition, an der die Palette für den Betonverteiler bereitgestellt wird, war eine berührungslose Schutzeinrichtung zur Absicherung des freien hinteren Maschinenzugangs vorzusehen. Eine zweiseitige, nicht trennende Überwachung war beim Kipptisch erforderlich. Auch hier musste zusätzlich das unberechtigte Öffnen einer Zugangstür in den Gefahrenbereich sicher erkannt werden. Schließlich galt es, alle Sicherheitsfunktionen der Anlage über Profibus prozessgerecht in die Automatisierungsstruktur einzubinden, um über den höheren Automatisierungsgrad auch eine verbesserte Anlagenkapazität zu erreichen.
