Kaffeeduft liegt in der Luft: Mit hoher Geschwindigkeit durchlaufen bei Haco aneinander gereihte Glasbehälter die automatisierte Abfüllanlage. Auf die Befüllung mit Instantpulver folgt eine schützende Folienversiegelung, das Verschrauben mit Deckeln und das Labeln der Gläser. Am Ende des mehrstufigen Abfüllprozesses brennt ein Beschriftungslaser der Klasse 4 Chargennummer, Abfüll- und Mindesthaltbarkeitsdatum auf die vorgesehene Position des Etiketts. Schließlich werden die Kaffeebehälter in Kartons verpackt und versandfertig palettiert.
Es war absehbar, dass die geplante Integration eines neuen Lasers beim End-of-line-Packaging der Glaskaffeebehälter Risiken mit sich bringen würde: Denn der Beschriftungslaser kommt an einem Rundtisch zum Einsatz, an dem die Gläser reihum im Takt beklebt, beschriftet und geprüft werden. An den Schutztüren rund um die Laserbeschriftungsmaschine ist das Schutztürsystem PSENmlock von Pilz für eine sichere Verriegelung bis Performance-Level (PL) e zuständig. Um das Bedien- und Servicepersonal durch die Integration des neuen Etikettierlasers nicht zu gefährden, sind zwei Schutztüren sicher zu überwachen. Die Anforderungen hierbei: Erstens muss der Laser unverzüglich abgeschaltet werden, wenn ein Mitarbeiter die Schutztür während der Betriebsphase öffnet. Zweitens muss die Sicherheitslösung auch die Antriebe und die Not-Halt-Taster im Blick haben. Und drittens muss das Sicherheitsschaltgerät so flexibel sein, dass auch zusätzliche Anforderungen erfüllt werden können.
Diese erhöhten Anforderungen brachte das vom Anlagenhersteller bis dato eingesetzte PNOZ X von Pilz an seine Grenzen: Das Sicherheitsschaltgerät überwacht pro Relais genau einen Sicherheitskreis bzw. eine Sicherheitsfunktion. Wer mehr Funktionen will, muss weitere Sicherheitsschaltgeräte hinzufügen. Daher sollte eine ausbaufähige, modulare Alternativlösung zum Einsatz kommen. Zusätzliche Anforderung: Da die Anlage fast rund um die Uhr in Betrieb ist, sollte die Ausfallzeit möglichst gering sein.
Modulare Sicherheitslösung
Mit einem qualifizierten Mitarbeiterteam leistet die Haco Holding AG mit Stammsitz im schweizerischen Gümligen einen Großteil der Anlagenwartung, Anpassungen und Optimierungen in Eigenregie. In Sachen Sicherheit arbeitet der Lebensmittelhersteller seit langem eng mit dem Automatisierungsunternehmen Pilz zusammen. „Wir haben Pilz in den vergangenen Jahren als kompetenten und innovativen Partner kennengelernt, der uns in sämtlichen Fragen rund um Safety und Security zur Verfügung steht“, betont Piotr Grzelinski, Elektrokonstrukteur bei Haco. „Da in der Anlage bereits Sicherheitsschaltgeräte von Pilz verbaut waren, lag es nahe, die Kollegen der Niederlassung in Mägenwil um Rat zu fragen.“
Das Sicherheitsschaltgerät myPNOZ von Pilz war gerade auf dem Markt, als Haco mit der zeitkritischen Aufgabenstellung an den Experten für die sichere Automation herantrat. Das modular aufgebaute Sicherheitsschaltgerät stieß auf Interesse, bot es doch mit seinem einfachen Konfigurations-, Bestell- und Inbetriebnahmemodus eine schnelle, auf den individuellen Bedarf zugeschnittene und nahezu aus dem Stand einsatzfähige Sicherheitslösung.
Wunschgerät per Knopfdruck
Das kundenspezifisch vorgefertigte Sicherheitsschaltgerät besteht hardwareseitig aus einem Kopfmodul mit bis zu acht frei kombinierbaren Erweiterungsmodulen. Es überwacht Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt, Schutztür, Lichtgitter, Zweihand IIIA/C sowie Zustimmtaster. Der Anwender kann das Sicherheitsschaltgerät am Rechner selbst zusammenstellen und „sein“ Wunschgerät am Ende quasi per Knopfdruck bestellen. Geliefert wird ein vormontiertes, voreingestelltes und getestetes Losgröße-1-Sicherheitsschaltgerät, das sich unkompliziert installieren und in Betrieb nehmen lässt. Alles in allem ein Prozess, der vergleichsweise wenig Zeit und Ressourcen in Anspruch nimmt.
„Das Sicherheitsschaltgerät myPNOZ war genau das, was wir zu diesem Zeitpunkt suchten: eine passende Lösung, die praktisch ohne Ausfallszeiten integriert werden konnte“, erinnert sich Piotr Grzelinski. Über das einfach zu bedienende Onlinetool myPNOZ Creator stattete er „sein“ myPNOZ am eigenen Rechner aus einer Vielzahl an Variationsmöglichkeiten exakt mit jenen Funktionalitäten aus, die für das Update der Abfülllinie erforderlich waren. „Das gelingt ohne Softwarekenntnisse für die Programmierung oder Erstellung, da über die Steckreihenfolge die Logik der Verknüpfung der Sicherheitsfunktionen bereits definiert wird“, ergänzt Piotr Grzelinski.
Über den myPNOZ Creator verschalten Anwender Sicherheitsfunktionen wie beispielsweise Not-Halt oder Schutztür mit logischen UND-/ODER-Verknüpfungen. Logikfehler in der Abfolge der Sicherheitsfunktionen legt das intelligente Onlinetool automatisch offen. Aus den Vorgaben berechnet der myPNOZ Creator, welche Module gebraucht und in welcher Reihenfolge diese gesteckt werden müssen.
Am Rundtisch der Haco-Abfüllanlage muss der Bediener nicht nur vor den Gefahren des Lasers, sondern auch vor gefährlichem Nachlauf der Antriebe geschützt werden. Die Eingänge des zweikanaligen Not-Halts und die OSSD-Signale der Schutztürsysteme PSENmlock sind per UND-Funktion direkt auf dem Sicherheitsrelais miteinander verknüpft. Damit wurde eine Sicherheitszone geschaffen, die sich sowohl auf die Aktorik (hier u. a. der angetriebene Drehtisch) als auch auf den Laser auswirkt. Diese erforderliche Funktionalität wurde über den myPNOZ Creator eingegeben und bestellt: Insgesamt waren fünf Module notwendig, um den Arbeitsplatz am Rundtisch abzusichern – das Kopfmodul, das für den Sicherheitskreis der eingesetzten Not-Halt-Taster verantwortlich ist, dazu ein weiteres Eingangsmodul für die Schutztürsysteme sowie drei Ausgangsmodule für die Aktorik.
Wächst mit den Anforderungen
Sollten sich die Anforderungen an der Abfülllinie zukünftig ändern, lässt sich das Sicherheitsschaltgerät myPNOZ anpassen: Insgesamt bietet es bis zu zwölf unterschiedliche Erweiterungsmodule an: vier Ausgangs- und vier Eingangsmodule sowie vier Ein/Ausgangsmodule. Jedes Eingangsmodul kann zwei Sicherheitsfunktionen überwachen. Ohne die sonst übliche Verdrahtung einzelner Schaltgeräte können mehrere Sicherheitssensoren überwacht werden. Das reduziert die Kosten für Hardware und minimiert den Verdrahtungsaufwand. Mit dem Sicherheitsschaltgerät lassen sich zudem mehrere Sicherheitszonen bilden: Separat agierende Anlagenteile können unabhängig voneinander überwacht und abgeschaltet werden. Dies trägt maßgeblich dazu bei, die Verfügbarkeit der Anlage zu erhöhen.
Nach den Worten von Piotr Grzelinski bietet der „Pay-what-you-need-Ansatz“ ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis. „Für uns hat myPNOZ neue Möglichkeiten eröffnet, maßgeschneiderte Lösungen zu realisieren“, resümiert der Elektrokonstrukteur.
Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern
Autor: Raphael Verdotti
Sales Engineer,
Pilz Schweiz
