Safety & Security Sichere Authentifizierung ist auch der Sicherheitsschlüssel

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Wenn Bauteile von Triebwerken und Turbinen Rissprüfanlagen durchlaufen, müssen Safety und Industrial Security stimmen. Weil Zugänge, Zuführungen und Klappen in verketteten Anlagen hier ganz unterschiedliche Anforderungen stellen, setzt Anlagenbauer Rhode + Wagner auf ein flexibles Zugangsberechtigungssystem von Pilz.

Definitiv ist die Luftfahrtindustrie eine jener Branchen, die besonders hohe Qualitätsansprüche an die eingesetzten Bauteile und Komponenten stellen. Unmittelbar nachvollziehbar ist das bei Triebwerken: Selbst kleinste Fehler können folgenschwere Ausfälle nach sich ziehen. Im Zuge ihres Fertigungsprozesses durchlaufen Triebwerks- und Turbinenbauteile Rissprüfanlagen, wie sie die Rhode + Wagner Anlagenbau GmbH in Ebersbach-Neugersdorf östlich von Dresden herstellt. Das im Jahr 2009 gegründete Unternehmen hat sich auf die Konzeption, Planung, Konstruktion und Fertigung von kompletten Anlagen für die Oberflächenbe- und -entschichtung, Abwasserbehandlung, Wasseraufbereitung sowie von Warentransportsystemen exakt nach Kundenwunsch spezialisiert.

Die rund 30 Meter lange, circa 15 Meter breite und bis zu sieben Meter hohe Rissprüfanlage besteht aus mehreren Arbeits- und Prozessbereichen mit neun Bearbeitungskabinen. Hinzu kommen diverse Zuführungen sowie von Robotern bediente Sprühbereiche zum Benetzen von Bauteilen. Horizontal über der Anlage installierte Kran- und Applikationssysteme befördern die Turbinenbauteile mit Gewichten bis zu 500 Kilogramm und Durchmessern von bis zu eineinhalb Metern von Station zu Station.

In der ersten Kabine besprüht ein Roboter die Bauteile mit einem fluoreszierenden Eindringmittel. Anschließend werden diese in die abgedunkelte Kabine des Transportwagens gehoben, wo ein industrielles Kamerasystem die Prüflinge von allen Seiten ablichtet. Mithilfe von UV-Licht kontrollieren die Anlagenbediener in diesem Schritt die vollständige Benetzbarkeit der Bauteile. In den anschließenden Kabinen folgen diverse Spül-, Trocken- und qualitative Auswerteprozesse, die selbst feinste Haarrisse unter UV-Licht sichtbar machen. Am Ende der Prüfstrecke erscheinen die Bauteile mit einer detaillierten Prüfdokumentation. Zur Endmontage gelangen nur jene Triebwerksteile, die die geforderten Kriterien zu 100 Prozent erfüllen.

Verkettete Anlagen verfügen über unterschiedliche Zugänge

Typischerweise verfügen verkettete Anlagen über betriebs- und wartungsbedingte Zugänge, Zuführungen und Klappen. Neben den Ansprüchen an eine effiziente Automatisierungslösung genießt die Sicherheit für Mensch und Maschine bei Rhode + Wagner höchste Priorität. Als Anlagenhersteller ist das Unternehmen verpflichtet, eine Risikobeurteilung durchzuführen und das Sicherheitskonzept zu erstellen. Über das Konformitätsbewertungsverfahren und die CE-Kennzeichnung wird am Ende dokumentiert, dass die Anlage sämtliche erforderlichen Sicherheits- und Gesundheitsschutz­anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG auch erfüllt.

Seit Gründung des Sondermaschinenherstellers ist Pilz mit Automatisierungs- und Sicherheitstechnik in Anlagen von Rhode + Wagner vertreten. Als Pilz Ende 2018 der Geschäftsführung neue Produkte und innovative Sicherheitslösungen vorstellte, stand das Konzept der Rissprüfanlage bereits in Grundzügen. Im Detail stand die Aufgabe an, sämtliche Zuführungs- und Zugriffsbereiche so abzusichern, dass Gefahren für das Bedien- und Wartungspersonal ausgeschlossen sind.

Vor allem sollte eine intelligente Lösung gefunden werden, die den jeweiligen Bedienern individuelle und aufgabenspezifische Betriebsartenwahl- und Zugangsberechtigungen zuweist. „Als Pilz uns Pit mode fusion vorstellte, war uns sofort klar, dass wir mit diesem modular aufgebauten Betriebsartenwahl- und Zugangsberechtigungssystem sämtliche vom Kunden gestellten Safety- und Industrial-Security-Vorgaben sowie unsere Vorstellungen von einem effizienten, bedienerfreundlichen Anlagenkonzept auf ideale Weise erfüllen können“, erinnert sich Holger Wagner, Geschäftsführer von Rhode + Wagner.

Wer was darf, muss sicher geregelt sein

Verkettete Anlagen stellen unterschiedliche Anforderungen an das Bedienpersonal: Nicht jeder Mitarbeiter, der Zugang zur Maschine hat, muss und darf über sämtliche Bedien-, Eingriffs- und Änderungsoptionen verfügen. Der Bediener hat andere Aufgaben und Berechtigungen als etwa ein Maschineneinrichter oder Servicemitarbeiter.

Pit mode fusion bietet Flexibilität für die funktional sichere Betriebsartenwahl sowie für die Regelung der Zugangsberechtigung an Maschinen und Anlagen: Es vergibt individuell festlegbare Betriebsartenwahl- und Zugangsrechte und vereint damit Safety und Industrial-Security-Funktionen in einem System. Mit dem System lässt sich ein komplexes, sicheres Berechtigungsmanagement lösen. Dafür wird der Schlüssel in der Ausleseeinheit Pit reader eingelesen und angelernt.

Individuelle Berechtigungen auch für Gruppen managen

Über den integrierten Webserver werden die Berechtigungen verwaltet und beispielsweise ein gruppenbasiertes Berechtigungsmanagement realisiert. Damit werden die unterschiedlichen Freigaben nicht an einzelne Personen, sondern an ganze Gruppen mit denselben Zugriffsrechten übertragen, was den Administrationsaufwand deutlich vereinfacht. Mit diesem Berechtigungsmanagement können mehrere mechanische Schlüssel in einem RFID-Schlüssel zusammengefasst werden und der Anwender muss keine unterschiedlichen Schlüssel oder Zugangskarten verwalten.

Mit Pit mode fusion erhalten Personen aufgabenbezogen individuell beschriebene RFID-Transponder-Schlüssel mit entsprechend angepasster Zugangsberechtigung und Maschinenfreigabe. Damit können sie ausschließlich die ihnen zugedachten Aufgaben ausführen. Das minimiert die Risiken und erhöht den Safety- und Industrial-Security-Standard einer Anlage signifikant.

Keine Chance für Manipulationen: RFID-Transponder-Schlüssel

Anlagenbetreiber können bis zu fünf sichere Betriebsarten definieren und die entsprechenden Rechte an das befugte Personal vergeben: zum Beispiel Automatikbetrieb, manuelles Eingreifen unter eingeschränkten Bedingungen oder Servicebetrieb. Steckt der Bediener seinen Schlüssel und wählt die gewünschte Betriebsart an, so erfolgt ein Vergleich zwischen vorhandener Berechtigung auf dem Schlüssel und der angeforderten Betriebsart. Bei einer Freigabe gibt der LED-Multicolor-Ring am Pit reader „grünes Licht“ und schaltet die Safe Evaluation Unit (SEU) funktional sicher um. Fehlbedienungen, Manipulationen, Gefährdungen für den Bediener und Schäden an der Maschine sind damit praktisch ausgeschlossen.

Sichere Sensorik als Sicherheitsverbündeter

Darüber hinaus sind das Schutztürsystem mit Prozesszuhaltung Psen slock sowie das sichere Schutztürsystem Psen mlock mit mechanischer Zuhaltung von Pilz integrierte Bestandteile des Sicherheitskonzeptes.

Während Psen slock sichere Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung in einem bietet, ist Psen mlock dank sicherer Verriegelung und Zuhaltung für den Personen- und Prozessschutz bis zur höchsten Sicherheitskategorie einsetzbar.

In der Rissprüfanlage dient Psen slock zur Positionssicherung: Im Zuge der Materialzufuhr prüft der Schalter, ob die notwendige Haltekraft des Elektromagneten aufgebaut wurde und somit der Beladewagen fest steht.

Für die Überwachung inklusive der Zuhaltung von 14 Schutztüren sorgt das Schutztürsystem Psen mlock: Es garantiert die sichere mechanische Zuhaltung zum Schutz der Personen im unmittelbaren Umfeld. Das Schutztürensystem eignet sich besonders für den Einsatz an Maschinen mit gefährlichem Nachlauf, bei denen eine sichere Zuhaltung bis PL d oder gar PL e notwendig ist.

Rhode + Wagner schätzt den flexiblen Ansatz von Pit mode fusion: „Damit garantieren wir unseren Kunden Anlagen mit modernster Sicherheitstechnik. Gleichzeitig profitieren diese von der höheren Verfügbarkeit ihrer Maschinen“, stellt Holger Wagner fest. Aus diesem Grund sollen künftig sämtliche Anlagen, in denen zwischen unterschiedlichen Steuerungsabläufen und Betriebsarten umgeschaltet werden muss, mit dem Betriebsartenwahl- und Zugangsberechtigungssystem von Pilz ausgestattet werden.

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