15.08.2013, 09:00 Uhr | 0 |

Automation Sichere Anlagen - eine Frage der Planung

Sicherheit bei Maschinen und Anlagen ist für Konstrukteure und Systemintegratoren kein triviales Thema. Herangehensweisen und Bewertungen unterliegen trotz international gültiger Normen auch geografischen Besonderheiten; zudem ist Sicherheit ein "Moving Target", das sich ständig weiter entwickelt. Softwaretools unterstützen Entwickler und Betreiber bei Bewertung und Konzeption von Sicherheitseinrichtungen.

Sicherheitskonzepte per Softwaresteuerung
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Im Bühnenraum eines Theaters wie im Arbeitsbereich eines Industrieroboters müssen Menschen vor beweglichen Lasten geschützt werden. Sicherheitskonzepte per Softwaresteuerung können Effizienz und Unfallschutz deutlich verbessern. 

Foto: Pilz

Mit zunehmendem Automatisierungsgrad in der Fertigung werden auch die Anlagen immer komplexer. Das gilt besonders für die Anforderungen an die Sicherheit. Wie viel Sicherheit ein Anlagenbauer in seine Produkte hineinplant, darüber entscheidet er keineswegs selbst: Sicherheit ist Gesetz. Ohne den Nachweis adäquater Sicherheitsvorrichtungen darf keine Maschine und keine Anlage an den Kunden gehen. Dabei hat sich die Haltung der vorwiegend mittelständischen Akteure in diesem Bereich in den letzten Jahren gewandelt.

Sichere Anlagen steigern die Effizienz

"Früher wurde Sicherheit eher als Kostenfaktor betrachtet, heute wissen die Unternehmen, dass sichere Anlagen die Effizienz steigern", erklärt Renate Pilz, Vorsitzende der Geschäftsführung des Automatisierungsunternehmens Pilz aus Ostfildern.

Gestützt wird ihre Beobachtung durch eine Studie der Aberdeen Group aus dem Jahr 2011. Danach erzielten Anlagenanbieter, die Top-Sicherheit einsetzen, eine um 5 % höhere Anlageneffizienz als der Durchschnitt, gleichzeitig gab es 4 % weniger ungeplante Stillstände und deutlich weniger Verletzungen.

Die Ausstattung einer Maschine oder Produktionsanlage mit der erforderlichen Sicherheitstechnik setzt eine umfassende Analyse und Bewertung der Risiken voraus. Im Mittelpunkt dieser Analyse steht die Identifikation aller potenziell gefährlichen Zugänge zu der geplanten Anlage. Danach folgt die Definition der erforderlichen Sicherheitsfunktionen auf Basis der Risikobewertung.

Tendenz zu Softwarelösungen

Im nächsten Arbeitsschritt kann der Konstrukteur dann die jeweils angemessenen Sensoren, Aktoren und Logikbausteine bzw. Steuerungen auswählen. Dabei sind auch Sicherheitsprodukte durchaus als reine Softwarelösungen "realisierbar und realisiert", sagt Detlef Grundke, Safety and Solutions Manager von Rockwell Automation Deutschland.

Von der Tendenz zu Softwarelösungen sollen auch die Werkzeuge profitieren, mit denen die Experten die Sicherheit ihrer Anlagen bewerten und die entsprechenden Vorrichtungen konzipieren. Neben Tabellen, Katalogen und Kompendien, durch die sich die Sicherheitsingenieure wühlen, stehen zunehmend Softwarewerkzeuge zur Verfügung, die nicht nur die Arbeit erleichtern und beschleunigen, sondern auch eine bessere Beurteilungsgüte ermöglichen.

Einheitliches Datenformat

Eine wichtige Rolle spielt dabei das Datenformat. Der Industrieverband VDMA hat ein einheitliches Format vorgeschlagen, das in der Branche unter der Bezeichnung VDMA 66413 kursiert und international als ISO-Norm standardisiert werden soll. Die Syntax dieses Datenformats beruht auf dem verbreiteten XML-Standard, es bietet jedoch eine Reihe zusätzlicher Eigenschaften. Wenngleich dieser Standard erst in Grundzügen ausformuliert ist und sich einige der damit verbundenen Kennwert-Bibliotheken noch in der Implementierungsphase befinden, hat er bereits eine große Akzeptanz erzielt wie es heißt, sollen ihn alle wichtigen Hersteller von Sicherheitstechnik unterstützen.

Auch die in der Branche verbreiteten Tools zur Risikobewertung unterstützen das einheitliche Datenformat. International verbreitet sind hier vor allem zwei Tools aus Deutschland: das kostenlose Sistema des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung sowie das nicht kostenlose, dafür aber mit Support ausgestattete Tool PAScal des Sicherheitstechnik-Marktführers Pilz aus Ostfildern. Diese Softwarewerkzeuge erlauben es Konstrukteuren in Maschinen- und Anlagenbau, eine Bewertung der Sicherheitsrisiken vorzunehmen, die aus dem Betrieb einer Anlage entstehen können. Sie modellieren die Gefährdung und errechnen den für den sicheren Betrieb erforderlichen Performance Level.

Ist diese Bewertung abgeschlossen, geht es darum, Maßnahmen zur Sicherung der Anlage zu treffen. Also etwa um die Frage, welche Sensoren, Steuerungen und Aktoren erforderlich sind, um beispielsweise einen Arbeitsroboter anzuhalten, sobald ein Mensch sein abgesperrtes Revier betritt.

Auch hier steigern Softwarelösungen die Produktivität des Entwicklers. So hat z. B. Rockwell Automation jetzt ein Tool namens "Safety Automation Builder" (SAB) vorgestellt. Es importiert die relevanten Layout-Zeichnungen, identifiziert die für den Betrieb erforderlichen Sicherheitsfunktionen, wählt die entsprechenden Komponenten aus und generiert sogar eine Stückliste. Bei der Bewertung der Sicherheit allerdings lässt SAB den Entwickler allein – er muss dazu auf Sistema oder PAScal zurückgreifen. Umgekehrt ist die Erstellung eines Sicherheitskonzepts nicht im Funktionsumfang der beiden Letzteren enthalten. Nur im Verbund lässt sich also die gewünschte Produktivitätssteigerung erzielen. 

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