Wer Servoantriebe schnell abschalten muss, benötigt eine schnelle Kommunikation. Die Basis für Safety-Anwendungen lege Powerlink als Echtzeit-Ethernet-Technologie, meint Miodrag Veselic, Technology Manager bei B&R in Eggelsberg. Vorteile biete netzwerkbasierte Sicherheitsarchitektur auch bei modularen Maschinenkonzepten und Strategien für einen optimierten Wiederanlauf.
Michael Corban, Chefredakteur, elektro Automation
„Inzwischen sehen fast alle Maschinen- und Anlagenbauer die Vorteile einer integrierten netzwerkbasierten Sicherheitsarchitektur gegenüber einer hartverdrahteten Lösung“, berichtet Miodrag Veselic, Technology Manager bei B&R im österreichischen Eggelsberg. „Ich kann alle Komponenten im Netzwerk direkt ansprechen und werde dadurch sehr flexibel – nicht zuletzt sinkt dadurch auch die Zahl der benötigten Komponenten und damit reduzieren sich natürlich die Kosten.“ Die in der Vergangenheit eingesetzten Zeitrelais, Drehzahlwächter oder Not-Aus-Relais sind für sich gekapselte, monolithische Objekte, die fest verdrahtet werden müssen. Entsprechend unflexibel sind solche Sicherheitsapplikationen und jede Modifikation zieht einen hohen Änderungsaufwand nach sich.
Netzwerkbasiert lassen sich heute normale und sichere Automation in einem Gerät zusammenfassen – ein Konzept, das B&R schon länger anbietet, das aber 2006 mit der Veröffentlichung der neuen Maschinenrichtlinie zunehmend mehr Interesse fand. „Mittlerweile werden sichere Lösungen überwiegend in Software abgebildet – dadurch erhält der Automatisierer in seiner Applikation eine hohe Flexibilität und kann beispielsweise sehr einfach einzelne Komponenten dazu- oder wieder wegnehmen“, fährt Veselic fort. „Um das weiter zu erleichtern, ermöglichen wir die Arbeit mit Bibliotheken und unterstützen dazu beispielsweise den PLCopen-Standard.“ Der Anwender kann so einen Funktionsblock in seine sichere Umgebung laden und mit seiner Applikation verknüpfen. Durch die Verwendung von zertifizierten Funktionsblöcken muss lediglich die sichere Applikation verifiziert werden. „Noch interessanter wird das Konzept dadurch, dass sich über die Diagnoseschnittstellen nun auch sehr leicht Information aus der Anwendung und über den Gerätestatus auslesen lassen“, betont der B&R-Spezialist. „So lassen sich etwa Alterserscheinungen wie fehlerhafte Kontakte oder kaskadierte Systeme leicht identifizieren und damit vorausschauend beheben.“ Sollte dennoch ein Gerätetausch notwendig sein, läßt sich dieser mit einem sehr geringen Aufwand realisieren. „Der openSAFETY Configuration Manager verwaltet alle sicheren Parameter an einer zentralen Stelle und ermöglicht somit einen Gerätetausch ohne zusätzliche Parametrierungstools.“ Die richtigen Geräte-Parameter sowie Firmware-Up- oder Downgrades würden auf diese Weise automatisch und sicher auf die entsprechende Komponente geladen – was Diagnose und Service enorm erleichtere und zugleich die Verfügbarkeit der Maschinen oder Anlagen erhöhe.
Vorteile bei modularen Maschinenkonzepten
Der mit der Verschärfung der Normen inzwischen höhere Stand der Technik eröffnet Maschinen- und Anlagenbauern neue Wege für die Umsetzung alternativer Maschinenkonzepte. „Als Steuerungshersteller können wir mit softwaregestützten Controllern helfen, bessere Lösungen für Sicherheitsaspekte zu finden – insbesondere das offene openSAFETY-Protokoll erlaubt den Einsatz zahlreicher intelligenter Komponenten“, erläutert Miodrag Veselic. Sichere Drehgeber, Kamerasysteme, Scanner oder Lichtschranken ließen sich nun leicht über das Netzwerk ansprechen – der Verdrahtungsaufwand über sichere I/Os entfalle und vermindere die Komplexität einer Sicherheitslösung. „Unsere Sicherheitstechnik bietet damit ein einfaches Konzept für die Realisierung modularer Maschinen, deren Einsatz in den vergangenen Jahren erheblich gestiegen ist.“ Der Maschinenbauer sei etwa mit der B&R SafeLOGIC in der Lage, bis zu 512 unterschiedliche sichere Varianten zu hinterlegen, welche dann vor Ort durch Betriebsartenwahlschalter oder ein HMI-Panel aktiviert werden könnten.
Besonders deutlich werden die Vorteile dieser Vorgehensweise auch im Bereich der Antriebstechnik. „Mit der neuen Maschinenrichtlinie fand ein Umdenken statt – Sicherheit muss nicht immer Stillstand bedeuten“, betont Veselic. „Durch die Verwendung von Safe-Motion-Profilen, welche für openSAFETY standardisiert sind, lassen sich Anlagen und Maschinen sicher überwachen.“ Das bedeute, dass openSAFETY eine sichere Interaktion zwischen Mensch und Maschine ermögliche und dies die Produktionskraft der Maschine erhöhe. „Voraussetzung für eine schnelle Reaktionszeit ist ein schnelles Echtzeit-Ethernet-System wie Powerlink, da es um Geschwindigkeit geht: Die Reaktionszeit vom Erkennen der Situation bis zum Auslösen des Abschaltvorganges spielt eine entscheidende Rolle und entscheidet auch über den Footprint einer Maschine.“ Müsse man das Signal erst von außen auflegen, dauere das bis zu zehn Mal länger.
„Besonders herausfordernd sind solche sicheren Abschaltlösungen dann, wenn es darum geht, einen komplexen Antrieb nicht nur in einen sicheren Zustand zu bringen, sondern gleichzeitig daraus Neustartstrategien abzuleiten“, so Miodrag Veselic abschließend. „Innovative und international erfolgreiche Maschinenbauer setzen bereits auf openSAFETY und profitieren von der Möglichkeit, komfortabel sichere und hochverfügbare Maschinen wirtschaftlich zu realisieren.“ co
„Im Netzwerk können alle Komponenten direkt angesprochen werden. Die Automatisierungslösungen werden dadurch sehr flexibel.“
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