Mensch und Maschine vor Gefahr bringenden Prozessen in der Fertigung und Logistik zu schützen, steht für Dr. Weigert neben der Verantwortung für Hygiene und den Umgang mit unserer Umwelt an oberster Stelle“, sagt Dirk Böttger, stellvertretender Betriebsleiter beim Hamburger Entwickler und Hersteller von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln Dr. Weigert. Etwa bei schnellen, automatisierten Prozessen wie im Bereich des Folienwicklers und Rolltors. Als Partner des Unter­nehmens agieren unter anderen In­dustrieautomation Dirk Hähner als Dienstleister für Programmier- und Servicearbeiten und Leuze electronic, Hersteller der sicherheitstechnischen Schutzeinrichtungen zur Absicherung von Materialzufluss und -abfluss im Bereich des Folienwicklers und Rolltors.

Sicherheitstechnische ­Anforderungen

Materialfluss: Nachdem ein Roboter abgefüllte Reinigungsmittel auf eine Europalette gestapelt hat, erfolgt der Weitertransport zur Sekundär­verpackung.

© Leuze electronic

Dr. Weigert mischt nach ausschließlich eigens entwickelten Rezepturen Reinigungs- und Desinfektionsmittel für die Reinigung und Desinfektion in der Labor- und Medizintechnik, auf dem Großküchensektor sowie in der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie. Die chemischen Produkte werden nach dem Mischvorgang unter anderem in Kunststoffkanister unterschiedlicher Volumina und Formen abgefüllt und anschließend von Robotern auf Paletten gestapelt. Fahrerlose Transportsysteme fahren die auf Europaletten gestapelten Produkte in den Bereich, in dem vom Folienwickler ‚Tosa 126 E‘ die Umverpackung der Ware erfolgt. 

Der komplette Materialflussprozess – vom Zulauf zum Folienwickler, über dessen Auslauf bis zum Passieren des Rolltors auf dem Weg ins Lager – wird über ein sicheres Systemlösungskonzept von Leuze electronic gesteuert.

Absicherung des Rolltors

Mit der Inbetriebnahme des Folienwicklers von Tosa wurde gleichzeitig das Rolltor am Auslauf des Materialflusses in Richtung Lager durch ein neues ersetzt. Das bisherige Tor war noch durch keinerlei Sicherheitstechnik abgesichert. Doch Neuerungen in der Maschinenrichtlinie schreiben eine sicherheitstechnische Überwachung mittlerweile zwingend vor. „Nicht ganz einfach, die Rolltor-Absicherung, denn ein Muting mit Sensoren war aus Platzgründen kaum machbar – und ohne schlüssiges ganzheitliches Sicherheitskonzept hätten wir den Auftrag nicht bekommen“, sagt Dirk Hähner, Managing Director des genannten Unternehmens. Eine konkrete sicherheitstechnische Anforderung war, dass der Materialtransport künftig sicher in den gegen unbefugten Zutritt abgesicherten Gefahrenbereich hinein und auch wieder aus diesem hinaus erfolgen würde. Aufgrund der räumlichen Beschränkungen im Bereich des Rolltors wurde eine platzsparende Safety-Lösung gesucht, die die Annäherung der umwickelten Europalette auf dem Förderband erkennt, das Schutzfeld temporär überbrückt und so eine störungsfreie Durchfahrt des Transportguts gewährleistet. Wichtig hierbei war jedoch, dass das Schutzfeld nur bei Annäherung des Transportguts überbrückt wird, der Zugang von Personen jedoch verhindert wird. Bislang waren für die Erkennung des Transportguts – und damit auch zur Unterscheidung von Personen – zusätzliche Sensoren unerlässlich.
 

Smart Process Gating

Dirk Hähner setzt auf ‚Smart Process Gating‘ (SPG), ein sensorloses Muting-Verfahren von Leuze electronic. Dieses Muting-Verfahren kommt bei der Absicherung von Gefahrenbereichen, die gegen unbefugten Zutritt gesichert werden müssen, ohne zusätzliche Muting-Sensoren aus. Es basiert auf Typ-4-Sicherheits-Lichtvorhängen der Baureihe ‚MLC‘ und ist in die Variante MLC 530 SPG integriert. Im Grundprinzip nutzt das SPG-Verfahren zwei Steuersignale: Das erste Signal (Control Signal, CS) wird von der Anlagensteuerung bereitgestellt, das zweite Signal (Protective Field Interruption, PFI) wird bei der Unterbrechung des Schutzfeldes vom Sicherheits-Lichtvorhang selbst erzeugt.

Da beim Smart Process Gating vor und hinter dem Lichtvorhang kein Platz für Muting-Sensoren vorzusehen ist, sind platzsparende Lösungen möglich.

© Leuze electronic

Um das Schutzfeld des Sicherheits-Lichtvorhangs für die Durchfahrt des Transportguts zu überbrücken, wird beim SPG kurz vor der Einfahrt in das Schutzfeld das erste Schaltsignal von der Prozesssteuerung an den Sicherheits-Lichtvorhang gesandt. Der Zeitpunkt muss so eingestellt sein, dass sich das Transportgut näher als 200 mm vor dem Schutzfeld befindet. Dies ist notwendig, um das Durchschlüpfen von Personen auszuschließen. Das SPG-Verfahren setzt daher Kenntnis über die Position des Transportguts voraus, damit die nötigen SPS-Steuersignale im richtigen Zeitfenster am Sicherheits-Lichtvorhang vorliegen. Der Sicherheits-Lichtvorhang erzeugt bei der Einfahrt in das Schutzfeld das zweite Signal. Dies startet die Überbrückung des Schutzfelds. Die Überbrückung endet nach einer festen Zeit, nachdem das Transportgut das Schutzfeld wieder verlassen hat.

Die Integration einer SPG-Anwendung in eine Anlage ist sicherheitstechnisch als Systemlösung zu betrachten, die im Zusammenspiel von Sicherheits-Lichtvorhang, Anlagensteuerung und gegebenenfalls mechanischen Elementen entsteht. Hierzu benötigt der Anlagenbauer Erfahrung im Safety-Design, da er zum Beispiel die Gating-Sequenz in der SPS programmiert und die Sicherheits-Systemlösung selbst erstellt. Eine wichtige Anforderung ist die Kenntnis der aktuellen Position des Transportgutes durch die Analgensteuerung. Die SPS muss wissen, wann das Schutzfeld vom Transportgut erreicht beziehungsweise verlassen wird, um die nötigen Steuersignale zum richtigen Zeitpunkt an den Sicherheits-Lichtvorhang zu senden. Der erreichbare Per-formance Level der Lösung ergibt sich zusammen mit der verwendeten Anlagensteuerung: Zusammen mit einer Standardsteuerung wird Performance Level d erreicht, zusammen mit einer Sicherheitssteuerung ergibt sich Performance Level e.

Dank der Smart-Process-Gating-Anwendung werden die Paletten bei Dr. Weigert störungssicher transportiert – auch unterbrochene Paletten mit Spalt zwischen der Ladung.

Autor: 
Martina Schili ist verantwortlich für Corporate Communications und Public Relations bei Leuze electronic in Owen.