Die funktionale Sicherheit von Maschinen gemäß der europäischen Maschinenrichtlinie ist ein Muss, wollen Hersteller kein Risiko eingehen. Der Trend geht in Richtung „ganzheitliche Konzepte“ mit Komplettangeboten von der Risikobeurteilung bis hin zur Übernahme der Verantwortung als Bevollmächtigter. Durch die Wahl der passenden Steuerungslösung lassen sich zudem die Anforderungen an die Sicherheit mit denen der Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit in Einklang bringen.
Der erste Schritt zur Maschinensicherheit ist die Risikobeurteilung, mit der im Hinblick auf Bedienung und Funktionsweise der Maschine die einzelnen Risiken nach den geltenden Normen eingeschätzt werden können. In einem zweiten Schritt wird das individuelle Sicherheitskonzept ausgearbeitet. Darin werden die notwendigen mechanischen, elektrischen und andere Engineering-Lösungen für die Maschinensicherheit zusammengefasst. Nach der Ausarbeitung des Sicherheitskonzepts und dem Sicherheitsdesign, also der detaillierten Ausarbeitung der notwendigen Schutzmaßnahmen, werden die erforderlichen Maßnahmen zur Risikominderung für die Anlage umgesetzt.
Um die richtigen, den sicherheitstechnischen Ansprüchen genügenden Komponenten auswählen zu können, müssen Konstrukteure den Vorgaben der EN ISO 13849-1 (für sicherheitsgerichtete Steuerungssysteme) sowie der EN IEC 62061 gerecht werden. Anschließend wird überprüft, ob die Sicherheitsmaßnahmen sämtliche Anforderungen im Betrieb erfüllen. Im Rahmen der Validierung werden alle erforderlichen Messungen und Tests durchgeführt und die Ergebnisse entsprechend den gesetzlichen Anforderungen dokumentiert. Als eines der wenigen Unternehmen, das für Kunden das vorgeschriebene Konformitätsbewertungsverfahren übernimmt, ist das Automatisierungsunternehmen Pilz in der Lage, als Bevollmächtigter für den Betreiber mit Unterschrift zu bestätigen, dass die Anforderungen der Maschinenrichtlinie eingehalten wurden.
Andere Länder, andere Normen
Betreiber und Exporteure von Werkzeugmaschinen sind durch das steigende Exportvolumen immer häufiger mit komplexen Konformitätsbestimmungen konfrontiert. Eine Maschine, die in dem Herstellerland die Normen und Richtlinien vollständig erfüllt, wird nicht automatisch auch den nationalen Bestimmungen im Betreiberland gerecht. Der erfolgreiche Export und die Inbetriebnahme von verketteten Maschinen hängt unmittelbar mit der Kenntnis der jeweiligen Betreiberrichtlinien der internationalen Betriebsstätten zusammen.
Pilz ist mit 31 Tochtergesellschaften und seiner weltweit agierenden Internation Service Group (ISG) in der Lage, lokales Wissen bereitzustellen, anzuwenden und über Ländergrenzen hinweg mit derselben Professionalität und Qualität zu arbeiten.
Steuerungen nach Maß
In der Praxis ist die Anzahl der Sicherheitsfunktionen die bestimmende Größe für die Auswahl des passenden Steuerungssystems. Diese werden wesentlich über Größe, Art und Gefahrenpotenzial der Maschine beeinflusst. So kann es Sinn machen, bestehende Maschinensteuerungen und Sicherheitssteuerungen getrennt voneinander zu betreiben oder auch in einem gemeinsamen Automatisierungssystem miteinander zu verschmelzen. Nicht jedes Konzept eignet sich für alle Maschinen gleichermaßen.
Einzelmaschinen haben gegenüber verketteten Maschinen naturgemäß weniger Sicherheitsfunktionen und benötigen keine übergeordnete Sicherheitsbereichsabschaltung. Für diesen Anwendungsfall eignen sich besonders konfigurierbare Steuerungssysteme PNOZmulti 2 von Pilz, die mit vorkonfektionierten Funktionen die Anforderungen schnell und einfach umsetzen.
Durch den hohen Exportanteil von Serienmaschinen, sind die Maschinenbauer gezwungen, je nach Land lokal bevorzugte Maschinensteuerungen zu berücksichtigen. Damit die Adaptionsfähigkeit der Sicherheitssysteme an die verschiedenen Maschinensteuerungen gegeben ist, müssen alle gängigen Feldbus- und Ethernet-basierenden Kommunikationssysteme unterstützt werden. Viele Maschinenhersteller setzen gegenwärtig auf Steuerungskonzepte, in denen Sicherheit und Automatisierung voneinander getrennt sind, und definieren so gleichzeitig einen weltweit verwendbaren Sicherheitsstandard, der Kosten für Konstruktion und Betrieb reduziert. Mit konfigurierbaren Steuerungssystemen lassen sich Applikationen – unabhängig von der gewählten Prozesssteuerung und vom verwendeten Feldbussystem – sehr einfach realisieren. Zusatzmodule wie die sicheren Motion Monitoring Module für PNOZmulti 2 überwachen eine oder zwei Achsen in Antrieben. Sämtliche Sicherheitsfunktionen können nach EN 61800-5-2 für elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl einfach umgesetzt werden.
Diagnosedaten lassen sich über die Ethernet-Schnittstelle des PNOZmulti 2 komfortabel zur Anzeige an die CNC-Steuerung führen. Diagnose- oder Störungsmeldungen werden im Klartext angezeigt und unterstützen den Bediener bei der Fehlerbehebung.
Übergreifendes Steuerungskonzept
Wenn mit Blick auf die Automatisierung die Anforderungen an die Werkzeugmaschine anspruchsvoller werden und als Kommunikationsstandard PROFIBUS/PROFIsafe im Einsatz sind, ist die Steuerung PSSuniversal multi von Pilz die richtige Wahl. Die flexible und leistungsfähige Steuerung mit PROFIBUS/PROFIsafe-Schnittstelle ist ein Teil des Automatisierungssystems PSS 4000. Diese Steuerungslösung für Sicherheit und Automation kann als Stand-alone-Version oder vernetzt im Systemverbund mit PSSuniversal PLC, PSSuniversal I/O und Netzwerkkomponenten eingesetzt werden.
Hersteller wie Anwender von Werkzeugmaschinen profitieren von einem höheren Grad an Standardisierung und einer einfachen Programmierbarkeit aller Sicherheitsfunktionen in ihren PROFIBUS/PROFIsafe-Architekturen. Die Steuerung PSSuniversal multi kann über PROFIsafe jetzt auch direkt mit einer sicheren CNC- oder MotionControl-Steuerung verbunden werden. Erstmalig ist eine sichere Kommunikation mit CNC-Steuerungen auf so einfache Weise möglich. Völlig unabhängig von der CNC-Steuerung sind nun Sicherheitslösungen für jeden denkbaren Einsatz realisierbar. Die CNC oder MC erfassen die Drehgeberdaten der verschiedenen Achsen und leiten diese zur sicheren Auswertung an die Steuerung PSSuniversal multi weiter.
Mit dem grafischen Programm-Editor PASmulti ist die intuitive und schnelle Konfiguration und Programmierung aller Maschinensicherheitsfunktionen möglich. Mit einer umfangreichen Bibliothek an nicht sicheren und zertifizierten Fail-safe-Bausteinen ist eine besonders einfache Handhabung und eine hohe Wiederverwendbarkeit sichergestellt. Mit PSSuniversal multi verschmelzen Automatisierungs- und Sicherheitsperipherie zu einer gemeinsamen Infrastruktur, weitere Geräte und Feldbusanschaltungen sind nicht erforderlich. Dies ist ein nachhaltiger Beitrag zur Reduzierung von Kosten und Komplexität.
Pilz GmbH & Co. KG www.pilz.de
Der Autor
Martin Frey, Regionalleiter Vertriebsregion Süd-West, Pilz GmbH & Co. KG
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