Sicherheit durch Betriebsartenwahlschalter

Neue Wege für die Umsetzung der gesetzlichen Anforderungen
Vielfach müssen Maschinen mit einer separaten Anwahlmöglichkeit für eine Betriebsart, wie z.B. manueller Betrieb und Einrichten, versehen werden, um dem Bediener zu ermöglichen, Servicetätigkeiten oder Ähnliches vorzunehmen. Dies bedeutet eine Umschaltung der Sicherheitseinrichtungen. Das Einrichten muss zumeist mit offener Schutztür, also bei überbrückter Schutzeinrichtung, durchgeführt werden. Statt der Schutztür kommt dann in dieser Betriebsart eine andere Sicherheitstechnik, wie beispielsweise ein Zustimmtaster, zum Einsatz. Die Maschinenrichtlinie stellt an eine solche Umschaltung der Sicherheitstechnik Anforderungen. Weitere Regelungen in Normen sind dagegen eher spärlich, was die Beurteilung des Betriebsartenwahlschalters sehr schwierig macht. Ein neues Informationspapier der Berufsgenossenschaft (BG) gibt zu diesem Themenkomplex gute Hinweise.
  • Betriebsart 0: Manueller Betrieb
  • Betriebsart 1: Automatikbetrieb
  • Betriebsart 2: Einrichtbetrieb
  • Servicebetrieb

Die kommende Norm für Fräsmaschinen erweitert diese um die Betriebsart \’Automatik mit manuellem Einlegen\‘. Dementsprechend wird sich pro Maschinentyp ein anderer Umfang an Betriebsarten wiederfinden. Z.B. werden es bei Pressen deutlich weniger sein. Alle Betriebsarten haben gemeinsam, dass das Risikoniveau innerhalb einer Betriebsart immer gleich bleibt, unabhängig davon, ob z.B. bei einer Betriebsart \’Einrichten\‘ die Funktion Einzelschritt mittels eines Zustimmttasters oder aber durch reduzierte Geschwindigkeit der Spindel realisiert wird. Am verwirrendsten, bei den bisher für die Betriebsarten verwendeten Begriffen war, der Begriff \’Einrichten\‘. Dieser stand sowohl für eine Betriebsart als auch für die Funktion \’Einrichten\‘. Nach einer Eingruppierung der Begriffe wurde dessen Bedeutung klar.

Betriebsartenwahlschalter basierend auf dem EKS

In der Praxis sieht ein auf dem EKS basierenden Betriebsartenwahlschalter so aus, dass die Daten auf dem Schlüssel des EKS in der konventionellen Steuerung der Maschine ausgewertet werden. Die Steuerung regelt somit den Zugang zum Betriebsartenwahlschalter. Die eigentliche Auswahl der Sicherheitsbetriebsart erfolgt dann über ein zusätzliches Tastenfeld. Dieses wiederum wird entsprechend des geforderten PL von einer sicheren Logik ausgewertet (Bild 4). Diese Art des Aufbaus bietet mehrere Vorteile:

  • Auf nur einem einzigen EKS-Schlüssel können beliebig viele Maschinen mit unterschiedlichen Berechtigungen gespeichert werden, dadurch wird pro Mitarbeiter nur ein einziger Schlüssel benötigt.
  • Der EKS-Schlüssel kann neben dem Zugang zur Betriebsartenwahl auch weitere Berechtigungen enthalten.
  • Das Auswahlsystem zur Anwahl der Sicherheitsbetriebsart ist frei wählbar und kann z.B. in das Tastenfeld der Maschine integriert werden.
  • Die Beschriftung der Tasten ist entsprechend den Vorgaben der Norm, die zur Anwendung kommt, frei wählbar.
  • Die Zugangssicherheit zum System ist wesentlich höher als mit Schlüsselschaltern:
  • Die Daten des Zugangs können protokolliert werden.
  • Ein Kopieren eines Schlüssels kann zuverlässig verhindert werden.
  • Schlüssel können gesperrt werden.
  • Jeder Schlüssel kann personalisiert werden, da er einmalig ist.

Da auf jedem EKS-Schlüssel eine einmalige Kennung ist, kann dieser als persönlicher Schlüssel an jeden berechtigten Mitarbeiter herausgegeben werden. Das führt verglichen mit einem konventionellen Schlüssel dazu, dass die Verantwortung für diesen an eine Person übertragen werden kann, da die Möglichkeit einer Identifizierung gegeben ist. Natürlich müssen hierzu die Zugänge zum System protokolliert werden. Typischerweise wird damit erreicht, dass die Schlüssel nach Gebrauch abgezogen werden und nicht an der Maschine verbleiben. Somit wird das Risiko, dass eine unbefugte Person Zugang hat, vermindert. Auch ein Sperren eines Schlüssels wird möglich, da jeder einzelne Schlüssel ein Unikat darstellt. Dies ist insbesondere in Verbindung mit dem Electronic Key Manager EKM, der Verwaltungssoftware für EKS-Schlüssel, möglich. EKM ist ein frei programmierbares Datenbanksystem zur Verwaltung von EKS-Schlüsseln. Im EKM sind alle Besonderheiten, die der EKS-Schlüssel bietet, bereits integriert. Es kann in einer Client-Server-Umgebung auf mehreren Rechnern oder als Einzelplatzlösung betrieben werden. Das Kopieren eines Schlüssels wird dadurch verhindert, dass eine Prüfsumme auf den Schlüssel geschrieben wird, die nicht einfach von einem anderen Schlüssel kopierbar ist, selbst wenn sich jemand die Möglichkeit zur Programmierung eines Schlüssel verschafft. Letzten Endes wird mit dem EKS die Betriebsartenwahl deutlich sicherer, da der Zugang zur Auswahl wesentlich besser, als mit einem Schlüsselschalter oder gar mit einem Passwort, gesichert ist.

Hoher Schutz im Servicebetrieb

Durch diese Art des Zuganges ist es Maschinenherstellern möglich, die zumeist besonders gefährliche Betriebsart \’Servicebetrieb\‘ zu installieren. Somit kann den Mitarbeitern ein hohes Maß an Schutz übergeben werden. Die Servicetätigkeit selbst wird hiermit ohne eine Manipulation eines Sicherheitsbauteils realisiert. Eine weitere Forderung aus der Maschinenrichtlinie ist, dass ein Betriebsartenwahlschalter in jeder Stellung abschließbar sein muss. Diese Forderung erfüllt ein Schlüsselschalter in sich durch die Art seines Aufbaus, sofern der Schlüssel in jeder Position abziehbar ist. Beim EKS wird diese Funktionalität in der sicheren Auswertung durch entsprechende Programmierung oder Verdrahtung realisiert. Allerdings hat es häufig sicherheitstechnisch auch Vorteile, den Schlüssel gesteckt zu lassen. Durch den gesteckten Schlüssel wird eindeutig signalisiert, dass eine besondere Arbeit an der Maschine durchgeführt wird. Solange der Schlüssel steckt, liegt die Verantwortung für den Betrieb der Maschine beim Besitzer des gesteckten Schlüssels. Sobald der Schlüssel abgezogen wird, muss die Maschine in den sicheren Betrieb zurückfallen. Das ist typischerweise der Automatikbetrieb, in dem Maschinenbewegungen nur möglich sind, wenn alle sicherheitstechnischen Einrichtungen in Funktion und aktiv sind. Die MRL lässt auch diese Lösung zu, denn die Forderung \’Abschließbar in jeder Stellung\‘ kann auch durch andere geeignete Lösungen ersetzt werden. Letzten Endes muss diese Entscheidung der Konstrukteur einer Maschine selbst fällen und die Beurteilung entsprechend dem geringsten Risiko wählen. Eine Manipulation an gleich welcher sicherheitstechnischen Anlage ist auf jeden Fall ein hohes Risiko.

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Euchner GmbH + Co. KG
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