Beim zeit­gesteuerten 2-Sensor-­Muting kreuzen sich die Strahlen der Muting-Sen­soren hinter dem Schutzfeld innerhalb des Gefahrbereichs, damit Muting nicht unbe­absichtigt ausgelöst werden kann.

© Leuze Electronic

Während beim sequenzgesteuerten Muting die Reihenfolge von Aktivierung und Deaktivierung der Muting-Signale ausgewertet wird, überprüft die Muting-Steuerung beim zeitgesteuerten Muting die Gleichzeitigkeit der Aktivierung beider Signale innerhalb eines hinreichend kleinen Zeitfensters. Für Exit-Only-Anwendungen, in denen das Transportgut ausschließlich aus einem Gefährdungsbereich heraus transportiert wird, wurde in der IEC/TS 62046 ein spezielles platz- und kostensparendes sequenzgesteuertes 2-Sensor-Muting standardisiert. Nur bei Erfüllung der jeweiligen Erwartungshaltung wird die Schutzfeldfunktion der AOPD überbrückt.

Im informativen Anhang D der IEC/TS 62046 sind Beispiele anhand von Palettentransportsystemen mit einer Gleichzeitigkeitserwartung <4 sec angegeben. Für andere Anwendungen kann ein kleinerer Wert geeigneter sein. Die meist verwendeten, direkt an die Muting-Steuerung angeschlossenen Sensoren sind zwar keine funktional sicheren Bauteile; dennoch werden bestimmte Mindestanforderungen an sie selbst und ihre Anschaltung an die Muting-Steuerung gestellt. Dazu gehört beispielsweise, dass im Falle irgendeines Fehlers in der Signal-, Versorgungs- oder Erdleitung eines Muting-Sensors kein Signal ausgegeben werden darf. Ebenso darf ein einzelner interner Fehler im Steuerkreis nicht zur Aktivierung von Muting führen.

Viele Muting-Komplett-Sets bieten ein Paket aus aufeinander abgestimmten Komponenten. In den Sets MLD-UDC etwa ist ein Lichtgitter in Gerätesäulen so vormontiert, dass es unkompliziert in Höhe und Ausrichtung der Anwendung angepasst werden kann.

© Leuze Electronic

Beim üblicherweise verwendeten zeitgesteuerten Muting ist keineswegs nur die häufig anzutreffende Kreuzstrahl-Anordnung der Sensoren normativ zulässig. Besser geeignet können beispielsweise tastende Sensoren sein, die aus dem Gefährdungsbereich ausfahrendes Transportgut erfassen. In Anordnungen, durch die der Gefährdungsbereich verlassen wird, kann es sinnvoll sein, nur einen der beiden optischen Sensoren durch das Schutzfeld hindurch aus dem Gefährdungsbereich ­"herausschauen" zu lassen und unter Ausnutzung von Filterzeiten der Sensorsignale oder einer kurzen Muting-Verlängerungszeit Manipulationsmöglichkeiten von außen zu verhindern. Allerdings können tastende Sensoren in einigen Anwendungen in Verbindung mit bestimmten Materialien zu einer geringeren Verfügbarkeit der Objekt-Erkennung führen und somit Manipulationsanreize liefern.

Appikationsseitig ist stets darauf zu achten, dass

• keine ungesicherten großen Lücken neben dem Transportgut entstehen, die während des Mutings den Zutritt durch Personen ermöglichen,
• durch das transportierte Material beim Durchfahren der Sicherheitseinrichtung keine Gefährdungen - etwa durch Stoß-, Quetsch- oder Scherstellen - entstehen,
• die Muting-Funktion durch eine Person nicht irrtümlich ausgelöst oder mit einfachen Mitteln genutzt werden kann, um in den Gefährdungsbereich zu gelangen.

In vielen realen Anwendungen ist die Anordnung der Muting-Sensoren aus Platz- oder Verfügbarkeitsgründen nicht geeignet, um Personen sicher vom Transportgut zu unterscheiden. Aufgrund der Montage der AOPD am ­Pfosten des umgebenden Schutzzauns können große Öffnungen zwischen Transportgut und Schutzeinrichtung entstehen, die zur Umgehung geradezu einladen – also das unerlaubte Betreten während des Mutings ermöglichen.

Bei Verwendung von optischen Sensoren, die sich prinzipbedingt durch Personen sehr einfach manipulieren lassen, ist auf eine Anordnung zu achten, die das Erzeugen einer gültigen Muting-Bedingung durch eine Person ausschließt. Aus Security-Sicht besser als Muting-Sensor geeignet sind solche, die von Personen nicht mit einfachen Mitteln ausgelöst werden können – etwa induktive Sensoren, im Boden verlegte Induktionsschleifen, Code-Leser oder RFID-basierte Systeme.

Manipulation ausgeschlossen

Signalverlauf beim Smart Process controlled Gating (SPG)

© Leuze Electronic

Generell soll nach IEC/TS 62046 durch Muting-Sensoren nicht die Transporteinrichtung, wie zum Beispiel Paletten oder Gitterboxen, erfasst werden, sondern das zu transportierende Material. In der Praxis ist dies oft leichter gesagt als getan. Hilfreich zur Beherrschung dieses Security-Problems kann hier ein zusätzliches Freigabesignal "Mute Enable" von der betriebsmäßigen Steuerung sein, sofern dem Steuerungsprogramm bekannt ist, wann ein zulässiges Gebinde das Schutzfeld unterbrechen wird.

Um schwierige Objekte verschiedener Größen oder Positionen zuver­lässig zu erfassen, sind Sensoren mit optischer Strahlaufweitung geeignet, die durch ihre zuverlässige Funk­tionsweise Manipu­lationsanreize verringern können.

© Leuze Electronic

Mit dem prozessgesteuerten "Smart Process Controlled Gating" (kurz SPG) für Sicherheits-Lichtvorhänge hat Leuze Electronic ein Verfahren entwickelt, das sich durch den Verzicht auf Muting-Sensoren so auslegen lässt, dass ein bewusstes Manipulieren der Muting-Steuerung praktisch unmöglich ist, und das in bestimmten Applikationen gleichzeitig die betriebsmäßige Verfügbarkeit erhöhen kann. Ein erstes Muting-Signal kommt dabei von der Prozesssteuerung (SPS) während das zweite Signal durch das Schutzfeld selbst erzeugt wird. Vo­raussetzung für Smart Process Con­trolled Gating ist eine genaue Prozesskenntnis, damit die nötigen SPS-Steuersignale im vom Sensor erwarteten Zeitfenster zur Verfügung gestellt ­werden.

Leuchtmelder sind kritisch zu sehen

Immer wieder diskutiertes Thema ist der Muting-Leuchtmelder: Wird er nun normativ gefordert oder nicht? Die aktuelle Fassung der IEC/TS 62046 hat die ursprüngliche Forderung nach einem überwachten Leuchtmelder praktisch umgekehrt. Aus gutem Grund ist die Anwendung eines Leuchtmelders – ob überwacht oder nicht – kritisch. Falls er zur Anzeige des Muting-Zustandes benutzt wird, ist laut Norm nun die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, dass der Leuchtmelder dazu benutzt werden kann, in den Gefährdungsbereich einzudringen. In der künftigen Norm wurde also bedacht, dass ein Leuchtmelder nicht nur ein Warnsignal, sondern gleichzeitig auch ein Manipulationsanreiz sein kann. Deshalb ist seine Anbringung und Überwachung nicht mehr verpflichtend, sondern wird eher nicht empfohlen.

Ein ebenso oft diskutierter wie auch kritischer Punkt ist die von der IEC/TS 62046 geforderte Muting-Zeitbegrenzung. Sie soll so klein wie möglich sein, unter anderem um die Auswirkungen von nicht beherrschten Fehlern sowie vorhersehbarer Fehlanwendungen zu beschränken. Vom gern genutzten Abschalten dieser Begrenzung für den Fall extrem langer Durchlaufzeiten durch die Schutzeinrichtung ist dringend abzuraten, denn es handelt sich dabei um eine sicherheitsrelevante Maßnahme, die in einigen Anwendungen so genannte Common Cause Fail­ures aufdeckt. Vielmehr ist in solchen Fällen zu prüfen, ob eine AOPD und Muting überhaupt die richtigen Maßnahmen sind, um das Risiko an bestimmten Gefahrstellen zu reduzieren. Moderne AOPD mit integriertem Muting verhindern deshalb das vollständige Abschalten der Muting-Zeitbegrenzung; stattdessen stehen verschiedene Werte zur Auswahl.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass es in manchen maschinenspezifischen C-Normen unter anderem aus ­historischen Gründen einige von der EN ISO 13855:2010 abweichende An­forderungen gibt. Generell gilt hier für harmonisierte europäische Normen: Steht für eine Maschinenart eine C-Norm zur Verfügung, so haben deren ­Anforderungen Vorrang gegenüber denen der B1-Norm EN ISO 13855 – auch wenn diese den aktuellen Stand der Technik darstellt.

Autor:
Dr. Volker Rohbeck ist bei Leuze Electronic als Safety Consultant tätig.