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Bereichsabsicherung in der Industrie

Sicherheit durch Sensorik - in allen Dimensionen

21. August 2019, 8:12 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Kamerasysteme für komplexere Überwachungsaufgaben

Für die Überwachung großflächiger und komplexer Applikationen in der Industrie eignen sich sichere 3D-Kamerasysteme, mit deren Hilfe Überwachungsbereiche frei konfiguriert werden können. Im Unterschied zu einfachen Sensoren erfassen die Kamerasysteme detaillierte Informationen über den gesamten Überwachungsbereich und werten sie aus. Die zu überwachenden Bereiche lassen sich auch während des Anlagenbetriebs dynamisch umschalten, aktivieren oder deaktivieren. Dabei müssen sie die Anforderungen von EN/IEC 61496 erfüllen. Je nach Anwendung sind verschiedene Techniken gefordert, um den Anforderungen der Applikation prozess- und sicherheitstechnisch gerecht zu werden: In Bereichen, in denen beispielsweise Mensch und Roboter zusammenarbeiten, eignen sich 3D-Kameras für die räumliche Zugangsüberwachung.

Das sichere 3D-Schutzsystem „SafetyEYE“ von Pilz umfasst mit hochdynamischen CMOS-Bildsensoren bestückte Kameras, die Strukturen wie etwa Menschen oder Objekte detektieren. SafetyEYE liefert permanent Bildinformationen des zu überwachenden Raums an eine Auswerteeinheit und erzeugt daraus einen dreidimensionalen Schutzraum. Die Sensoreinheit wird oberhalb des zu überwachenden Raums angebracht. Warn- und Schutzräume werden entlang der Hüllkurve des gefährlichen Bereichs definiert. Erfasst werden Objekte oder Personen, die in einen Warn- oder Schutzraum eindringen. Die Auswerteeinheit empfängt und verarbeitet die Bilddaten der Sensoreinheit und sendet die Ergebnisse an die Sicherheitssteuerung. Damit ist sie die Schnittstelle zur Maschinensteuerung und sorgt dafür, dass bei Verletzungen des Warn- und Schutzbereichs die Maschinenbewegung verlangsamt oder gestoppt wird.

Neben der Raumüberwachung bietet die Volumenüberwachung auf Basis von Radartechnik weitere Möglichkeiten, Schutzräume zu sichern. Die sichere Radarsystem-Lösung von Pilz besteht aus dem Radarsystem „LBK System“ des italienischen Herstellers Inxpect, das je nach Anwendung bis zu sechs Radarsensoren und eine Control Unit umfasst, und Pilz‘ konfigurierbarer sicherer Kleinsteuerung „PNOZmulti 2“, die in der Radarsystem-Lösung für die Sicherheit zuständig ist. „PNOZmulti 2“ sorgt etwa im Fehlerfall und bei Verletzung des Schutzbereichs bzw. Schutzraums dafür, dass zuverlässig eine sichere Reaktion eingeleitet wird. Einsetzbar ist die sichere Radarsystem-Lösung bis SIL 2, PL d, Kategorie 2. Mit derartigen Radarsystem-Lösungen lassen sich auch in rauen Umgebungen – bei schwierigen Produktionsbedingungen wie etwa Stäuben in der Holzverarbeitung – oder bei komplexen Anlagenstrukturen Schutzräume sicher und kostengünstig überwachen.

Zu den sicherheitsgerichteten Funktionen, die die Radarsystem-Lösung abdeckt, gehören die „Erfassungsfunktion“, also das Versetzen der Maschine in einen sicheren Zustand, sobald ein Gefahrenbereich verletzt wird, sowie die Wiederanlaufsperre, die verhindert, dass die Maschine selbstständig wieder anläuft, wenn sich im Gefahrenbereich noch Personen befinden. Am Einsatzort der sicheren Radarsystem-Lösung lassen sich Schutzraum und System modular einrichten: Anwender können mehrere Sensoren, von denen jeder individuell konfigurierbar ist, frei miteinander kombinieren.

Mit Sensoren, die Flächen und auch Räume überwachen können, eröffnen sich neue Möglichkeiten für dynamische Sicherheitskonzepte. Bei der sicherheitstechnischen Ausstattung von Maschinen kommt es jedoch nicht nur auf die einzelnen Komponenten, sondern auch auf deren Zusammenspiel an. Wenn Sensoren und Auswerteeinheiten von ein und demselben Hersteller stammen, dann sind die Schnittstellen zwischen den Komponenten aufeinander abgestimmt. In diesem Sinne bietet Pilz komplette Lösungen für die Raum- und Flächenüberwachung an.