Im Bereich der Maschinen- und Roboter-bedienung haben mobile Bediengeräte seit Jahren ihren festen Platz. Denn wo an unterschiedlichen Stellen potenziell gefährliche Bewegungen ausgelöst werden können und müssen, sind mobile Bediengeräte nicht mehr wegzudenken. Die Übertragung der sicherheitskritischen Signale wird dabei häufig über Kabel realisiert, obwohl Funklösungen existieren. Letztere bieten Vorteile wie beispielsweise mehr Bedienungsfreiheit durch den Wegfall des Kabels, ein einfacher Wechsel an andere Bedienpositionen oder auch andere Maschinen oder Roboter. Warum also setzt sich die drahtlose sichere Maschinenbedienung trotz der vielen Vorteile nicht etwas rascher durch?

Kabelgebunden versus kabellos

Neben dem geringen Bekanntheitsgrad und der Akzeptanz spielt ein eher praktischer Grund eine Rolle: Durch die Länge des Kabels ist auch gleich die Begrenzung der Entfernung des Bedieners zur Maschine gegeben. Häufig ergibt die bei Maschinen- beziehungsweise Anlagenplanung notwendige Risiko- und Gefahrenanalyse nämlich eine bestimmte Kabellänge als Notwendigkeit. Da der Bediener laut Norm die Gefahrenstelle einzusehen hat, ist es sinnvoll, wenn möglich die Kabellänge so zu wählen, dass sich der Bediener nicht einfach bis über die nächste Maschine oder Ecke bewegen kann und von dort durch Betätigen des Zustimmtasters Bewegungen freischalten könnte. In der Praxis üblichen Entfernungen und Kabellängen sind 5, 10 und 15 m. Bei kabellosen Lösungen muss hingegen auf eine stabile Funkverbindung geachtet werden. Das heißt, eine Funk-lösung muss so dimensioniert werden, dass auch in einem Abstand von 15 oder auch 20 m eine robuste Kommunikation möglich ist. Der Hintergrund: Fehlt die Verbindung der Maschine oder Anlage zum Bediengerät, wird sofort ein Not-Halt ausgelöst. Die Signalqualität bzw. die Signalstärke muss so gut sein, dass es keine Funkunterbrechungen gibt. Hier kann es zu einem Konflikt kommen: Die maximale Verfügbarkeit einer Funk-lösung ist ebenso eine Grundvoraussetzung wie eine Sicherheitszertifizierung. Wird aber die Signalstärke im Randbereich des geplanten Bedienbereichs aufgrund des Wunsches nach einer hohen Verfügbarkeit nicht gedrosselt, kann das Signal für die in der Risiko- und Gefahrenanalyse gewählte Schutzmaßnahme zu weit reichen. Man müsste sich um alternative Schutzmaßnahmen Gedanken machen. Bauliche Maßnahmen oder Indoor-GPS kämen beispielsweise in Frage. Aufwand und Kosten in der Planung und Umsetzung sprechen aber dagegen; eine organisatorische Lösung ist, wenn möglich, zu vermeiden.
 

Bedienbereichsüberwachung im Safe Wireless System

Betritt der Bediener der Anlage die schraffierte Fläche, erhält er eine Warnung.

© KEBA Industrial Automation

Keba hat sich dem eben beschriebenen Problem angenommen und für sein Safe Wireless System die sicherheitszertifizierte Funktion ‚Bedienbereichsüberwachung‘ entwickelt. In jenen Fällen, in denen bisher die Risiko- und Gefahrenanalyse eine Begrenzung der Kabellänge als geeignete Schutzmaßnahme definiert hat, kann mit der Wahl der neuen Funktion eine virtuelle Kabellänge eingestellt werden.

Wurde beispielweise bei Roboter A eine Kabellänge von 5 m definiert, wird bei der Inbetriebnahme des Bediensystem an der Anschlussbox, sprich der Basisstation, 5 m als Wert für die Bedienbereichsüberwachung eingestellt. Damit ein Bediener den Roboter mit dem mobilen Bediengerät verfahren darf, wird ein Pairing- oder Kopplungsvorgang durchgeführt. Bei diesem wird dem Bediengerät mitgeteilt, wie es sich im 5 m-Bedienmodus zu verhalten hat. Es ist somit für den Planer wie eine Lösung mit 5 m Kabel zu betrachten. Der Bediener hat so alle Vorteile des Kabels (Begrenzung) ohne den Nachteil des Kabels (stolpern, stören). Da die Schnittstelle zur Maschine gleich wie jene einer kabelgebundenen Installation aussieht, eignet sich die Installation auch für Retrofit bestehender Anlagen. Ein weiterer Vorteil des Safe Wireless-Bediensystems ist der einfachen Wechsel von einer zu anderen Bedienstelle und somit die Reduktion der Anzahl benötigter Bediengeräte. Möchte der Bediener von Roboter A zu Maschine B wechseln, kann er das Bediengerät mitnehmen. Dafür wird mit dem Safe Wireless System inklusive der Bedienbereichsüberwachung wieder durch Pairen eine virtuelle Kabellänge, diesmal die 10 m, definiert. Der Bediener erhält erst bei einer Entfernung von 10 m eine Warnung. Diese Warnung löst noch keinen Not-Halt aus, das Pulsieren des Not-Halt und Vibrieren des Gerätes führen den Bediener zurück in den vorgesehenen Bedienbereich, ohne den Arbeitsfluss zu stören. Entfernt sich der Bediener dennoch weiter, wechselt das System in den sicheren Zustand – es löst den Not-Halt aus.