Sicherheit in die Antriebstechnik integrieren: Produktivität steigern ohne Kompromisse

Letztlich ist das Ziel jeder Fertigungsanlage die Produktion von Erzeugnissen. Entsprechend konzentrieren sich Unternehmensziele oft auf Effizienz, Qualität und Produktivität. Während einige Unternehmen Sicherheit als notwendiges Übel oder gar als kostspieligen Produktivitätsbremser betrachten, stuft die Spitzenklasse der Hersteller Sicherheit als Priorität ein und verankert sie tief in der Unternehmenskultur. Integrierte Sicherheitsfunktionen in Antriebssystemen können dabei helfen, die Anlagen- und Bedienersicherheit zu erhöhen und gleichzeitig die Produktivität zu steigern.

Was ist Antriebstechnik (Motion Control)?

Antriebstechnologien, die in der gesamten Fertigungsindustrie eingesetzt werden, fungieren als das Gehirn des Automatisierungssystems. Gemeinsam erzeugen Komponenten wie Mikrocontroller, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Motion Controller eine Bewegungssequenz, die Geschwindigkeit, Position und Drehmoment steuert.

Innerhalb eines Antriebs-Automatisierungssystems übermittelt ein Eingabegerät oder ein Softwareprogramm voreingestellte Anweisungen an den Motion Controller. Dieser signalisiert dem Antrieb, der den Motor steuert. Basierend auf den Eingaben erzeugt der Motor dann eine lineare oder rotatorische Bewegung mit der festgelegten Geschwindigkeit und dem Drehmoment. Zusätzlich überwachen Sensoren der Antriebstechnik Geschwindigkeit, Drehmoment, Temperatur, Vibration und Strom, um sicherzustellen, dass der Betrieb wie vorgesehen verläuft.

Fortschritte in der Antriebstechnik erhöhen Sicherheit und Produktivität

Traditionell wurden gefährliche Maschinen physisch abgeschirmt, was bedeutete, dass Bediener die Produktion stoppen mussten, um ein Problem zu beheben – was zu ungeplanten Stillstandszeiten führte. Noch schlimmer: Um Stillstandszeiten zu vermeiden, wurden Bediener oft versucht, die Maschine laufen zu lassen und die Barriere zu umgehen – was zu Verletzungen führte.

Um diese Szenarien zu vermeiden, können Sicherheitsfunktionen über Hardware und elektromechanische Sicherheitskomponenten nachgerüstet werden, die Geräte bei Erkennung von Gefahren oder Auslöseereignissen automatisch abschalten. Beispielsweise stoppt eine Maschine, wenn der zugehörige Sicherheitslichtvorhang durchbrochen wird. Zwar sind solche Schutzmaßnahmen notwendig, doch diese Abschaltungen führen zu ungeplanten Stillstandszeiten und Produktivitätsverlusten. Zudem kann der plötzliche Stopp die Maschineninternas und das bearbeitete Produkt beschädigen, was zu kostspieligen Wartungen, Ausfallzeiten und Ausschuss führt. Obwohl diese Sicherheitsvorrichtungen die Bediener gründlich schützen, können sie nicht unterscheiden, ob ein Auslöseereignis ein echter Notfall ist, der einen kompletten Stillstand erfordert, eine Gefahr, die durch Verlangsamung der Maschinengeschwindigkeit vermieden werden könnte, oder ein Fehlalarm.

Auf der Suche nach einer Möglichkeit, Maschinensicherheit ohne negative Auswirkungen auf die Produktivität zu integrieren, wurden sicherheitsintegrierte Antriebssysteme entwickelt. Hier werden Sicherheitsfunktionen nicht nachträglich an Geräte angebaut, sondern in das Antriebssystem – in Antriebe, Controller oder SPS – integriert. Beispielsweise führt antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionalität eine kontinuierliche Sicherheitsüberwachung durch, um den Antrieb sicher zu stoppen, ohne die Hauptstromversorgung zu trennen. Dies ermöglicht schnellere Neustarts, weniger Ausfallzeiten und verringert die Wahrscheinlichkeit von Geräte- oder Produktbeschädigungen. Grundlegende antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen umfassen sicheres Stoppen, sicheres Bremsen und Bewegungsüberwachung.

Diese Art integrierter Sicherheit kann über zentrale oder dezentrale Sicherheitssteuerungen erreicht werden. Bei der zentralen Steuerung ist die gesamte Anwendung in der Motion- oder Logik-SPS enthalten. Dezentrale Sicherheitslösungen beinhalten entfernte Sicherheits-SPS mit Sicherheitsanforderungen, die über programmierte Eingaben festgelegt werden.

Eingaben können eine Sicherheitssequenz umfassen, die steuert, wie die Maschine auf ein Auslöseereignis reagieren soll: Soll die Maschine vollständig stoppen oder mit einer bestimmten Rate verlangsamen? Welcher Zeitrahmen liegt zwischen Auslöseereignis und Stillstand oder Verlangsamung? Soll die gesamte Linie oder nur ein einzelnes Gerät betroffen sein?

Während Sicherheitsfunktionen auf verschiedene Weise verpackt werden können, ist eines sicher: Die fortschrittlichen Fähigkeiten heutiger sicherheitsintegrierter Antriebssysteme, angemessen auf Ereignisse zu reagieren, bedeuten, dass Sicherheit und Produktivität harmonisch koexistieren können. Die Vorteile der Integration sicherheitsintegrierter Antriebstechnik in das Automatisierungssystem umfassen weniger Unfälle, längere Gerätelebensdauer, weniger Ausschuss und höhere Gesamtproduktivität durch weniger Unterbrechungen, weniger Ausfallzeiten und schnellere Neustarts. Als Bonus sind Mitarbeiter tendenziell produktiver, wenn sie sich wertgeschätzt fühlen.

Das Versäumnis, sicherheitsintegrierte Antriebstechnik zur Steigerung sowohl von Produktivität als auch Sicherheit einzusetzen, kann Hersteller dazu bringen, im Wettbewerb nicht mehr mithalten zu können. Bedenken Sie jedoch, dass die bloße Integration eines sicherheitsintegrierten Antriebssystems in automatisierte Maschinen keine unfallfreie Anlage garantiert. Die Technologie muss in Verbindung mit einer Risikobewertung eingesetzt werden, die die Maßnahmen identifiziert, die zur Vermeidung von Risiken für Personal und Ausrüstung erforderlich sind, sowie die möglichen Ereignisse bestimmt, die die Sicherheitsfunktionalität auslösen könnten, und die Art, wie die Maschine auf diese Ereignisse reagieren sollte, um Probleme zu vermeiden. Zusätzliche Komponenten wie Sicherheitsschalter und Relais, Lock-out/Tag-out-Ausrüstung, Sicherheitslichtvorhänge und andere Vorsichtsmaßnahmen können ebenfalls erforderlich sein, um alle relevanten Sicherheitsstandards und -vorschriften zu erfüllen.

Um mehr über sicherheitsintegrierte Antriebstechnik und wie sie helfen kann, sowohl Sicherheit als auch Produktivität in Ihrer Anlage zu verbessern, kontaktieren Sie bitte einen JHFoster-Spezialisten.