Wie Retrofit-Maßnahmen wirtschaftlich gelingen.

Maschinen optimieren EG-konform: Retrofit von Anlagen

28.10.2019

Wer komplexe Maschinenanlagen modernisiert, muss deren Konformität unter Umständen neu bewerten. Entscheidend ist, ob eine wesentliche Änderung im Sinne der Maschinenrichtlinie vorliegt. Retrofit-Maßnahmen können dabei wirtschaftlich gelingen.

Anlagenbetreiber wie auch Komponentenhersteller stehen bisweilen vor der gleichen Frage: Wann ist das Retrofit einer Maschine eine wesentliche Änderung? Viele Betreiber zögern, ihre Anlagen zu modernisieren, weil ein neues Verfahren zur Konformitätsbewertung die Maßnahmen unwirtschaftlich machen könnte. Diese Unsicherheit wirkt sich auch auf Zulieferer aus, etwa wenn sich Komponenten schwieriger vermarkten lassen.

Vollautomatisierte Maschinenanlagen lassen sich oft durch relativ kleine Anpassungen effektiv optimieren. Einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz haben die elektrischen, elektronischen und programmierbar elektronischen Steuerungen. Leistungsfähigere Komponenten oder Software können die Produktivität einer Anlage steigern und gleichzeitig Materialverschleiß und Energieverbrauch senken.

PSI Technics entwickelt solche Steuerungskomponenten – zum Beispiel für Brückenkräne, oder für Intralogistikanlagen wie Förderanlagen und Regalbediengeräte (RBG). Weil es sich jedoch um keine zertifizierten Sicherheitsbauteile handelt, sind Kunden bisweilen unsicher, wie eine Umrüstung EG-Konform gelingt.

Das Positioniersystem Aratec wertet beispielsweise Sensor- und Steuerungsdaten aus und sendet Befehle an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Indem es etwa Bremsvorgänge von RBGs optimiert, fallen Schleichfahrten weg und Fahrzeiten werden deutlichen reduziert. Gleichzeitig können Zielkoordinaten exakter angesteuert werden.

Klarheit für Betreiber und Zulieferer

PSI Technics wollte seinen Kunden einen Überblick darüber verschaffen, welche Änderungen an einer Steuerungen wesentlich sind und welche problemlos umgesetzt werden können. Experten für Funktionale Sicherheit des Prüfdienstleisters TÜV Süd unterstützten das Unternehmen dabei.

Bei einem Workshop stellten sie zuerst die grundsätzlichen Bedingungen für eine wesentliche Änderung fest. Die PSI-Technics-Mitarbeiter skizzierten die üblichen Umbauoptionen einer SPS beim Einsatz der Aratec-Komponente. Anschließend prüften die Experten die Umbaukonzepte auf die zuvor identifizierten Bedingungen. Dabei half ihnen ein einfaches Flussschema.

Bei der zugrunde liegenden Steuerungskonstellation sendet die SPS Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsbefehle an den im Frequenzumrichter integrierten Servopositionsregler. Die Regler werden zwar individuell angepasst, ihre standardisierten Parametersätze lassen jedoch meist Raum für Optimierungen.

Um die Leistung der Steuerung zu verbessern kann Aratec auf unterschiedliche Weise integriert werden: Entweder sie wird zwischen SPS und Frequenzumrichter geschaltet und übernimmt die Funktion eines Positionsreglers oder das System ersetzt einen vorhandenen Positionsregler.

In beiden Fällen verarbeitet die Komponente lediglich Positionsdaten. Solange sicherheitsgerichtete Signale unberührt bleiben, entstehen keine neuen Gefahren. In aller Regel handelt es sich dann nicht um eine wesentliche Änderung.

Grundsätzlich kann das Aratec auch so in eine Steuerung integriert werden, dass es zusätzlich sicherheitsgerichtete Signale aufnimmt, verarbeitet und ausgibt. In diesem Fall muss weiter untersucht werden, ob durch die Änderung neue Gefährdungen entstehen oder Risiken steigen und ob die vorhandenen Schutzeinrichtungen dafür ausreichen. Genügen die Schutzeinrichtungen nicht, um Gefährdungen oder Risiken, die durch die Änderungen entstehen, ausreichend zu reduzieren, liegt eine wesentliche Änderung vor. Nur dann ist eine neue Konformitätsbewertung nötig.

Gründliche Dokumentation hilft

Bei der Frage, wie die Steuerung effektiv verändert wird und ob die Änderung wesentlich ist, hilft auch ein Blick in die Anlagendokumentation. Anhand des Einbaukonzepts, der Gefährdungsbeurteilung sowie einer umfassenden Lebenslaufakte können Konstrukteure verlässlich nachvollziehen, ob die sicherheitsgerichteten Signale auch nach dem Einbau zusätzlicher Komponenten weiterhin sicher verarbeitet werden. Voraussetzung ist, dass die Dokumentation lückenlos ist.

PSI Technics und TÜV Süd zeigen: In den meisten Fällen kann eine Steuerung problemlos und einfach optimiert werden. Effektive, nachhaltige Retrofit-Maßnahmen zahlen sich deutlich früher aus als erwartet. Klar ist auch: Selbst wenn ein Retrofit wesentliche Änderungen erfordert, sollten sich Unternehmen dadurch nicht unbedingt von Modernisierungen abhalten lassen.

Sind größere, sicherheitsrelevante Eingriffe nötig, lässt das darauf schließen, dass die Steuerung auch sicherheitstechnisches Optimierungspotenzial hat. Für Betreiber lohnt es sich folglich in jedem Fall, ihre Anlagen auf Möglichkeiten zur Optimierung untersuchen zu lassen.

Bildergalerie

  • Das Flussschema hilft beim Ermitteln, ob eine Steuerung wesentlich verändert wurde.

    Bild: TÜV Süd

  • Aufbau einer Steuerung vor der Änderung: Die SPS sendet Sicherheitssignale, Zustandsdaten und Positionsvorgaben an den Frequenzumrichter.

    Bild: TÜV Süd

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