Schutztüren

Wie Türen Anwender systematisch schützen

Wenige Barrieren zwischen Mensch und Maschine zu haben, ist praktisch, doch oft gewähren nur trennende Schutzeinrichtungen die erforderliche Sicherheit. Wie behalten Anwender die Effizienz im Blick?

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Im Zuge des Re-Designs einer Papprollen-Schneidemaschine stand bei Brodbeck neben der Modernisierung von Steuerung und Elektronik auch eine neue Sicherheitslösung mit der Sicherheitszuhaltung PSENmlock an.

Während der Materialzufuhr, der Einrichtung der Maschine oder auch bei der Wartung müssen Menschen direkt mit Maschinen interagieren – sie befinden sich deshalb in unmittelbarer Nähe einer potenziellen Gefahrenstelle. Schutztürlösungen inklusive Zugangsberechtigungsmanagement und dem dazugehörigen „digitalen Schlüsselbund“ bieten den notwendigen Schutz. Was stellen diese als Automatisierungslösung bereit? Welche Sicherheitskonzepte sind dabei berücksichtigt, um individuelle Schutzanforderungen mit den Vorgaben der Effizienz in Einklang zu bringen?

Schutzanforderungen von einfach bis Personenschutz

Schutztürsysteme sollen Safety-Funktionen erfüllen und müssen dabei unterschiedliche Arten von Zuhaltung zuverlässig abdecken: Von der „einfachen“ Prozesszuhaltung, die oft ausreicht, wenn die Maschine nur eine kurze Nachlaufbewegung hat, bis hin zum Personenschutz, wenn die Maschine nach dem Stopp noch nachläuft. Kurz: Die Schutztürüberwachung muss individuell für jede Sicherheitsanforderung passgenau gewählt sein. Anwendern bieten sich weitere Vorteile, wenn diese die „sichere Zuhaltung“ mit den „Funktionen von Bedienelementen“ kombinieren.

Modulares Schutztürsystem von Pilz

In kompletten Schutztürsystemen wie von Pilz sind Module für die Zugangsberechtigung integriert.

Dies ist auch der Ansatz des Safety-Experten Pilz: Eine Auswahl an unterschiedlichen Komponenten zur Verfügung zu stellen, die in ihrer Gesamtheit ein modulares Schutztürsystem abbilden. Im Pilz-System können Anwender unter anderem zwischen den Sicherheitszuhaltungen PSENslock 2 und PSENmlock wählen, wobei diese auch den Kern des modularen Schutztürsystems bilden. 

PSENslock 2 deckt die sichere Türüberwachung mit Prozesszuhaltung in einem ab, PSENmlock und PSENmlock mini dagegen leisten die sichere Verriegelung und Zuhaltung für den Personenschutz – und sind bis zur höchsten Sicherheitskategorie Performance Level e, Kategorie 4 (EN ISO13849) einsetzbar. 

Der Namenszusatz „modular“ kommt bei Pilz nicht von ungefähr: Damit sich auch aktuelle Anforderungen an zukünftige Anwendungsfälle mit diesem System immer wieder gut umsetzen lassen, baut Pilz sein Schutztürsystem regelmäßig durch neue Module aus. 

Die jüngste Erweiterung: die neuen Schutztürsysteme PSENmgate. PSENmgate vereint als kompaktes Produkt eine Sicherheitszuhaltung mit integrierten Bedienelementen in einem Gehäuse mit einem Steckverbinder. Sie bieten damit mehr Platz für Bedienelemente wie beleuchtete Drucktaster und Not-Halt. Im Blickpunkt hat Pilz hier Anwendungen, die einen größeren Umfang an Bedienfunktionen an der Schutztür benötigen. Auch weitere Anwendungsfelder – z.B. für die Verpackungstechnik, im Maschinenbau oder bei Roboterapplikationen – sind mit dieser Variante möglich.

Smarte Diagnose als Pluspunkt für die Safety

Mit modular aufgebauten Schutztürsystemen können Anwender die Absicherung ihrer Schutztür komplett individuell umsetzen und die Anforderungen passgenau auf unterschiedlichste Applikationen abstimmen. Bei Pilz etwa stehen die passenden Bedieneinheiten sowie eine optionale Fluchtentriegelung für begehbare Schutzeinrichtungen im System bereit. Einen wirtschaftlichen Mehrwert bieten Schutztürsysteme auch durch ihre integrierte Diagnose – längere Stillstände lassen sich damit verhindern. 

Möglich macht das die Reihenschaltung, über die etwa die Sensoren PSENslock 2, PSENmlock oder auch die kompakte Sicherheitszuhaltung PSENmlock mini verfügen. Die schafft Produktivitätsvorteile durch eine smarte Diagnose.

Im Pilz-System zum Beispiel lassen sich erweiterte Diagnoseinformationen abrufen, wenn Anwender auch die Diagnoselösung Safety Device Diagnostics nutzen. Geräteeigenschaften wie die Artikel-, Produktversions- und Seriennummer sowie Statusinformationen wie der Status der Sicherheitssensoren selbst oder der Zustand ihrer Ein- und Ausgänge stehen damit transparent und schnell zur Verfügung. 

Zudem bringt die Safety Device Diagnostics mit Blick auf die sichere Reihenschaltung weitere Vorteile: Ohne sie würden mit der Anforderung der Entriegelungsfunktion alle in Reihe geschalteten Schutztüren auf einmal aufgehen – mit allen möglichen einhergehenden Risiken. 

Mit der Diagnoselösung jedoch ist eine gezielte Ansteuerung einzelner Sensoren möglich, beziehungsweise eine exakte Ver- oder Entriegelung der Türen: Welche darf nach dem Abschalten entriegelt und geöffnet werden? Das ist für Betreiber von Anlagen z. B. bei anstehenden Wartungsarbeiten ein sicherheitsrelevanter Aspekt.

Im modularen Schutztürsystem von Pilz stehen unterschiedliche Komponenten zur Verfügung – von Sicherheitszuhaltungen bis hin zu Zubehör wie Türgriffen.

Industrial Security als weiterer Schlüssel

Ein Plus an Sicherheit ist möglich, wenn das Thema Zugangsberechtigung gleich mitberücksichtigt wird. Umsetzen lässt sich das über modular aufgebaute Schutztürsysteme, die die passenden Erweiterungen Safety und Industrial Security in einem einzigen System zusammenbringen. Auf diese Weise wird verhindert, dass Sicherheitsvorkehrungen unwissentlich oder gewollt ausgehebelt werden. 

Grundsätzlich sind es intuitive Bediensysteme, mit denen Anwender die Security umsetzen können: Damit ausschließlich autorisierte Personen Zugang zur Anwendung erhalten, sind in modernen Schutztürsystemen wie von Pilz Module für die Zugangsberechtigung integriert, das heißt Schutztürüberwachung und Zugangskontrolle sind miteinander kombiniert. Beispielsweise erfolgt die Bedienung des modularen Schutztürsystems über eine Security-fähige Taster-Unit: Die Bedieneinheit PITgatebox stellt verschiedene vorkonfigurierte Varianten mit Kombinationen aus Drucktastern, Schlüsselschaltern und Not-Halt-Tastern für Aktivieren, Stoppen oder Quittieren zur Verfügung. Schutztürsysteme kann sie so sicher ansteuern.

Auch die Ausleseeinheit für das Berechtigungsmanagement ist optional bereits in dieser Bedieneinheit integriert. Die individuelle Berechtigung gibt es auf einem codierten RFID-Schlüssel, mit dem sich das Bedienpersonal an der Schutztür authentifiziert. Im Pilz-System wird der Schlüssel im sogenannten PITreader, der Ausleseeinheit, ausgelesen und der Zugang bei entsprechender Berechtigung ermöglicht. Ein klarer Security-Vorteil, denn je nach Qualifikation und Aufgabe des Bedienpersonals kann sichergestellt werden, dass nur ein autorisierter Personenkreis Zugang zur Anlage erhält. Das macht deutlich: Wenn Security neben Safety durch das Schutztürsystem abgedeckt ist, dann schützt das die Maschine gegen Fehlbedienung oder Manipulation und verhindert ungewollte Stillstandszeiten.

Türenmanagement „komplett“ denken

Anwendern bieten sich also immer dann Vorteile, wenn sie komplette Systeme für die Schutztürabsicherung nutzen. State of the Art ist, wenn diese die klassische „sichere Zuhaltung“ mit den „Funktionen von Bedienelementen“ kombinieren. Im modularen Schutztürsystem von Pilz z.B. vereint das sichere Schutztürsystem PSENmgate die klassische Sicherheitszuhaltung (PSENmlock) mit den Bedienelementen einer Bedieneinheit (Taster-Unit PITgatebox) zu einer kompakten Lösung. Deren Kernkompetenz „sichere Zuhaltung“ schützt sowohl an begehbaren Schutztüren als auch an Hauben und Klappen den Prozess sowie auch den Bediener umfassend, beispielsweise bei umhausten Roboterapplikationen.

Fazit: Für komplette Türanwendungen bieten sich modular aufgebaute Schutztürsysteme an. Mit solchen modular aufgebauten Systemen können Anwender ihre Applikation flexibel und individuell umsetzen – denn einzelne Komponenten sind durchgängig miteinander kombinierbar. Ergänzen modulare Systeme die Schutztürüberwachung zusätzlich mit einer Zugangskontrolle, dann entstehen individuelle Schutztürlösungen, die den Zugang zur Maschine effizient sowie safe und secure gestalten.

FAQ - Schutztüren/Sicherheitstüren

Was sind Sicherheitstüren an Maschinen?

Sicherheitstüren sind spezielle Schutzeinrichtungen, die den Zugang zu Gefahrenbereichen von Maschinen kontrollieren. Sie verhindern, dass Personen während des Betriebs in gefährliche Zonen gelangen können. Beim Öffnen wird die Maschine automatisch gestoppt oder in einen sicheren Zustand versetzt.

Welche Arten von Sicherheitstüren gibt es?

Es gibt verriegelte Schutztüren mit Zuhaltung, die sich während des Betriebs nicht öffnen lassen, sowie Schutztüren mit Positionsschaltern ohne Zuhaltung. Weitere Varianten sind Schiebetüren, Schwenktüren oder auch Klappen, je nach Maschinentyp und Platzverhältnissen.

Wann müssen Sicherheitstüren eingesetzt werden?

Sicherheitstüren sind erforderlich, wenn Maschinenbereiche mit Gefahren wie beweglichen Teilen, hohen Temperaturen oder anderen Risiken zugänglich sind. Die Maschinenrichtlinie und die Gefährdungsbeurteilung bestimmen die Notwendigkeit solcher Schutzeinrichtungen.

Wie funktioniert die Verriegelung von Sicherheitstüren?

Sicherheitsschalter oder berührungslose Sensoren erkennen die Position der Tür und geben ein Signal an die Maschinensteuerung. Bei geöffneter Tür wird der Maschinenbetrieb unterbrochen oder verhindert. Zuhaltungen halten die Tür zusätzlich mechanisch verschlossen, bis alle Gefahren abgeklungen sind.

Welche Normen gelten für Sicherheitstüren?

Die wichtigsten Normen sind die EN ISO 14119 für Verriegelungseinrichtungen und die EN ISO 13849-1 für sicherheitsbezogene Steuerungsteile. Diese definieren Anforderungen an Konstruktion, Funktionssicherheit und erforderliche Performance Level.

Dürfen Sicherheitstüren überbrückt werden?

Eine Überbrückung ist grundsätzlich nur zu Wartungs- oder Einrichtarbeiten unter strengen Bedingungen erlaubt. Dabei müssen besondere Betriebsarten mit reduzierten Geschwindigkeiten aktiviert und von befugtem Personal überwacht werden. Eine dauerhafte Überbrückung ist verboten und kann zu schweren Unfällen führen.

Wie oft müssen Sicherheitstüren geprüft werden?

Sicherheitstüren müssen bei der Inbetriebnahme, nach Veränderungen und in regelmäßigen Abständen geprüft werden. Die Betriebssicherheitsverordnung schreibt mindestens jährliche Prüfungen durch befähigte Personen vor. Zusätzlich sollten tägliche Sichtkontrollen durch das Bedienpersonal erfolgen.