Systém EKS od firmy Euchner pro výběr bezpečného provozního režimu

Společnost Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG si vybrala systém elektronických klíčů EKS od firmy Euchner jako svůj firemní standard pro zabezpečení přístupu k zařízením a softwarovým aplikacím a pro výběr bezpečného provozního režimu strojů. Používá jak variantu EKS Light, tak variantu EKS FSA, která umožňuje bezpečnou aktivaci potenciálně nebezpečných režimů při servisu strojů. 

Automobilový průmysl klade velký důraz na efektivitu a kvalitu výroby. Je proto velmi důležité vyvarovat se všech přerušení výroby. Společnost Eberspächer Exhaust Technology, sídlící v německém Neukirchenu, přijala speciální opatření, aby omezila pravděpodobnost chyb ve výrobních procesech a tím zvýšila kvalitu výroby: výrobce špičkových výfukových systémů vybavil všechny své stroje a výrobní systémy po celém světě systémem elektronických klíčů EKS od firmy Euchner, který umožňuje zajistit řízení přístupu k výrobním zařízením a zabezpečení ovládání softwarových aplikací. 

Klíče místo hesel

„Předtím, než jsme počátkem roku 2015 implementovali ve svých výrobních závodech systém elektronických klíčů EKS Light od firmy Euchner, využívali jsme pro přístup k systémům obsahujícím data o kvalitě výroby hesla,“ vysvětluje Achim Noll-Hussong, vedoucí oddělení provozní kontroly firmy Eberspächer zodpovědný za implementaci nového systému. Systém správy hesel však měl jeden zásadní nedostatek: hesla zná po čase každý zaměstnanec, protože je najde napsané na spodní straně klávesnice, na vnitřní straně dveří rozváděče nebo mu je někdo osobně prozradí. Noll-Hussong dodává, že hesla byla často jednoduchá a každý je mohl snadno odhadnout. Výsledkem byla nedostatečná ochrana proti neoprávněnému přístupu ke stroji, jež vedla ke zvýšení pravděpodobnosti chyb ve výrobních procesech a následně ke snížení produktivity a kvality výroby. 

Zabezpečení přístupu ke kritickým strojům a zařízením

Společnost Eberspächer již v té době používala jiné bezpečnostní systémy od firmy Euchner – včetně multifunkčních dveřních systémů MGB pro zabezpečení dveří, takže poptat nový systém pro zabezpečení přístupu právě u této firmy byla logická volba.

Firma Euchner navrhla použít systém elektronických zámků EKS Light (obr. 1). Systém se skládá z elektronických klíčů s přepisovatelným RFID transpondérem pro přihlášení uživatele ke stroji a z elektronického adaptéru, do nějž jsou klíče zasunuty během provozu (obr. 2; v časopise Automa jsme o něm psali v článku Euchner EKS – technika pro identifikaci osob, autorizaci přístupu a volbu provozního režimu, který vyšel v roce 2015 v č. 8-9, str. 92 až 93, http://automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/54034.pdf). Tyto systémy se široce používají v automobilovém průmyslu, stejně jako u dodavatelů pro automobilový průmysl, ale doporučují se též v potravinářském a farmaceutickém průmyslu nebo v chemickém průmyslu pro ochranu kritických procesů. Verze Light je zvlášť vhodná pro retrofit a dovybavení již provozovaných strojů a zařízení systémem elektronických klíčů. 

Výběr bezpečného provozního režimu s EKS FSA

„Náchylnost procesů k chybám se po implementaci systému EKS Light výrazně snížila. Současně se zvýšila produktivita i kvalita výroby,“ potvrzuje Achim Noll-Hussong. Spokojenost se systémem EKS Light pro něj byla rozhodujícím argumentem pro to, aby prosadil také implementaci systému EKS FSA.

Výrobní stroje a zařízení jsou v běžném provozu vybaveny bezpečnostními funkcemi, které chrání obsluhu před zraněním i stroje před poškozením. Problém nastává při údržbě a servisu, kdy je třeba vstoupit do pracovního prostoru stroje, který je v činnosti. K tomu je zapotřebí bezpečnostní funkce vyřadit nebo omezit. Takovou činnost ovšem může vykonávat jen speciálně proškolená osoba, nikoliv běžný zaměstnanec.

Společnost Eberspächer používá speciální uzamykatelné přepínače, které umožňují přemostit bezpečnostní funkce. Protože jde o spuštění potenciálně nebezpečného režimu stroje, klíče k nim se vydávají jen speciálně proškoleným osobám. Systém distribuce klíčů je však nákladný a nepružný. Pro zjednodušení procesů a zvýšení bezpečnosti testuje Eberspächer systém EKS FSA (For Safety Application) s datovým rozhraním Profinet (popsaný v časopise Automa v již zmíněném článku). Systém EKS FSA má zdvojenou vnitřní elektroniku a je navíc vybaven dvojicí rozpínacích kontaktů. Při zasunutí klíče je možné přemostit bezpečnostní funkce; po vytažení klíče kontakty rozepnou, a jsou-li správně a bezpečně dvoukanálově vyhodnoceny (v bezpečnostním relé nebo PLC), mohou být použity buď k zastavení stroje, nebo k aktivaci bezpečného automatického režimu.

Na rozdíl od EKS Light má EKS FSA datové rozhraní. V tomto případě je to rozhraní na komunikační systém Profinet, protože ten je v závodech firmy Eberspächer standardem. Funkce datového rozhraní systému EKS FSA techniky firmy Eberspächer zvláště zaujala, protože výrobní stroje jako uživatelské rozhraní používají výhradně operátorské panely s dotykovou obrazovkou. Datové rozhraní umožňuje systém EKS FSA s těmito panely propojit a ovládat z panelu i přístup k zařízení.

Na rozdíl od systému EKS Light, který nemá datové rozhraní a lze jím rozlišovat jen úroveň oprávnění, nikoliv konkrétní osobu, dovoluje EKS FSA personalizovat každý elektronický klíč a zajistit funkci autentizace uživatele. Tímto způsobem lze jednoznačně přiřadit odpovědnost jednotlivým osobám. Kromě vysoké úrovně ochrany proti okopírování nabízí tento systém funkce jako řízení přístupu k parametrům nebo řízení přístupu konkrétních osob k zařízení (obr. 3). Například elektronický klíč může dát speciálně školeným osobám, ale jen jim, oprávnění k citlivým změnám nastavení nebo k přepnutí do speciálního seřizovacího režimu, kdy jsou deaktivovány bezpečnostní funkce a který může být pro neškolenou obsluhu nebezpečný.

„Pilotní fáze, během níž používáme systém EKS FSA s datovým rozhraním, je součástí našeho projektu Lean Machine Control, jehož cílem je zefektivnit provoz našich strojů,“ vysvětluje Achim Noll-Hussong a dodává: „Systém EKS FSA a možnost volit provozní režim prostřednictvím dotykové obrazovky eliminuje všechny ovládací prvky, které k tomu dříve musely být používány. Tak se podařilo zmenšit rozváděč, v němž je umístěn řídicí systém a HMI.“ Navíc už není nutné organizovat výrobu a distribuci speciálních klíčů, které byly dříve nutné pro aktivaci servisních režimů. Oprávněný uživatel teď jednoduše vloží svůj elektronický klíč do adaptéru na stroji a dále se přihlásí na obrazovce HMI svým vlastním kódem. Elektronický klíč je potom automaticky zkontrolován. Kontrola zahrnuje přečtení jedinečného a nezměnitelného kódu spolu s kontrolním součtem (Key CRC), validaci dat, ověření úrovně povolení k aktivaci provozních režimů a zobrazení na panelu, která jsou dané osobě dostupná. Na strojích ve firmě Eberspächer je možné prostřednictvím EKS FSA zvolit jeden ze čtyř provozních režimů: manuální, automatický, nastavení a nepřetržitá dodávka médií. Právě poslední režim aktivuje režim nastavení, ale nedojde při tom k bezpečnostnímu odstavení napájení a dodávek médií, takže stroj je možné seřizovat a provádět na něm servis. 

Víc než jen řízení přístupu

Kromě řízení přístupu umožňuje systém EKS na klíče ukládat další data. Tuto možnost firma Eberspächer využívá zvláště proto, že stejný systém implementovala ve všech svých výrobních závodech po světě. Například každý elektronický klíč obsahuje číslo výrobního závodu, kde může být používán, stejně jako informace o výrobní jednotce či lince a specifikacích spojených s různými výrobními postupy závodů firmy Eberspächer Exhaust Technologies.

To zajišťuje, že přístup k ovládání a nastavení strojů je umožněn jen těm osobám, které mají odpovídající úroveň vzdělání a zaškolení pro konkrétní stroj. Někteří dělníci tak mohou obsluhovat jen jeden stroj, zatímco jiní mohou ovládat celou linku nebo všechny stroje ve svém závodě. Někteří mohou spouštět jen automatický a ruční režim, někteří i režim nastavení a jen ti speciálně vyškolení i potenciálně nebezpečný servisní režim. Každý elektronický klíč je chráněn osobním heslem, takže jej nemůže používat nikdo kromě jeho vlastníka. Jestliže se klíč ztratí, je okamžitě v celém systému zablokován. 

Softwarová podpora

Kromě hardwaru dodává Euchner pro implementaci systému výběru bezpečných provozních režimů s EKS FSA také obsáhlou dokumentaci. Zákazník si může nezávisle na dodavateli naprogramovat svou aplikaci nebo upravit její parametry. Technická podpora firmy Euchner mu při tom může kdykoliv pomoci a asistovat mu svými radami a doporučeními jak při implementaci systému, tak při odlaďování jeho parametrů.

To potvrzuje i Achim Noll-Hussong: „Technická podpora nám vždy byla ochotna pomoci při programování systému výběru bezpečného provozního režimu a ze svého pohledu ji hodnotím jako skutečně vynikající.“

[Případová studie firmy Euchner: Electronic-Key System for selection of safe operating mode, březen 2017.]

(Překlad a úprava redakce. Foto: Euchner) 

(EUCHNER GmbH + Co. KG)

Obr. 1. Modulární a kompaktní systém EKS Light používaný pro řízení přístupu ke strojům ve všech závodech firmy Eberspächer

Obr. 2. Elektronický klíč systému EKS Light je vložen do adaptéru (vlevo)

Obr. 3. Přístup k citlivému nastavení a seřizování stroje na zkoušení výfuků je zajištěn systémem EKS 

Eberspächer Group

Eberspächer Group vyvíjí a dodává výfukové systémy, topení do automobilů a klimatizační systémy do autobusů a speciálních vozidel.

Čistší, lehčí a tišší – to jsou výfukové systémy, které Eberspächer Exhaust Technology, součást koncernu Eberspächer, dodává pro silniční osobní i nákladní vozidla, stejně jako pro speciální vozidla určená pro provoz mimo silnice. K zákazníkům patří jak automobilky a výrobci speciálních vozidel, tak servisní střediska a opravárenské dílny.

Firma Eberspächer Exhaust Technology sídlí v Neukirchenu v Německu, ale výrobní závody má po celém světě. V České republice je závod na výrobu výfukových systémů v Rakovníku. Předmětem činnosti rakovnického závodu je výroba tlumičů výfuků a katalyzátorů. Výroba zde započala v roce 1992 v pronajaté hale, v roce 1995 byla postavena vlastní výrobní hala. Ta byla v roce 2001 a poté v roce 2004 postupně rozšířena až na současných 12 300 m² zastavěné plochy. Výrobky jsou určeny pro všechny přední světové výrobce automobilového průmyslu.