Digitalisierung schafft neue Potenziale in der Maschinensicherheit

Ob es um Filtration, Absiebung, Partikelanalyse, Architektur und Design geht – oder um ganzheitliche Systeme für die Aufbereitung, Lagerung, Mischung, Verpackung, Befüllung, Palettierung und Automation: Haver & Boecker deckt als spezialisierter Maschinenbauer das gesamte Spektrum des Schüttguthandlings ab. Das 1887 gegründete und bis heute unabhängige mittelständische Familienunternehmen hat seinen Sitz im westfälischen Oelde. Dort befindet sich neben der Maschinenfabrik als zweiter Unternehmensbereich auch die firmeneigene Drahtweberei.

Maschinensicherheit für Rundpacker

Zu den bekanntesten Produkten von Haver & Boecker zählen die Maschinen der Baureihe Roto-Packer. Sie sind das in der Welt am häufigsten verkaufte Hochleistungsverpackungssystem für Schüttgüter. Konzipiert für das effiziente Abfüllen von frei fließenden Materialen – beispielsweise Zement – in Säcke, wird die Modellpalette kontinuierlich weiterentwickelt.

Angesichts schneller Bewegungen und hoher Lasten spielt die Maschinensicherheit in diesem Anwendungsbereich generell eine wichtige Rolle. Als sogenannte Rundpacker aber stellen die Maschinen besonders komplexe Safety-Anforderungen: Um eine zentrale Achse rotieren nämlich bis zu 16 Füllstutzen. Theoretisch kann jede dieser Abfüllstationen einzeln abgesichert werden. Mit herkömmlichen, das heiß fest verdrahteten Sicherheitsrelais und Schützen bedeutet das aber einen hohen technischen Aufwand, hohen Platzbedarf und nicht zuletzt erhebliche Kosten. Zudem erfordert die Rotation beziehungsweise eine Taktzahl von rund 2.400 Säcken pro Stunde charakteristischerweise eine hohe Schalttätigkeit des Sicherheitsrelais. Bisher wurden die vorgegebenen Sicherheitsstandards deshalb in der Regel so erfüllt, dass die gesamte Anlage eingehaust wurde und der sichere Zutritt eine Abschaltung der Maschine voraussetzte beziehungsweise auslöste.

Die Digitalisierung schafft nun Möglichkeiten, jede Abfüllstation einzeln abzusichern – genauso sicher wie mit herkömmlichen Safety-Geräten, aber deutlich effizienter. Damit wird nicht nur der Zugang zu der stehenden Anlage einfacher. Auch die Wartung wird erleichtert, weil sich beispielsweise ein laufender Motor bei geöffneter Verkleidung überprüfen lässt.

„Angesichts steigender Marktanforderungen haben wir lange nach einer Safety-Lösung gesucht, mit der wir diese hohen Anforderungen effizient erfüllen können“, blickt Michael Grollich von Haver & Boecker zurück. „Bei Siemens sind wir fündig geworden!“ Die beiden Unternehmen verbindet eine jahrelange Partnerschaft, sodass man sich auch bei der Umsetzung des neuen Safety-Konzeptes aufeinander verlassen konnte.

Konkret fiel die Wahl auf Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 aus dem Sirius-Portfolio von Siemens Smart Infrastructure. Diese lassen sich – anders als herkömmliche Safety-Komponenten – per Software parametrieren und sind damit flexibel anpassbar. Die Parameter lassen sich zudem einfach über USB-Kabel oder per Feldbus/Profinet-Schnittstelle auf die Maschinen übertragen. Verschiedene Sicherheitsfunktionen können dabei in einem Gerät zusammengefasst werden. Im konkreten Fall sind beispielsweise zwei unterschiedliche Projektierungen (für zwei Maschinentypen) im Einsatz.

Der softwarebasierte Ansatz bietet gegenüber festverdrahteten Geräten Vorteile: Durch die problemlose Übertragung der vorprogrammierten Parameter lässt sich an jedem einzelnen Gefahrenpunkt Zeit sparen. Bei acht Safety-Komponenten, die in einem Roto-Packer verbaut sind, summiert sich die Zeitersparnis dementsprechend. Auch der Aufwand bei Planung und Verdrahtung reduziert sich.

Weitere Pluspunkte aus der Sicht von Haver & Boecker: Der Maschinenbauer setzt generell eigene Steuerungen ein. Weil die Sicherheitsschaltgeräte steuerungsunabhängig arbeiten, lassen sie sich problemlos auch in diese Automatisierungsumgebung integrieren. Und noch einen Vorteil nennt Grollich von Haver & Boecker: „Die Möglichkeit, die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 vorzuprogrammieren, erleichtert auch unsere Lagerhaltung für Ersatzteile. So können wir dem Kunden bei einem Ausfall sehr schnell helfen.“ Sollte beim Kundendort also einmal ein Sicherheitsschaltgerät ausfallen, kann es umgehend durch ein betriebsbereites neues ersetzt werden.

Über die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 ergänzen ID-Schlüsselschalter Sirius Act das Safety-Konzept. Mit den elektronischen ID-Schlüsselschaltern können flexibel individuelle Berechtigungen zugewiesen werden, dies erhöht die Personen- und Anlagensicherheit zusätzlich.

„Der Einsatz von softwareparametrierbaren Sicherheitsschaltgeräten ist für uns ein weiterer Schritt in Richtung Industrie 4.0“, resümiert Grollich. Nach umfangreichen Vorab-Tests unter Laborbedingungen wurden die Sicherheitsschaltgeräte Sirius 3SK2 und ID-Schlüsselschalter Sirius Act von Siemens inzwischen in die Serienfertigung übernommen. Seitdem werden sie in jährlich rund 50 Neumaschinen verbaut, die weltweit sowohl in IEC- als auch in UL-Märkten zum Einsatz kommen. Dabei haben sie sich unter den besonders rauen Umgebungsbedingungen der Zement- und Baustoffindustrie als mechanisch robust erwiesen. Und auch beim Retrofit von Bestandsmaschinen haben sich die Komponenten schon vielfach bewährt.