USP steht im Constructeur
Unique Safety Products wird in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift de Constructeur (November 2021) vorgestellt. De Constructeur ist das Magazin für Maschinenbauingenieure und Konstrukteure. Der Artikel befasst sich unter anderem mit der Absicherung von Gefahrenbereichen mit Trapped Key Interlocks.
USP steht im Constructeur
Sicherung von Gefahrenzonen
Was ist ein “Trapped Key Interlock”-System? Wie kann man das Sicherheitsniveau einer bestehenden Maschine mit einem Trapped Key System erhöhen? Und was ist eine Einklemmung und wie kann man sie verhindern? Dies sind einige der Fragen, die in diesem Artikel ausführlicher behandelt werden. Außerdem erfahren Sie mehr über die neuesten Entwicklungen im Bereich der Maschinensicherheit, wie z. B. RFID-Schlüsselanhänger. Und erfahren Sie, welche verschiedenen Branchen wir besuchen und beraten. Wir besuchen nicht nur die Maschinenindustrie, sondern auch Zoos und Vergnügungsparks.
Interessieren Sie sich für den (niederländischen) Originalartikel von USP im Constructeur über die Absicherung von Gefahrenbereichen? Sie finden den Artikel auf Seite 14 der neuesten Ausgabe des Constructeur.
Deutsche Übersetzung
Gefahrenzonen sichern mit „TRAPPED KEY INTERLOCKS"
Sicherheitsschalter und mechanische Verriegelungssysteme werden oft als Schutz als Zugang zu gefährlichen Maschinen wie Pressen, Mischern und Robotern genutzt. Der Anwendungsbereich ist jedoch viel grösser, wie z. B. der Zugang zu Wartungsbereichen von Bahnstrecken oder Achterbahnen.
Und was ist mit den Gehegen im Zoo? Rob Voordendag von Unique Safety Products erfreut sich an der Lösung verschiedener Probleme im Bereich der Sicherheit.
LILIAN VERMEER
“Jedes Mal, wenn wir auf unterschiedliche Branchen und Prozesse stoßen, suchen wir nach einer geeigneten Sicherheitslösung”, sagt Rob Voordendag. „Wir sorgen für Sicherheit”, fügt Kollege Robert van de Ven hinzu. “Unser Ziel ist es, dass die Mitarbeiter unserer Kunden in einer sicheren Umgebung arbeiten und unversehrt nach Hause zurückkehren können. Wir beantworten Kundenfragen zur Maschinensicherheit mit individueller Beratung und einem vielfältigen Produktangebot.“
‘Trapped key interlocks’
Nach der Maschinenrichtlinie müssen gefährliche Maschinen und Verfahren sicher vom Benutzer abgeschirmt sein. Aber wie macht man das im Einklang mit den Gesetzen und Vorschriften, und was ist möglich? Soll eine vorhandene Maschine geschützt werden oder ist der Schutz für eine Neue gedacht? Und wie viel investieren? Außerdem gibt es verschiedene Optionen für die Sicherheit. In jedem Fall muss eine Risikobewertung durchgeführt werden, um das erforderliche Schutzniveau und die Art des Schutzes zu bestimmen. Voordendag erklärt, dass insbesondere das System des Trapped -key- interlocks- Systems immer häufiger eingesetzt wird, um gefährliche Bereiche zu sichern oder einfach das Sicherheitsniveau älterer Anlagen zu erhöhen. Der Lieferant Fortress Interlocks begann mit dieser Art von Systemen vor 50 Jahren in der chemischen und petrochemischen Industrie. Daraus entwickelte sich schließlich die verarbeitende Industrie.
Eine Schlüsselverriegelung (Schlüsseltransfersystem) besteht aus mindestens zwei Teilen: einer mechanischen Türverriegelung und einem Sicherheitsschlüsselschalter, der dafür sorgt, dass Schutzeinrichtungen/Zugangstüren oder Luken geschlossen bleiben, bis die Maschine angehalten wird. Die Übertragung der kodierten Schlüssel von der Energie-Isolierstation zum Zugangspunkt zwingt die Bediener dazu, eine vorher festgelegte Arbeitsfolge einzuhalten. Die Tatsache, dass die Türwächter vollmechanisch sind, spart Installationskosten und Verkabelung.
Darüber hinaus ist ein System mit gesteckten Schlüsseln widerstandsfähiger gegen raue industrielle Bedingungen (z. B. Vibrationen, Feuchtigkeit und Staub) und weist eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit auf als eine elektrische Lösung, wie z. B. ein herkömmlicher verdrahteter Sicherheitsschalter.
Robert van de Ven : “Unser Ziel ist es, dass die Mitarbeiter unserer Kunden in einer sicheren Umgebung arbeiten können und unversehrt nach Hause kommen.”
Anwendungen
Wie funktioniert das in der Praxis? Sie schalten den Steuerstrom einer Anlage mit einem Schlüsselschalter mit Sicherheitskontakten aus und entriegeln dann einen kodierten Schlüssel, der Ihnen Zugang zu einer Zone/Tür gibt, hinter der sich eine potenziell gefährliche Maschine befindet. Es handelt sich um ein Zwangssystem und ist im Grunde genommen, dasselbe wie ein Sicherheitsschalter; wenn Sie eine Tür öffnen, ist die Maschine dahinter bereits angehalten. Und wenn der Automat eine Ausstiegszeit hat, müssen Sie einen Antrag stellen, bevor Sie ihn betreten können. Bei einem System mit gestecktem Schlüssel funktioniert es nicht anders, nur dass man zuerst an einer Stelle in der Nähe der Steuerung ausschaltet. Sie entnehmen den kodierten Schlüssel und können dann mit diesem Schlüssel ein Türschloss zur Gefahrenzone öffnen. Solange diese Tür geöffnet ist, bleibt der Schlüssel gesperrt und die Maschine kann nicht gestartet werden. Sie können dies um mehrere Stromquellen und mehrere Zugangstüren erweitern, sodass Sie ein komplettes System mit trapped keys aufbauen können. Um die Integrität und Sicherheit eines Schlüsselsystems zu gewährleisten, ist die Verwendung eindeutiger Schlüsselcodes unerlässlich. Die Trapped- key- interlocks Systeme von Fortress Interlocks verfügen über ein selbst entwickeltes und patentiertes Schlüsselsystem mit mehr als 200.000 einzigartigen Schlüsselcodes. Trotz dieser enormen Menge an Schlüsselcodes werden diese auch auf der Ebene des Endnutzers gespeichert, um zu verhindern, dass Duplikate ausgegeben werden.
Retrofit
Der Vorteil des Verriegelungssystems mit gestecktem Schlüssel ist, dass es relativ einfach zur Sicherung einer bestehenden Maschine (Nachrüstung) oder zur Erhöhung des Sicherheitsniveaus eingesetzt werden kann. Oft haben diese Maschinen veraltete SPS oder sind nur mit Sicherheitsrelais ausgestattet. Wenn Sie diese durch einen Sicherheitsschalter an jeder Tür schützen wollen, brauchen Sie auch sichere E/As an allen Türen, um sie mit der SPS zu verbinden. Oft ist eine neue Sicherheits-SPS erforderlich, um alle Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Alle Bedingungen müssen ausreichen. Dies ist eine kostspielige Angelegenheit. Bei einem System mit gestecktem Schlüssel (Abschaltung durch einen Sicherheitsschlüsselschalter) ist dies viel einfacher. Oft kann es auch an das vorhandene Leitsystem angeschlossen werden. Es gibt nur eine Stelle, an der Sie die elektrische Anlage überprüfen müssen: Sie schalten den Hauptstrom oder den Steuerstrom (mit einem Sicherheitsrelais) aus. Dann werden ein oder mehrere Schlüssel mechanisch freigegeben, um einen oder mehrere Zugangspunkte zu entriegeln. Auf diese Weise kann PLe oder SIL 3 – die höchste Sicherheitsstufe – durch ein hauptsächlich mechanisches Steuerungssystem erreicht werden, bei dem nur zwei Sicherheitskontakte von der Steuerung benötigt werden.
Rob Voordendag: “Je stärker das System automatisiert ist, desto leichter ist es zu schützen.“
Einschließungsgefahr
“Aufgrund eines Unfalls mit einem Palettierer erhielten wir vor einiger Zeit eine Anfrage von einem Hersteller. Sie suchten nach einer dauerhaften Lösung zur Sicherung der Roboterzelle”, sagt Voordendag. „Es ging um eine Sicherheitsvorrichtung, damit der Roboter nicht in Betrieb genommen werden kann, solange sich jemand in der Zelle befindet. Sie können einen Sicherheitsschalter an der Zugangstür anbringen, sodass Sie nur eintreten können, wenn der Roboter wirklich stillsteht. Aber das hindert einen Kollegen hinter Ihnen nicht daran die Tür zu schließen und den Roboter wieder in Gang zu setzen. Vor allem wenn nicht erkannt wird, dass jemand im Gelände ist. Sie können eine Notentriegelung an der Innenseite anbringen, sodass Sie immer wieder herauskommen können. Aber das nützt nichts, wenn man sich im Roboter verfängt oder verletzt wird,- es behandelt nur die Symptome.“
Überall Sensoren
Es gibt eigentlich drei Möglichkeiten, dieses häufige Problem zu lösen. Eine erste Lösung besteht darin, überall sichere Sensoren anzubringen, die Bewegungen erkennen. Dies kann z. B. mit sicheren Laserscannern (besonders geeignet für saubere Umgebungen) oder Radarscannern (funktionieren gut in industriellen Umgebungen, haben aber eine begrenzte Kontrolle) geschehen. Die Maschine kann nur dann gestartet werden, wenn die Sensoren keine Personen erkennen. Dies wird schwierig und kostspielig, wenn es sich um eine komplexe Umgebung mit mehreren Maschinen und allen vorhandenen festen Objekten und Ecken handelt. Wo müssen alle Sensoren angebracht werden um jeden Punkt in der Zone zu erfassen? Die Sicherheit beträgt bis zu SIL 2/PLd. Allerdings fällt ein Palettierer schnell in die höchste notwendige Schutzklasse (SIL3/PLe) und dann reicht diese Lösung nicht mehr aus. Letztendlich ist es das System mit gestecktem Schlüssel, das den höchsten Schutz bietet.
Integrierter Sicherheitsschlüssel
Eine zweite Möglichkeit ist die Ausstattung der Eingangstüren mit einem Sicherheitsschalter mit abgezogenem Schlüssel. Dieser Sicherheitsschlüssel muss extrahiert werden. Man macht eine Aufforderung an der Tür, der Roboter bleibt stehen, dann muss man den Schlüssel drehen und herausnehmen, sonst kann man die Tür nicht öffnen. Sie nehmen den Schlüssel an sich. Die Tür kann niemals verschlossen werden, solange der Bediener den Schlüssel bei sich hat, und der Roboter kann nicht neu gestartet werden. Voordendag: “Wir nennen dieses System Key-in-Pocket oder persönliche Sicherheit. Wenn Sie den Schlüssel bei sich haben, garantieren Sie Ihre eigene Sicherheit. Der einzige Nachteil ist, dass, wenn jemand nach der Person mit dem Schlüssel eintritt, die zweite Person nicht entdeckt wird. Die erste Person könnte hinausgehen und das System neu starten. Die Lösung ist ein zweiter Schlüssel, aber man kann den Schlüssel nicht zweimal abziehen lassen und bis zu wie vielen Personen zählt man? Dies kann dadurch abgedeckt werden, dass die zweite Person ein Sicherheitsvorhängeschloss an den Schlossmechanismus hängt, sodass der Schlüssel nicht abgezogen werden kann. Das Key-in-Pocket-System wird häufig bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt, wenn bei Wartungs- oder Reinigungsarbeiten ein Ganzkörperzugang erforderlich ist.”
Zutrittsschutzsysteme
Die dritte Möglichkeit ist, wenn Sie bereits einen Sicherheitsschalter an der Tür haben und die Funktion eines abziehbaren Schlüssels hinzufügen möchten. Es handelt sich um ein vollmechanisches System, das an jedem Türtyp angebracht werden kann. Er sorgt dafür, dass Sie die Tür erst öffnen können, wenn Sie den Schlüssel mitgenommen haben. Solange Sie den Schlüssel abgezogen haben, kann die Tür nicht hinter Ihnen geschlossen werden (und damit die Sicherheitskontakte nicht geschaltet werden).
RFID-Schlüssel
Die neueste Entwicklung im Schlüsselbereich sind die RFID-Schlüsselanhänger, die in Kombination mit ProfiNet-safety oder CIP-safety gesteuerten Sicherheitsschaltern arbeiten. Es handelt sich dabei um eine Art Zugangsausweis mit einem einmaligen Code. Jeder Mitarbeiter erhält einen eindeutigen Code auf seinem RFID-Schlüssel, der in der Datenbank des mitgelieferten Controllers gespeichert wird. Mit dem RFID-Schlüssel kann der Mitarbeiter Türen öffnen. Berechtigte Personen können bestimmte Räume betreten und andere nicht. Auf diese Weise kann über die SPS und die Datenbank überprüft werden, ob sich Personen in den Räumen aufhalten und wann alle abgemeldet sind, damit die Maschine wieder eingeschaltet werden kann. Man kann auch mehr Einblicke in die Produktivität gewinnen, wie lange jemand schon im Haus ist und was dort getan wurde. Das Reinigungsteam kann dann z. B. zu einer anderen Zeit Zugang erhalten.
Tiergehege
“Wir sind nicht nur in der Maschinenindustrie tätig”, sagt Voordendag. ” Sondern auch in Zoos, zum Beispiel. Mit einem Schließsystem an den Eingangstüren von Tiergehegen stellen Sie sicher, dass die Mitarbeiter gezwungen sind, die Ställe hinter sich zu schließen. Dann können Sie sicher sein, dass die Gehege geschlossen sind und die Tiere nicht durch die Türen entkommen können. Wir arbeiten auch in Vergnügungsparks. Zum Beispiel bei Wartungsarbeiten an einer Achterbahn. (Dann ist natürlich nicht möglich dass die Wagen während der Wartungsarbeiten durch den technischen Bereich fahren können. Oder im Fall der U-Bahn und der Züge müssen bestimmte Streckenabschnitte während der Wartung abgeschirmt werden. So wird sichergestellt, dass das Wartungspersonal sicher arbeiten kann und keine U-Bahn vorbeifährt.
Manuelle Arbeit
“Die Sicherung von manuellen Tätigkeiten neben gefährlichen Maschinen kann manchmal sehr schwierig sein”, sagt Voordendag. “Die Kunden wollen die Gesetze und Vorschriften einhalten, aber sie müssen auch in der Lage sein, die Produktion fortzusetzen. Die Vorschriften lassen wenig Spielraum, ohne jedes Mal alles abschalten zu müssen, was dann die Produktion verzögern würde. Zum Beispiel die manuelle Einfuhr von Produkten. Oder in Schlachthöfen, zum Beispiel beim Entbeinen eines Schlachtkörpers. Das geschieht von Hand, jedoch auf einem Förderband. Dann kommt es in eine Hackmaschine direkt daneben. Je stärker die Interaktion zwischen Mensch und Maschine ist, desto schwieriger ist die Trennung. Je komplexer die Einhaltung von Gesetzen und Vorschriften ist, desto aufwändiger der Prozess. Sie arbeiten in einem fortlaufenden Mechanismus. Man kann einen Lichtvorhang anbringen, aber wenn man hindurchgeht, bleibt die Maschine stehen und damit auch die Arbeit. “Man kann sehr komplexe Systeme mit Radarsensoren entwickeln, die erkennen, ob sich Menschen an bestimmten gefährlichen Orten aufhalten. Wenn es aber nicht nur um das Überschreiten einer Linie geht, sondern auch von den Bewegungen der Maschine abhängt, muss man bestimmen, wann und welche Bewegungen ein Risiko darstellen. Dies muss programmiert werden. Was auch an Arbeit erledigt wird, ist zu bedenken, dass die Systeme nicht wasserdicht sind. Eine weitere Möglichkeit ist der autorisierte Zugang: Dann haben nur Personen Zutritt, die ausreichend geschult worden sind. Je stärker das System automatisiert ist, desto leichter ist es zu sichern, wie z. B. bei der Herstellung von Autos. Dies geschieht nahezu autonom, ohne dass die Mitarbeiter eingreifen müssen.“
Vermeer, L. (2021, 4 november). Gevaarlijke zones beveiligen met ‘Trapped key interlocks’. Constructeur, 5. https://issuu.com/online-mbm/docs/cst5_ezine/14
