Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Betreiberinnen und Betreiber von Produktionsanlagen betrachteten das Thema Maschinensicherheit bisher häufig als effizienzmindernd und somit als „notwendiges Übel“. Moderne Sicherheitskomponenten gepaart mit intelligenten Steuerungskonzepten ermöglichen inzwischen jedoch, die Anlagenproduktivität auch bei Bedienereingriffen oder Maschinenfehlern aufrechtzuhalten. Auf diese Weise kann die Effizienz gegenüber Anlagen mit herkömmlichen Sicherheitsvorkehrungen gesteigert werden.

Denn gerade die steigende Intelligenz sowie die zunehmende Vernetzung sicherheitsrelevanter Komponenten in komplexen Anlagen bieten bisher ungenutzte Potenziale zur Optimierung von Produktionsprozessen unter Berücksichtigung geltender Sicherheitsstandards. Dabei gilt es, insbesondere die Rolle der Maschinensicherheit als integralen Bestandteil einer Anlage zu verstehen und sinnvoll zu nutzen.

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Auf Basis untereinander vernetzter Sicherheitssteuerungen wurde ein hierarchisches Sicherheitskonzept realisiert. Die Aufteilung der Produktionsanlage in mehrere Sicherheitszonen ermöglicht dabei eine lokal begrenzte Reaktion auf sicherheitsrelevante Ereignisse. Zudem können temporäre Kommunikationsfehler zwischen den Sicherheitskomponenten durch eine intelligente Ausnutzung von Redundanzen kompensiert und damit die Systemverfügbarkeit erhöht werden.

Was konnte erreicht werden?

Die Anwendung ermöglicht es, sicherheitsrelevante Daten aus den verschiedenen Zonen einer automatisierten Anlage dezentral zu verarbeiten und gleichzeitig von einem übergeordneten System aus zu koordinieren. Auf Bedienereingriffe oder Maschinenfehler kann somit lokal reagiert werden – ein kompletter Produktionsstillstand ist nicht mehr notwendig. Zudem werden den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern relevante Informationen zum Status der einzelnen Anlagenzonen sowie eventuell notwendige Eingriffe in den Produktionsprozess angezeigt. Eine intelligente Ausnutzung von Redundanzen in der Sicherheitssensorik ermöglicht es ferner, temporäre Kommunikationsfehler im Sicherheitsnetzwerk zu kompensieren. Auf Basis dieser Maßnahmen kann mit dem System die Produktivität gegenüber Anlagen mit herkömmlichen Sicherheitsvorkehrungen nachhaltig gesteigert werden.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Auf Basis von PROFIsafe – einer Technologie für sichere Kommunikation in Automatisierungsanlagen – und mit vernetzten Sicherheitssteuerungen wurde ein hierarchisches Sicherheitskonzept realisiert. Eine Aufteilung der Produktionsanlage in mehrere Sicherheitszonen verbunden mit der Nutzung zusätzlicher Informationen, wie der Position des Bedieners und den Maschinenstatus, ermöglichen dabei eine lokal begrenzte Reaktionen auf sicherheitsrelevante Ereignisse. Im Fehlerfall oder bei einem Bedienereingriff wird somit nur der betroffene Anlagenteil verlangsamt beziehungsweise angehalten, nicht mehr die komplette Produktionslinie. Durch eine intelligente Nutzung von Redundanzen können zudem temporäre Kommunikationsfehler im PROFIsafe-Netzwerk kompensiert werden und führen somit nicht zu einem Produktionsstillstand. Das Konzept wurde in einem Demonstrator implementiert und getestet.

Was können andere davon lernen?

Um die Maschinensicherheit als integralen Bestandteil einer Produktionsanlage zu verstehen und zu implementieren, muss das Thema bereits bei Planung und Engineering einer Anlage einbezogen werden. Diese frühe Berücksichtigung verbunden mit der Zusammenarbeit über verschiedene Unternehmensbereiche hinweg, ermöglicht eine tiefgreifende Integration und schließlich einen effizienteren Produktionsprozess.