Richtlinienkonforme Betriebsartenwahl per Touchpanel

Um eine Betriebsartenwahl gesetzes- und normenkonform einzusetzen, müssen folgende Anforderungen erfüllt sein: Der Zugang zur Nutzung eines Betriebsartenwahlschalters muss auf bestimmte Personenkreise beschränkt sein. Daher fordert die Maschinenrichtlinie, dass der Betriebsartenwahlschalter abschließbar ist. Passwort oder Schlüsselschalter eignen sich jedoch nur bedingt. Es ist vorhersehbar, dass ein Passwort unkontrolliert weitergegeben wird oder ein Schlüssel permanent stecken bleibt.

Die Betriebsartenwahl muss einen Performance-Level erfüllen: Normativ wird heute vermehrt gefordert, dass die Betriebsartenwahl zumindest den Performance-Level c nach EN ISO 13849-1 erfüllt. Einen PL nur mit einem Passwort zu erfüllen, ist sicher nicht mehr tragbar, da es bessere Lösungen gibt. Passwörter entsprechen praktisch nicht mehr dem Stand der Technik.

Entsprechend einer Risikobeurteilung muss für alle notwendigen Arbeiten an einer Maschine eine entsprechende Schutzeinrichtung zum Einsatz kommen. Auch bei speziellen Serviceeinsätzen muss das Personal so gut wie möglich geschützt werden. Daher ist auch in solchen Fällen ein Umgehen von Schutzeinrichtungen unzulässig. Hier gilt nicht nur die Maschinenrichtlinie, zudem müssen Maschinenbauer als auch Endanwender die Betriebssicherheitsverordnung erfüllen.

Wie sicher muss die Betriebsartenwahl sein?

Künftig sind die Symbole für die Betriebsartenwahl auch auf Touchpanels zu finden. Euchner

Jede Betriebsart (MSO) aktiviert eine oder mehrere Sicherheitsfunktionen (SF), die den Bediener bei seiner Arbeit schützen sollen. Beim Automatikbetrieb ist dies zum Beispiel die geschlossene Schutztür. Sie verhindert, dass eine laufende Maschine die Bediener gefährdet. Bei der Betriebsart ‚Einrichten‘ arbeitet der Bediener bei offener Schutztür. In diesem Fall ist die entsprechende Sicherheitsfunktion nicht mehr ‚Schutztür geschlossen‘, sondern etwa der Einsatz einer Zustimmeinrichtung in Verbindung mit einer reduzierten Geschwindigkeit.

Mit einer Änderung der Betriebsart wird also von einer Sicherheitseinrichtung auf eine andere umgeschaltet. Da eine fehlerhafte Umschaltung Risiken für den Bediener verursachen kann, muss die Betriebsartenwahl einen Performance-Level nach EN ISO 13849-1 entsprechend der Risikobeurteilung der Maschine/Anlage erfüllen. Die Beurteilung der Sicherheitstechnik eines Betriebsartenwahlschalters nach EN ISO 13849-1 wurde in verschiedenen Normungsgremien definiert und die Umsetzung festgelegt. Dabei wurde die Betriebsartenwahl in drei Systeme unterteilt:

• Zugangssystem
• Auswahlsystem
• Aktivierungssystem

Das Zugangssystem muss nicht nach EN ISO 13849-1 ausgeführt werden. Für die Überwachung einer Berechtigung lässt sich kein PL ermitteln. Dagegen muss das Auswahlsystem zusammen mit der sicheren Steuerung einer Maschine den geforderten PL erfüllen. Das ist für mechanische Tasten oder Schlüsselschalter sehr einfach möglich, da alle notwendigen Werte für diese Komponenten für eine PL-Berechnung zur Verfügung stehen.

Betriebsartenwahl mit Touchpanel bis PL e

Soll ein Touchscreen als Auswahlsystem eingesetzt werden, ist die PL-Berechnung schwieriger. Denn ein solches Panel stellt kein sicheres Auswahlsystem dar. Somit stehen auch keine Werte für die PL-Berechnung zur Verfügung. Ein neues Verfahren der Firma Euchner ermöglicht nun, auch die Betriebsartenwahl über einen Touchscreen bis PL e zu realisieren.

Touchpanels werden bei modernen Maschinen mehr und mehr zum Standard. Die einfache und intuitive Bedienung erleichtert die Arbeit für den Bediener. Auch ermöglichen Touchscreens die Integration von Funktionen, die benutzerindividuell dargestellt werden können. Eigentlich liegt es nahe, auch die Betriebsart einer Maschine ausschließlich über Touchscreen anzuwählen. Zusätzliche mechanische Bedienelemente und deren Verdrahtung sind dann nicht mehr erforderlich.

Mithilfe des elektronischen Schlüsselsystems EKS FSA (For Safety Applications) kommt die Betriebsartenwahl ohne zusätzliche mechanische Bedienelemente an einem Touchpanel aus. Dabei erfüllt die Kombination aus Touchscreen, Schlüsselsystem und Kommunikation mit der sicheren SPS alle Anforderungen an einen PL e nach EN ISO 13849-1. Das Verfahren wurde durch das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung in St. Augustin (IFA) geprüft. Dieses bestätigt: Eine Betriebsartenwahl mit einem Touchscreen ist bis PL e nach EN ISO 13849-1 möglich. Voraussetzung ist der Einsatz des EKS FSA in Kombination mit einer geeigneten Software in der Sicherheits-SPS. Das Verfahren lässt sich ebenso uneingeschränkt mit einfachen Bedienterminals kombinieren, die beispielsweise Softkeys zur Verfügung stellen, wie sie derzeit noch bei den meisten Steuerungen verwendet werden.

Die Alternative zum Schlüsselwahlschalter

Die Kombination aus elektronischem Schlüsselsystem EKS FSA, Touchpanel und Auswertung der Informationen in der Steuerung ersetzen bisherige Schlüsselschalter. Euchner

Das elektronische Schlüsselsystem EKS besteht aus einer Lesestation sowie mindestens einem elektronischen Schlüssel. Der Schlüssel enthält einen beschreib­baren Speicher. Grundsätzlich gibt es zwei Lesesysteme, das EKS mit Datenschnittstelle und das EKS Light. Mit Datenschnittstelle hat das EKS auf dem Schlüssel einen frei programmierbaren Speicher. Somit lassen sich neben der Betriebsartenwahl weitere Applikationen realisieren, beispielsweise die Zugriffsberechtigung auf Steuerungs-/Betriebsparameter. Aber auch das Eintragen eines Ablaufdatums des Schlüssels oder das Speichern individueller, personenbezogner Qualifizierungsnachweise ist möglich. Die Schlüsseldaten werden von der Lesestation über die Datenschnittstelle (verfügbar sind Profinet, Profibus, USB, Ethernet-TCP/IP) an die Steuerung übertragen. Dort stehen sie dann für die Auswertung und weitere Logikverarbeitung zur Verfügung.

Dagegen hat das Lesegerät EKS Light lediglich fünf digitale Ausgänge und die Auswertung des Schlüssels erfolgt direkt im Gerät. Deswegen lässt sich mit dieser Variante auch nur der Zugang zur Betriebsartenwahl kontrollieren. Der Anschluss der Ausgänge erfolgt dabei direkt an die Steuerung, falls erforderlich auch an die Safety-SPS.

Beide EKS-Varianten gibt es optional als FSA-Ausführung (For Safety Applications). FSA-Geräte haben einen zweiten Kanal, der generell in Form eines zusätzlichen Ausgangs zur Verfügung steht. Dieser Ausgang wird immer sicherheitstechnisch ausgewertet. Diese Varianten werden benötigt, wenn ein Touchpanel oder Softkeys zur Betriebsartenwahl verwendet werden sollen. EKS FSA eröffnet weitere Möglichkeiten, die Betriebsartenwahl zu verbessern: Die EKS-Schlüssel können Personen individuell zugeordnet werden. Somit lässt sich die Verantwortung sichtbar an den Schlüsselinhaber übertragen. Durch diese Zuordnung, wird ein Eigentümer eines Schlüssels diesen nicht weitergeben oder einfach stecken lassen. Auch ein Kopieren der EKS-Schlüssel ist nicht möglich, die üblichen Passwörter und Schlüssel dagegen schon. Aufgrund seiner individuellen Kennung können Schlüssel bei einem Verlust gesperrt werden.

An vielen Anlagen gibt es besonders gefährliche Tätigkeiten, die nur mit offener Schutztür und teilweise nur bei voller Geschwindigkeit durchgeführt werden können. Hierfür müssen Personen speziell geschult sein, um diese Tätigkeiten auszuführen. Mit dem EKS mit Datenschnittstelle besteht die Möglichkeit, den Nachweis über eine Schulungsmaßnahme auf dem Schlüssel zu speichern. Nur mit dem gültigen Nachweis kann dann die gefährliche Arbeit durchgeführt werden.

Hannover Messe 2016: Halle 9, Stand D16

(sk)