Hochproduktiv und effizient sollte die Mineralwasser-Abfüllanlage werden, die das italienische Unternehmen ACMI S.p.A. erstellt hat. 44.000 vierkantige 1,5-Liter-Flaschen pro Stunde sollten voll automatisiert befüllt werden können. Um solch einen reibungslosen Betrieb mit sehr hoher Taktzahl sicherzustellen, gilt es, den Gesamtprozess sicher und effizient zu überwachen.
Komplexe Abfüll- und Verpackungsanlage im Flow
Die Abfüllmaschine kann trotz ihrer Größe dank des vollständig automatisierten Betriebsablaufs der verketteten Maschine aktuell von nur drei Bedienern überwacht werden. Einer ist für den Maschinenbereich der Blasmaschine und des Füllers zuständig, der zweite für das manuelle Laden der Etiketten in die Etikettiermaschine und der dritte für den Prozessschritt am Anlagenausgang.
Risikobewertung als externer Auftrag
Um zu beurteilen, welche Risiken beim Betrieb der verketteten Maschine möglich und welche Schutzmaßnahmen notwendig sind, um das Bedienpersonal zu schützen, zog ACMI seinen langjährigen Partner Pilz zu Rate. Der Auftrag: Durchführung einer Risikobewertung der einzelnen Anlagenteile nach den gültigen Normen und Vorschriften, also von Verpackungs- und Tragegriffmaschine, Palettierer sowie zwei verschiedenen Wicklern und Aufleger. Zudem galt es, auch die Schnittstellen zwischen Maschinen und Teilen der Anlage, die nicht von ACMI stammen, zu prüfen.
Pilz identifizierte und dokumentierte die Gefahren im Lebenszyklus der Maschinenanlage, um die Grenzen der verketteten Anlage bestimmen zu können. Auf dieser Grundlage führten die Automatisierungsexperten abschließend eine Risikobeurteilung mit Risikobewertung durch, um hierbei optimale Strategien und Maßnahmen zur Risikominderung zu erarbeiten.
In einem weitere Schritt, sprich bei einer zweiten Besichtigung, validierte Pilz die umgesetzten Schutzmaßnahmen, so dass die sogenannten RESS (Requisiti Essenziali per la Salute e la Sicurezza, sinngemäß: Grundlegenden Anforderungen für Gesundheit und Sicherheit) zur Verminderung des Unfallrisikos erstellt werden konnten. RESS beschreibt in Italien nationale, grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen, die Teil der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/CE sind. Pilz setzte darüber hinaus die technische Dokumentation und das Bedienungs- und Wartungshandbuch für die gesamte Produktionsanlage um.
Null Risiko ist das Ziel der Risikobewertung
Solche Risikobewertungen sind zur Gewährleistung der Sicherheit der Maschinenanlagen unerlässlich und ein effizienter und geeigneter Weg zur Risikominimierung. Viele der von Bedienpersonal und Servicetechnikern durchgeführten Arbeiten weisen ein hohes Risiko für Unfälle auf. Für die Konstruktion, Modernisierung oder Serienschaltung von Maschinenanlagen ist die Risikobewertung deshalb ein wesentlicher Faktor zur Prüfung des erreichten Sicherheitszustands. Zudem ist sie ein wirkungsvolles Instrument zur Identifikation möglicher weiterer zu implementierender Schutzmaßnahmen. „Die von den Experten von Pilz durchgeführte Risikobewertung bildet die Grundlage für den sicheren Bau der gesamten verketteten Maschine sowie für die Identifikation geeigneter Schutzmaßnahmen“, erläutert Gianluca Contesso, Safety Product Manager bei ACMI. „Durch ihre Expertise in Sachen Maschinensicherheit konnten wir dann die notwendigen Maßnahmen selbst umsetzen.“
Dabei unterstützte die intuitive grafische Benutzeroberfläche des eingesetzten Safety Calculators Pascal von Pilz: Sie ermöglichte es, die Sicherheitsfunktionen mit Hilfe von vordefinierten Bibliotheken zu erstellen, was die Bewertung und Prüfung des Performance Levels beschleunigte. Auch konnte die Berechnung des erzielten Leistungsgrads, um die einzelnen Sicherheitsfunktionen exakt zu überprüfen, einfacher umgesetzt werden.
Richtig steuern für maximale Flexibilität
Im Mittelpunkt stand auch die sichere Steuerungstechnik: Die Überwachung der Sicherheitsfunktionen übernimmt in der Anlage von ACMI heute die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2. Auch die an den Schutztüren der Anlage verbauten berührungslosen Sicherheitsschalter PSENcode erfüllen die höchsten Sicherheitsanforderungen bis PL (Performance Level) e beziehungsweise SIL (Safety Integrity Level) CL (Claim Limit) 3 in Übereinstimmung mit EN ISO 13849-1 und EN IEC 62061. Die codierten Sicherheitsschalter verfügen über Stellungsüberwachung von trennenden Schutzeinrichtungen und Positionsüberwachung. Basierend auf der RFID-Transpondertechnik bieten sie sowohl maximalen Manipulationsschutz als auch die Einhaltung des Mindestabstands. In der Version ‚unikat vollcodiert‘ – also nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip – garantieren sie maximale Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit und gleichzeitig eine einfache Installation gemäß EN ISO 14119:2013.
Zentrale Sicherheitsinstanz wacht über Anlage
Die Sicherheitssteuerung PNOZmulti 2 bietet die Möglichkeit, die Sicherheitslogik im Nachhinein zu erweitern und Sicherheitsfunktionen, wie zum Beispiel die Geschwindigkeitsüberwachung, zu steuern. Diese Lösung gestattet eine intuitive Bedienbarkeit sowie die Flexibilität, die ACMI benötigt. Die Anbindungsmöglichkeit der konfigurierbaren sicheren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 an das bereits bestehende Automatisierungssystem der Maschine wurde durch die Verwendung des Feldbusses PNOZ m ES Profinet ermöglicht, mit dem der Zustand der Sicherheitsvorrichtungen kommuniziert werden kann. Dies gewährleistet eine schnelle und einfache Identifikation vorliegender Probleme. So wird eine hohe Produktivität der einzelnen Maschinenteile sichergestellt. Auch eine Anpassung an andere Standard-SPS-Steuerungen ist mit wenigen Klicks im Softwaretool PNOZmulti Configurator möglich, so dass einerseits ACMI, aber auch der Endkunde flexibel bleiben.
Das Basisgerät PNOZ m B0 der Kleinsteuerung überwacht zentral die Sicherheitsfunktionen Not-Halt-Taster, Schutztürsensoren, Betriebsartenwahl-Schalter und Zustimmtaster. Die Konfiguration erfolgt über das Softwaretool PNOZmulti Configurator, das eine intuitive Parametrierung (oder Konfiguration) von Software und Hardware bietet. Durch den Einsatz von verschiedenen Schutztürsensoren sowie Not-Halt-Tastern war es möglich, die Anzahl der Kabelverbindungen zu optimieren und den Installationsprozess somit zu vereinfachen. Eine CRC-Prüfung wurde in der technischen Dokumentation festgehalten und kann beim Start der Kleinsteuerung auf dem integrierten Display des Basisgeräts PNOZ m B0 zusammen mit dem Projektnamen und dem Erstelldatum angezeigt werden. Durch diese Prüfung werden Klarheit und Integrität des Projekts garantiert. Die Online-Diagnose über den PNOZmulti Configurator erlaubt es, den Status der Schutzeinrichtungen direkt einzusehen. Fehlerstack und Diagnosedaten machen das Problem immer sofort ermittelbar.
Dank der Risikobeurteilung konnten die einzelnen Anlagen der Produktionslinie von ACMI normgerecht zusammengeführt werden. Durch die verbaute Pilz-Sicherheitslösung sind gleichermaßen Sicherheit, Flexibilität und eine hohe Produktivität der Anlage gewährleistet. Für einen effizienten Betrieb der Abfüllanlage – heute lässt sich das Mineralwasser schneller und mit minimiertem Risiko für die Bediener in die ‚sperrigen‘ Flaschen abfüllen. (co)
Dientsleistungen rund um die Maschinensicherheit
Der Anwender
Das italienische Unternehmen ACMI S.p.A. mit Hauptsitz in Fornovo di Taro hat sich auf die Produktion von High-End-Abfüll- und Verpackungsanlagen spezialisiert. Als Partner renommierter internationaler Unternehmen entwickelt und installiert ACMI schlüsselfertige Anlagen für alle Bereiche der Lebensmittel- und Getränkebranche. Dabei haben höchste Sicherheit und Flexibilität Priorität. Das innovationsfreudige Unternehmen hält eine Reihe von Patenten und stellt immer wieder neuartige Lösungen für die Verpackungsindustrie vor – wie das so genannte Twisterbox System.
Sicher ab in die Flasche
In der konkreten Anwendung ging es um eine Mineralwasser-Abfüllanlage für die italienische Compagnia Generale di Distribuzione. In der Linie für deren ‚Acqua Minerale Rochetta‘ können 44.000 vierkantige 1,5-Liter-Flaschen pro Stunde befüllt werden – und das vollautomatisiert. Der Prozess dahinter umfasst mehrere Schritte: Am Anlageneingang befindet sich der Blasmaschinen-Füller-Block, in dem die so genannten Plastik-Preforms geblasen, mit Mineralwasser befüllt und verschlossen werden. Ein komplexes Förderbandsystem führt dann die Flaschen durch unterschiedliche Stationen. Nach einer Reihe von Qualitätskontrollen werden sie schließlich durch einen Trockentunnel geleitet. Die korrekte Füllhöhe und die einwandfreie Anbringung des Verschlusses müssen in diesem Prozessschritt gewährleistet sein. Es folgen die Etikettierung und Markierung der Flaschen. Bei einer weiteren Kontrolle wird die einheitliche und exakte Anbringung der Etiketten auf den Flaschen überprüft, bevor diese mit Schrumpffolie verpackt werden. Im letzten Anlagenteil der verketteten Maschinen werden die Tragegriffe an den einzelnen Packungen angebracht und der Palettierer schichtet danach die Einzelverpackungen auf Paletten. Wickler umwickeln am Anlagenausgang die Paletten mit Stretch-Folie.
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