Safety

Rundum-Schutz durch integrierte funktionale Sicherheit

| Redakteur: Ines Stotz

Ein effektives Sicherheitssystem wird eine Linie sofort abschalten und so mögliche Unfälle vermeiden und einen schnellen Neustart ermöglichen.
Ein effektives Sicherheitssystem wird eine Linie sofort abschalten und so mögliche Unfälle vermeiden und einen schnellen Neustart ermöglichen. (Bild: Omron)

Ein effektives Sicherheitssystem wird eine Fertigungs- oder Verpackungslinie sofort abschalten und so mögliche Unfälle vermeiden und einen schnellen Neustart ermöglichen.

In der Vergangenheit wurde die funktionale Sicherheit sowohl bei einzelnen Maschinen als auch bei kompletten Fertigungslinien eher als Nachteil angesehen. Genauer gesagt wurde jedes Gerät ausschließlich dafür entwickelt, um eine spezifische Aufgabe auszuführen. Erst danach wurden notwendige Sicherheitsmaßnahmen hinzugefügt, oft als separates System. Dies galt ebenso für die Fertigungslinien, in die diese Maßnahmen integriert wurden.

Was genau ist integrierte Sicherheit? Heute müssen alle Geräte von Anfang an mit funktionaler Sicherheit entwickelt werden. Integrierte Sicherheit bedeutet also, diese Anforderung schon zu Beginn des Konstruktionsprozesses zu berücksichtigen, und zwar sowohl für einzelne Maschinen als auch für eine komplette Fertigungslinie. „Nur so ist es möglich, allen für den Betrieb einer Maschine wichtigen Aspekten Rechnung zu tragen und die entsprechenden Informationen in den vom Steuerungssystem verwendeten Daten zu erfassen“, sagt Joseph Plassa, EMEA Safety Product Manager bei Omron Industrial Automation in Barcelona.

Maschinen mit integrierter funktionaler Sicherheit bieten maximalen Schutz. Tritt ein Problem auf, stellen sie außerdem alle erforderlichen Daten bereit, um die Ursache festzustellen und zu gewährleisten, dass ein ähnliches Problem nicht erneut auftritt. Ohne diese Daten lässt sich bei einem Ausfall einer Fertigungslinie nicht sofort erkennen, woran es liegt. Und die Ursache nachträglich herauszufinden, kostet Zeit und führt deshalb zwangsläufig zu Produktionsausfällen.

Steuerungssystem sorgt für Sicherheit in der Fertigungslinie

Bei einer Fertigungslinie mit integrierten Maschinen ist das nicht der Fall. Denn jede Komponente und Aktivität in der Linie werden von der Steuerungssoftware genau überwacht – in Echtzeit. „Ein Steuerungssystem wie Sysmac von Omron vereint die intelligenten, integrierten und interaktiven Elemente einer Anlage“, erklärt Joseph Plassa. Dadurch können Probleme oder mögliche Probleme frühzeitig erkannt und zielgenaue Maßnahmen ergriffen werden. Hierzu gehört etwa eine Veränderung des Produktionsprozesses, um ein isoliertes Problem zu beheben, ohne den Betrieb vollständig zu unterbrechen. Selbst wenn dies erforderlich ist, kann das Steuerungssystem entscheiden, ob die Maschine bzw. die Fertigungslinie weiterhin mit Energie versorgt wird, also in einen Standby-Zustand und nicht in einen sicheren bzw. Not-Aus-Zustand übergeht. Und solange die Energieversorgung nicht abgeschaltet ist, werden weiterhin Daten übertragen, sodass das Steuerungssystem erkennt, was passiert. Dies bedeutet, dass dieses System oder der Bediener auch während Betriebsunterbrechungen für eine bestmögliche Leistung der Maschine sorgen können.

Sicherheit auch bei der Wartung

Genauso wichtig ist es, auch die Instandsetzungsarbeiten sicherer und effizienter zu machen. Joseph Plassa: „Denn noch bevor das Wartungspersonal bei der Fertigungslinie eintrifft, hat es umfassende Informationen über alle Probleme und kann sich somit gründlich darauf vorbereiten, diese zu beheben.“ Außerdem weiß es, welches Werkzeug benötigt wird und welche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen sind. Darüber hinaus sind die Sicherheitsfunktionen der Linie auch weiterhin aktiv, um das Wartungspersonal zu schützen, falls während der Instandsetzungsarbeiten ein Problem auftreten sollte.

Ein Beispiel für integrierte funktionale Sicherheit

In einer nicht integrierten Anlage werden alle Bewegungen von einer einfachen programmierbaren Logiksteuerung ausgeführt und überwacht, während ein separates Ein/Aus-Sicherheitsrelais den Betrieb schützt. In einer integrierten Anlage werden dagegen alle Signale und Eingänge in einer intelligenten Steuerung zusammengeführt, die separate Sicherheitsrelais durch fortschrittliche Logik ersetzt.

Zuverlässigkeit: Durch eine integrierte funktionale Sicherheit wird auch das Risiko menschlichen Versagens bei der Datenerfassung ausgeschlossen. Informationen darüber, wann Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen, sind ein wichtiger Faktor, um die Gefahr zu verringern, dass Anlagenteile ausfallen. Denn dies kann sich nicht nur auf die Produktion auswirken, sondern auch auf die Sicherheit des Bedieners.

In einer nicht integrierten Anlage bedeutet sorgfältige Planung der Wartungsarbeiten, dass die Bediener ein zuverlässiges und ausführliches Protokoll über Vorfälle und Abläufe führen müssen. In älteren Anlagen handelt es sich meist um ein handgeschriebenes Heft, das im Bedienerpult aufbewahrt wird. Doch selbst wenn es sorgfältig geführt wird, sind die Informationen nicht in digitaler Form verfügbar. Diese Methode ist also kaum der beste Weg, den Zustand einer Maschine zu verfolgen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und eine vorausschauende Wartung zu planen.

In einer integrierten Anlage werden dagegen alle Informationen automatisch vor Ort erfasst und lassen sich auch online zur Verfügung stellen. Durch die digitale Erfassung sämtlicher Ereignisse – etwa jedes Öffnen und Schließen einer Tür – lassen sich Statistiken wie beispielsweise die MTBF – Mean Time between Failures (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) prüfen und vorbeugende Wartungsmaßnahmen planen.

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Sicherheitsdienstleistungen

Ob es sich um Hersteller von Geräten für Fertigungslinien handelt oder um Anlagenbetreiber, alle möchten dafür sorgen, dass ihre Geräte bzw. Fertigungslinien funktional sicher sind und alle entsprechenden nationalen oder internationalen Vorschriften erfüllen. „Unternehmen wie Omron bieten umfangreiche Dienstleistungen an, die auf eine Beratung rund um das Thema Sicherheit ausgerichtet sind. Vorrangiges Ziel ist es, einen absolut unfallfreien Betrieb von Fertigungslinien zu gewährleisten und gleichzeitig deren Produktivität, Sicherheit und Flexibilität zu erhöhen“ verdeutlicht der Experte.

Normalerweise beginnen diese Dienstleistungen mit einer Bewertung der Maschinensicherheit, die es ermöglicht, Geräte unter diesem Aspekt zu beurteilen und Optimierungsmöglichkeiten zu identifizieren. Während kleine Verbesserungen oft von den Herstellern vorgenommen werden können, erfordern umfassende Verbesserungen meist die Entwicklung und Umsetzung einer kundenspezifischen Lösung sowie Schulungen zu neuen Funktionen durch Experten.

Darüber hinaus kann die Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen dazu dienen, dass Maschinen und Anlagen den regionalen Vorschriften entsprechen. „Sicherheitsdienstleistungen, ob von Omron oder anderen Unternehmen, sorgen dafür, dass Fertigungslinien alle relevanten Sicherheitsanforderungen und -vorschriften erfüllen und sich die Anlagenbetreiber auf ihre Produktionsziele konzentrieren können“, sagt Joseph Plassa abschließend.

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