Schutzzaunkonzept vs. Kamerasystem

Für die Absicherung von Gefahrstellen an Maschinen und Anlagen werden unterschiedliche optische Schutzeinrichtungen wie Lichtschranken, Lichtgitter und Laserscanner verwendet. Mit diesen sicherheitstechnischen Lösungen lassen sich jedoch keine Räume, sondern lediglich Ebenen überwachen. Zur Innenraumüberwachung von Arbeitsstationen müssen häufig zusätzliche Schutzeinrichtungen wie z.B. Sicherheits-Schaltmatten eingesetzt werden, um eine lückenlose Überwachung des Gefahrenbereiches zu realisieren. Diese Anzahl unterschiedlicher Komponenten und deren komplexe Beschaltung beeinträchtigt die Verfügbarkeit und lässt die notwendige Flexibilität für die Absicherung von Gefahrbereichen bei geänderten Produktionsabläufen vermissen. Ein sicherheitsgerichtetes Kamerasystem kann die Überwachung eines oder sogar mehrerer Gefahrbereiche mit einem einzigen System übernehmen, das gleichzeitig die Funktionen Steuern, Überwachen und sicherheitsgerichtetes Schalten beinhaltet. Eine mit einem Kamerasystem abgesicherte Arbeitsstation z.B. wirkt völlig offen. Gitter, Zäune oder Absperrungen sind nicht mehr vorhanden. Die Sensoreinheit überwacht aus der Vogelperspektive die Arbeitsstation und hat den gesamten Gefahrbereich im Blick. Eventuelle Manipulationen sind damit von vornherein nahezu ausgeschlossen. Über einen Monitor, auf dem die 3D-Warn- und Schutzfelder als farbige, halbtransparente Würfel und Quader dargestellt werden, kann eine Visualisierung erfolgen. Die Gefahrenbereiche sind in Form einer virtuellen Hüllkurve, die Warn- und Schutzräume einschließt, definiert. Eine Schutzraumverletzung führt nicht automatisch zum Stopp. Bei Verletzen des Schutzraumes, indem z.B. ein Mitarbeiter in diesen Raum eintritt, kann über die Steuerungstechnik die Ersatzmaßnahme \’Reduzierte Geschwindigkeit\‘ eingeleitet werden. Bei anschließendem Verlassen des Schutzfeldes kann mit normaler Geschwindigkeit weitergearbeitet werden. Nur wenn der Mitarbeiter den unmittelbaren Gefahrenbereich betritt, erfolgt ein Stopp. Somit kann mit einem sicheren Kamerasystem eine passgenaue und flexible Anlagensteuerung und -absicherung erfolgen. Um flexibel auf den industriellen Produktionsprozess zu reagieren, ist neben der genannten Vorgehensweise auch das Abspeichern von vordefinierten Schutzräumen möglich. In Abhängigkeit bestimmter Produktionsschritte innerhalb der Fertigungskette können somit bestimmte Schutzbereiche umgeschaltet werden, sodass die Raumanordnungen des Schutzbereiches flexibel in Abhängigkeit der Maschinenbewegungen angepasst werden. Dies geschieht \’automatisch\‘ durch die in dem Sicherheitssystem hinterlegten Szenarien.

Ausblick

Kamerasysteme werden in der Zukunft eine wichtige Erweiterung und Ergänzung der bestehenden Schutzeinrichtungen darstellen, sofern die o.g. Kriterien für die Eignung als \’Sicherheitskamerasystem\‘ eingehalten und nachgewiesen werden. Im Vergleich zu herkömmlicher Sensorik bietet ein sicheres Kamerasystem deutlich mehr: Steuern, intelligentes Schützen und Überwachen mit nur einem System. Durch die Überwachung von mehreren voneinander unabhängigen Schutzräumen ist eine kostengünstige und flexible Konfiguration von Schutzbereichen möglich. Kamerasysteme sind kostengünstige Sensoren, die nicht auf die Anwendung der Überwachung von Ebenen beschränkt sind, sondern Räume überwachen können. Mit zukünftig zu erwartenden gesteigerten Rechnerkapazitäten und Softwareerweiterungen werden die Möglichkeiten von Mutingfunktionen vereinfacht. Zusätzliche Muting-Sensoren werden nicht mehr benötigt. Die Bilder von Menschen können mit abgespeicherten Bildern von Produktionsgütern und/oder Maschinenkomponenten verglichen werden, so dass automatisch eine Schutzraumverletzung durch ein zulässiges Objekt ohne Produktionsunterbrechung zugelassen wird. Eine Schutzraumverletzung durch einen Menschen bewirkt jedoch eine sicherheitsgerichtete Maschinenreaktion. Aber selbst diese muss nicht zu einem abrupten Stopp der Fertigungsanlage führen, sondern kann je nach Position, Geschwindigkeit und Richtung der jeweiligen Bewegung des Menschen zu Veränderungen in den Produktionsgeschwindigkeiten oder zu anderen Arbeitsschritten im Fertigungsablauf führen. Diese letztgenannten Möglichkeiten sind zur Zeit noch nicht realisierbar, da die bisher zu Verfügung stehenden Systeme weder in der Rechenleistung noch in der Rechengeschwindigkeit ausreichen, um die erforderliche Reaktionszeit unter sicherheitsgerichteten Anforderungen zu einem vertretbaren Kostenaufwand zu gewährleisten. Steigerung der Reichweiten, Verbesserung der Auflösung, schnellere Reaktionszeiten und das Beherrschen von \’optischen Umwelteinflüssen\‘ sind momentan die Hauptziele, um den Applikationsbereich von sicherheitsgerichteten Kamerasystemen zu erweitern.

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