Der Kunde und die Herausforderung

Für ein großes Produktionsunternehmen, mit dem DeD seit mehr als 20 Jahren zusammenarbeitet und das in der Automobilbranche tätig und auf die Herstellung von Thermostatgehäusen spezialisiert ist, hat DeD im Jahr 2022 eine neue fortschrittliche automatisierte Linie konzipiert und in Betrieb genommen. Das Ziel des Kunden war es, die Produktionseffizienz zu steigern und gleichzeitig hohe Qualitätsstandards einzuhalten und ein Sicherheitssystem zu integrieren, das die Kontinuität des Betriebs auch im Falle von lokalen Eingriffen gewährleistet.

Die größte Herausforderung bestand darin, eine moderne, leistungsstarke Linie zu schaffen, die mit modularen, intelligenten Sicherheitssystemen ausgestattet ist, die die Komplexität des Prozesses bewältigen können, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.

Zone 2 – Automatische Montage: Hier findet die automatische Montage verschiedener Komponenten wie Federn, Schwellen, Glühbirnen, Dichtungen, Sensoren und Gabeln statt, die über Rüttler zugeführt werden. Die Qualitätskontrolle ist in den Prozess integriert. Bei einer Verklemmung eines Bauteils wird nicht die gesamte Linie angehalten, sondern nur der betroffene Teil, so dass die Kontinuität des Produktionszyklus gewährleistet ist;

Zone 3 – Prüfung und Kennzeichnung: In dieser Phase werden die pneumatische und elektrische Dichtheit, die Durchgangsprüfung und die Dichtheitsprüfung durchgeführt. Die konformen Komponenten werden mit einer Lasermarkierung versehen, um die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten;

Zone 4 – Sortierung: Das System führt eine automatische Sortierung zwischen konformen und abgelehnten Bauteilen durch, mit der Möglichkeit, den Grund für die Ablehnung zu kategorisieren (elektrische Defekte, falsche Montage, Testfehler usw.);

Zone 5 – Endkontrolle und Verpacken: Der Bediener führt eine Endkontrolle durch, liest die Data Matrix, überprüft das Vorhandensein aller erwarteten Komponenten und bringt Schutzkappen an. Danach sind die Produkte versandfertig;

ede Zone ist so konzipiert, dass sie unabhängig arbeitet: Im Falle einer Störung oder eines Wartungsbedarfs an einem bestimmten Punkt kann nur die betroffene Zone angehalten werden, ohne dass der gesamte Prozess beeinträchtigt wird. Jede dieser Zonen wird von einer AHU (Air Handling Unit) versorgt, die die Arbeitsplätze mit Druckluft versorgt. Alle lokalen RLT-Geräte werden von einem zentralen RLT-Gerät gesteuert, das sich in der Hauptschalttafel befindet und die Luft bei 6 bar konstant filtert und verteilt.

Für den vom Kunden geäußerten Bedarf, der im nächsten Abschnitt beschrieben wird, ist es wichtig zu wissen, dass jede Station durch die folgenden Sicherheitsvorrichtungen geschützt ist:

• E-stop: dient der Feststellung des Maschinenstopps (Stopp in Kategorie 0) und der Unterbrechung der pneumatischen Versorgung. Die Rückstellung erfordert den Eingriff des Bedieners;
• Feststehende trennende Schutzeinrichtungen: verhindern den Zugang zu beweglichen Elementen während des normalen Betriebs und zu solchen, die nur gelegentlich für Wartungsarbeiten zugänglich sind. Sie sind mit Schrauben an der Maschinenstruktur befestigt, deren Demontage die Verwendung von Werkzeugen erfordert;
• Bewegliche trennende Schutzeinrichtungen mit Verriegelung: Sie sind mit Scharnieren befestigt und mit Griffen versehen, die ihr Öffnen erleichtern. Sie sind mit elektromagnetischen Mikroschaltern verbunden, die verhindern, dass sie bei laufender Maschine geöffnet werden können;
• Sicherheitslichtvorhänge: Sie schützen gefährliche Bereiche, indem sie eine immaterielle Barriere schaffen, die bei Beginn des Bearbeitungszyklus aktiviert wird und, wenn sie vom Bediener unterbrochen wird, die beweglichen Elemente der Maschine sofort anhält.

Diese Architektur ermöglicht ein selektives und sicheres Management von Ausfallzeiten und Wiederherstellungsmaßnahmen.

Die Sicherheitsanforderungen

Aufgrund der Komplexität und Modularität der Anlage hat DeD die Sicherheitsanforderungen genau definiert:

• Unabhängige Verwaltung der fünf Zonen, ohne Totalstopps bei lokalen Eingriffen;
• Rechtzeitige Steuerung aller Sicherheitsvorrichtungen, einschließlich Nottastern, Mikroschaltern, Verriegelungen, Sicherheitslichtvorhängen;
• ntelligente pneumatische und elektrische Aufteilung für jede Zone, einschließlich elektrischer Achsensteuerung;
• Zukünftige Erweiterbarkeit, mit bereits vorbereiteten Sicherheits-E/A für neue Standorte;
• Optimierung der Verdrahtung und Vereinfachung der Programmierung durch eine zentralisierte Sicherheitsplattform.

Jede Zone benötigt mindestens:

• 4 dedizierte Sicherheitseingänge
• Ausgänge für die Steuerung von STOs, Schranken und Schutzeinrichtungen
• Module für die lokale Signalerfassung und Diagnose
• Ausgänge für die Steuerung von Robotern in Zone 1 und 2

Die ReeR-Lösung: Modulares Sicherheitssystem MOSAIC

Die modulare Plattform MOSAIC von ReeR Safety erwies sich als die ideale Lösung für die Sicherheitsanforderungen des Projekts. Das Herzstück der Sicherheitsarchitektur ist das MOSAIC M1S COM-Modul, das mit folgenden Funktionen ausgestattet ist:

• 8 digitale Eingänge
• OSSD-Ausgänge (2 Paare)
• 4 Testausgänge
• 2 RJ45-Ports für die Kommunikation mit den wichtigsten Feldbussen (EtherCAT, PROFINET, Modbus TCP, Ethernet IP)

Zusatzmodule für eine verteilte Steuerung

MI16 und MI8: für die Erfassung von Sicherheitssignalen (Nottaster, Schranken, Verriegelungen);

MO4: für die Verwaltung von OSSD-Ausgängen zu Aktoren, Ventilen oder Trennschaltern;

MCT1 und MCT2: für die Fernkommunikation mit lokalen Boxen über MSC-Bus.

Diese Konfiguration ermöglicht eine sichere und unabhängige Verwaltung der einzelnen Zonen. Jede lokale Einheit kommuniziert mit dem Zentralmodul und ermöglicht die selektive Abschaltung einzelner Bereiche und eine rechtzeitige Diagnose. Im Falle eines Eingriffs können die Bediener sicher arbeiten, ohne die gesamte Anlage zu gefährden.