Automatisierungssystem PSS 4000: Sicherheit für Nutzer und Prüfer von Industriearmaturen

Anlagen in der industriellen Steuerungs- und Regelungstechnik stehen ­häufig ­unter Druck. Damit die eingesetzten Komponenten den extremen Anforderungen in der Praxis Stand halten, hat ATG Automatisierungstechnik Gröditz GmbH gemeinsam mit Pilz Prüfstände beim Armaturenhersteller Gestra optimiert: Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz ­können sich Kunden auf zuver­lässige Produkte, Prüfer auf einen sicheren Arbeitsplatz bei bis zu 1.250 bar ­Wasserdruck verlassen. ATG sieht in der ­Sicherheitslösung von Pilz das einzige ­System, das mittels eines mehrstufigen dynamischen Messverfahrens analoge Werte zuverlässig überwachen und für Mensch wie Maschine den best­möglichen Schutz bieten kann.

Der Gedanke an den Worst Case lässt erschaudern: Würde in einem unter Druck stehenden Dampf- oder Wasserkreislauf eine Armatur bersten, wären die Folgen für Personen im Umfeld fatal. Die Gestra AG mit Sitz in Bremen, Hersteller von Industriearmaturen, wärmetechnischen Apparaten und Behältern, legt seit jeher größten Wert auf Qualität und Sicherheit. Ob Rückschlagventile, Kondensat-Ableiter, Sicherheits- oder Absperrventile: Keine Armatur verlässt das Werk, ohne zuvor auf Dichtigkeit und Festigkeit geprüft worden zu sein. Gestra will ganz sichergehen, dass weder ein Haarriss noch ein nicht exakt sitzender Dichtring zu einem unkontrollierten Austritt von Dampf oder Wasser führt.

Stempel drauf: dicht und fest!
Gestra verlässt sich dabei auf Teststände von ATG Automations-Technik Gröditz GmbH & Co. KG. Das Unternehmen plant und baut kundenspezifische Anlagen und Sondermaschinen, inklusive industrielle Steuerungs- und Softwarelösungen, Prozessvisualisierung sowie Prozesskommunikation. Ein Standbein von ATG sind Dichtheits- bzw. Festigkeitsprüfanlagen für Armaturen und Fittings mit unterschiedlichen Prüfverfahren, PC-basierter Auswertung sowie der Erstellung von Prüfzertifikaten.

Prüfstände von ATG können pneumatisch Drücke bis 110 bar, wasserhydraulisch sogar bis 1.250 bar erzeugen. Je nach Dichtheitsklasse müssen Armaturen unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Oberste Priorität für Gestra hat die Sicherheit ihrer Produkte im industriellen Einsatz. Bei derart hohen Drücken muss auch gewährleistet sein, dass der Teststand selber sicher ist, um den Bediener keinen unzumutbar hohen Risiken bei den erforderlichen Arbeitsschritten auszusetzen.

Dynamisches Prüfverfahren erfordert intelligentes Sicherheitsmanagement
Bei der im September 2014 von Gestra vergebenen Beauftragung einer neuen bzw. Retrofits dreier vorhandener Prüfanlagen stand die Integration einer modernen, leistungsfähigen Sicherheitslösung im Mittelpunkt. Zentrale Aufgabe: den maximalen Wasserdruck zu überwachen, da es sonst zu einem unkontrollierten Bersten der Prüflinge in Anwesenheit des Bedienpersonals kommen könnte. Darüber hinaus gab es komplexe Anforderungen an ein automatisiertes Sicherheitsmanagement. Denn aufgrund des geforderten hohen Sicherheitsniveaus mussten die Prüfeinrichtungen mit redundanten, analogen Drucksensoren ausgestattet werden. Neben digitalen Signalen sollte die Sicherheitssteuerung auch analoge verarbeiten können. Gleichzeitig galt es, die Anforderungen gemäß DIN EN 12266 (Prüfung von Industriearmaturen) zu erfüllen.

Nur PSS 4000 erfüllt Anforderungen
„Wir haben einiges an Recherche betrieben, um eine leistungsfähige Lösung für die anstehende Aufgabe zu finden. Im Ergebnis erwies sich tatsächlich nur das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz als geeignet, den gestellten Anforderungen gerecht zu werden“, sagt Ulrich Keil, Geschäftsführer von ATG. „Es errechnet nach DIN EN 12266 die variablen Grenzwerte, speichert diese ab und ermittelt damit folgerichtig, welcher Prüfdruck bei 90 % Maximalleistung anliegen muss“.

Eine zu prüfende Armatur wird zunächst per Kran in den Prüfstand gehoben und dort über ein Hydrauliksystem in eine entsprechende Aufnahmevorrichtung gespannt. Der Prüfling muss 15 Sekunden lang einem 10% über dem regulären Betriebsdruck liegenden Prüfdruck standhalten. Der Bediener beobachtet das Verfahren durch die geschlossene, durchschlagsichere Polycarbonat-Scheibe. Türen, die sich öffnen lassen, sind mit Zuhaltungen versehen, die erst dann freigegeben werden, wenn der Druck auf ein definiertes Niveau abgesenkt wurde. Bei Betätigung der installierten Not-Halt Taster schaltet zunächst der Prüfdruck, dann die Hydraulik ab; soweit es sich um Automatisierungsaufgaben im Bereich der Sicherheitstechnik handelt.

Druck sicher unter Kontrolle!
Im Anschluss an diese Prozedur steht eine Sichtprüfung unter Betriebsdruck an. Hier muss der Prüfer bei geöffneter Schutzumhausung quasi auf Tuchfühlung mit der Armatur gehen und diese auf sichtbare Leckagen untersuchen. Dabei ist eine sichere Überwachung des Grenzdrucks zu gewährleisten. Übersteigt der Druck den ermittelten Grenzwert, muss die Pumpe sofort abschalten. „Das Herausragende am Automatisierungssystem PSS 4000 ist, dass es fehlersichere Prüfgrenzen während des Prüfverlaufs rechnerisch ermitteln und dynamisch anpassen kann“, betont Ulrich Keil. Als zentrale Überwachungseinheit ist eine Steuerung PSSuniversal PLC mit sicheren digitalen und analogen Eingangsmodulen für die redundanten Druckmesssensoren mit ihren analogen Signalen im Einsatz.

Das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz überzeugt damit, dass sämtliche Komponenten der Produktfamilie für ein optimales Zusammenspiel von Hardware- und Software, Netzwerkgeräten und dem Echtzeit-Ethernet ausgelegt sind. Weil Steuerungsfunktionen in die Peripherie verlagert werden, lassen sich mit dem System Projekte flexibler und leichter realisieren als mit konventionellen Lösungen. Anstatt einer zentralen Steuerung steht ein modulares Anwenderprogramm in einem zentralen Projekt mit einfachem und einheitlichem Handling zur Verfügung. Konfiguration und Programmierung gehen mit der Software-Plattform PAS 4000 schnell und intuitiv von der Hand. Die Werkzeuge für Projektierung, Programmierung, Inbetriebnahme und Betrieb sind eng aufeinander abgestimmt.

Lösung mit Vorbildcharakter
Für ATG ist Pilz seit vielen Jahren Partner für sicherheitstechnische Aufgabenstellungen. Um sich mit den vielfältigen Möglichkeiten des Automatisierungssystems PSS 4000 vertraut zu machen, nahm ATG im Vorfeld des Projekts ein mehrtägiges Schulungsangebot des „Gemäß der neuen Betriebssicherheitsversordnung von 2015 kann sich heute niemand mehr auf Bestandsschutz berufen. Betreiber sind verpflichtet, alle Arbeitsmittel einer Gefährdungsbeurteilung zu unterziehen und in Bezug auf deren Sicherheit auf den Stand der Technik zu bringen“, erklärt Ulrich Keil und ergänzt: „Gemeinsam mit uns hat Pilz eine Lösung mit Vorbildcharakter entwickelt, die sowohl Kunden als auch Mitarbeitern ein hohes Maß an Sicherheit bietet. Pilz stand uns insbesondere bei der Projektvorbereitung, -planung und Programmierung stets mit Rat und Tat zur Seite.“
Die schrittweise Umrüstung weiterer Prüfstände inklusive der Integration des innovativen Sicherheitskonzepts ist geplant. ◾