Effizienz und Wirtschaftlichkeit vollautomatisierter Anlagen hängen wesentlich von den elektrischen, elektronischen und programmierbar elektronischen Steuerungen ab. Die Leistung von Komponenten und Software hat entscheidenden Einfluss auf die Geschwindigkeit, Präzision, den Materialverschleiß und Energieverbrauch der Anlage. Insofern können gerade bei größeren, komplexen Maschinen gezielte und verhältnismäßig kleine Maßnahmen eine große Wirkung haben.
Eine Änderung am Steuerungskonzept kann jedoch dazu führen, dass der Konformitätsnachweis ungültig wird. Dann muss der Betreiber mit einem Bewertungsverfahren die EG-Konformität neu nachweisen. Das kann unvorhergesehene Aufwände und Kosten verursachen, welche die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme in Frage stellen können. Weil sie sich nicht sicher sind, ob sie ihre Maschinen problemlos verändern können, zögern viele Unternehmen, und das Potenzial für eine Modernisierung und Optimierung bleibt ungenutzt.
Komponente optimiert Steuerungen
Von der Skepsis auf Betreiberseite sind auch Zulieferer betroffen, die sich auf die Modernisierung von Maschinen und Anlagen spezialisiert haben. Die Mitarbeiter des Lösungsanbieters PSI Technics etwa sind regelmäßig gefordert, Kunden transparent und nachvollziehbar darzulegen, wie Anlagen mit ihren Komponenten sicher nachgerüstet werden können.
Das Unternehmen wollte seinen Mitarbeitern und Kunden deshalb eine einfache Entscheidungshilfe an die Hand geben, ob eine geplante Änderung nach MaschRL wesentlich ist oder nicht. Das Unternehmen entwickelt unter anderem Steuerungskomponenten für Intralogistikanlagen; damit lassen sich beispielsweise Förderanlagen, Brückenkräne oder Regalbediengeräte optimieren.
Um das Potenzial von Maschinen zu eruieren, analysieren Mitarbeiter von PSI Technics die Systeme vor Ort. Häufig stellen sie fest, dass Anlagen durch den Einbau von leistungsfähigeren Steuerungskomponenten verbessert werden können. Eine solche Komponente ist zum Beispiel das Positioniersystem Aratec. Indem es Sensor- und Steuerungsdaten auswertet und gegebenenfalls Befehle an die SPS sendet, kann das Positioniersystem beispielsweise bei Regalbediengeräten die Zielkoordinaten exakter und schneller ansteuern und so Fahrzeiten reduzieren. Dazu optimiert die Komponente in erster Linie die Bremsvorgänge und eliminiert Schleichfahrten.
Experten geben Gewissheit
Um Gewissheit bezüglich möglicher Einbaukonstellationen zu erhalten, erarbeitete das Unternehmen gemeinsam mit Experten von TÜV Süd eine Stellungnahme zur Integration der Komponente in bestehende Steuerungen. Bei einem Workshop wurden die grundlegenden Bedingungen für wesentliche Veränderungen identifiziert. Anhand dessen erarbeiteten die Experten anschließend eine Übersicht, welche Änderungsoptionen grundsätzlich kein neues Bewertungsverfahren erfordern.
Ausgangspunkt für die Untersuchungen war eine Steuerungskonstellation, bei der die SPS Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsbefehle an den im Frequenzumrichter integrierten Servopositionsregler sendet. Die üblicherweise verwendeten Regler werden zwar individuell auf die Anlage angepasst, mit ihren standardisierten Parametersätzen können sie jedoch keine optimalen Ergebnisse liefern. Die Komponente Aratec wird üblicherweise nach einer der drei folgenden Varianten in eine Steuerung eingebaut:
Das System kann zwischen die SPS und den Frequenzumrichter geschaltet werden. Es übernimmt damit die Funktion eines Positionsreglers und verarbeitet die Positionsdaten. Auf sicherheitstechnische Signale hat es hingegen keinen Einfluss.
Der vorhandene Positionsregler wird durch das Aratec ersetzt. Auch dabei werden ausschließlich die Positionsdaten von den Distanzsensoren und der SPS verarbeitet.
Die Komponente kann nach dem Einbau neben den Positionsdaten auch sicherheitsgerichtete Signale aufnehmen, verarbeiten und ausgeben.
Neubewertung nur bei „wesentlichen Änderungen“
Sofern sich die Änderungen lediglich auf die Positionsdaten auswirken, handelt es sich in der Regel nicht um eine wesentliche Änderung. Im letzten Fall, also wenn sicherheitsgerichtete Signale beeinflusst werden, sind weitere Betrachtungen allerdings nötig. Wenn durch die Änderung keine neue Gefährdung entsteht und sich kein bestehendes Risiko erhöht, dann kann die Maschine weiterhin als sicher angesehen werden.
Das gilt auch, wenn neue Gefährdungen oder Risikoerhöhungen auftreten, diese aber durch vorhandene Schutzmaßnahmen ausreichend minimiert werden können. In diesen Fällen liegt keine wesentliche Änderung im Sinne der Maschinenrichtlinie vor. Erst wenn die vorhandenen Schutzmaßnahmen nicht ausreichen, um neue Gefährdungen oder erhöhte Risiken ausreichend zu reduzieren, handelt es sich um eine wesentliche Änderung.
Für die betrachteten Umbauvarianten bedeutet das, dass es in den ersten beiden Fällen nicht zu einer wesentlichen Änderung kommen kann, weil keine neuen Gefährdungen entstehen oder Risiken zunehmen können. Lediglich im dritten Fall werden sicherheitsgerichtete Signale verarbeitet und es kann daraufhin zu neuen Gefährdungen oder erhöhten Risiken kommen. Denn schließlich hat die Komponente keine Zulassung/Zertifizierung als Sicherheitsbauteil.
Daher gilt: Werden die Gefährdungen oder Risiken nicht mehr von den vorhandenen Schutzmaßnahmen abgedeckt, handelt es sich um eine wesentliche Veränderung. In diesem Fall ist der Betreiber gefordert, die Normkonformität neu zu bewerten.
Normkonformität bestätigen
Bei der individuellen Analyse helfen sorgfältig verwaltete Dokumente, zum Beispiel zu Einbaukonzept und Gefährdungsbeurteilung, sowie eine Lebenslaufakte mit Berichten zu Wartung, Instandhaltung, Prüfungen und Änderungen. Betreiber erhalten damit Gewissheit, ob der Umbau einer Steuerung die Normkonformität beeinträchtigt. Anhand der Anlagendokumentation können Konstrukteure auch feststellen, ob die sicherheitsgerichteten Signale nach einer Änderung an der Steuerung wieder sicher verarbeitet werden.
Modernisierungen können sich auch bei wesentlichen Änderungen lohnen – nicht zuletzt, weil Steuerungen, die sich nicht mit einfachen Mitteln sinnvoll modernisieren lassen, wahrscheinlich auch sicherheitstechnische Optimierungspotenziale haben. Im Zuge eines Retrofits kann die Maschine dann auch sicherheitstechnisch auf den Stand der Technik gebracht werden.
Spezialisierte Lösungsanbieter wie PSI Technics können Maschinenbetreiber bei konkreten Fragen zur Anlagenoptimierung beraten. Die unabhängigen Experten von TÜV Süd unterstützen zudem bei Unklarheiten zur Konformitätsbewertung und rund um die funktionale Sicherheit.
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