Wenn es um die Sicherheit der Mitarbeiter geht, war der Ansatz in Japan lange Zeit ein anderer als in Europa. Man sah die Verantwortung für Unfälle beim Menschen, nicht bei der Maschine. In japanischen Fabriken wurde entsprechend mehr Wert auf die Ausbildung und Schulung der Mitarbeiter gelegt als auf die technische Absicherung der Maschinen. Nicht dass japanische Werke extrem unsicher gewesen wären – den sehr ausgeklügelten Sicherheitsstandard europäischer Anlagen hatten sie aber nicht.
Nun leben wir aber in einer globalisierten Welt, deren Schlagzahl sich kontinuierlich erhöht. Das gilt auch für Japan: In den vergangenen Jahren kamen vermehrt Leiharbeiter, auch aus dem benachbarten Ausland, zum Einsatz, zugleich wurden die Taktzahlen hochgefahren. Es zeigte sich, dass unter diesen Umständen das Ausbildungsniveau nicht mehr beizubehalten war. Man entschloss sich bei Mitsubishi Electric, eigene Sicherheitstechnik zu entwickeln. Zugleich setzte im Rahmen der Globalisierung eine immer weiter gehende Harmonisierung von Sicherheitsnormen ein. Will man heute in den Märkten der Welt bestehen, muss man sich an die lokalen Regeln halten. Für Europa ist das vor allem die Maschinenrichtlinie, deren neue Fassung am 29. Dezember 2009 übergangslos in Kraft tritt.
Die Maschinenrichtlinie
Diese neue europäische Maschinenrichtlinie, die auch in nationales Recht umgesetzt ist, stellt erhöhte Anforderungen an die Absicherung von Maschinen und Anlagen. Um den Schutz des Menschen in allen Phasen der Lebensdauer einer Maschine gewährleisten zu können, muss daher auch die eingesetzte Automatisierungstechnik unter den Bestimmungen der Richtlinie betrachtet werden. Eine grundlegende Neuerung der Maschinenrichtlinie ist, dass die Risikobeurteilung die vormals anzuwendende Gefahrenanalyse ersetzt. Sollte bei dieser Risikobeurteilung festgestellt werden, dass sich durch die eingesetzte Steuerungstechnik ein Risiko ergibt, kann der Einsatz von Steuerungen mit integrierter Sicherheit den Aufbau von Steuerungskonzepten für Maschinen wesentlich vereinfachen.
Daher hat Mitsubishi Electric sein Safety-Produktportfolio umfassend erweitert. Ziel war es, dem Kunden eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der geeigneten Sicherheitslösung zu bieten. Im Bereich Speicherprogrammierbare Steuerungen stehen drei verschiedene Produkte zur Verfügung: Ein Safety-Relais, ein Safety-Controller und eine Safety-SPS. Dadurch lassen sich Sicherheitskonzepte für kleine bis große Anlagen je nach Anforderung richtlinienkonform realisieren. Ergänzt wird das Portfolio um Antriebstechnik mit integrierten Sicherheitsfunktionen.
Sicherheitsrelais
Mit dem Sicherheitsrelais ist Mitsubishi Electric ein Spagat zwischen Sicherheits- und Standard-SPS-Technologie gelungen. Hierbei wird dem Kunden eine flexible und einfache Lösung geboten, um kleine Applikationen ohne separate Sicherheitssteuerung sicher zu gestalten. Durch die Möglichkeit der direkten Anbindung an den Rückwandbus der modularen Mitsubishi-Steuerung Melsec System Q oder als Modul für das CC-Link-Netzwerk kann eine schnelle und zielgerichtete Diagnose zur Minimierung von Stillstandszeiten realisiert werden.
Eine weitere Funktion des Sicherheitsrelaismoduls ist das einfache Realisieren von Sicherheitszonen ohne zusätzliche Programmierung. Die Kombination von Grund- und Erweiterungsmodulen ermöglicht eine selektive Abschaltung einzelner Teilbereiche im Fehlerfall und damit die Einrichtung zusätzlicher Sicherheitszonen. Auch der Verdrahtungsaufwand sinkt durch die steckbaren Module. Alles in allem bieten die Sicherheitsschaltgeräte eine kosteneffektive und schnell implementierbare Sicherheitslösung basierend auf Standard-SPS-Komponenten.
Safety-Controller und Safety-SPS
In vielen Fällen sind jedoch sichere logische Verknüpfungen notwendig, um eine Applikation oder Maschine auf den Stand der Technik zu bringen. Dafür bietet Mitsubishi Electric mit dem neuesten Mitglied innerhalb des Sicherheits-SPS-Portfolios, dem Safety-Controller, ein auf Kundenbedürfnisse abgestimmtes Produkt. Durch die kompakte Baugröße (Modulbreite 22,5 Millimeter) und die modulare Erweiterbarkeit lässt sich der Safety-Controller gut in Konzepte für kleine bis mittlere Anwendungen einfügen. Die einfache grafische Programmierung, Simulation und Parametrierung erleichtert den Einstieg in die sicherheitsgerichtete Programmierung. Die CPU kann bis zu 255 Funktionsbausteine verarbeiten und maximal 144 Ein- und Ausgänge verknüpfen.
Im Bereich von Linienapplikationen, sprich komplexe dezentrale Automatisierungsstrukturen, muss sich die Sicherheitstechnik weiteren Herausforderungen stellen. Neben der entsprechend dimensionierten SPS-CPU gehört ein sicheres Netzwerk einschließlich der dazugehörigen Safety-Remote-E/A-Module zum benötigten Produktportfolio. Für diese Anwendung bietet Mitsubishi Electric die Safety-SPS der QS-Serie. Um die sicheren Ein- und Ausgänge fachgerecht und schnell verarbeiten zu können, werden sichere, vom TÜV Rheinland zertifizierte Funktionsbausteine frei zur Verfügung gestellt. Für die Safety-Remote-E/A-Module wurden verschiedene Modelle entwickelt, um dem Kunden viel Flexibilität zu bieten. Als sicheres Netzwerk wird CC-Link Safety verwendet. Die Sicherheitsvariante des offenen Feldbussystems CC-Link bietet die Möglichkeit, Sicherheits- und Standardkomponenten gleichzeitig in einem Netzwerk einzusetzen. Selbst bei voller Netzwerkauslastung leistet CC-Link Safety eine konstant geringe Buszykluszeit, was beispielsweise Vorteile im Bereich der Abstandsdimensionierung bei Lichtgittern bietet. Somit können dezentrale Strukturen applikationsgerecht realisiert werden. Die Sicherheitssteuerung wird mit Hilfe von Ethernet, CC-Link IE oder Melsecnet/H in das Gesamtkonzept integriert. Die Architekturphilosophie mit der hardwaretechnischen Trennung von Standard- und Safety-SPS bietet dem Anwender Vorteile wie die voneinander unabhängige Inbetriebnahme oder zielgerichtete Endabnahme der Applikation. „Wir bieten darüber hinaus in unseren Kunden-Technologie-Centern auch immer wieder Seminare zum Thema Maschinenrichtlinie“, betont Thilo Döring, Regionalleiter Süd-West bei Mitsubishi Electric in Filderstadt. „Der Informationsbedarf ist groß, schließlich müssen Maschinen und Geräte bereits ab 29. Dezember den neuen Regeln entsprechen, wenn man sie in Europa in Verkehr bringen will.“
Bediengeräte und Maschinenrichtlinie
Die Maschinenrichtlinie beinhaltet umfassende Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, fordert aber auch Anpassungen bezogen auf die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine. Die GT16-Bediengeräte der GOT1000-Serie von Mitsubishi Electric mit integrierten Diagnosefunktionen bieten dem Maschinenbauer viele Erleichterungen für eine schnelle Fehlerlokalisierung und -behebung und darüber hinaus umfassende Hilfestellungen zur Umsetzung der Maschinenrichtlinie bezogen auf folgende Kriterien: Ergonomie: Die Dokumentenanzeige der GT16-Bediengeräte bietet zu jeder Zeit einen Zugriff auf die gesamte Maschinendokumentation. Neben der Möglichkeit, Maschinendokumentationen, Bedienungs- und Fehlerbehebungsanleitungen in verschiedenen Standardformaten zu speichern und bei Bedarf abzurufen, steht auch eine Videofunktionalität für Anleitungen in Bild und Ton zur Verfügung. Sicherheit und Zuverlässigkeit von Steuerungen: Um Missbrauch und Fehlbedienungen zu vermeiden, lassen sich die Bediengeräte von Mitsubishi Electric durch eine Benutzeranmeldung mit Name und Passwort vor unberechtigten Zugriffen schützen. Zusätzliche Sicherheit bietet die Vergabe unterschiedlicher Zugriffsrechte für einzelne Bediener oder das Servicepersonal. Sämtliche Benutzeraktionen werden in einem Ereignisprotokoll gespeichert und sind lückenlos rückverfolgbar. Stellteile: In Verbindung mit einer Kamera, die direkt an das Bediengerät angeschlossen wird, ermöglichen die Multimediafunktionen der Bediengeräte die permanente Überwachung kritischer Anlagenteile, wie zum Beispiel einer Roboterzelle. Tritt ein Fehler auf, speichert das Bediengerät automatisch eine bis zu 15 Minuten lange Videosequenz dieses Ereignisses ab, die sofort zur Fehlerdiagnose bereitsteht. Eine Langzeitüberwachung über 25 Stunden ist ebenfalls realisierbar.
Fazit
Automatisierungstechnik braucht Sicherheitstechnik. Nicht nur die Maschinenrichtlinie, auch die Vernunft fordert dies. „Mitsubishi Electric bietet als weltweit tätiges Unternehmen die komplette Produktpalette für die Industrieautomation an. Diese umfasst entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Märkte für alle angebotenen Bereiche Lösungen, die die Realisierung der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42EG auf einfache Weise ermöglichen“, erklärt Reiner Süselbeck, Key Account Manager Motion and Drives bei Mitsubishi Electric. Mit antriebsintegrierter Sicherheit, Safety-Produkten von Relais über Controller bis zur Sicherheits-SPS sowie Dokumentationsfunktionen in den Bedieneinheiten hat man alle Möglichkeiten, richtlinienkonform zu konstruieren.
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