Mit AS-i Einsparpotenziale in der Sicherheitstechnik nutzen (SPS IPC Drives: 7-200)

Effizienz à la Carte

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Ganz gleich, ob es um komplexe und verzweigte Anlagen geht, um mittelgroße Anwendungen mit 10 bis 100 sicheren Ein- und Ausgängen oder um kleine Maschinen mit 3 bis 10 sicheren Signalen: Das richtige Safety-Konzept verspricht in jeder Dimension beachtliche Einsparpotenziale – und meist sogar noch ein Plus an Leistung und Sicherheit. Bihl+Wiedemann hat dazu Lösungen auf der Basis von AS-i-Safety entwickelt, die bei allen Komplexitäten Effizienz à la Carte bieten.

Nach Informationen von Bihl+Wiedemann GmbH in Mannheim (www.bihl-wiedemann.de)

Die Safety-Konzepte von Bihl+Wiedemann werden allen Sicherheitsanforderungen gerecht, die sich heute in modernen Anlagen stellen – nicht nur unabhängig von der Größe der jeweiligen Anwendung, sondern auch davon, mit welchem System die Applikation im Standardbereich betrieben wird. Und die Konzepte bieten unterm Strich viele Vorteile: im Hinblick auf die Kosten genauso wie auf die spezifischen Leistungsmerkmale.
Bisher hat sich das Unternehmen vor allem als Pionier in Sachen AS-Interface einen Namen gemacht. Schon der erste zertifizierte AS-i-Master trug 1995 den Schriftzug von Bihl+Wiedemann. Inzwischen aber gelten die Mannheimer in der Branche auch als universeller Sicherheits-Spezialist, der konkrete technische Antworten auf konkrete technische Fragen geben kann. Dass die meisten der Konzepte auf AS-i-Safety basieren, ist im Grunde nur bei Applikationen interessant, die auch im Standardbereich auf AS-Interface basieren, weil sich dann natürlich zusätzliche Einsparpotenziale ergeben. Für die Kunden geht es aber nicht um Systeme, sondern um Lösungen. Ob die nun mit AS-i oder anderen Lösungen am besten funktionieren, ist dem Anwender meist egal. Für ihn zählt unterm Strich nur, dass das Unternehmen für fast jede Anlage das richtige Sicherheitskonzept bieten kann.
Sichere Querkommunikation über Ethernet
Sowohl in der Fabrik- als auch in der Prozessautomatisierung nimmt der Trend zu immer komplexeren, verzweigten Anwendungen zu. Zu den besonderen Herausforderungen im Safety-Bereich gehört deshalb die möglichst effiziente Kopplung sicherer Netze. Die bisher gebräuchlichen Lösungen zur Kopplung waren beispielsweise potenzialfreie Kontakte oder der Weg direkt über AS-Interface – sie alle hatten aber eine Kehrseite: Im einen Fall war es die relativ aufwändige Verdrahtung, im anderen die Tatsache, dass pro Gateway ein AS-i-Kreis für die sichere Kopplung benötigt wurde.
Mit der sicheren Querkommunikation über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der aktuellen Gateway-Generation mit integriertem Sicherheitsmonitor von Bihl+Wiedemann lassen sich im Maximalausbau bis zu 1922 sichere zweikanalige Eingangssignale einsammeln und sichere Ausgänge zentral oder dezentral ansteuern.
Die innovativen Geräte tauschen die Ein- und Ausgangsdaten aller beteiligten Maschinen permanent automatisch miteinander aus und stellen sie dem jeweiligen Programm zur Verfügung. Insgesamt können auf diese Art bis zu 31 der Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor miteinander gekoppelt werden – ohne, dass an irgendeiner Stelle Leistung verloren geht und ohne Einsatz zusätzlicher Hardware.
Diese schlanke Lösung ist nicht nur für die immer umfangreicheren reinrassigen Sicherheitsanwendungen zum Beispiel im Bereich Maschinenbau interessant. Ein gewaltiges Einsparpotenzial eröffnet sich vor allem auch für Anwender, die von einem entscheidenden System-Vorteil von AS-Interface profitieren wollen: der Übertragung sicherer und nicht sicherer Signale auf ein und derselben Leitung. Denn natürlich nimmt die Anzahl der einzubindenden Slaves bei der Kombination von Standard AS-i mit AS-i-Safety zu.
Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor
Auch im weitläufigen Mittelfeld der Safety-Applikationen, bei Anlagen mit 10 bis 100 sicheren Ein- und Ausgängen, steigen die Anforderungen an die Effizienz seit Jahren kontinuierlich an. Immer mehr Anwender erkennen deshalb die vielfältigen Vorteile der auf AS-i basierenden Sicherheitskonzepte sowohl gegenüber den konventionellen Sicherheitsrelais als auch im Vergleich zu den so genannten Safety-Controllern. Die beiden wichtigsten Pluspunkte der Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor, die pro Gerät bis zu 62 sichere Signale einsammeln und auswerten können, sind der geringe Verdrahtungsaufwand und die optimale Anbindung an die gängigen Systeme der Automatisierung.
Im Schaltschrank können die sicheren Kleinsteuerungen in punkto Verkabelung zwar meist mithalten – im Feld jedoch müssen sie aufwändig konventionell verdrahtet werden. Bei den sicheren Komponenten von Bihl+Wiedemann genügt der direkte Anschluss an das gelbe Kabel. Dieser Vorteil zeigt sich nicht nur bei der Erstinstallation, sondern auch bei späteren Erweiterungen oder Umbauten der Anlage. Denn während beim Einsatz von Safety-Controllern bei jeder kleinen Veränderung zusätzliche Leitungen verlegt und gegebenenfalls alte Verdrahtungen entfernt werden müssen, heißt es bei AS-i-SAfety: Abklemmen – anklemmen – fertig.
Ein weiterer Vorteil liegt im Zusammenspiel mit anderen Automatisierungssystemen. Ganz gleich, ob Profibus, Profinet oder Profisafe, ob Ethercat, Sercos, Ethernet/IP oder Modbus über Ethernet: Dank erweiterter Diagnosefunktionen, kompletter Abschalthistorie und detaillierter lückenloser Zustandsinformationen über alle Komponenten kann die übergeordnete Steuerung schnell auf Fehlerfälle reagieren und damit Stillstandzeiten erheblich verkürzen.
Das kommt einerseits der Sicherheit zugute, andererseits auch der Maschinenverfügbarkeit: Denn die Safety-Daten werden – ganz ohne aufwändige Parametrierung – automatisch und in Echtzeit an die Standardsteuerung übermittelt, die dann beispielsweise das kontrollierte Herunterfahren einer Anlage einleiten kann, bevor sie von der Sicherheitstechnik komplett spannungsfrei geschaltet wird.
Safety-Basis-Monitor mit abschaltbarem Master
Bis vor kurzem war es noch ein beliebtes Rechenexempel: Sowohl die Anbieter von Safety-Komponenten als auch deren Kunden stellten immer wieder neue Kalkulationen auf, ab welcher Anlagengröße es sich lohnt, die Parallelverdrahtung durch einen modernen Sicherheitsbus zu ersetzen. Inzwischen darf die Frage als gelöst betrachtet werden – selbst wenn man die zahlreichen funktionellen Vorteile eines Bussystems völlig außen vor lässt: Denn heute entscheiden AS-i-Safety-Lösungen auch das Kostenduell schon bei Anlagen mit 3 sicheren Signalen für sich.
Das hat vor allem zwei Gründe. Zum einen ist es seit der Einführung von AS-i-Power24V möglich, bei sehr kleinen Anwendungen auf das zusätzliche AS-i-Netzteil zu verzichten. Zum anderen wurde mit dem Safety-Basis-Monitor ein kostengünstige Gerät entwickelt, das aus einem Sicherheitsmonitor und einem abschaltbaren Master besteht. Der Safety-Basis-Monitor zum Beispiel verfügt nicht über eine Feldbusschnittstelle, sondern lediglich über Meldeausgänge zur Kommunikation mit einer eventuell übergeordneten Steuerung.
Ethernet/IP- und Modbus-TCP-Gateway
Das Ethernet/IP+Modbus-TCP-Gateway mit integriertem Sicherheitsmonitor und sicherer Querkommunikation (BWU2579) erlaubt es, in großen, verzweigten Anlagen bis zu 31 dieser Gateways ohne Einsatz einer fehlersicheren Steuerung über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle bzw. über die Feldbusschnittstelle miteinander zu koppeln. Alle Gateways in den vernetzten Anlageteilen hören alle sicheren Signale (bis zu 31 Bits/Gateway) mit. Damit können im Maximalausbau fast 2000 sichere zweikanalige Eingangssignale kostengünstig und effizient eingesammelt und ausgewertet sowie fast 1000 sichere Ausgänge zentral oder dezentral angesteuert werden. Jedes Gateway ist so in der Lage, direkt auf neue Informationen zu reagieren. Die Geräte unterstützen die Ethernet-Device-Level-Ring-Netzwerktechnologie.
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