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Special Funktionale Sicherheit

Maschinen müssen in immer kürzerer Zeit immer höheren Output in besserer Qualität liefern. Diesem Anspruch muss auch die Sicherheitstechnik folgen. „Eine hohe Verfügbarkeit der Anlagen und Ma-schinen ist sicherlich ein Trend, der seit Jahren zu sehen ist. Sicherheitstechnik darf dieser Verfügbarkeit nicht im Wege stehen, sondern sollte diese im Idealfall noch unterstützen“, sagt Daniel Seng, Leiter Produktmanagement Markets bei Euchner. Als einen der obersten Grund-sätze bei der Auswahl von Schutzeinrich-tungen nennt Uwe Wiemer, Leiter strate-gische Marktentwicklung bei Schmersal: „Die Sicherheitstechnik soll sich best-

möglich in die Prozesse und Produktions-abläufe einfügen. Das ist die Aufgabe des Konstrukteurs.“

„Je nach Region in der Welt ergeben sich unterschiedliche gesetzliche und normative Anforderungen an die Umset-zung und Einhaltung der Sicherheitstech-nik an Maschinen und die damit auszu-führenden Tätigkeiten. Der lokale Maschi-nenbauer muss über genaue Kenntnisse länderspezifischer Eigenarten und Beson-derheiten verfügen sowie die Anforderun-gen des Anlagenbetreibers an Qualität und Produktivität der zu fertigen Produkte berücksichtigen“, bringt Detlef Grundke, Solution Architect Integrated Architecture

bei Rockwell Automation, den internatio-nalen Aspekt ins Spiel.

Die Aufgabe eines Anbieters von Sicher-heitstechnik ist es aus Sicht von U. Wie-mer, optimale Sicherheits-Schaltgeräte und -Systeme zu entwickeln. „Damit tra-gen wir zum Beispiel dazu bei, Stillstands-zeiten zu minimieren – indem wir unter anderem Sicherheitsschalter und -senso-ren entwickelt haben, die einen Schutztür-versatz frühzeitig erkennen und melden.“

„Für eine schnelle Fehlerbehebung muss bei Maschinenstillstand eine ein-deutige Diagnose zur Verfügung stehen, und dies auch für die Sicherheitskompo-nenten. Aus diesem Grund ist eine gene-

Expert Talk: Functional SafetyFunktionale Sicherheit ist seit vielen Jahren ein wichtiges Thema im Maschi-nen- und Anlagenbau. Einige Hersteller haben ihr Sortiment im Lauf der Zeit um Sicherheitslösungen erweitert, andere haben sich konkret darauf speziali-siert. Vertreter der Firmen Euchner, Rockwell Automation und Schmersal be-antworten Fragen rund um die Thematik. Inge Hübner

Euchner bietet ein breites Sortiment an Sicherheitstechnik an

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relle Busverdrahtung in vielen Bereichen im Aufwind“, sagt D. Seng. Ferner sei ein bedienerfreundliches Anschließen der unterschiedlichen Komponenten, ob Sicherheitstechnik oder konventionelle Sensoren, wie auch eine Fülle an ab-bildbaren Diagnosemöglichkeiten und Informationen für den Kunden wichtig. „Entscheidend ist, an einer Maschine oder Anlage ein durchgängiges Konzept zu planen, ansonsten sind bei Ausfäl-len längere Stillstandszeiten durch die Fehlersuche eine direkte Folge“, sagt er weiter. Um ein solches durchgängiges Konzept umsetzen zu können, ist es sei-ner Ansicht nach wichtig, dass der Kunde kompatible Geräte für sein Konzept be-kommen, bzw. ein komplettes Konzept aus einer Hand beziehen kann. „Das heißt vom Sicherheitsschalter an der Schutztür über eine sichere Kleinsteue-rung bis hin zum Zugangskontrollsystem – alles aus einer Hand“, konkretisiert der Produktmanager. Euchner geht hier zwei Wege: Einerseits bietet das Unterneh-men Sicherheitssysteme mit integrierter Buslösung an oder aber auch Produkte, die einfach und direkt an einen Bus-koppler angeschlossen werden können. „Andererseits bieten wir ein komplettes Programm von der Schutztürabsicherung über die sichere Auswertung bis hin zu einer kleinen sicheren Steuerung, die in-dividuell programmierbar ist“, informiert D. Seng.

„Flexibilität im Prozess ist ein weite-res wichtiges Thema“, sagt U. Wiemer. Er führt zur Verdeutlichung die neueste Generation von Sicherheits-Lichtvorhän-gen und -Lichtgittern an, die aufgrund konfigurierbarer Funktionen, wie Muting und Blanking, eine Unterscheidung von Mensch und Material erlauben. Außer-dem führt nach Ansicht von U. Wiemer die Verlagerung von sicherheitsgerichte-ten Funktionen von der Hardware- auf die Softwareebene zu einer optimalen Kom-bination von Produktivität und Maschi-nensicherheit. Auf diese Weise ließen sich über die Software die Sicherheits-funktionen bestmöglich an die individu-ellen Anforderungen anpassen. „Diese Möglichkeit wird vom Maschinenbau übrigens intensiv genutzt. Die Dienst-leistungen unserer Abteilung ,Application Engineering‘, die kundenspezifische Soft-ware für Sicherheitssteuerungen entwi-ckelt, werden stark nachgefragt“, gibt U. Wiemer an.

Neue NormenDas Thema Safety/Funktionale Sicher-

heit wird normativ breit abgestützt. Wel-che normativen Neuerungen/Änderungen

bestimmen nun die aktuellen Produktneu- bzw. Weiterentwicklungen der einzelnen Anbieter? „In diesem Zusammenhang fällt mir spontan die ,Nachfolgenorm‘ der EN ISO 1088 ein, die DIN EN ISO 14119. Sie ist bereits gültig und wird ab dem 1. April 2015 endgültig die DIN EN 1088 ablösen“, sagt D. Seng. „Die Norm gibt dem Konstrukteur Hinweise für die Gestaltung von trennenden Schutzein-richtungen und zur Auswahl von Sicher-heitsschaltern und -zuhaltungen. Daher richtet sie sich eher an die Maschinen-bauer und trägt der Tatsache Rechnung, dass verstärkt elektronische Sicherheits-Schaltgeräte eingesetzt werden“, klärt U. Wiemer auf. Weiter verdeutlicht er, dass einige Bauarten dieser Schaltge-räte, wie elektronische Sicherheitssen-soren mit sicherer RFID-Technologie oder berührungslos wirkende Sicherheitszu-haltungen mit elektromagnetischer Zuhal-tung, bislang nicht in den einschlägigen Normen berücksichtigt wurden. „Nun sind sie als Bauart 4-Verriegelungsein-richtungen klassifiziert“, informiert er.

„Ja, Themen wie Manipulationssicher-heit durch entsprechenden Einbau, aber auch die Berücksichtigung der auftreten-den Kräfte an Zuhalteeinrichtungen sind nun zu beachten“, unterstützt D. Seng die Aussage seines Vorredners. Dies bedeute für Euchner als Hersteller von Sicherheitstechnik, dass die Sicherheits-schalter oder Sicherheitssysteme ent-sprechend robust ausgeführt sein müs-sen, um den an den abzusichernden Türen auftretenden Kräften Stand halten zu können. „Außerdem wird durch die vermehrte Verwendung von Transpon-

dertechnik die Manipulationsmöglich-keit drastisch verringert“, informiert er weiter.

„Bei unserer Verriegelung 440G-LZ mit Zuhaltefunktion haben wir die neuen Normendefinitionen schon berücksich-tigt. Prinzipiell handelt es sich bei dem Produkt um ein Sicherheitssystem für die Überwachung von Schutztüren für nicht begehbare Maschinenbereiche. Die Zuhaltung mit einer maximalen Zu-haltekraft von 1 300 N entspricht den Vorgaben der DIN EN ISO 14119. Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einem beweglichen Bolzen in Verbindung mit einem Betätigerelement, der ein Öff-nen der Schutztür verhindert“, informiert D. Grundke. „Die zweikanaligen, sicheren OSSD-Ausgänge werden nur dann aktiv, wenn der RFID-Betätiger erkannt wird und sich der Verriegelung gegenüber befindet. Erst dann kann der Verriegelungsbolzen in dem Betätiger versenkt werden. Ist die Schutztür geöffnet, verbleibt der Zu-haltebolzen auch bei Ansteuerung des bi-stabilen Magneten im Gehäuse der Verriegelung.“

„Wir sehen die stärkere Berücksich-tigung der Manipulationssicherheit von Schutzeinrichtungen bzw. der Sicher-heits-Schaltgeräte als eine sehr sinnvolle Ergänzung der normativen Definitionen, denn in der Praxis gibt es immer wie-der kritische Situationen und Arbeits-unfälle durch manipulierte Maschinen“, gibt U. Wiemer an. Schmersal erwartet dadurch eine stärkere Nachfrage nach codierten Sicherheits-Schaltgeräten, die ein hohes Maß an Manipulationsschutz bieten. „Deshalb haben wir unser Pro-

Daniel Seng ist Leiter Produkt ma-nage ment Markets bei der Euchner GmbH in Leinfelden-Echterdingen

Detlef Grundke ist Solution Architect Integrated Architecture bei Rockwell Automation GmbH in Düsseldorf

Wo immer mehr Prozesse automatisiert werden, muss auch die Technik dahinter automatisch gut sein. So wie die Verbindungslösun-gen von Lapp. Für Steuerungstechnik und industrielle Netzwerktechnik, Bustechnik und Lichtwellenleiter, vom Office-Bereich bis in die Sensor-/Aktor-Ebene: Lapp bietet heute schon komplette Lösungen für die intelligente Fabrik von morgen. www.lappkabel.de

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gramm verstärkt darauf ausgerichtet“, stellt er he raus. „Die DIN EN ISO 14119 hat übrigens weltweit Gültigkeit und macht daher das Thema Sicherheit an Maschinen und Anlagen auch in Ländern

zum Thema, in denen bisher die Sicher-heit noch nicht so im Fokus steht“, blickt U. Wiemer über den Tellerrand hinaus.

„Aus unserer Sicht macht es für den Maschinenbauer heute sowieso keinen Unterschied mehr, ob seine Maschine in Europa, den USA oder in China auf-gestellt wird: Diese Maschinen werden sicherheitstechnisch so konzipiert und gebaut, dass sie den Anforderungen für den globalen Einsatz des Endanwenders entsprechen“, erklärt D. Grundke und be-gründet dies wie folgt: „In inter na tio na len Konzernen mit weltweiten Produk tions-stät ten ist die Sicherheit der eigenen Mitarbeiter fest verankert, das heißt un-abhängig davon, wo die Maschine aufge-stellt wird und produziert, sind nicht nur lokale, sondern globale Sicherheitsstan-dards einzuhalten.“ Außerdem verweist er darauf, dass sich auch die Frage nach dem Wettbewerb der Maschinenbauer nicht allein am Aspekt der Sicherheits-technik festmachen ließe, da diese fester Bestandteil jeder Maschine sein sollte. „Die Sicherheitssysteme sollten quasi unsichtbar sein und nur dann aktiv wer-den, wenn Gefährdungen und Risiken für das Leben und die Gesundheit des Bedieners auftreten können“, erklärt er.

Entwicklungsrisiko bei Safety-Projekten minimieren

Welche Möglichkeiten sehen die Ex-perten nun, um das Entwicklungsrisi-ko bei Safety-Entwicklungen möglichst gering zu halten? „Auch hier gibt es einen ganz einfachen Grundsatz: Das Thema Funk tionale Sicherheit sollte so früh wie möglich im Prozess der Ent-wicklung und Konstruktion berücksich-tigt werden, und der Konstrukteur sollte den Abläufen folgen, die unter anderem in den ISO-Normen 12100 und 14119 beschrieben sind“, lautet die Antwort von U. Wiemer. „Das sehen wir auch so“, sagt D. Grundke und ergänzt: „Das Risiko einer nicht optimalen oder kon-zeptionell falschen Sicherheitslösung lässt sich im Vorfeld minimieren, wenn vonseiten des Maschinenbauers – mit oder ohne Unterstützung durch Rockwell Automation – unter Berücksichtigung des Produktsicherheitsgesetzes und den entsprechenden Normen geplant wird.“ Die Basis der Sicherheitstechnik für eine „Neu- Maschine“ ist aus seiner Sicht eine umfassende Risikobeurtei-lung, die alle notwendigen Informationen über alle Tätigkeiten für den gesamten Lebenszyklus mit den dazu gehörigen

Uwe Wiemer, Leiter strategische Marktentwicklung bei der K. A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal

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Gefährdungen und Gefahrensituationen detailliert beschreibt. „Anschließend las-sen sich Maßnahmen zu Risikominde-rung oder -beseitigung in konstruktiver, sicherheitstechnischer und zusätzlich in Form einer Bedienungsanleitung mit den verbliebenen Restrisiken gezielt umset-zen“, so D. Grundke Diese strukturierte Vorgehensweise, wie sie in der DIN EN ISO 12100 beschrieben wird, erleichtert es aus seiner Sicht, eine sichere Maschi-ne zu konzipieren.

„Wenn man sich an die in den Normen definierten Vorgehensweisen hält, kann man fast sicher sein, dass die Schutzein-richtungen am Ende ,passen‘ – sowohl aus normativer Sicht wie auch aus der Perspektive der Produktivität und Verfüg-barkeit“, pflichtet ihm U. Wiemer bei. „Kritisch wird es, wenn versucht wird, die Sicherheit erst im Nachhinein in die Ma-schine ,hi neinzukonstruieren‘. Das wird in der Regel zu Ergebnissen führen, die den Anwender letztlich nicht überzeugen können“, sagt er.

„Grundsätzlich ist es wichtig, Safety-er-fahrene Personen im Projektteam mit an Bord zu haben. Aber nicht nur das alleine garantiert den Erfolg“, erklärt D. Seng. Auch er denkt, dass das systematische Vorgehen, angefangen bei der Risikobeur-teilung der Maschine in allen Lebenszyk-len nach der DIN EN ISO 12100, hin zu ei-ner fundierten Sicherheitsbewertung mit Softwareunterstützung (beispielsweise durch Sistema, der kostenlosen Software der DGUV/des IFA), die Grundlage des Erfolgs bildet. Er weist ferner darauf hin: „Natürlich spielt auch die Auswahl der

Sicherheitskomponenten eine entschei-dende Rolle. Nicht nur für die Sicher heits-bewer tung, sondern auch direkt in der Projektumsetzung.“ Als Stichworte führt er an: einfache Handhabung, Installation und Inbetriebnahme sowie „Sicherheits-technik aus einer Hand“. „Aus einer Hand meint: vom Sicherheitsschalter an der Tür über die Verbindungsleitung bzw. Anschlusstechnik bis hin zur sicheren Auswertung. Dadurch wird gewährleisten, dass alle Komponenten optimal aufeinan-der abgestimmt sind und somit kleinere oder größere Überraschungen bei der Inbetriebnahme ausgeschlossen werden können. Euchner bietet hier mittlerweile ein komplettes Programm an verschie-denen Sicherheitskomponenten bis hin zu einer sicheren Kleinsteuerung für sei-ne Kunden an“, informiert der Produkt-manager.

Herausforderung Retrofit!?U. Wiemer hatte es bereits angespro-

chen, solange die Sicherheit direkt zu Beginn in eine Maschine eindesignt wird, ist alles einfach. Was sind aber nun die größten Herausforderungen, denen sich Dienstleister und Lösungsanbieter beim Retrofit stellen müssen?

„Das Thema Maschinensicherheit ist eine Herausforderung sowohl für den Ma-schinenbauer als auch für den Anlagen-betreiber, wenn auch aus unterschiedli-chen Blickwinkeln. Nach Aufstellung und Inbetriebnahme durch den Maschinen-bauer und die Übergabe an den Anlagen-betreiber bleibt die Sicherheitstechnik ein stetig zu beobachtender Aspekt“, in-

formiert D. Grundke zunächst ganz allge-mein. Ferner verweist er darauf, dass aus der Neuanlage ein Arbeitsmittel wür-de, das nicht mehr dem Produktsicher-heitsgesetz, sondern unter anderem der Betriebssicherheitsverordnung unterlie-ge. Er stellt heraus: „Im Maschinenpark eines Betreibers befinden sich Maschi-nen mit sehr unterschiedlichen Funktio-

Die neuen Generationen von optoelektronischen Schutzein-richtungen von Schmersal lassen sich flexibel an den Anwendungs-fall anpassen

Die neue Verriegelung 440G-LZ mit Zuhaltefunktion von Rockwell Automation ist ein Sicherheitssystem für die Überwachung von Schutztüren für nicht begehbare Maschinenbe-reiche. Die maximale Zuhaltekraft der Zuhaltung beträgt 1 300 N gemäß den Vorgaben der DIN EN ISO 14119

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nen und aus verschiedenen Baujahren. Veränderungen und Ergänzungen an Ma-schinen sind ein normaler Prozess, der zu neuen Anforderungen auch an die Maschinensicherheit führt.“

„Immer häufiger wird unser Know-how bei der sicherheitstechnischen Bewer-tung vorhandener Maschinen und beim Retrofit nachgefragt. Die Anwender kon-zentrieren sich zunehmend auf ihre Kern-kompetenzen und delegieren derartige Aufgaben an Spezialisten“, nennt U. Wie-mer seine Erfahrung. Die Herausforde-rung dabei liegt aus seiner Sicht aber eher in der Analyse als in der Umset-zung. „Das Thema ,Umbau und/oder sicherheitstechnische Modernisierung vorhandener Maschinen‘ ist komplex, weil man je nach Baujahr und Herkunft der Maschine andere Regelwerke bzw. Bestimmungen zu beachten hat. Oftmals ist auch die Dokumentation lückenhaft. Hier helfen unsere Functional Safety Engi-neers weiter.“

„Ja, eine Herausforderung für den Dienstleister besteht darin, je nach Bau-jahr der Maschine, die notwendigen bzw. gesetzlichen Anforderungen herauszuar-beiten. Auch der Umfang der Umbaumaß-nahmen, zum Beispiel der Austausch des Steuerungssystems, der Antriebs-

systeme oder die Erweiterung der beste-henden Maschine sind zu prüfen“, weiß auch D. Grundke. Konkret müsse hierbei auf Basis des Interpretationspapiers des BMA und der Länder zum Thema „We-sentliche Veränderung von Maschinen“ (Bek. des BMA vom 7. September 2000 – IIIc 3-39607-3 –) ermittelt werden, ob tatsächlich eine wesentliche Verände-rung vorliegt. „Für diesen Fall wird aus der Alt-Maschine eine Neu-Maschine, die eine Neubetrachtung nach aktuellem Produktsicherheitsgesetz zwingend erfor-derlich und aus dem Anlagenbetreiber einen Maschinenhersteller macht“, sagt D. Grundke.

Dienstleistung immer wichtiger

Viele Anbieter von Sicherheitstechnik haben ihr Angebotsspektrum um Safety-Dienstleistungen ergänzt. „Unsere ,Safe-ty Services‘ haben bei uns immer größere Bedeutung. Sie erfahren im Markt hohe Akzeptanz und werden kontinuierlich ausgebaut“, sagt dazu U. Wiemer. Ein zentrales Element sei dabei das Applica-tion Consulting:. Zertifizierte Functional Safety Engineers beraten die Kunden bei der Auswahl der geeigneten Schutz-einrichtung, bei der CE-Konformitätsbe-

wertung sowie der Risikobeurteilung und führen auch die sicherheitstechnische Analyse vorhandener Maschinen durch. Und dies weltweit. „Mit dem bereits erwähnten Application Engineering ad-ressieren wir die Anwender von Sicher-heitssteuerungen. Außerdem nehmen die Appli ca tion Engineers Inbetriebnahmen vor Ort vor. Bei spezifischen Fragestellun-gen können unsere Ingenieure auch Mit-glieder des CE-Netzwerks hinzuziehen“, informiert der Fachmann weiter. Die in diesem Netzwerk tätigen unabhängigen Ingenieurbüros haben sich auf die Ma-schinen- und Anlagensicherheit spe ziali-siert und verfügen hier über ein breites und tiefes Know-how. „Sie erstellen zum Beispiel Gefährdungsbeurteilungen nach Arbeitsschutzgesetz und Betriebssicher-heitsicherheitsverordnung und prüfen berührungslos wirkende Schutzeinrich-tungen (BWS) inklusive Nachlaufzeit-messungen. Sie führen auch das CE-Konformitätsbewertungsverfahren gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG durch“, berichtet U. Wiemer und fügt abschlie-ßend an: „Wir sehen hier einen weiter wachsenden Bedarf.“

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