Die Arbeitsgruppe 1 „Smarte Infrastruktur“ arbeitet an einem dynamischen Sicherheitskonzept zur vereinfachten, teil- oder vollautomatisierten Zertifizierung, das in der Smart Factory KL Industrie-4.0-Anlage getestet wird. Das Konzept basiert auf einem industriellen Ethernet-Kommunikationsprotokoll. Die gesamte Anlage besteht aus vier räumlich voneinander getrennten Produktionslinien, die mithilfe eines Fahrerlosen Transportsystems, dem „Robotino“ miteinander verbunden sind. Wird der Not-Halt-Taster PITestop active von Pilz ausgelöst, solange sich der „Robotino“ frei zwischen den Modulen bewegt, wird ausschließlich der „Robotino“ gestoppt. Ist der „Robotino“ an eine Fertigungslinie angedockt, stoppt der Not-Halt-Taster die angeschlossene Linie. Die anderen Fertigungslinien können weiterhin produzieren. Dies kann Produktionsausfälle deutlich reduzieren. Damit konnte der Not-Halt-Taster erstmals flexibel über einzelne Fertigungslinien und nicht mehr nur über die komplette Anlage parametriert werden.

Zudem sollen einzelne Module während des Betriebs ausgetauscht werden können, ohne die Fertigung nennenswert zu beeinflussen. Bei jedem Umbau einer modularen Fertigungslinie kann es zu neuen Abhängigkeiten an den Schnittstellen zwischen den sicheren Anlagenmodulen kommen. Daher muss die Gesamtanlage sicherheitstechnisch neu betrachtet werden. Es gilt nämlich nicht die einfache Übertragbarkeit: CE-Modul1 + CE-Modul2 = CE-Gesamtmaschine!

Smarte Lösungen sind also nicht automatisch sicherer, sondern erfordern eine neue Betrachtung der Sicherheitslösung. Optimal wäre es, wenn bei Anlagenerweiterungen oder -ergänzungen ein vereinfachtes, teil- oder vollautomatisiertes Zertifizierungsverfahren eingesetzt werden kann. Daher arbeitet die Arbeitsgruppe an einer Lösung, bei der automatisiert geprüft wird, ob nach Zusammenfügen zweier oder mehrerer Module eine erneute Betrachtung der Safety notwendig ist.

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Der Export bzw. die Inbetriebnahme von Maschinen in den USA unterliegt komplexen Vorgaben, die zudem je nach Bundesstaat oder Gebiet variieren können. Pilz bietet neu ein entsprechendes Dienstleistungspaket zur Konformitätsbewertung für Maschinen für den US-amerikanischen Markt an. Das Besondere: Pilz Kunden auf der ganzen Welt haben dabei „ihren“ Ansprechpartner bei der jeweiligen Pilz Tochtergesellschaft im Heimatland. Der lokale Ansprechpartner koordiniert das gesamte Projekt übergeordnet und greift bei der Umsetzung auf das Know-how der anerkannten Pilz Experten in den USA zurück.

Full Service aus einer Hand
Konkret erstellt Pilz alle notwendigen Unterlagen, die für die Zertifizierung einer Maschine durch lokale Behörden erforderlich sind. Die Experten von Pilz beraten bereits in der Konstruktionsphase der Maschine, indem sie das Design insbesondere im Hinblick auf die speziellen elektrischen US-Anforderungen bewerten. Dann führt Pilz von der Risikobeurteilung über das LoTo-System (für den Schutz vor gefährlichen Energien) bis hin zum Validierungs-Bericht für USA-Konformität alle erforderlichen Maßnahmen für seine Kunden durch – falls gewünscht inklusive der Abstimmungen mit den Behörden vor Ort.

Komplexe Vorgaben in den USA
In den USA gibt ein Mix aus Produktstandards, Brandschutzvorschriften („Fire Codes") sowie elektrischen Richtlinien und nationalen Gesetzen vor, wie das Thema Maschinensicherheit zu gewährleisten ist. Dies betrifft sowohl neue, als auch gebrauchte und umgebaute oder erweiterte Maschinen.

Wer als Hersteller Maschinen in die USA verkauft, sollte bereits in der Designphase darauf achten, dass alle Vorgaben berücksichtigt werden, damit später am Einsatzort der Maschine auch mit Blick auf die Betriebserlaubnis eine reibungslose Inbetriebnahme gewährleistet ist. Betreiber von Maschinen in den USA wiederum sind dazu verpflichtet, am Arbeitsplatz entsprechende Vorkehrungen zu treffen, um die Arbeit an der Maschine abzusichern. Hierzu gehören u.a. das Erstellen eines LoTo-Systems, um gefährliche Energien sicher beherrschen zu können, oder die Durchführung entsprechender Schulungsmaßnahmen.

„Reisepässe“ für Maschinen weltweit
Auch wenn das Schutzziel „sicherer Arbeitsplatz“ überall auf der Welt das Gleiche sein sollte, gelten heute von Region zu Region, teilweise von Land zu Land, unterschiedliche Vorgaben und Gesetze mit Blick auf die Sicherheit von Maschinen und Anlagen. Eine Maschine, die den Richtlinien und Normen eines Landes entspricht, ist möglicherweise nicht konform mit den Vorschriften eines anderen Landes. Exporteure sind daher mit komplexen Konformitäts- und Gesetzesfragen konfrontiert, wenn sie Maschinen einführen. Betreiber, bspw. multinationale Unternehmen, stehen andererseits vor der Aufgabe, die gesetzlichen Anforderungen der entsprechenden Länder zu erfüllen.

Mit einem Team von über 300 Experten in 42 Tochtergesellschaften unterstützt Pilz Hersteller, Exporteure und Betreiber, die Maschinen in verschiedene Länder exportieren oder dort betreiben, bei der Konformitätsbewertung. Mit der Erstellung solcher „Reisepässe für Maschinen“ erleichtert Pilz Unternehmen den Zugang zu internationalen Märkten.

Die Diagnose-Lösung von Pilz erfasst Diagnosedaten wie z. B. Einzel-Seriennummern, den Versionsstand, aktuelle Zustände sowie Fehlerzustände in der Vergangenheit. Diese werden auf Steuerungsebene via Modbus oder Profibus abgefragt und verarbeitet. Zukünftig geht das auch via Profinet oder Ethernet/IP. Anschließend werden sie auf dem Display des Feldbusmoduls, dem Monitor einer SPS oder auf dem Bildschirm eines Rechners via Webserver angezeigt.

Die Diagnosedaten sind damit sowohl an der Maschine als auch via Fernzugriff verfügbar. Sie können sie für eine vorausschauende Wartung einsetzen. Diese bekommt im Zuge von Industrie 4.0 einen immer höheren Stellenwert. Das gilt nicht nur mit Blick auf den rechtzeitigen Austausch von verschlissenen Teilen, sondern auch für die Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit. Mit den gespeicherten Daten vergleichen Sie jederzeit den Urzustand mit dem aktuellen. Damit entdecken Sie eventuelle Veränderungen an der Maschine sofort. Und das ohne zusätzliche Hardware auf der Steuerungsebene!

Die Pilz-Diagnoselösung unterstützt den modularen Ansatz

Ein weiteres Beispiel für Industrie-4.0-Szenarien sind intelligente Lösungen für die funktionale Sicherheit modularer Anlagen. Die Linienverkabelung der Diagnoselösung macht es vergleichsweise einfach, ein weiteres Modul zur Anlage hinzuzufügen. Eine neue Verkabelung, Veränderungen im Schaltschrank oder an den Konstruktionsplänen sind nicht erforderlich. Auch zusätzliche Sicherheitsgeräte erübrigen sich. In Kombination mit dem sicheren Schutztürsystem PSENmlock können Sie Schutztüren erstmals auch einzeln ansteuern. Stehen in einer Anlage Wartungsarbeiten oder ein Werkzeugwechsel an, dann lässt sich definieren, welche Türen nach der Abschaltung geöffnet werden dürfen. Ohne Verwendung der Safety Device Diagnostics würden alle Türen aufgehen!

IO-Link Safety als Alternative

Mit IO-Link Safety wird zurzeit ein alternatives Verfahren entwickelt. Es gewährleistet Interoperabilität bis hin zu den Sensoren. Es funktioniert also auf allen Ebenen mit Sicherheitsgeräten verschiedener Hersteller. Daten werden sicher vom Sensor zur SPS übertragen. Dadurch entstehen neue Anwendungsmöglichkeiten. So schaltet bei IO-Link Safety die SPS und nicht der Sensor. Dadurch sind teure Sicherheitsarchitekturen vorgegeben und neue Abhängigkeiten zwischen Sensor und SPSen entstehen z.B. im Austauschfall.

Das Verfahren basiert auf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, d. h. gleichsam auf einer Sternverkabelung im Feld oder in den Schaltschrank hinein. Unter dem Strich sind sowohl die Installations- als auch die Engineering-Kosten deutlich höher als bei der Diagnose-Lösung. Je nach Applikation entscheidet das Kosten-Nutzen-Verhältnis für das eine oder andere System. Fazit: IO-Link Safety ist aktuell noch eine Zukunftsvision – unsere Diagnose-Lösung können Sie bereits heute einsetzen. Die smarte Diagnose von Pilz für die Fabrik der Zukunft!

Pilz überzeugte die Expertenjury – bestehend aus Vertretern der Bereiche Wirtschaft, Wissenschaft, Industrie- und Handelskammer, Gewerkschaft und Politik – mit seinem Smart-Factory-Modell. Dieses stellt eine intelligente Produktionsstraße dar, die Industrie 4.0 erlebbar macht. Dank dezentraler Steuerungsintelligenz, mobiler Service-Robotik, intelligenter Diagnose und Visualisierung sowie Cloud-Anbindung lassen sich verschiedene personalisierte Produkte in Losgröße 1 fertigen. Vom Sensor über den Antrieb bis hin zur Steuerung und der Robotik kommen in der smarten Fabrik sämtliche Produkte von Pilz zum Einsatz.

Der Demonstrator wird auf Messen, Pressekonferenzen, intern zu Schulungen, als Testapplikation für die Entwicklung und als Beispielapplikation für neue Technologien (Vorausentwicklung) eingesetzt. So können neue und schon vorhandene Technologien (Green- und Brownfield) im Umfeld der intelligenten Fabrik von morgen implementiert und erprobt werden. Dies bringt Pilz wertvolle Erkenntnisse und Impulse.

Weitere Informationen:

Pilz bei den 100 Orten für Industrie 4.0
Unsere Lösungen für Insdustrie 4.0

Insgesamt stehen neun verschiedene, miteinander kombinierbare Bedienfelder für Sensorik, Steuerung, Betrieb und Wartung sowie ein Board, das eine reale Anlage simuliert, zur Auswahl. Dank Verwendung von "echten" Industrie-Komponenten werden die Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen einer Maschine oder Anlage praxisnah abgebildet.

Praxisnah lernen und verstehen

Die Module der Schulungssysteme sind ohne weiteren Installationsaufwand einsatzbereit und unterschiedlich kombinierbar. Die mitgelieferten Unterlagen sind so aufbereitet, dass die Übungen auch ohne Anleitung im Selbststudium durchgeführt werden können. Pilz adressiert mit dem Angebot Aus- und Weiterbildungseinrichtungen wie Industrie-Unternehmen oder Berufs- und Hochschulen zum Beispiel in den Fachrichtungen Elektrotechnik oder Automatisierung.

 Schwierigkeitsgrad individuell auswählen

Mit den Pilz Education Systems können beispielsweise Auszubildende die Grundlagen der sicheren Automatisierung praxisnah erlernen. Sie setzen mithilfe von Verdrahtungsbeispielen eigene Projekte um und lösen Aufgaben anhand vorgegebener Beispielübungen. Der Schwierigkeitsgrad lässt sich dabei variieren: Für einen einfachen Einstieg z.B. die Schulungssysteme kann der Trainer die Module mit den grundlegenden Sensorik-Funktionen und Schaltgeräten einsetzen. Damit kann er die Grundlagen der Maschinensicherheit anschaulich erklären, ohne dass Programmier-Kenntnisse erforderlich sind.

Im weiteren Unterricht können dann Module mit komplexeren Steuerungen zum Einsatz kommen (z.B. ein Bedienfeld zum Thema Logik, bei dem sich die Erstellung von komplexeren Sicherheitsschaltungen mit fester oder freier Konfiguration erlernen lässt). Maximale Praxisnähe bietet das Bedienfeld "Aktorik Förderband", da hier eine komplette Maschine und deren Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen abgebildet werden. Ziel: Die Schüler sollen das System mithilfe unterschiedlicher Programmiersprachen in Betrieb nehmen, so dass das Werkstück auf dem Förderband bewegt wird und die entsprechenden Sicherheitsfunktionen im Bedarfsfall auslösen.

Wie kann Digitalisierung in der Industrie erfolgreich umgesetzt werden? Darüber diskutieren Experten aus Industrie und Wissenschaft auf der Fachtagung „Industrie 4.0 und das Internet of Things“.

Susanne Kunschert, geschäftsführende Gesellschafterin der Pilz GmbH & Co. KG, spricht in ihrer Keynote über die Veränderungen in der Digitalisierung und welche Rolle der Mensch dabei einnimmt. Darüber hinaus referiert Frank Eberle, Advanced Development Network Systems der Pilz GmbH & Co. KG, am selben Tag zum Thema „Safety und Security by Design“. Denn: Nicht nur Safety, sondern auch Security sollte bereits während der Entwicklungsphase eines jeden Produkts berücksichtigt werden.

Profitieren auch Sie von der Plattform! Auf Sie warten spannende Fachvorträge der Experten rund um das Thema „Digitale Technologien in der Industrie“. Parallel zur Fachtagung findet die begleitende Fachausstellung statt. Am Pilz Stand stehen Ihnen unsere Experten in den Pausen gerne für Fragen und individuelle Beratungsgespräche zur Verfügung.

Weitere Informationen, sowei eine Übersicht und Anmeldung finden Sie direkt bei der Technischen Akedemie Esslingen.

Das Thema Industrie 4.0 erweiternd präsentieren wir Ihnen die SPS IPC Drives Messe in Nürnberg. Persönliche Terminvereinbarungen und Eintrittsgutscheine finden Sie auf unserer Messe-Seite. Überzeugen Sie sich selbst von unserer Smart Factory und lassen Sie sich hier Ihr individuelles Messegeschenk fertigen.

Pilz ist Mitglied im internationalen technischen Komitee ISO/TC 299 "Robotics", Arbeitsgruppe WG 3 "Industrial safety". Zusammen mit mehreren Mitgliedern arbeitet Pilz aktiv an der Überarbeitung der Robotiksicherheitsnormen mit. Anfang Juni 2018 traf sich das technische Komitee in Kyoto (Japan) zu einer Arbeitssitzung.

Es gibt viele Themen und Anforderungen, die im Rahmen der Überarbeitung diskutiert werden. Hier ein kurzer Überblick:

– Erstellung einer Liste mit allen relevanten Sicherheitsfunktionen (z.B. sicherer Stopp, sichere reduzierte Geschwindigkeit usw.) und Festlegung der Minimalanforderungen nach ISO 13849 / IEC 62061 an die jeweiligen Sicherheitsfunktionen (z. B. muss der sichere Stopp zweikanalig ausgeführt sein)
– Ausarbeitung von genaueren Sicherheitsanforderungen im Bereich Bremsen
– Exaktere Anforderungsspezifikation für Applikationen bei Kollaborationsarten nach der ISO TS 15066 (Beispiele: Handführung, sicherheitsgerichteter Stopp, Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung und die Leistungs- und Kraftbegrenzung)
– Übernahme und Überarbeitung der biomechanischen Grenzwerte zur Leistungs- und Kraftbegrenzung und für quasistatische und transiente Kontakte aus der ISO TS 15066
– Cybersecurity
– Ausarbeitung von Sicherheitsanforderungen für mobile Roboter
– Übernahme und Detaillierung der Sicherheitsanforderungen an Greifer/Greifersysteme (basierend auf dem Technischen Report ISO/TR 20218-1)

Über die ISO 10218

Die ISO 10218 gilt als zentrale Sicherheitsnorm für Industrieroboter. Sie besteht aus zwei Teilen: In der ISO 10218-1 werden die Sicherheitsanforderungen an den Roboterhersteller beschrieben. Die ISO 10218-2 beinhaltet die Sicherheitsanforderungen an den Roboterintegrator.

Das Edelstahlgehäuse des magnetischen Sicherheitsschalters PSENmag bietet eine geringe Angriffsfläche für Ablagerungen und ist gegenüber aggressiven Reinigungsmethoden, wie Sterilisieren mit heißem Dampf, unempfindlich. Deshalb kann der robuste Schalter von Pilz nach Schutzart IP67/IP69K in Bereichen mit starken Verschmutzungen und hohen Reinigungsanforderungen eingesetzt werden – ideal für die Nahrungsmittelindustrie, Pharmaproduktion oder Kosmetikherstellung.

Langlebig und widerstandsfähig
Die Edelstahlvariante PSENmag ist in zwei unterschiedlichen Ausführungen mit Kabel- oder Steckanschluss verfügbar. Damit bietet sie eine schnelle, flexible Installation. Bei Anwendungen unter extremen Temperaturen ist die Kabelvariante hitze- und kältebeständig für Temperaturbereiche von -25 bis 80°C. Die Steckervariante ist bis 120°C einsetzbar. Dank des widerstandsfähigen Gehäuses überwacht PSENmag als Edelstahlvariante selbst explosionsgefährdete Umgebungen zuverlässig. Der magnetische Sicherheitsschalter ist vibrations- und schlagfest und verfügt über einen hohen B10D-Wert (Richtwert für die Lebensdauer). Durch seine kompakten Maße ist er platzsparend und bequem installierbar. So profitieren Anwender durch eine hohe Verfügbarkeit und Minimierung der Investitionskosten.

Störungen einfach diagnostizieren
Dank zusätzlicher Meldekontakte mit integrierter LED ist eine benutzerfreundliche Diagnose und somit schnelle Fehlerbehebung möglich. In Kombination mit den konfigurierbaren sicheren Kleinsteuerungen PNOZmulti oder Sicherheitsrelais PNOZsigma von Pilz erhalten Anwender eine sichere und wirtschaftliche Komplettlösung.

Das Modell der Pilz Smart Factory setzt sich aus insgesamt vier Modulen zusammen, die miteinander vernetzt, als intelligente Produktionsstraße personalisierte Produkte fertigen. Dabei sind von der Sensorik über die Antriebstechnik bis hin zur Steuerung und Robotik sämtliche Komponenten von Pilz.

Smarte Robotik
Teil der Pilz Smart Factory sind die neuen Service Robotik Module mit Manipulator-, Steuerungs-, Bedien-, und Software-Modul. Dabei ist Pilz Motion Control (PMC) als Robotersteuerung die Schnittstelle zwischen Manipulatormodul, Bedienmodul und der Steuerung: Die Antriebssteuerung PMCprimo MC übernimmt das Bewegungs-Management des Roboterarms. Wesentliches Merkmal der Service Robotik Module ist Offenheit, z.B. dank des Software-Frameworks ROS. So können sich Anwender ihre individuelle Service-Roboter-Applikation zusammenstellen.

Dienstleistungen von A wie Antriebstechnik bis R wie Robotik
Auch das Dienstleistungs-Portfolio des Unternehmens, das ausgehend von der Risikobeurteilung über das Sicherheitskonzept bis hin zur CE-Kennzeichnung das Lösungsangebot komplettiert, ist Thema in Stuttgart. Dieses deckt auch speziell den Antriebs-Bereich und den Bereich Robotik ab. Dabei unterstützt Pilz Anwender mit seinem auf die einzelnen Lebensphasen eines Robotersystems abgestimmten Dienstleistungsportfolio bis hin zur CE-Kennzeichnung. Ein spezielles Schulungsangebot zum Thema Robot Safety rundet das Serviceangebot ab.

Roboterkräfte sicher managen
Mit im Dienstleistungs-Portfolio auf der Motek: Das innovative Kollisionsmess-Set für die Validierung von MRK-Applikationen. Mit diesem lassen sich die Kräfte und Drücke von Robotern präzise bestimmen. Experten von Pilz zeigen auf, wie sich damit jederzeit durch exakte Messungen die Sicherheit von MRK-Anwendungen erhöhen lässt.