Effektiver Schutz von Mensch und Maschine
Die Automobilfertigung ist auf hohe Stückzahlen und schnelle Produktionszyklen ausgelegt. Das gilt auch für die hoch automatisierte Karosserie-Produktionsstraße für den „Sprinter“ im Werk der Daimler AG in Düsseldorf. Im Zuge der Umstellung der Produktion auf die neue Fahrzeug-Generation, war Daimler auf der Suche nach Sicherheitstechnik, die zum einen maximalen Schutz für Mitarbeiter und Anlagen bietet und sich zum anderen nahtlos in die bestehende Automatisierungsarchitektur einfügt.
Aufgrund der guten Vorerfahrung mit den Sicherheitssystemen, die im Düsseldorfer Werk bereits zum Einsatz kommen und in den letzten zehn Jahren minimale Ausfallraten aufgewiesen haben, entschied sich Daimler wieder für eine Lösung von HIMA. In der erneuerten Rohbaulinie sorgen HIMatrix-Steuerungen der dritten Generation (F30-03) für die sicherheitsgerichtete Überwachung und Abschaltung von Gefahrenbereichen, z. B. im Bereich der Fördertechnik und der Roboter-Zellen.
Die Produktionslinie besteht aus einer großen Zahl hintereinander geschalteter Zellen. Die Logik muss dabei in höchstem Tempo jeweils von einer Zelle an die nächste weitergegeben werden. Der Datentransfer zwischen den Steuerungen erfolgt dank der hohen Prozessorgeschwindigkeit der HIMatrix und des SIL3-Sicherheitsstandards mit höchster Zuverlässigkeit.
Einfache Systemintegration
Eine zentrale Herausforderung bei diesem Projekt war die Einbindung der HIMatrix-Steuerungen in das bestehende Automatisierungskonzept. Um die straffen Produktionspläne einhalten zu können, hat Daimler eine Steuerungsarchitektur entwickelt, die im Störfall nach dem Prinzip „Steuerung auf Rädern“ den Wechsel ganzer Produktionszellen ermöglicht. Gleichzeitig ist die Automatisierungsstruktur des Werks sehr heterogen, was eine Herausforderung in Sachen Interoperabilität darstellt.
Diese Anforderungen setzt die HIMA-Lösung effektiv um. Die neuen Steuerungen, auf denen SILWorX läuft, können mit den älteren Modellen mit ELOP II Factory kommunizieren. Zudem integrieren sie sich in das dezentrale Steuerungskonzept. Das bedeutet, dass im Störfall jeweils das komplette Produktionsmodul innerhalb kürzester Zeit einzeln durch ein identisches Modul ersetzt werden kann, ohne den Gesamtbetrieb zu stören oder zu unterbrechen, was zu einer erhöhten Verfügbarkeit beiträgt.
Die technischen Details
Gemeinsam mit Daimler hat HIMA für die Anwendung einen Baukasten an Funktionsbausteinen zur Programmierung der HIMatrix-Systeme entwickelt. Die Funktionsbausteine sind nach IEC 61508, Part1-7/EN 954-1 TÜV-zertifiziert und bis SIL 3/Kat. 4 einsetzbar. Eine Überprüfung der Funktionalität seitens des Anwenders ist somit nicht mehr notwendig. Dank Hardware-Baukasten und vordefinierter Programmier-Anleitung fällt Systemintegratoren die Inbetriebnahme neuer Steuerungen leicht. Eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis bei der Programmierung und Abnahme ist die Folge.
Insgesamt kommen in dem aktuellen Projekt rund 400 Geräte von HIMA zum Einsatz, darunter ca. 50 sicherheitsgerichtete Steuerungen und 350 Remote-I/O-Module (SIL 3). Die HIMA-Systeme verarbeiten sicherheitstechnisch rund 2.000 Eingangssignale (Schutztüren, Lichtgitter, Scanner, Rolltore etc.) sowie rund 1.000 Ausgangssignale (Roboter, Antriebe).
HIMA-Lösung sorgt für hohe Sicherheit und Verfügbarkeit
Bei hoch automatisierten Produktionsstraßen wie der im Düsseldorfer Mercedes Benz Werk, wo zahlreiche Roboterzellen in kurzen Abständen hintereinander geschaltet sind, ist der Schutz der Mitarbeiter von höchster Bedeutung. Öffnet beispielsweise ein Mitarbeiter ein Sicherheitsgitter oder übertritt eine Lichtschranke, so müssen die Sicherheitssteuerungen die Roboter zum Schutz von Mensch und Anlage innerhalb von Millisekunden abschalten. Dies gewährleisten zuverlässig die HIMatrix-Systeme, die nach EN ISO 13849-1 bis PL e und EN 62061 bis SIL 3 TÜV-zertifiziert sind.
- Höchste Sicherheit: TÜV-zertifizierte HIMatrix-Systeme (SIL 3) schützen effektiv Mensch und Maschine
- Zeit- und Kostenersparnis: Zertifizierte Funktionsbausteine erleichtern Programmierung und Inbetriebnahme
- Einfache Integration: safeethernet ermöglicht nahtlose Einbindung in bestehendes Automatisierungssystem
- Hohe Ausfallsicherheit: Die Ausfallrate der HIMatrix-Steuerungen liegt noch unter den angegebenen Durchschnittswerten
- Hohe Verfügbarkeit: Integration in dezentrales Steuerungskonzept ermöglicht Tausch einzelner Produktionszellen
