Alles ist miteinander verbunden
Ein ganzheitlicher Sicherheitsansatz, unterstützt durch neue Technologie und globale Normen, integriert jeden einzelnen Bestandteil Ihrer Arbeitsabläufe und trägt somit zur Sicherung von Stabilität und Rentabilität bei.
Von Dan Hornbeck, Manager Safety Business Development bei Rockwell Automation
Viele alte Fertigungssysteme wurden mit einem minimalistischen Sicherheitskonzept entwickelt. Bei Anforderung der Sicherheitsfunktion waren die Maschinen in der Regel gezwungen, zu einem vollständigen Stillstand zu kommen und in einen ‚sicheren Zustand’ zu gehen, bevor Reparatur- oder Wartungsarbeiten durchgeführt werden konnten. Der Zeitaufwand für das Aus- und Wiedereinschalten der Maschine beeinträchtigte die Produktivität. Zudem neigte das Bedienpersonal dazu, die Sicherheitseinrichtungen zu umgehen – eine gelinde gesagt gefährliche Situation.
 |
Ein ganzheitlicher Ansatz für die Konzeption von Automatisierungssystemen bedient sich eines neuen Sicherheitsstandards, macht sich schnell wandelnde Technologien zu Nutze und wendet einen Risikomanagement-Prozess an, um die Ziele der Hersteller und Maschinenbauer in Hinblick auf Produktionssteigerung und Einhaltung der Zielvorgaben bei Gesamtkosten und Effizienz zu erfüllen.
Funktionale Normen
Bei der Entwicklung neuer funktionaler Sicherheitsnormen sind zwei signifikante Trends zu verzeichnen. Der erste betrifft die Anerkennung globaler Normen durch viele Länder und infolgedessen einen Trend zur Verabschiedung dieser Normen als regionale oder lokale Normen. Dies gibt weltweit tätigen Maschinenbauern und multinationalen Unternehmen den Vorteil, dass sie eine einzige Unternehmenslösung konzipieren können, die dann weltweit einsetzbar ist.
Der zweite Trend betrifft die Anerkennung und Akzeptanz neuer Methoden und Technologien. Dieser erleichtert den Herstellern den Einstieg in eine zeitgemäße Sicherheitslösung, die die eingangs erwähnten Konstruktions- und Kostenziele erreicht.
Eine Sicherheitsnorm hat den Zweck, als Leitfaden für die Gestaltung von Systemen zu dienen und sicherzustellen, dass die Anforderungen an die Maschinensicherheit eingehalten werden. In älteren Normen werden Strukturkonzepte wie Redundanz-, Diversitäts- und Diagnoseprinzipien herangezogen, um funktionale Sicherheit zu erreichen.
Bei diesem Ansatz wurde ein wichtiger Faktor außer Acht gelassen: Zeit. Neuere Maschinennormen bezüglich funktionaler Sicherheit wie ISO 13849 sind um das Zeitelement – bekannt als mittlere Zeitdauer bis zum gefahrbringenden Ausfall (MTTFd) – ergänzt, um den bisherigen Ansatz zur Sicherheitsstruktur auszubauen. Das Zeitelement fügt einen Leistungsfaktor hinzu, nämlich dass das Sicherheitssystem die Sicherheitsfunktion einwandfrei ausführt, wenn eine Anforderung am System ansteht.
„Eine ganzheitliche Herangehensweise an das Thema Maschinensicherheit will nicht die Sicherheit erhöhen, koste es was es wolle. Es geht vielmehr darum, Wert zu schaffen und die Produktivität zu erhöhen, indem man globale Normen erfüllt, Lebenszyklus-Betrachtungen in den Design-Prozess einbezieht, ein Risikomanagement-Programm aufsetzt und moderne Sicherheitstechnologien einsetzt. Im Idealfall erhöht man die Produktivität so weit, dass sie die Ausgaben für mehr Sicherheit aufwiegt” |
Technologische Innovationen
Bei traditionellen Sicherheitssystemen mit fest verdrahteten Geräten war die Fehlersuche meist schwierig. Sie lieferte kaum Hinweise darauf, warum ein System in einen sicheren Zustand gegangen war. Zwar mag die Maschine in einem sicheren Zustand zum Stillstand gekommen sein, aber Ursache und Korrekturmaßnahmen, um die Maschine in die Produktion zurückzubringen, waren schwierig zu ermitteln. Traten diese unplanmäßigen Vorfälle während der Produktion auf, konnten sie Maschinenausrichtungsprobleme, Materialabfall, längere Wiedereinschaltzeiten und mit der Zeit sogar Schäden an der Ausrüstung hervorrufen. Diese Faktoren trugen zu einem Anstieg der Ausfallzeit bei und hatten Produktionsausfälle und höhere Betriebskosten zur Folge, da die in Arbeit befindliche Ware gereinigt, herausgenommen, zurückgesetzt oder verschrottet und die Ausrüstung neu initialisiert werden musste.
Zum Glück können diese Sicherheitsschalter mit Hilfe moderner Technik nun direkt in einen Sicherheits-E/A-Block hineinverdrahtet werden, der über ein sicherheitsfähiges Netzwerk wie DeviceNet oder EtherNet/IP direkt an die Sicherheitssteuerung angeschlossen ist. Diese vereinfachte und kostengünstige Konstruktion kann über eine Bedienerschnittstelle Diagnosedaten liefern. Diese sind bei der Feststellung der Ursache für den Maschinen-Stopp insofern hilfreich, als sie das fehlerhafte Gerät identifizieren und die Maschine in der kürzestmöglichen Zeit in die Produktion zurückbringen; und das alles, während für den Bediener und sämtliche Mitarbeiter, die die Maschine reparieren, das höchste Sicherheitsniveau gewahrt bleibt.
Bei diesen neuen Sicherheitssteuerungen werden Technologien basierend auf programmierbaren Automatisierungssteuerungen eingesetzt. Bei diesen sind die Sicherheits- und die Automatisierungssteuerung in einem Steuergerät fest integriert. Dabei verwendet die Plattform eine einzige Softwareentwicklungsumgebung und bietet so die für die heutigen Fertigungsherausforderungen erforderliche Flexibilität und Konstruktionsproduktivität. Die Konstrukteure können sich so auf die Applikations- und Sicherheitsanforderungen konzentrieren, ohne durch separate Steuerungs- und Sicherheitslösungen belastet zu werden.
Wenn früher Kommunikationsnetzwerke benötigt wurden, konnte kein einziges Netzwerk Sicherheits- und Automatisierungssteuerung miteinander verknüpfen und gleichzeitig den Datentransport über mehrere physikalische Netzwerke ermöglichen. Dieses Problem konnte durch Änderungen in der Netzwerktopologie unter Verwendung des Common Industrial Protocol (CIP) gelöst werden, indem sowohl Standard- als auch Sicherheitskommunikation über Netzwerke wie DeviceNet und EtherNet/IP vorgesehen wurde. Die Verbindung aller für die Standard- und Sicherheitsaspekte der Applikation erforderlichen Geräte kann nun ebenfalls mit denselben Netzwerken erfolgen, mit denen Sie bereits vertraut sind und die Sie bereits jetzt nutzen.
Die neuen, zeitgemäßen Technologien erlauben ein ganzheitliches Konzept für Automatisierungsapplikationen. Das ermöglicht kürzere Konstruktions- und Umsetzungszeiten und bessere Diagnosefähigkeiten und senkt die Betriebskosten. Sicherheit und Produktivität der Maschine oder Anlage werden gleichzeitig verbessert.
Risikomanagement
Sie könnten sich jetzt vielleicht fragen: „Wie kann ich feststellen, ob ein Mitarbeiter möglicherweise einer Gefahrensituation ausgesetzt wird und wenn ja, wie mache ich mir die modernen Methoden zu Nutze, um sie oder ihn zu schützen?” Die Antwort auf diese Frage ist ein effektives Risikomanagement-Programm.
Ein Risikomanagement-Programm ist der Schlüssel, um Sicherheit am Arbeitsplatz zu gewährleisten, ohne dass die Produktivität sinkt und die Kosten hochgetrieben werden. Risikoanalysen sind für diesen Prozess von entscheidender Bedeutung. Die Risikoanalyse gibt einem Unternehmen eine Methodologie an die Hand, um Sorgfaltspflicht und gute Ingenieurstätigkeit walten zu lassen und gleichzeitig das richtige Maß an Absicherung in der Arbeitsumgebung zu gewährleisten.
Ein effektives Risikoanalyseverfahren muss die Feststellung der mit der Maschine verbundenen Gefahren, die Bestimmung des Risikogrades der Gefahren für die Mitarbeiter und die Beurteilung der Methoden beinhalten, mit denen die Risiken auf ein akzeptables Niveau reduziert werden können. Eine ordnungsgemäß durchgeführte Risikoanalyse versetzt den Hersteller in die Lage, das richtige Maß an Sicherheit für jede Maschine oder Sicherheitsfunktion festzulegen und die dafür erforderlichen Ressourcen, egal ob finanzieller, technischer oder verfahrensorientierter Natur, kostengünstig bereitzustellen.
Anforderungen an die Risikoanalyse und Methodologien sind in zahlreichen regionalen und internationalen Normen zur funktionalen Sicherheit enthalten wie zum Beispiel ANSI/RIA 15.06, Sicherheitsanforderungen an Industrieroboter, Internationale Norm für Maschinensicherheit, ISO13849 und ANSI/B155.1 oder Sicherheitsanforderungen an Verpackungsmaschinen.
Wie also begegnen Sie den Herausforderungen, denen wir derzeit alle in der Fertigung gegenüberstehen? Wie können Sie für einen sicheren Arbeitsplatz sorgen und dabei gleichzeitig die Gesamtkosten reduzieren und die Produktivität steigern? Wie konzipieren Sie eine Maschine, die überall in der Welt gut am Markt ankommt?
Die Antwort liegt darin, dass Sie bereit sind, die neuesten Normen zur funktionalen Sicherheit anzuwenden, den technologischen Fortschritt zu nutzen und einen auf Risikoanalyse basierenden Ansatz in Ihre Risikomanagement-Politik zu übernehmen. Auf diese Weise steht Ihrem Unternehmen ein im wahrsten Sinne des Wortes ganzheitlicher Ansatz zur Automatisierungssicherheit zur Verfügung.
Bei Interesse an weiteren Informationen senden Sie eine E-Mail an folgende Adresse: info_at@ra.rockwell.com Betreff: Holistic Safety
Print This Page
Worldwide Kontaktaufnahme Sitemap Legal Notices
Impressum