Sicherheitslösungen in der Produktion

Mit der zunehmenden Automatisierung der Produktion suchen die Hersteller nach Möglichkeiten, ihr wichtigstes Kapital zu schützen: ihre Mitarbeiter. Roboter, autonome Bodenfahrzeuge, Materialhandhabungsgeräte und komplexere Systeme können ohne die richtigen Sicherheitsvorkehrungen in der Produktion gefährlichere Arbeitsbereiche schaffen als je zuvor.

Heutzutage gibt es viele Arten von Sicherheitsvorrichtungen. Die unten aufgeführten Geräte sind nur einige Beispiele, die zum Nachdenken über die zur Verfügung stehenden Möglichkeiten anregen sollen.

Wie funktionieren aktuelle Sicherheitsvorrichtungen?

Not-Aus-Schalter sind eine der bekanntesten und am meisten beachteten Sicherheitseinrichtungen in der Produktion. Man kann sie sich als unmittelbare Schnittstelle zum Anhalten einer Maschine vorstellen. Der Not-Aus-Schalter befindet sich in der Regel in einer normalerweise geschlossenen Position innerhalb eines Schaltkreises. Bei Betätigung wird der Schaltkreis geöffnet und die Stromversorgung des Geräts unterbrochen. Um den Stromkreis wieder zu schließen, muss der Not-Aus-Schalter gezogen oder gedreht werden, um die Anlage wieder in Betrieb zu nehmen.

Gemäß OSHA, ANSI, NFPA79 und ISO 13850, IEC 60204-1 müssen Not-Aus-Schalter so installiert werden, dass sie für den Bediener leicht zugänglich sind, und das Zurücksetzen des Not-Aus-Schalters darf keine Wiederaufnahme des Betriebs ermöglichen. Es ist eine zweite redundante Aktion erforderlich, z. B. eine Entwarnung durch eine Schaltung der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS).

Türverriegelungen und Lichtvorhänge im Einsatz

Türverriegelungen sind eine weitere physische Sicherheitseinrichtung, die häufig in der Produktion eingesetzt wird. Sicherheitsverriegelungen werden an physischen Barrieren wie Toren und Türen eingesetzt. Die Sicherheitsverriegelung arbeitet, ähnlich wie der Not-Aus-Schalter, in einem normalerweise geschlossenen Stromkreis. Wenn das Tor oder die Tür geöffnet wird, wird der Stromkreis unterbrochen und alle Arbeiten werden gestoppt. Verriegelungen müssen den Normen ISO 14119 und ISO 13849 entsprechen.

Lichtvorhänge sind besonders effektiv in Bereichen, in denen Quetsch- oder Einklemmgefahr besteht, wie z. B. bei hydraulischen Pressen. Der Lichtvorhang verwendet fotoelektrische Strahlen, die von einem Sender zu einem Empfänger projiziert werden. Wird der Strahl unterbrochen, werden alle Arbeiten sofort eingestellt, bis das Hindernis beseitigt ist. Lichtvorhänge sind besonders effektiv, wenn feste Tore oder Barrikaden unpraktisch sind. Es gibt sie in verschiedenen Größen und Empfindlichkeitsstufen, um die Anforderungen der OSHA-Normen zu erfüllen.

Laser-Scanner und Sicherheitsmatten im Vergleich

Auslöser für die Anwesenheit eines Bedieners gibt es in vielen Formen und Größen. So wird beispielsweise eine Sicherheitsmatte durch die Anwesenheit einer Person aktiviert, die auf der Matte steht. Sie kann eine Maschine dazu veranlassen, anzuhalten, den Rückwärtsgang einzulegen oder sich zu deaktivieren, wenn die Anwesenheit erkannt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass menschliche Arbeitskräfte nicht gefährdet werden und die Maschine arbeiten kann.

Laser-Sicherheitsscanner sind mit dem Aufkommen von Cobots sehr beliebt geworden. Der Scanner verwendet einen 360-Grad-Strahl, der misst, wie nahe sich ein Arbeiter oder ein Objekt am Roboter befindet. In der Regel gibt es festgelegte Zonen, in denen der Roboter seine Geschwindigkeit je nach Nähe der Person oder des Objekts verringert. Im orangefarbenen oder gelben Bereich wird der Roboter auf Kollaborationsgeschwindigkeit verlangsamt, bis das Objekt oder die Person den Bereich verlassen hat. Wenn die rote Zone ausgelöst wird, verlangsamt der Roboter seine Geschwindigkeit oder hält sogar ganz an.

Sicherheits-SPS und Steuerungsintelligenz

Sicherheitsspezifische speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) sind Steuerungssysteme, die zur Überwachung und Verwaltung sicherheitskritischer Funktionen entwickelt wurden und als Möglichkeit zur Programmierung von Sicherheitsvorkehrungen dienen, um den Zustand einer Produktionslinie zu überwachen. Durch Redundanzen ist die Sicherheits-SPS so konzipiert, dass sie Diagnosen durchführt, um festzustellen, ob ein Teil der Produktionslinie oder eine Komponente fehlerhaft ist. Wenn ein Ereignis wie ein Kabelbruch eintritt oder ein Motor außerhalb der Spezifikation läuft, schaltet die Sicherheits-SPS das gesamte betroffene System sofort ab, um Verletzungen oder Schäden zu vermeiden. Die Sicherheits-SPS muss einem bestimmten Sicherheitsintegritätslevel (SIL) entsprechen und die Normen IEC 62061, ISO 13849-1 und IEC 61058 erfüllen.

Fazit

Dies sind nur einige der vielen Sicherheitsvorrichtungen, die zur Verfügung stehen. Bei der Automatisierung eines Prozesses ist es notwendig, sich von einem Sicherheitsexperten und Berater beraten zu lassen, um sicherzustellen, dass alle möglichen Gefahren in der Anlage abgedeckt sind, um Mitarbeiter und Investitionen zu schützen. Diese Experten und Berater können helfen, sich bei OSHA, ANSI und allen anderen Sicherheitsbehörden zurechtzufinden. (bs)