Die Herstellung von Lichtwellenleiterlösungen für Kommunikationssysteme ist oft Millimeterarbeit und setzt moderne Fertigungstechnik voraus.Während des Produktionsprozesses ist auch der Einsatz von Sicherheitstechnik erforderlich, um eine Gefährdung von Mensch und Maschine auszuschließen. Die Erfüllung der Sicherheitsanforderungen darf dabei nicht die Verfügbarkeit der Anlage einschränken.
Die Berliner Niederlassung der Corning Cable Systems GmbH & Co. KG stellt hochwertige Lichtwellenleiter-Kabel (LWL) her. Den Abschluss der Fertigung des LWL-Kabels stellt der Aufwickelvorgang auf die Kabeltrommel dar. Dabei wird zunächst der Kabelanfang auf der Kabeltrommel angelegt, befestigt und manuell geführt. Während der Einrichtphase ist daher die Aufmerksamkeit des Anlagenpersonals besonders gefordert. Ist der Kabelanfang entsprechend angelegt, werden die Kabel in exakter Lagenwicklung, das bedeutet bündig Lage für Lage auf die Kabeltrommel gewickelt. Die Korrektur eventueller Fehler muss dabei sofort - noch während des Wickelprozesses - erfolgen. Um Risiken für den Be- diener bei der Ausführung dieser Aufgabe zu vermeiden, muss eine technische Absicherung gegeben sein.
Passgerechtes Sicherheitskonzept
Ziel des Sicherheitskonzeptes war, den Wickelprozess der Kabel sicher zu gestalten, um den Menschen im Einricht- und Produktionsmodus effektiv zu schützen, ohne dadurch die Verfügbarkeit der Anlage einzuschränken. Als Partner für die Entwicklung und Umsetzung dieses Sicherheitsstandards wählte das Unternehmen die Pilz GmbH & Co. Gemeinsam mit dem Berliner Ingenieurbüro Schmidt & Partner entwickelte Pilz ein Sicherheitskonzept mit Sicherheitsschaltmatten, Lichtgitter, Drehzahlwächter und einer programmierbaren Sicherheitssteuerung. Ein Grundgedanke des entwickelten Sicherheitskonzepts besteht in der Unterscheidung von Einricht- und Produktionsmodus. So werden der Drehzahlwächter und die Sicherheitsschaltmatten für den Einrichtbetrieb eingesetzt, während das Sicherheitslichtgitter für den Produktionsbetrieb bestimmt ist. Die Auswertung der einzelnen Komponenten erfolgt zentral durch die programmierbare Sicherheitssteuerung PSS 3032. Die Abläufe und deren sicherheitstechnische Gestaltung verläuft wie folgt: Im Einrichtmodus passiert der Einrichter das Lichtgitter und betritt die hintere Sicherheitsschaltmatte. Dort beginnt er mit dem Auflegen und Befestigen des Kabelanfangs auf der Kabeltrommel. Mittels eines sicheren Drehzahlwächters wird währenddessen die Kabeltrommel auf eine maximal zulässige Einrichtdrehzahl begrenzt. Solange die hintere Schaltmatte belastet ist, erteilt die Sicherheitssteuerung keine Freigabe für eine höhere Laufgeschwindigkeit an die Anlagensteuerung. Die Matte darf nun in Produktionsrichtung nicht mehr verlassen werden, denn eine Entlastung der hinteren Matte würde den Aufwickler unmittelbar in den Modus ‚Not-Aus‘ setzen, was diesen sofort zum Stillstand bringt. Ist die vorbestimmte Lage des Kabels erreicht, kann der Einrichtbetrieb beendet werden und der Einrichter betritt die vordere Matte. Daran erkennt die Steuerung, dass sich die Person nun im sicheren Bereich des Aufwicklers befindet. Der Einrichter quittiert daraufhin diesen Vorgang und aktiviert das Sicherheitslichtgitter. Gleichzeitig werden beide Matten ‚gemutet‘ - darunter versteht man das sichere und vorübergehende Überbrücken einer Schutzeinrichtung - und die Sicherheitssteuerung erteilt die Freigabe zum Erreichen der Produktionsgeschwindigkeit. Sollte eine Bedämpfung des Lichtgitters auftreten,wird der Aufwickler in den Not-Aus-Modus gesetzt und sofort gestoppt. Gleichzeitig erfolgt eine Definition der Liniengeschwindigkeit der Anlage und die Senkung auf eine bevorzugte Einrichtgeschwindigkeit.
Nutzbringender Standard
Durch die betriebsartenabhängige Auswertung von Sicherheitskomponenten durch die Sicherheitssteuerung werden zum einen die Mitarbeiter im Produktionsprozess geschützt, zum anderen bleibt die Verfügbarkeit der Anlagen durch selektiven Eingriff erhalten. Mit diesem erstmalig im Berliner Werk projektierten Konzept ist Pilz ein weiterer wichtiger Schritt zum Schutz von Mensch und Maschine gelungen.
Abb. 1: Anhand verschiedener Parameter wie die Risikokategorie oder dem Konzept der Anlage erfolgt die Auswahl des geeigneten Steuerungssystems Abb. 2: Die Systemfamilie der programmierbaren Sicherheitssteuerungen ‚PSS‘ von Pilz umfasst kompakte Steuerungen wie auch modulare, erweiterbare Sicherheitssysteme
Die sicherheitsgerichtete Kleinststeuerung PSS 3032
Um den Übergang von der konventionellen Sicherheitsschaltgerätetechnik zu programmierbaren Sicherheitssteuerungen möglich zu machen, wurde von Pilz die Sicherheitssteuerung PSS 3032 mit 32 sicheren Ein- und Ausgängen entwickelt. Besonderes Merkmal dieser programmierbaren Sicherheitssteuerung ist die aus der Systemfamilie PSS 3000 übernommene Systemarchitektur, die ein Sicherheitsniveau bis einschließlich Risikokategorie 4 nach EN 954-1, beziehungsweise AK6 nach DIN V 19250 ermöglicht.Darüber hinaus ist ein Einstieg in die nächst höhere Steuerungsklasse problemlos machbar. Für die Sicherheit der PSS sorgt unter anderem der konstruktive Aufbau. So arbeitet der Sicherheitsteil der Steuerung dreikanalig diversitär. Im Fehlerfall entfällt die mühsame und aufwendige Fehlersuche, da die sicherheitsgerichteten Steuerungen über Diagnosefunktionen verfügen.Mit deren Hilfe sind Fehlerquellen schnell gefunden und so können beispielsweise Produktionsausfälle durch Stillstand minimiert werden. Über 70 verschiedene, von der Berufsgenossenschaft und dem TÜV abgenommene Softwarebausteine realisieren die Sicherheits- und Standardsteuerungsfunktionen der Steuerung. Sie reichen vom NOT-AUS über Schutztür und Sicherheitslichtschranken bis hin zur Ablaufsteuerung ganzer Pressen- oder Brennerapplikationen und machen die Steuerung vielseitig einsetzbar.Die I/O-Anzahl mit 20 Eingängen sowie zehn einpoligen und zwei zweipoligen Ausgängen schafft neue wirtschaftliche Lösungsmöglichkeiten bei zentralen Anwendungen sowie bei der kompletten sicherheitsgerichteten Steuerung von Werkzeugmaschinen, Kleinpressen sowie auch zur Steuerung von Förderanlagen im Logistik- oder Verpackungsbereich. |
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