Im Anhang I der Maschinenrichtlinie (MRL) sind im Abschnitt 1.2.5 die Anforderungen an einen Betriebsartenwahlschalter an Maschinen beschrieben. Hier sind zum einen die Bestimmungen bezüglich der Risikoreduzierung bei Arbeiten mit abgeschalteten oder geöffneten Schutzeinrichtungen enthalten, wie beispielsweise eine Reduktion der Arbeitsgeschwindigkeit. Aber auch, dass der Betrieb nur erlaubt ist, solange eine Befehlseinrichtung betätigt wird. Zum anderen findet man aber auch Hinweise darauf, wie eine Betriebsartenwahleinrichtung gestaltet sein soll. Beim Einsatz eines Betriebsartenwahlschalters wird gefordert, dass entweder die Betriebsart in jeder Stellung abschließbar ist oder aber der Zugang auf einen bestimmten ausgebildeten Personenkreis beschränkt wird. Letzten Endes ist bei beiden Methoden der Hintergrund, dass nicht jedermann Zugang zur Umschaltung der Betriebsart bekommt. Der Nutzerkreis soll beschränkt auf ausgebildetes Personal sein. Häufig findet man zu diesem Zweck Schlüsselschalter oder auch Passwörter in der Steuerung. Beide Systeme weisen jedoch Nachteile auf. Beim Schlüsselschalter bleibt der Schlüssel sehr häufig eingesteckt, sodass die eigentliche Wirkung verloren geht. Das gleiche gilt natürlich auch für Passwörter. Diese sind nach kurzer Zeit allgemein bekannt oder sogar auf einem Zettel direkt an der Maschine notiert. Beide Fälle sind aus der Praxis wohlbekannt und somit vorhersehbar. Mit einem elektronischen Zugriffs- und Verwaltungssystem, wie dem EKS von Euchner, kann der Zugang zur Betriebsartenwahl in einer einfacheren und sicheren Art und Weise realisiert werden.
Das Electronic Key System EKS
Das EKS ist ein einfaches und bewährtes System, welches aus einem elektronischen Schlüssel und einer passenden Schlüsselaufnahme besteht. Die Datenübertragung erfolgt kontaktlos vom Schlüssel zur Schlüsselaufnahme. Hierfür verfügt der Schlüssel (Electronic-Key) über einen Speicherchip und einen Transponder. Die kompakte Schlüsselaufnahme ist eine Schreib/-Leseeinheit mit integrierter Schnittstellenelektronik. Abhängig vom gewählten EKS kann dieses entweder über einen Bus oder mittels digitaler Ausgänge an Steuerungen oder auch Sicherheitsauswertungen angeschlossen werden. Für das EKS ist eine passende Schlüsselverwaltungssoftware erhältlich, der Electronic Key Manager EKM. Mit diesem Programm können die einzelnen Schlüssel individuell beschrieben und Freigaben hinterlegt werden.
Schlüsselschalter versus EKS
Nun stellt sich beim EKS natürlich die Frage nach dem Grad der Sicherheitstechnik. Aber diese stellt sich ebenso bei einem Schlüsselschalter oder bei einem Passwort. Um diese Frage beantworten zu können, wird das EKS in einer Analogie zu einem Schlüsselschalter betrachtet. Der EKS-Schlüssel entspricht dem konventionellen mechanischen Schlüssel eines Schlüsselschalters. Das Lesen der Daten vom Schlüssel mit der EKS-Schlüsselaufnahme und die Auswertung, ob es die richtigen Daten sind, entspricht dem Schließzylinder. Nur wenn die Daten korrekt sind, wird eine Freigabe erteilt, so wie bei einem Schließzylinder der Schlüssel passen muss. Die Elemente Schlüssel und Schließzylinder des Betriebsartenwahlschalters müssen keine Sicherheitsanforderung im Sinne der Maschinenrichtlinie erfüllen, denn sie dienen nur als Zugang zum Betriebsartenwahlschalter. Deshalb muss auch das EKS keine Sicherheitsfunktion erfüllen. Der Schlüsselschalter hat durch das Drehen des Schlüssels gleichzeitig die Funktion der Auswahl der gewünschten Betriebsart. Diese kann dann einkanalig oder zweikanalig ausgeführt sein und erfüllt damit auch eine Sicherheitsfunktion im Sinne der MRL. Eine solche Funktion wird vom EKS in der Ausführung EKS FSA (für sichere Applikationen) erfüllt. In jedem Fall muss ein sicheres Auswertegerät bzw. eine Logik nach EN ISO13849-1 ergänzt werden, um eine vollständige Sicherheitsfunktion mit Eingang, Logik und Ausgang zu erhalten. Eine Applikation für das EKS FSA erfüllt PL d, welcher durch ein Zertifikat der BG bestätigt wird.
Unterteilung der Betriebsartenwahl in Security und Safety
In einem Arbeitskreis mit Teilnehmern der BG, Maschinenherstellern, Endanwendern und Herstellern von sicherheitstechnischen Geräten wurde ein Papier erarbeitet, welches diese Thematik umfassend behandelt (Infoblatt \’Sicherheitsbetriebsarten an Werkzeugmaschinen\‘). Basis der Betrachtung ist die Unterteilung der Betriebsartenwahl in drei Teile. Bild 2 beschreibt diese Unterteilung für die Beurteilung der sicherheitsrelevanten Teile. Der Bereich Security erfüllt mit dem Zugangssystem nur die Beschränkung auf einen bestimmten Personenkreis. Dieser Teil muss keine Sicherheitsfunktion im Sinne der funktionalen Sicherheit für Maschinen erfüllen. Die Sicherheitsfunktion selbst ist für das Auswahlsystem und das Aktivierungssystem zu beurteilen. Das Auswahlsystem besteht beispielsweise aus Tasten, die in einer 1 aus n Funktionen in der Sicherheitstechnik ausgewertet werden. Das Aktivierungssystem ist derjenige Teil der Betriebsartenwahl, der innerhalb der Steuerungsebene verarbeitet wird. Dies ist z.B. dann relevant, wenn ein Benutzer die Betriebsart ändert, die Maschine jedoch noch in der Abarbeitung eines Zyklus ist und eine sofortige Umschaltung zu einer höheren Gefährdung führt, als das Fertigstellen des Arbeitsschrittes. Die beschriebene Unterteilung in Security und Safety wird sich in Zukunft in vielen C-Normen wiederfinden, denn diese Interpretation der Forderungen der Maschinenrichtlinie erleichtert an vielen Stellen die Ausführung und Beurteilung der Betriebsartenwahl erheblich. Im Verlauf der Arbeit am oben genannten Infoblatt \’Sicherheitsbetriebsarten an Werkzeugmaschinen\‘ wurde auch festgestellt, dass bezüglich des Begriffs Betriebsart eine Sprachverwirrung besteht. Es wurde derselbe Begriff sowohl für eine bestimmte Betriebsart als auch für unterschiedliche Betriebsarten verwendet, ebenso wie unterschiedliche Begriffe für denselben Sachverhalt verwendet wurden. Aufgrund dieser Erkenntnis wurde der Versuch unternommen, eine Ordnung in diese Begriffsvielfalt zu bringen. Dies geschah auch in Übereinstimmung mit der bereits bestehenden Norm für Drehmaschinen (EN ISO23125), die ebenfalls eine erste Ordnung in diese Begriffsvielfalt gebracht hat. Übergeordnet wurde der Begriff \’Sicherheitsbetriebsart\‘ definiert, um klar zu machen, dass es sich in erster Linie um eine Umschaltung im Sinne der Sicherheit handelt, denn üblicherweise sind die verschiedenen Betriebsarten einer Maschine durch unterschiedliche Risikoniveaus gekennzeichnet. In der oben genannten Norm sind insgesamt vier verschiedene Sicherheitsbetriebsarten genannt:
