PLe-Sicherheit in der Lebensmittelverarbeitung
Performance fürs Portionieren
Highspeed in der Lebensmittelverarbeitung: Die Messer in den Portionsschneidern der Produktreihe Portio des belgischen Maschinenbauers Marelec zerteilen Fisch oder Fleisch mit einer Geschwindigkeit von 17 Schnitten pro Sekunde in Portionen - stets exakt mit dem vorgegebenen Gewicht. Für den belgischen Maschinenbauer ist dabei die Sicherheit über die Performance hinaus ein entscheidender Faktor bei der Entwicklung seiner Maschinen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG1983 beginnt die Geschichte des Maschinenbauers Marelec: Geschäftsführer Piet Rommelaeres erste Entwicklung bestand in einer Schleppnetzsteuerung, die die physikalischen Kräfte in den Leinen zu den Netzen misst.
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Bild: Pilz GmbH & Co. KGAuf dem Meer geboren
Fische zu sortieren und mit einem Förderband mit der Wägeanlage zu verbinden, war nur ein Zwischenschritt, Projekte auf dem Festland kamen dazu. Z. B. Sortiermaschinen für Fischauktionen. Für Marelec eine Zäsur, denn nun lernten auch Kunden aus anderen Branchen die Maschinen des Unternehmens kennen. Wiegen war hier Schlüsselaspekt, vor allem die Fleisch- und Geflügelindustrie war interessiert. Marelec konzentrierte sich bei seiner Maschinenentwicklung fortan auf einen Prozess, bei dem Frischfleisch, Geflügel oder auch Fisch in Portionen mit exakt vorgegebenem Gewicht zerteilt werden kann. Auf den ehemaligen Fischerei-Markt entfällt heute zwar nur noch ein Anteil von 10 Prozent der Geschäftstätigkeit, aber der Zugang zu den Märkten außerhalb dieser Branche war damit weit offen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGErfindungsgeist trifft Sicherheitsdenken
"Heute werden die Portioniermaschinen für die diversen Produkte unserer Baureihe Portio in insgesamt acht Ausführungen angeboten", erklärt Roland Verleene von Marelec, der für den Bereich Technik zuständig ist. "Wie sie funktionieren? Das Produkt wird über zwei oder mehr Einlaufbänder zugeführt. Das halbmondförmige Messer rotiert zwischen den beiden Bändern. Auf dem ersten Band läuft das Produkt unter einem 3D-Kamerasystem hindurch. Die dort durchgeführte Messung in Verbindung mit dem bekannten spezifischen Gewicht des Produkts gewährleistet, dass das Messer exakt so schneiden kann, dass ein bestimmtes Gewicht der einzelnen Portionen erzielt wird." Nachdem das Produkt in die vorgegebenen Portionen geschnitten wurde, werden diese exakt bemessene Portionen auf das zweite Förderband ausgegeben, wo sie weiter verarbeitet werden. Wenn in Maschinen Antriebe für Bewegung sorgen und Messer rotieren, müssen konsequenterweise alle Gefährdungsrisiken für Menschen abgesichert werden. Auch für Marelec hat Sicherheit Priorität, da die aktuellen Maschinen, so effizient wie sie sind, doch ein sehr hohes Verletzungsrisiko darstellen. Verleene weist auf das grundsätzliche Sicherheitsrisiko hin: "Während unsere vorherigen Maschinen ein eher begrenztes Sicherheitsrisiko aufwiesen, - bei Förderbändern besteht lediglich Einklemmgefahr - muss man bei den Portioniermaschinen die Bewegung einer rasiermesserscharfen Klinge sicher im Griff haben." Kein Risiko eingehen, war dann auch der Ausgangspunkt für alle sicherheitstechnischen Betrachtungen. "Wir wollten etwa Performance Level e, kurz PLe, der für höchstmögliche Zuverlässigkeit, also Sicherheit für Mensch und Maschine steht."
Bild: Pilz GmbH & Co. KGZentraler Wächter über die Sicherheit
An dieser Stelle kam Pilz als Anbieter von Automatisierungs- und Sicherheitstechnik ins Spiel. Die größte Gefahr ging ganz offensichtlich vom Messer in der Maschine aus. Sollte ein Mitarbeiter seine Hand aus welchen Gründen auch immer in die Maschine bringen, würde er schwer verletzt werden. Das Szenario: Ein Messer, das nicht nur äußerst schnell schneidet, mindestens 17 Schnittbewegungen pro Sekunde, sondern dessen Bewegung der Werker kaum sehen kann. Die Sicherheit musste also durch die Maschine selbst gewährleistet sein, alles andere hätte ein Restrisiko bedeutet. Zumal Marelec eine Produktionstaktung von 33 Schnittbewegungen pro Sekunde in Erwägung zieht. Ein weiteres Risiko kommt bei dieser Art von Maschine dazu, weil sich der Maschinenbediener häufig in der Nähe der Gefahrenzone des Messers aufhalten muss. Um diese Risiken nach PL e abzudecken, hat Pilz die Verwendung einer Schutzabdeckung einschließlich Schutzzaunüberwachung vorgeschlagen. Sollte die Abdeckung absichtlich oder versehentlich geöffnet werden, sorgt der berührungslos codierte Sicherheitsschalter PSENcode dafür, dass das Messer sofort sicher abgeschaltet wird und auch nicht mehr aktiviert werden kann, solange die Abdeckung geöffnet ist. So ermöglicht der gegenüber Erschütterungen bzw. Vibrationen unempfindliche Sicherheitssensor höchsten Manipulationsschutz. Ein Tunnel als mechanische Sperre stellt zusätzlich sicher, dass ein Bediener nicht weit in die Maschine hineingreifen kann. Im Vergleich zum Perfomance Level d (PLd) verfügt PSENcode über eine Kurzschlussdiagnose, die das Produkt noch sicherer, nämlich bis PLe, macht. "Bei Marelec haben wir uns auch für Sensoren entschieden, die gemäß der Schutzklasse IP69K zertifiziert sind, so dass sie auch für die Hochdruckreinigung geeignet sind, was insbesondere wichtig ist für in der Lebensmittelindustrie verwendete Maschinen. Ferner sind diese Sensoren beständig gegen die in dieser Branche häufig verwendeten korrosiven Reinigungsmittel."
Mehr Performance und Sicherheit
Roland Verleene bringt noch eine zusätzliche Anforderung auf den Punkt: "Wir entwickeln unsere Steuerungen komplett im eigenen Haus, haben also nach einem zuverlässigen Partner für die Sicherheitssteuerung gesucht." Ursprünglich benötigte Marelec mit Blick auf die Technik für diese Anforderung eine Sicherheitssteuerung mit vier Ausgängen und 20 Eingängen. Denn nur das Förderband, der Laser und das Messer sollten über diese Ausgänge gesteuert werden. Allerdings wurden sehr viele sichere Eingänge benötigt, die zudem redundant aufgebaut sein mussten, um das gewünschte Sicherheitsniveau zu erzielen. Da Marelec bereits mit der Vorgängersteuerung PNOZmulti gute Erfahrungen gemacht hatte, setzte das Unternehmen auch den Nachfolger PNOZmulti 2 bei der Weiterentwicklung der Maschine ein. Die Ausgänge der Sicherheitssteuerung können über die serielle Kommunikation ausgelesen werden. Wenn die übergeordnete SPS anzeigt, dass sie gerebootet werden möchte, überprüft die Safety-Steuerung, ob alle Sicherheitsbedingungen erfüllt sind. Marelec ist rundum zufrieden mit dieser Lösung: "Mit Pilz als Partner in Sachen Sicherheit gewährleisten wir, dass wir nur Maschinen auf den Markt bringen, die allen Anforderungen an Performance und Sicherheit genügen."
Bild: Pilz GmbH & Co. KGAuf dem Meer geboren
Fische zu sortieren und mit einem Förderband mit der Wägeanlage zu verbinden, war nur ein Zwischenschritt, Projekte auf dem Festland kamen dazu. Z. B. Sortiermaschinen für Fischauktionen. Für Marelec eine Zäsur, denn nun lernten auch Kunden aus anderen Branchen die Maschinen des Unternehmens kennen. Wiegen war hier Schlüsselaspekt, vor allem die Fleisch- und Geflügelindustrie war interessiert. Marelec konzentrierte sich bei seiner Maschinenentwicklung fortan auf einen Prozess, bei dem Frischfleisch, Geflügel oder auch Fisch in Portionen mit exakt vorgegebenem Gewicht zerteilt werden kann. Auf den ehemaligen Fischerei-Markt entfällt heute zwar nur noch ein Anteil von 10 Prozent der Geschäftstätigkeit, aber der Zugang zu den Märkten außerhalb dieser Branche war damit weit offen.
Pilz GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 6 Juni 2020 - 09.06.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
