X90-Steuerung, Bild: B&R

Durch den modularen Aufbau der X90-Steuerung lassen sich zusätzliche Funktionen, wie Interfaces, Condition Monitoring oder zukünftig auch sichere I/Os mit PLe, einfach ergänzen. Bild: B&R

Programmierbare Sicherheitstechnik mit vorzertifizierten Softwareblöcken unterstützt beim einfachen Erreichen des erforderlichen Sicherheitsniveaus.

Der Automatisierungsgrad mobiler Arbeitsmaschinen ist in den vergangenen Jahren sprunghaft angestiegen“, erklärt Stefan Taxer, Produktmanager Mobile Automation bei B&R. Ursache dafür sind die Anforderungen des Marktes, die sich mit mechanischen Lösungen nicht mehr umsetzen lassen. „Dazu gehören nicht zuletzt Themen, wie die Datenübermittlung in die Cloud und (teil-)autonome Prozesse.“ Eines von vielen Beispielen für automatisierte Prozesse sind Speed-by-Wire-Antriebssysteme. Sie bieten viele Vorteile, bergen aber auch ein Risiko: „Hat die Antriebsregelung während der Fahrt auf einer öffentlichen Straße eine Fehlfunktion, kann das zu schwerwiegenden Unfällen führen“, sagt Taxer. Daher muss die Antriebsregelung sicher ausgeführt sein. Mit programmierbarer Sicherheitstechnik lassen sich die erforderlichen Sicherheitsniveaus einfach erreichen. „Dennoch schrecken viele Hersteller vor programmierbarer Sicherheitstechnik zurück, weil sie sie für zu komplex halten“, sagt Taxer. Das dies nicht der Fall sein muss, erläutert der Experte für mobile Automatisierung am Beispiel des B&R-Systems: Es stehen für unterschiedlichste Safety-Funktionen vom TÜV vorzertifiziere Softwareblöcke zur Verfügung. Die eigentliche Safety-Programmierung reduziert sich so auf das einfache Konfigurieren und Verknüpfen der sicheren Softwareblöcke mittels Kontaktplan. Der Maschinenbauer muss dem TÜV gegenüber dann nur noch nachweisen, dass diese Arbeiten sicherheitsrelevant durchgeführt wurden. Das reduziert die Komplexität, den Arbeitsaufwand und die Zertifizierungszeit drastisch.

Modulares System

Safety-Lösung,  Bild: B&R
Die Safety-Lösung von B&R liegt wie eine sichere gelbe Hülle um die Maschinenfunktion. Die Sicherheitstechnik greift nur ein, wenn sich ein Parameter nicht mehr innerhalb der definierten Grenzen bewegt. Bild: B&R

„Unser sicheres Steuerungs- und I/O-System X90 ist modular aufgebaut“, erläutert Taxer. Die Leistung der Steuerung ist über einen weiten Bereich skalierbar und lässt sich mit Funktionen, wie zusätzlichen I/Os, Interfaces oder vibrationsbasiertem Condition Monitoring ergänzen. Das Gehäuse ist sehr robust und in IP67K ausgeführt. Als Technologiepartner legt der Hersteller großen Wert auf die Zukunftssicherheit seiner Plattformen. Anwender können mit dem modularen Steuerungs- und I/O-System X90 für die mobile Automatisierung somit sicher sein, Lösungen flexibel umsetzen zu können. Sollten etwa in Zukunft für Funktionalitäten höhere Sicherheitsvorschriften gelten, SIL3 oder PLe, muss kein Redesign der Hardware für mobile Maschinen gemacht werden. Die Steuerung ist bereits für PLe ausgelegt. „Wir entwickeln dann einfach eine neue Optionsplatine mit den entsprechenden PLe-I/Os“, sagt Taxer. Diese Platine lässt sich dann einfach in die X90-Steuerung integrieren.

Zukunftssicher ist bei B&R auch das Zusammenspiel des nichtsicheren und sicheren Bereichs einer Maschinenapplikation. Die Safety-Lösung kann sich der Anwender wie eine sichere gelbe Hülle um die bestehende, nicht sichere Maschinenapplikation vorstellen. „Solange sich alle Parameter innerhalb ihrer Grenzen bewegen, ist alles gut. Kommt sie aber darüber hinaus, übernimmt die Sicherheitssteuerung das Ruder und führt die Maschine in den definierten sicheren Zustand“, erläutert Taxer das Prinzip.  Der große Vorteil daran: Wird an der Maschinenapplikation etwas geändert oder ergänzt, muss die Sicherheitshülle nicht verändert werden. Es sind keine Validierungen oder Zertifizierungen notwendig.

Maschinenrichtlinie, Bild: B&R
Die Maschinenrichtlinie verpflichtet den Hersteller, anhand eines Risikographen eine Gefahrenanalyse und Risikobewertung durchzuführen, um das notwendige Level für die Sicherheitsfunktion zu bestimmen. Bild: B&R

Maschinenrichtlinie 2006/42/EG

Für die Hersteller mobiler Maschinen wird die Maschinenrichtlinie wegen der zunehmenden Automatisierung immer wichtiger. Die Maschinenrichtlinie der EU regelt, welche sicherheitstechnischen Maßnahmen Hersteller von Maschinen treffen müssen, damit von den Maschinen keine Gefahr für den Bediener oder andere Menschen ausgehen. Die hierzu gelisteten und harmonisierten Normen sind im Wesentlichen die ISO 13849 zur Gestaltung der sicherheitsbezogenen Steuerung und die IEC 62061 für den Safety Integrity Level. Diese beiden Normen sind international anerkannt und gelten daher auch außerhalb des europäischen Wirtschaftsraumes. Produkte der B&R-Sicherheitstechnik erfüllen die Anforderungen beider Normen. Weitere harmonisierte Normen konkretisieren Anforderungen für den jeweiligen Maschinentyp, zum Beispiel ISO 25119/EN 16590 für Traktoren sowie Maschinen der Agrar- und Forstwirtschaft.

Bild: B&R

„Mit der programmierbaren Sicherheitstechnik von B&R lässt sich die Maschinenrichtlinie einfach auf mobilen Arbeitsmaschinen umsetzen.“

Stefan Taxer, Produktmanager Mobile Automation bei B&R 

Der Automatisierungsspezialist verfügt auf dem Gebiet der funktionalen Sicherheit und beim Umsetzen der Richtlinien in der Industrie über zehn Jahre Erfahrung, die sich auf die Agrar-, Bau- und Kommunalbranche übertragen lässt. „Mit unserer umfangreichen Hard- und Softwareplattform und einfach zu konfigurierenden Engineering-Bausteinen sind wir der optimale Technologiepartner, um Sicherheitslösungen für mobile Arbeitsmaschinen zu entwickeln“, ist Taxer überzeugt. aru