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Maschinenbedienung via Tablet und
Smartphone – aber sicher !
06.07.2017
Georg Nischalke-Fehn
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Zukunft
Georg Nischalke-Fehn 2
Stand der Technik
Anforderungen
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Anforderungen an mobile Bediengeräte
Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 3
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Anforderungen an mobile Bediengeräte
Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 4
IEC 62745
• Legt funktionale Anforderungen an z.B. kabellose
Kommunikation, sicherheitsbezogene Funktionen,
Stoppfunktionen und, Not-Halt-Funktion für die
Kommunikation zwischen einer Steuereinheit des
Bedieners und dem Steuerungssystem einer
Maschine fest.
• Behandelt keine konstruktiven Anforderungen an die
Steuereinheit fest (z.B. Schlagfestigkeit, IP, EMV)
IEC 60204-1
• Gilt für elektrische, elektronische und
programmierbare elektronische Ausrüstungen und
Systeme von Maschinen, die während des Arbeitens
nicht von Hand getragen werden.
• Ergänzende funktionale Anforderungen an kabellose
Bediengeräte z.B. Not-Halt, Zuordnung Bediengerät-
Maschine,…
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Anforderungen an mobile Bediengeräte
Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 5
GS-ET-07 und GS-VL-36
Anforderungen und Prüfbeschreibungen zu:
• Benutzerinformation,
• Anforderungen an den äußeren Aufbau
Stellteile, Anzeigeelemente, Materialien, Ergonomie,
Maßnahmen gegen unbefugte Verwendung
• Umweltanforderungen
Mechanische Festigkeit, Klimatische Bedingungen, IP
Schutzart
• Anforderungen an die elektrische/elektronische Ausrüstung
• EMV- und Funk-Anforderungen
• Funktionale Aspekte
Stillsetzen im Notfall, Ortsbindung, Datenübertragung
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Anforderungen an mobile Bediengeräte
Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 6
In Produktnormen wie z.B.
• DIN EN 280 (Fahrbare Hubarbeitsbühnen)
• DIN EN 13557 (Krane – Stellteile und Steuerstände)
• DIN EN 1493 (Fahrzeug-Hebebühnen)
wurden normative Anhänge mit zusätzlichen Anforderungen
für kabellose Steuerungen und Steuerungssysteme ergänzt
DIN EN ISO 10218-2 Industrieroboter
Abschnitt 5.7.2 - Anforderungen an kabellose oder
abnehmbare Installationen/Kommunikationen
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Stand der TechnikSiemens Mobile Panel MP277F IWlan
7Georg Nischalke-Fehn
© IFA
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Stand der Technik Universelle Funkfernsteuerungen z.B. BOMAG Grabenwalze (Funkfernsteuerung mit RFID-Schutzeinrichtung )
8Georg Nischalke-Fehn
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Stand der Technik Bediengeräte von Robotern
9Georg Nischalke-Fehn
© IFA
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Stand der Technik - Anwendung mit non-Safety Geräten
Georg Nischalke-Fehn 10
• LKW Sattelkipper per App überwachen (Diagnose)
Bildrechte: Schmitz Cargobull AG
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Stand der Technik - Anwendung mit non-Safety Geräten
Georg Nischalke-Fehn 11
• LKW Ladebrücke per App bedienen
© IFA
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Stand der Technik - Anwendung mit non-Safety Geräten
Georg Nischalke-Fehn 12
• Steuerung eines LKW-Aufbaus (Abrollkipper und Absetzkipper) per App
© IFA
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Stand der Technik - Anwendung mit non-Safety Geräten
Georg Nischalke-Fehn 13
Dürfen zur manuellen Steuerung (für Notfälle und zur Instandhaltung)
an fahrerlosen Flurförderzeugen Smartphones oder Tablet-PC´s
verwendet werden?
http://www.dguv.de/fbhl/sachgebiete/foerdern-lagern-logistik/fahrerlose-flurfoerderzeuge/faq/index.jsp
Allgemeine Anforderungen
• Applikative Festlegung nach Risikobeurteilung:
Es ist kein Not-Halt auf Tablet erforderlich,
der Not-Halt am FTF reicht aus.
• Eindeutige Zuordnung Bediener/Bediengerät & FTF
• Authentifizierung
Zugangsberechtigungssystem auf FTF
• gesicherte Datenübertragung,
Kommunikationsüberwachung
• Berücksichtigung umwelttechnischer Einflüsse
• App-Entwicklung unter Berücksichtigung von
qualitätssichernden Maßnahmen
• App darf nur dem berechtigten Anwenderkreis zur
Verfügung stehen
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Stand der Technik - Anwendung mit non-Safety Geräten
Georg Nischalke-Fehn 14
Dürfen zur manuellen Steuerung (für Notfälle und zur Instandhaltung)
an fahrerlosen Flurförderzeugen Smartphones oder Tablet-PC´s
verwendet werden?
Manuelles Fahren mit aktiven Schutzeinrichtungen
• Keine zusätzlichen Anforderungen an Tablet-PC erforderlich
• Ortsbindung
• FTF-Betriebsartenwechsel im Stillstand
• Aktivieren der FTF-Betriebsart Automatik sollte technisch
ausgeführt werden (Wahlschalter, Mehrfachbetätigung, etc.)
Manuelles Fahren ohne aktive Schutzeinrichtungen
• Weg- und Geschwindigkeitsbegrenzung
• Zeitliche Limitierung
• Ortsbindung
• FTF-Betriebsartenwechsel im Stillstand
• Fahren nur durch aktive Bedienerhandlung
• Kommunikation Tablet<>FTF mit zeitüberwachtem Handshake-
Verfahren
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Georg Nischalke-Fehn 15
Was bringt die Zukunft?
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Georg Nischalke-Fehn 16
Die Not Halt App!
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Not-Halt / Not-Stopp
17
• elektrische Zwangsöffnung mit mechanischer Verriegelungsfunktion
(müssen mit IEC 60947-5-5 übereinstimmen)
• Arten von Betätigern
Drucktaster, Drähte, Seile, Betätigungsstangen, Griffe, Fußschalter ohne Schutzabdeckung (wenn andere
Lösungen nicht anwendbar sind).
• Betriebsbedingungen und Umgebungseinflüssen
(Erschütterung, Stoß, Temperatur, Strahlung, Regen, Schnee, gefrierendes Wasser, Staub, Fremdkörpern,
Feuchtigkeit, korrosiven Substanzen und Flüssigkeiten)
• Die sicherheitsbezogenen Teile eines Steuerungssystems oder die Teilsysteme, welche die Not-Halt-Funktion
ausführen, müssen die relevanten Anforderungen von ISO 13849-1 und/oder IEC 62061 erfüllen.
Die Bestimmung des erforderlichen Perfomance Level (PL) oder Sicherheits- Integritätslevel (SIL) sollte den
Zweck der Not-Halt-Funktion berücksichtigen, jedoch ist mindestens PLr c oder SIL 1 gefordert.
Not-Halt-Geräte auf absteckbaren oder kabellosen Bedienstationen (z. B. steckbare, tragbare Programmiergeräte)
• Zusätzlich muss mindestens ein fest verdrahtetes Not-Halt-Gerät(stationär) an der Maschine verfügbar sein.
• Es sind Maßnahmen zur Vermeidung von Verwechslung zwischen aktiven und nicht aktiven Not-Halt-Geräten zu
ergreifen.
• Bei Not-Halt-Geräte die kabellos sind oder auf kabellosen Bedienstationen integriert sind, müssen die
entsprechenden Anforderungen von IEC 60204-1 zusätzlich zu den Anforderungen dieser Internationalen Norm
angewendet werden.
Georg Nischalke-Fehn
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Einleiten von Gefahr bringenden Bewegungen
18Georg Nischalke-Fehn
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Maschinen APP
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 19
Maschinen-
steuerung
• Not-Halt
• Zustimmtaster
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So würde es also gehen …
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 20
© IFA
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… oder doch besser so?
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 21
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Der Prototyp – mechanischer Aufbau
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 22
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Maschinen APP
Der Prototyp – Das Konzept
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 23
Tablet-Rahmen (µC)
WLAN
Maschinen-
steuerung
WLAN
• Not-Halt
• Zustimmtaster
• sichere
Funktionstasten
USB
Bluetooth
WLANUSB
Bluetooth
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App-Daten
Der Prototyp – die Funktionsweise
© IFA 2017 Georg Nischalke-Fehn 24
App-Daten…LfdNr
CRC
Not-Halt
Zustimmtaster
…
LfdNr
CRC
Not-Halt
Zustimmtaster
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Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 25
• Not-Halt entsprechend DIN EN ISO 13850
• Zustimmeinrichtung zur Einleitung gefahrbringender Bewegungen
• Sichere Übertragung der Sicherheitsfunktionen von Rahmen zu
Maschine. Tablet PC bzw. Smartphone dienen „nur“ als
Übertragungsmedium (grauer Kanal)
• Die korrekte Durchführung der Sicherheitsfunktionen wird durch
Rahmen und Maschinensteuerung gewährleistet.
• Die Bedienoberfläche kann individuell auf Maschinenspezifische
Steuerungsfunktionen angepasst werden.
• Es können verschiedenste Tablet-PCs (auch Betriebssysteme)
verwendet werden
Was macht die Lösung so interessant?
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Bildquelle: BGHM
Georg Nischalke-Fehn 26
• Verfügbarkeit des NOT-HALT, der Sicherheitsfunktionen
(Abriss der Funkverbindung)
• Einsatz-/Umwelt- (Stör-)Festigkeit
(IP-Schutz, Stoßfestigkeit, EMV, …)
• Funktionale Sicherheit
(Maschinenrichtlinie, PL, SIL & Co.)
• Wirkbereich – falls applikativ erforderlich
(RFID, NFC, ….)
• Wireless Kommunikation (Security)
(Wi-Fi, Bluetooth, ….., Verschlüsselung, Zugriffsberechtigung…)
• Bedienung / Ergonomie
(Taktil-, Akustisch-, Gestik-, ….)
Was muss betrachtet werden
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Georg Nischalke-Fehn
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
Falls noch Fragen aufkommen?
[email protected].: 02241 / 231 - 2650