Manipulation von Maschinen-Schutzeinrichtungen erschweren

Was verleitet dazu, Schutzeinrichtungen zu manipulieren? Antwort darauf gibt eine Studie. Die Ergebnisse sind alarmierend: Etwa 37% der Schutzeinrichtungen an den Maschinen sind vorübergehend oder ständig manipuliert [1 bis 3].

Eine Manipulation ist meistens technisch relativ wenig aufwändig, preiswert und schnell durchzuführen. Die Studie untermauert dies: In drei Viertel der Manipulationen war kein materieller Aufwand wie Kauf oder Herstellung eines Schlüssels/Werkzeugs erforderlich. In der Hälfte der untersuchten Fälle war die Manipulation in weniger als 6 min durchgeführt!

Ein weiterer vermeintlicher „Vorteil“ für den Bediener: Diese Manipulation ist ebenso schnell wieder rückgängig zu machen, was im Übrigen für 90% aller Manipulationen an den untersuchten Maschinen zutrifft. Positionsschalter, speziell die Ausführung der Bauart 2 mit getrenntem Betätiger, wurden bei den untersuchten Maschinen am häufigsten manipuliert. Sie könnten in vielen Fällen durch eine ebenso geeignete, aber weniger leicht manipulierbare Stellungsüberwachung ersetzt werden, wie den Scharnierschalter.

Die Art der Integration in die Maschinenkonstruktion und die Befestigung von Schaltern und Betätigern kann bei den meisten Verriegelungseinrichtungen verbessert werden. Verdeckte Montage, Befestigung des getrennten Betätigers durch Einwegschrauben oder nicht schraubbare Verbindungen erhöhen den Manipulationsaufwand, leider jedoch auch den Reparaturaufwand.

Nietverbindungen bieten mehr Schutz vor Manipulation als Schraubverbindungen

Ein akzeptabler Kompromiss könnte im Einsatz von Nietverbindungen liegen, die nicht mal eben abgeschraubt werden können, aber im Reparaturfall mit vertretbarem Aufwand zu entfernen sind. Eine weitere Verbesserungsmöglichkeit bietet die Verwendung von Positionsschaltern mit individuell codiertem Betätiger. Dort passt der Betätiger nur auf genau einen Schalter und verschafft damit keinen unbemerkten Zugang zu anderen Gefahrenstellen.

Viele Hersteller bieten heute schon eine Vielfalt von Schutzeinrichtungen an, die schwer zu manipulieren sind. Dabei gibt es eine wachsende Zahl von sicherheitsgerichteten Automatisierungsgeräten, wie Sicherheitssteuerungen und Antriebssteuergeräte, mit denen Sicherheitsfunktionen realisiert werden können, die exakt an die Tätigkeiten an der Maschine angepasst sind.

Sobald ein Schutzkonzept vom Steuerungsbauer mit programmierbaren, vernetzten Sicherheitssteuerungen realisiert wird, erhält diese Steuerung zusätzlich Daten über den Status der Maschine sowie die Arbeitssituation des Bedieners. Der Programmierer, der den Maschinenprozess sehr gut kennt, kann daraus eine genaue Erwartungshaltung an den Zustand der Schutzeinrichtungen ableiten und mit dem Ist-Zustand vergleichen. Diese Plausibilitätskontrollen zur Aufdeckung von Manipulationen müssen, sofern möglich und praxisgerecht, eine wichtige Anforderung an ein Sicherheitsprogramm sein.

Programme zur Überwachung von Manipulationen müssen zugriffssicher sein

Die Programme selbst müssen für den Bediener unzugänglich sein (Passwortschutz), Softwareänderungen sollten protokolliert werden. Manipulation durch Veränderung an Software kam übrigens nur bei 3,2% der untersuchten Maschinen in der oben genannten Studie vor.

Aber auch die Steuerungshersteller können einen Beitrag leisten und beispielsweise Funktionsbausteine anbieten, die Manipulationen aufzudecken helfen. Hier sei auf die Spezifikation von Mutingfunktionen von der Organisation „PLCopen“ hingewiesen. Diese Funktionsbausteine können Eingangssignale auswerten, mit denen das funktionale Steuerungsprogramm dynamisch signalisiert, wann ein Werkstück durch die Mutingsensoren und das Lichtgitter transportiert wird. Jede Anforderung der Mutingfunktion zu einem anderen Zeitpunkt würde als Manipulation aufgedeckt.

Weitere Vorteile von elektronischen Sicherheitskomponenten:

-Differenzierte Diagnose und Meldung an den Maschinenbediener beschleunigen die Fehlersuche und -beseitigung und verringern damit das Risiko, dass Schutzeinrichtungen bei nicht lokalisierbaren Störungen überbrückt werden.

-Bei größeren Maschinenanlagen können im Störungs- oder Wartungsfall gezielt räumlich begrenzte Sicherheitssektoren stillgesetzt werden. Alle weiteren, ungestörten Anlagenteile können meist weiter automatisch produzieren. Manipulationen mit der fehlgeleiteten Absicht, bei der Störungsbeseitigung nicht eine Produktion stillzulegen, können so vermieden werden.

Mit der Beschaffung einer Maschine werden die Weichen für sichere oder gefährliche Arbeitsplätze gestellt. Ein wichtiges Entscheidungskriterium bei der Beschaffung von Maschinen muss deshalb ein möglichst geringer Manipulationsanreiz sein, der ja unmittelbar mit eingekauft wird.

Literatur:

[1] Apfeld, R. und M. Huelke: Manipulationsanreize von Schutzvorrichtungen

systematisch analysieren. Maschinenmarkt 15/2007.

[2] Lüken, K. und andere: HVBG-Report — Manipulation von Schutzeinrichtungen an Maschinen. Sankt Augustin: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung 2006.

[3] Apfeld, R.: Manipulationsanreiz von Schutzeinrichtungen an Maschinen — Bewertungsverfahren. Sankt Augustin: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung 2007.

Dipl.-Ing. Ralf Apfeld und Dr. Michael Huelke sind Mitarbeiter des Fachbereichs 5 Unfallverhütung/Produktsicherheit am Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung in Sankt Augustin.