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Gefahrlos verpacken

Text: Götz Fiessler, Fiessler Elektronik Fotos: Angelo Gilardelli
Ehe Waren die Fabrik verlassen, werden sie in Kartonagen verpackt. Dieser Prozess soll möglichst effizient erfolgen, um eine hohe Produktivität zu erreichen. Gleichzeitig dürfen Mitarbeiter, die in diesem Bereich arbeiten, nicht gefährdet werden. Ein Widerspruch? Nicht für moderne Sicherheitslösungen.

Werden Waren verpackt, landen sie häufig in mittelgroßen Losen in Kartonagen. Ein Palletierroboter platziert diese Kisten am Ende des Verpackungsprozesses auf Europaletten, die dann von einem Gabelstapler zum eigentlichen Versand per LKW transportiert werden. Der voll automatische Handling-Prozess birgt für Personen, die sich in der Nähe des Roboters aufhalten, eine Hohe Gefahr. Der Ein- und Ausgangsbereich des Portalroboters hat in der Regel einen Zugang, durch den die bestückten Europaletten aus der Beladestation gelangen. Um den Ablauf nicht unnötig zu verlangsamen, ist dieser Öffnungsbereich häufig frei zugänglich. Ein solcher Zugang birgt ein erhöhtes Risiko: das unbefugte Betreten der Gefahrenstelle.Der Konstrukteur steht deshalb vor der Aufgabe, diese Gefahr mit geeigneten Mitteln abzusichern. Ein möglicher Lösungsansatz ist, den Zugangsbereich mit einer Tür abzusichern. Diese öffnet sich beim Transport von Material in oder aus der Beladestation. Eine solche Absicherung führt dazu, dass sich die Zykluszeit durch das Öffnen und Schließen der Schutztür erheblich vergrößert. Diese Folge ist in der Praxis oft unerwünscht und somit nicht akzeptabel. Häufig führt es sogar zum Überbrücken der Sicherheitseinrichtung. Eine praxisgerechtere Lösung für dieses sicherheitstechnische Problem ist deshalb gefragt. So lässt sich der Zugangsbereich zum Beispiel auch mit einem Sicherheitslichtvorhang oder einem Sicherheitslichtgitter absichern. Der Vorteil solcher Systeme: Wird der Lichtvorhang oder das Lichtgitter unterbrochen, wird die gefahrbringende Bewegung sicher abgeschaltet.

Gefahren unverzüglich eliminieren

Die Lichtschranke wird jedoch auch unterbrochen, wenn das zu- oder abgeführte Material den Bereich passiert. Das wiederum hat eine Stillsetzung des Portalroboters zur Folge. Daraufhin wird der Beladeprozess nur fortgeführt, wenn ein Starttaster betätigt wird. Auch eine solche Absicherung ist nicht anwenderfreundlich und wird deshalb in der Regel nicht akzeptiert. Es bedarf also einer Sicherheitslösung, die zwei Anforderungen auf einmal erfüllt: Sie muss sowohl kurze Zykluszeiten umsetzen als auch eine komplette Absicherung der Anlage gewährleisten. Das bedeutet, sie muss sicher zwischen Mensch und Material unterscheiden können. Nur wenn eine Person den Lichtvorhang unterbricht, soll die Gefahr bringende Bewegung abgeschaltet werden. Damit die Überbrückung auch sicher ist und den einschlägigen Vorschriften entspricht, müssen bestimmte Voraussetzungen eingehalten werden: Für die sichere Unterscheidung zwischen Mensch und Material müssen mindestens zwei Muting-Sensoren vorhanden sein. Diese müssen durch die Überbrückungseinheit auf richtige Funktion überwacht sein. Für die Personenerkennung wird eine selbstüberwachte Sicherheitslichtschranke benötigt. Die Einleitung und das Beenden der Überbrückung der Sicherheitslichtschranke ist nur bedingt durch den Materialbewegungsprozess erlaubt. Eine Manipulation der Überbrückung muss ausgeschlossen werden. Der Personenschutz muss auch während der Überbrückung der Sicherheitslichtschranke gewährleistet sein. Die EN 61496/IEC 1496 schreibt zusätzlich vor, dass der Überbrückungszustand durch einen Leuchtmelder angezeigt werden muss. Dieser ist durch die Überbrückungseinheit zu überwachen.

Überbrückungssystem PLSG

Fiessler Elektronik hat für diese Aufgabe verschiedene Lösungen entwickelt, welche die bestmögliche Absicherung einer Beladestation gewährleisten. Soll an der Anlage nur eine Schleuse abgesichert werden, kommt das aufsteckbare Überbrückungssystem PLSG zum Einsatz. Es besteht aus der Auswerteeinheit PLSG, einem Sicherheitslichtvorhang oder -lichtgittern ULVT sowie mindestens zwei Muting-Sensoren. Die Muting-Lampe ist in der PLSG-Einheit integriert. Die komplette Sicherheitsfolgeschaltung enthält: die Stromversorgung, die Ansteuerung für Lichtsender, die Lichtgitterüberwachung, eine Anlauf- und Wiederanlaufsperre, Ventil- oder Schützenüberwachung, die Ansteuerung und Überwachung der Muting-Sensoren, die Überwachung der integrierten Muting-Lampe und die Überbrückungsfunktion für die Sicherheitslichtschranke. Optional kann mit der Sicherheitskleinsteuerung PLSG der komplette Notauskreis überwacht werden. Eine Zusatzschaltung ist beim Einsatz dieses Überbrückungssystems nicht erforderlich.Um die Sicherheitsfunktion zu erhöhen, enthält das Muting-Schaltgerät eine sichere Zeitüberwachung. Diese Überwachung hebt die Überbrückungsfunktion nach einer einstellbaren Zeit auf. Abhängig davon, wie lang das Material benötigt, um den Absicherungsbereich zu passieren, variiert die einstellbare Zeit zwischen 3 und 90 Sekunden. Für Anwendungsfälle, bei denen sich das Material oder etwa ein Regalbedienungsfahrzeug längere Zeit im Absicherungsbereich befinden muss, kann die Überbrückungseinheit so programmiert werden, dass die Zeitüberwachung aufgehoben ist.Für Anlagen mit mehr als einem Eingangsbereich kommt die Sicherheits-SPS FPSC zum Einsatz. Die Steuerung überwacht bis zu vier Muting-Stationen gleichzeitig und unabhängig von einander. Diese Sicherheits-SPS enthält parametrierbare Muting-Bausteine. Jeder dieser Bausteine beinhaltet die Überwachungsfunktionen des PLSG-Systems mit Ausnahme der integrierten Muting-Lampe. Sowohl das System als auch die Sicherheits-SPS erreichen im Normalfall eine Reaktionszeit von 0,5 ms.

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