Die in Welver im Kreis Soest ansässige Neubauer Automation OHG ist der weltweit führende Hersteller von automatischen Spargelsortiermaschinen für die Landwirtschaft. Mit der Espaso S60 SEC steht eine Lösung mit eingebautem Wasserstrahl-Schneidroboter und Verwiegeeinheit zur Verfügung, die Spargelbündel mit Stangen gleicher Länge zusammenstellt. In der 27 m langen Anlage wird der Spargel im ersten Schritt gewaschen. Rotierende Unterbürsten drehen die vereinzelten Stangen und führen sie durch ein mit diversen Wasserdüsen ausgestattetes Waschgehäuse. Im Anschluss daran wird der Spargel nach circa 16 Kriterien sortiert.
Danach folgt ein intelligentes Selektiv-Schneidesystem, das jede Spargelstange – egal ob gerade oder gebogen – mit Wasserstrahlen von bis zu 1.200 bar auf eine exakt definierte Länge kürzt. Das macht das manuelle Nachschneiden überflüssig. Die Espaso-Anlage erreicht eine durchgehend hohe Auslastung von über 90 % und kann unter Idealbedingungen bis zu 45.000 Stangen respektive 2 t Spargel pro Stunde sortieren.
Da sie weltweit in rauen Industrieumgebungen eingesetzt wird, muss die Anlage spezielle Anforderungen erfüllen. Um für einen fortlaufenden und sicheren Betrieb zu sorgen, müssen angemessene und praktikable Safety-Lösungen erarbeitet und in die Espaso-Anlage integriert werden.
Risikobeurteilung gemäß DIN EN ISO 12100
Zu diesem Zweck hat das Team des Competence Center Safety von Phoenix Contact die Risikobeurteilung der Spargelsortiermaschine geprüft und auf den aktuellen Stand der Technik überführt. Als zur Maschinenrichtlinie harmonisierte Norm ist die DIN EN ISO 12100 zur Umsetzung der Aufgabenstellung herangezogen worden.
Die Norm beschreibt die allgemeinen Gestaltungsleitsätze und Begriffsdefinitionen zur Risikobeurteilung und Risikominderung für die Sicherheit von Maschinen. Die Terminologie und Methodologie unterstützen die Maschinenhersteller bei der Beurteilung und Minimierung von Risiken. Somit können die Konstrukteure signifikante Gefährdungen identifizieren und demzufolge sichere Maschinen konstruieren. Betrachtet werden dabei nicht nur offensichtliche mechanische, sondern unter anderem auch elektrische oder durch Hochdruck auftretende Gefahren bis hin zur Berücksichtigung der vernünftigerweise vorhersehbaren Fehlanwendung.
Phoenix Contact schult die Projektmitglieder
Phoenix Contact hat bei Neubauer Automation zunächst die Risikobeurteilung moderiert. Sie setzt sich aus der Risikoanalyse, in der die Risiken eingeschätzt werden, sowie der daraus abgeleiteten Risikobewertung zusammen. Im Rahmen der Risikobewertung wird anhand des für jede Maschine definierten akzeptablen Restrisikos entschieden, ob eine Risikominderung stattfinden muss.
Unter Beachtung des Drei-Stufen-Verfahrens zur Minimierung von Risiken haben die Coaches die Erkenntnisse gemeinsam mit den Elektro- und Mechanikkonstrukteuren in die Dokumentation und letztendlich die Maschine einfließen lassen. Ziel der Aktivitäten war nicht nur die normgerechte Ausfertigung der Risikobeurteilung auf Basis der bewährten und flexiblen Moderationsdokumente von Phoenix Contact, sondern insbesondere das Coaching der einzelnen Projektmitglieder. Auf diese Weise soll die Qualität und praktikable Anwendung der Risikobeurteilung nachhaltig sichergestellt werden.
Neben den konstruktiven, technischen und hinweisenden Maßnahmen aus der Risikobeurteilung erweist sich der Wissensaustausch zwischen Neubauer Automation und Phoenix Contact als weiterer wichtiger Faktor. So lassen sich bestmögliche Ergebnisse erzielen, Fach-Know-how teilen, sichere Maschinen konstruieren und nicht zuletzt Rechtssicherheit erlangen.
Gefährdungen bewerten
Im Zuge der Risikobeurteilung wurden Gefährdungen an der Maschine festgestellt. Zur Bewertung der einzelnen Gefährdungen ist dabei angenommen worden, dass noch keine technischen oder hinweisenden Maßnahmen in die Applikation integriert sind. Nach der Identifikation und Einschätzung der Risiken hat das Team von Phoenix Contact im ersten Schritt beurteilt, ob das von Neubauer Automation selbst definierte akzeptable Restrisiko überschritten wird. Das erreichte akzeptable Restrisiko stellt daneben eine der Grundlagen für die Betriebsanleitung gemäß Maschinenrichtlinie dar. Die Betriebsanleitung muss ergänzend zur Konformitätserklärung ausgestellt und der Maschine beigefügt werden.
Unter dem Begriff der schneidenden Teile wurden unter anderem das Risiko des Eingriffs in ein Rundmesser und die daraus resultierenden Schnittverletzungen betrachtet. Anhand der Schwere der Verletzung und Eintrittswahrscheinlichkeit wurde dann ein bestehendes Risiko abgewogen.
Daraus ergab sich für eine technische Schutzmaßnahme ein PLR (Performance Level required) von d. Auf der Grundlage dieses PLR sind anschließend die Sicherheitsfunktionen spezifiziert worden. Darüber hinaus wurden gemeinsam weitere Anforderungen zur Verriegelung des Waschgehäuses festgelegt und umgesetzt.
Neubauer Automation erstellt Spezifikation der Hardware selbst
Mit Unterstützung von Phoenix Contact hat das Team von Neubauer Automation danach die Hardwarespezifikation erstellt und die passenden Geräte ausgewählt. Auf dieser Basis wurde der Softwareassistent Sistema des IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung) eingesetzt. Das Tool bietet eine umfassende Hilfestellung bei der Bewertung der Sicherheit von Steuerungen im Rahmen der DIN EN ISO 13849. Bei seiner Verwendung ist zu berücksichtigen, dass es sich um ein unterstützendes Instrument handelt. Deshalb sollte Fachwissen beim Anwender vorhanden sein, um die verschiedenen Begrifflichkeiten und sicherheitstechnischen Kenngrößen richtig einzuordnen sowie Ergebnisse korrekt zu interpretieren.
Andernfalls könnten Angaben bestätigt werden, die weitreichende Konsequenzen für die Gestaltung der sicherheitsbezogenen Teile der Steuerung bedeuten. Daraus leitet sich dann unter Umständen ab, dass Komponenten nicht zur jeweiligen Applikation passen. Damit Grundlagen- und spezifisches Fachwissen im Sinne der harmonisierten Normen zur Maschinensicherheit sowie zur Nutzung des Softwareassistenten Sistema geschaffen wird, bietet Phoenix Contact ergänzend zu den Projekten praxisnahe Seminare.
Im Fall der Spargelsortieranlage konnte nachgewiesen werden, dass die bestehenden und neu konstruierten Sicherheitsfunktionen innerhalb des gesamten Sicherheitskonzepts die geforderte Sicherheitsintegrität erzielen. Ferner sind konstruktive und hinweisende Maßnahmen geplant und realisiert worden. Dabei wurden die Verifikations- und Validierungsaktivitäten im Sinne des Gesamtprozesses nie außer Acht gelassen.
Der ganze Sicherheitszyklus wird abgedeckt
Ziel des Projekts bei Neubauer Automation war, die Spargelsortiermaschine auf den aktuellen Stand der Technik zu bringen. Das Safety-Team von Phoenix Contact haben mit einer passgenauen Lösung dazu beigetragen, die aus Dienstleistungen sowie einer Schulung rund um die funktionale Sicherheit und Maschinenrichtlinie besteht. Eine produktunabhängige Beratung zu Beginn der Entwicklung oder bei der Veränderung einer Maschine gehört ebenso zum Portfolio, wie die Hilfestellung bei der Risikobeurteilung sowie die Übernahme von Entwicklungsdokumenten für die interne und externe Dokumentation. Das Leistungsspektrum deckt somit den kompletten Sicherheitslebenszyklus ab.
