Das modulare Sicherheitssystem (MSS) Sirius 3RK3 in der Advanced-Ausführung (Foto: Siemens)
Softwarebasierte, modulare Sicherheitslösung überzeugt in pharmazeutischer Logistik

In einem der größten Produktionswerke für rezeptpflichtige Medikamente eines weltbekannten Pharmakonzerns wurden seit 2005 bis heute konsequent Modernisierungsmaßnahmen umgesetzt und bezüglich der Sicherheitstechnik einer modularen, softwarebasierten Lösung der Vorzug gegeben. 


„Was wir im Büro parametriert haben, musste im praktischen Betrieb der zu überwachenden Förder- und Lagertechnik vor Ort nicht mehr angepasst werden.“ Damit beschreibt Dipl.-Ing. Thomas Lesche, Projektleiter von Industry Customer Services bei Siemens als beauftragter Dienstleister, einen der wesentlichen Vorteile des modularen Sicherheitssystems (MSS) Sirius 3RK3 des Unternehmens. Dieses softwarebasierte, parametrierbare Sicherheitssystem lässt sich modular und individuell an die jeweils geforderten Sicherheitsansprüche anpassen. Es rangiert damit zwischen konventionellen Hardwarelösungen auf Basis von Sicherheitsschaltgeräten und fehlersicheren Steuerungen.


In dem im Folgenden beschriebenen Anwendungsfall wurde über einen längeren Zeitraum die Förder- und Lagertechnik bei der Bayer HealthCare AG in Leverkusen einer technischen Modernisierung durch den Dienstleister Siemens unterzogen. Auch die Sicherheitstechnik wurde in einigen Bereichen komplett erneuert. „Ein großer Vorteil des MSS ist, dass komplexe Sicherheitsabschaltungen sehr einfach programmtechnisch umgesetzt werden können“, bestätigt Michael Hermes aus der Betriebstechnik des Pharmakonzerns.


Die gesamte Sicherheitsfunktionalität wird im dem speziellen Programm MSS ES 2008 grafisch parametriert und gleichzeitig in ein Speichermodul geschrieben. In der Software gibt es eine Reihe zertifizierter, frei verschaltbarer Funktionsbausteine, die per grafischem Editor miteinander logisch verknüpft werden. Im generierten Programm verfügen diese Funktionsbausteine zusätzlich über sogenannte Connectoren, um den jeweiligen Anlagenstatus via Profibus an eine übergeordnete speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zu übergeben, wie zum Beispiel für Meldungsanzeige und Visualisierung im Anlagenleitstand. „Der Umgang mit dem System ist extrem einfach und übersichtlich“, bestätigen Sascha Kellermann und Marius Höher, die innerhalb des Customer Service für das Software-Engineering zuständig sind.

 

Höchste Sicherheit


Die gesamte Software-Funktonalität kann bereits im Büro im grafischen Editor ohne die an die MSS angeschlossenen Sensoren und Aktoren getestet werden. Denn das zu erstellende Programm bietet die Möglichkeit, einzelne Signalzustände der Ein- und Ausgänge manuell zu steuern. Bei diesem sogenannten „Forcen“ wird im Testbetrieb zum Beispiel ein noch nicht verdrahtetes Not-Halt-Befehlsgerät simuliert, und das Programm zeigt sofort an, welche Anlagenbereiche abgeschaltet werden. Farben signalisieren den Zustand jedes einzelnen Sicherheitsbausteins im Programm: „Grün“ bedeutet „aktiviert“, „Rot“ bedeutet „Fehler“ beziehungsweise „ausgelöst“ und „Gelb blinkend“ zeigt an, wenn eine Quittierung erforderlich ist. Diese Forcen-Funktion wurde beim Retrofit-Projekt in Leverkusen intensiv genutzt.


Nach dem erfolgreichen Test wird das System in den Schutzbetrieb geschaltet. Dabei wird ein Sicherheitscode erzeugt, welcher das Sicherheitsprogramm eindeutig kennzeichnet. Selbst bei einem späteren Gerätetausch erweist sich ein solches System als besonders anwenderfreundlich. Denn es greift ausschließlich auf die im Speichermodul abgelegten Informationen beziehungsweise Sicherheitsroutinen zu. Ideale Voraussetzungen für den Service- und Wartungsfall.

 

Einfache Integration von Zusatzsystemen


Im Chemiepark in Leverkusen betreibt die Bayer HealthCare AG ein zentrales Hochregallager (HRL) mit cirka 130 Meter Länge, 30 Meter Höhe und sechs Gassen. Sowohl Rohstoffe als auch fertige Arzneimittel werden hier bevorratet und bedarfsabhängig ein- und ausgelagert. Es finden etwa 1700 Bewegungen pro Tag statt. Angegliedert an das HRL sind Wareneingang und Versand sowie unterschiedliche Förderanlagen zur Produktionsversorgung. Bereits im Jahr 2008, dem Jahr der Markteinführung des MSS, wurden die ersten (Produktions-)Anlagen auf diese modulare, softwarebasierte Sicherheitstechnik umgerüstet.


Das aktuellste Projekt wurde im Frühjahr 2013 abgeschlossen. Hierbei zeigte sich ein weiterer großer Vorteil des modularen Sicherheitssystems: die einfache Erweiterbarkeit beziehungsweise Integration von weiteren Sicherheitslösungen. Ein Bänderautomat zur Ladungssicherung wurde beispielsweise von konventioneller Sicherheitstechnik auf MSS umgerüstet und in ein bereits existierendes MSS-Netzwerk auf Basis des Feldbussystems ASIsafe eingebunden.


Eine MSS Advanced, an die bis zu neun Erweiterungsgeräte mit Ein- und Ausgängen angeschlossen werden können, sorgt jetzt beim Bänderautomat für die Sicherheit. Dabei genügten zwei solcher Erweiterungsgeräte, an welche die Not-Halt-Befehlsgeräte, Lichtgitter und Positionsschalter für Schutztüren angeschlossen sind. Die sicherheitsgerichtete Kommunikation zwischen dem Zentralmodul und der übrigen Sicherheitstechnik erfolgt wie bereits beschrieben über den Feldbus ASIsafe. Zusätzlich ist ein Profibus- Modul am Gerät angereiht, das Zustands- und Meldeinformationen zur Visualisierung an den zentralen Leitstand überträgt.

 

ASIsafe und Querverkehr erhöhen die Flexibilität


Die Möglichkeit des sicheren Querverkehrs über ASIsafe – also der direkte Anschluss von MSS zu MSS – zeigt einen weiteren großen Vorteil des Sicherheitssystems Sirius 3RK3. Dadurch lassen sich auch im Nachhinein weitere Anlagenteile problemlos und ohne viel Aufwand in die vorhandenen Sicherheitssysteme integrieren. Betriebsingenieur Michael Hermes erklärt: „Die Sicherheitsanforderungen der Anlagenbetreiber sind gestiegen.

Wo früher eine Komplettabschaltung von Anlagen toleriert wurde, müssen sich heute Anlagenteile individuell abschalten lassen.“ Mithilfe der Signalübermittlung durch die Profibus-Module am MSS erfassen die Mitarbeiter im zentralen Leitstand sofort, was vor Ort passiert.


Zum Jahreswechsel 2012/2013 wurde ein weiterer Produktionsbetrieb mit einer neuen Förderanlage ausgestattet. Auch hier ist für die Sicherheitstechnik ein MSS Advanced verwendet worden. Thomas Lesche berichtet: „Damit ist unser Kunde auch für künftige Produktionserweiterungen gut gerüstet, denn förder- und lagertechnische Anlagen werden erfahrungsgemäß stetig modifiziert und erweitert.“ Sascha Kellermann und Marius Höher vom Software-Engineering ergänzen: „Mit 64 Bit Eingangs- und 64 Bit Ausgangsinformationen pro MSS kommen wir mengenmäßig gut zurecht.“ Sollte es einmal nicht reichen, gibt es ja immer noch den Querverkehr per ASIsafe, über welchen sich auch nicht sichere Signale übertragen lassen.

 

Vorhandene Schaltelemente weiter verwenden


Auch der Wareneingang und der Versand neben dem zentralen HRL wurden mit insgesamt drei modularen Sicherheitssystemen inklusive sechs bis sieben Erweiterungsmodulen nachgerüstet. Auch hier zeigte sich der Vorteil dieser flexiblen Lösung, weil die vorhandenen Sicherheitskomponenten beziehungsweise Schaltelemente weiter genutzt werden konnten. Selbst eine Nachrüstung ist schnell erfolgt, wie das Beispiel des Senkrechtförderers im Rohstoffwareneingang zeigt. Dort wurde kurzerhand ein Lichtgitter nachgerüstet und über den entsprechenden Funktionsbaustein in die Parametrierung mit aufgenommen. Thomas Lesche kommentiert: „Gerade auch bei umfangreichen Retrofit-Projekten zeigt sich das große Plus dieser softwarebasierten, modularen und grafisch parametrierbaren Sicherheitstechnik.“ Michael Hermes geht sogar noch einen Schritt weiter: „Mit konventioneller Technik wäre der Aufwand für eine zeitgemäße Sicherheitslösung in dieser Komplexität überhaupt nicht darstellbar gewesen.“ Not-Halt-Befehlsgeräte, Lichtgitter, Laserscanner sowie Positionsschalter für Schutztüren lassen sich jedoch sehr komfortabel individuell in das System einbinden. Für alles gibt es wie erwähnt vorgefertigte zertifizierte Funktionsbausteine. Doch auch konventionelle Sicherheitsschaltgeräte lassen sich einfach verarbeiten, wie das Beispiel dreier sicherheitstechnisch überarbeiteter Verschiebewagen in dieser Logistikkette dokumentiert.

 

Vom Sicherheitsschaltgerät in die Logik des MSS


Verschiebewagen verbinden verschiedene Förderanlagen-Abschnitte im Wareneingang und -ausgang miteinander. Ergänzend zu bestehenden Sicherheitseinrichtungen wurden die Fahrzeuge nachträglich mit Sicherheits-Laserscannern ausgerüstet. Über Schleppleitungen wird das zweikanalige „Output Signal Switching Device (OSSD)“-Ausgangssignal auf ein Sicherheitsschaltgerät Sirius 3TK28 von Siemens geführt. Betritt jemand den Aktionsbereich eines Fahrzeugs, sendet das Schaltgerät dann ein entsprechendes Abschaltsignal an die betreffende MSS und die Verschiebewagen bleiben stehen. Sascha Kellermann und Marius Höher fassen zusammen: „Durch die logische Verkettung sämtlicher sicherheitsrelevanter Bereiche sind auch spätere Änderungen beziehungsweise Anpassungen selbst bei so komplexen Förder- und Lagertechnikprojekten wie in unserer Anlage ohne großen Aufwand zu realisieren.“ Zusätzlich betont Betriebsingenieur Michael Hermes: „Wir arbeiten kontinuierlich an der Modernisierung unserer Anlagen und haben mit dem MSS jetzt eine Standardlösung gefunden, die uns die Flexibilität gibt, die wir für Anpassungen unserer Logistikanlage brauchen.“

 

Komfortable Sicherheitslösung für die Förder- und Lagertechnik


Seit dem Jahr 2005 bis heute wurden am Standort der Bayer HealthCare AG in Leverkusen eine Vielzahl von Förder- und Lagertechnikanlagen rund um das zentrale Hochregallager modernisiert. Dabei setzen die dortigen Verantwortlichen auf das modulare Sicherheitssystem von Siemens. Die MSS-Geräte sorgen tagtäglich für die funktionale Sicherheit der gesamten Förderanlagen.


Vor allem die damit gewonnene Flexibilität und der vergleichsweise geringe Installationsaufwand haben alle überzeugt. Als Ausrüster hat der Bereich Industry Customer Services der Siemens AG in Köln dafür gesorgt, dass alle Umrüstungen sogar im laufenden Betrieb stattfinden konnten. Ein wesentlicher Aspekt der schnellen Inbetriebnahme war deshalb, dass die Geräte mit einem Speichermodul ausgestattet sind, das von den Programmierern „im Büro“ mit der getesteten Applikation geladen wurde. Die Experten aus Leverkusen und Köln sind sich einig: „Komplexe Sicherheitskonzepte, die immer wieder an den Bedarf angepasst werden müssen, lassen sich kaum einfacher, schneller und problemloser erledigen als mit einer solchen softwarebasierten, modularen Sicherheitslösung.“

www.siemens.com

 

Beitrag aus dhf 7/8.2014

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