Vom Basismonitor zur Safety-Kleinsteuerung

Nach Informationen der Bihl+Wiedemann GmbH in Mannheim

Die Verantwortlichen für Anlagensicherheit, so hatte es lange den Anschein, sind tendenziell konservativer als ihre Kollegen von der Standardfraktion. Denn während der Siegeszug automatisierter Systeme in der Produktion längst in vollem Gange war, blieb die Sicherheitstechnik noch eine ganze Weile fest in der Hand der Parallelverdrahtung. Bewegung kam erst vor einigen Jahren ins Spiel, nachdem es beispielsweise mit AS-Interface Safety at Work gelungen war, sichere und nicht-sichere Signale auf ein und derselben Busleitung zu übertragen.

Von da an ist die automatisierte Sicherheit auf Basis sicherer Feldbusse schnell zu einem Trend geworden. Laut der 2009 veröffentlichten Studie „Safety im Maschinenbau“ setzte schon damals etwa jedes zweite Unternehmen sicherheitsgerichtete Kommunikationstechnik im Feld ein. Zu den mit Abstand wichtigsten Gründen gehören der einfache Datenverkehr – und vor allem: die bessere Diagnose. Nach Meinung von Marktinsidern dürfte diese Entwicklung inzwischen weiter an Dynamik zugelegt haben. Zum Einen sicherlich wegen der EU-Maschinenrichtlinie – vor allem aber, weil sich immer weniger Unternehmen längere Stillstandszeiten leisten können beziehungsweise wollen und deshalb immer höhere Diagnoseanforderungen an die Systeme stellen.

Gerade auch in dieser Hinsicht bieten die AS-i-Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor von Bihl+Wiedemann eine Menge an Funktionalitäten: Mit der Doppeladresserkennung, dem EMV-Wächter und dem Erdschlusswächter bieten sie sich seit langem für den Einsatz im Bereich der klassischen Automatisierungstechnik an. Und auch zur Optimierung der Diagnosemöglichkeiten in der SPS tragen sie entscheidend bei: Dank permanenter Übermittlung von Statusinformationen kann sich die übergeordnete Steuerung jederzeit ein genaues Bild vom Zustand der gesamten Anlage machen.

Nur bei Kleinstanlagen ab zwei sicheren Signalen gingen die Entwickler des Unternehmens einen anderen Weg: Reduce to the Max hieß das Konzept. Deshalb stehen beim Safety Basis Monitor lediglich Meldekontakte zur Verfügung. Für ganz einfache Anwendungen ist das eine wirtschaftliche Alternative. Doch sobald die Diagnoseanforderungen steigen und die Anlage oder Maschine ohnehin mittels Feldbus verdrahtet ist, sinkt der Break-Even-Point für die automatisierte Diagnose in der Steuerung soweit nach unten, dass sich viele Anwender auch für den Safety Basis Monitor eine Feldbusschnittstelle wünschen.

Feldbusschnittstellen müssen mechanisch so robust sein, dass die Diagnosedaten der Safety-Geräte nicht die Kommunikation der gesamten Anlage stören. Gleichzeitig gilt es, die EMV-Festigkeit der Schnittstelle zu gewährleisten. Außerdem ist ein Display für Inbetriebnahme und Diagnose hilfreich. Aus diesen Gründen ist die neuentwickelte sichere Kleinsteuerung im Vergleich zum Safety Basis Monitor komplett überarbeitet. Die Elektronik steckt nicht im 22,5-mm-Kunststoffgehäuse, sondern in dem typischen Edelstahlgehäuse, das mittlerweile ein Markenzeichen von Bihl+Wiedemann ist.

Die Feldbusschnittstelle wurde direkt in die Sicherheitseinheit integriert. So kann die Steuerung sämtliche Safety-Informationen ohne zusätzliche Parametrierung in der Software schnell und einfach abrufen. Der Zustand aller sicheren Geräte steht dort in Echtzeit als Standardsignal zur Verfügung. Damit ist die Steuerung beispielsweise in der Lage, die Maschine in den gewünschten Zustand zu bringen, bevor die Sicherheitseinheit nach Stop 1 die Energie abschaltet.

Auch bei der Diagnose bietet die Integration der Feldbusschnittstelle in die Sicherheitseinheit deutliche Vorteile. Unter anderem beschert die direkt auslesbare Abschalthistorie dem Anwender einen beachtlichen Zeitgewinn, weil die oft langwierige Suche nach dem Auslöser eines Stillstandes nun sogar bei kleinen Anlagen der Vergangenheit angehört. Selbstverständlich sind die entsprechenden Informationen auch über einen Webserver zur Fernwartung einsehbar. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Zustand des Systems auf dem Display am Gerät selbst abzulesen. Dort erhält der Bediener sowohl Spontandiagnosemeldungen etwa von kritischen Schutztüren als auch einen Überblick über die Schaltzustände der einzelnen Komponenten.

Genauso wie die Anzahl der Diagnoseoptionen hat sich auch der Funktionsumfang der neuen sicheren Klein-steuerung vergrößert. Zwölf frei parametrierbare Klemmen erlauben beispielsweise bis zu sechs zweikanalige Ausgänge, sechs zweikanalige Eingänge oder Standard-Eingänge. Dabei lassen sich je nach Anwendung potentialfreie, antivalente oder OSSD-Signale einlesen. Ebenso problemlos können mit Hilfe der neuen Asimon-3-G2-Software sichere Ausgänge bei Bedarf zu sicheren Eingängen umdefiniert werden.

So vielfältig wie das neue Gerät selbst sind auch seine Einsatzmöglichkeiten. Es überzeugt als kleine AS-i-Safety-Einheit mit optimaler Feldbusanbindung ebenso wie im Zusammenspiel mit einer kontinuierlich wachsenden Palette an Erweiterungsmodulen. Selbst wenn der Anwender (noch) nicht auf automatisierte Sicherheit umstellen und weiter parallel verdrahten möchte, muss die Lösung keinen Kosten- oder Leistungsvergleich fürchten.

Die Kleinsteuerung ist erweiterbar auf bis zu 62 sichere oder 496 Standard-E/As bzw. einer Kombination daraus. Für den Einsatz in kompakten Anlagen ist aufgrund der AS-i-Power24V-Fähigkeit kein zusätzliches AS-i-Netzteil erforderlich. Alle Zustände sind ohne Mehraufwand über den Feldbus auslesbar. Das Gerät ist aktuell für Profibus, Profinet, Profisafe, Canopen, Ethercat, CC-Link, und CIP Safety über Ethernet/IP verfügbar. ge

Meister: Was Diagnose betrifft, waren unsere Gateways von Anfang an mit Onboard-Features wie Doppeladresserkennung, dem EMV-Wächter und dem Erdschlusswächter ausgestattet. Dank permanenter Übermittlung von Statusinformationen kann sich die übergeordnete Steuerung jederzeit ein genaues Bild vom Zustand der gesamten Anlage machen. Auch bei unserer neuen sicheren Kleinsteuerung hat das Thema Diagnose eine zentrale Bedeutung. Weil die Feldbusschnittstelle in die Sicherheitseinheit integriert ist, ergeben sich auch bei der Diagnose Vorteile. So bietet die direkt auslesbare Abschalthistorie dem Anwender einen beachtlichen Zeitgewinn, weil die oft langwierige Suche nach dem Auslöser eines Stillstandes auch bei kleinen Anlagen der Vergangenheit angehört. Selbstverständlich können die entsprechenden Informationen auch über einen Webserver eingesehen werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Zustand des Systems direkt am Gerät abzulesen.

Meister: Die Software soll den Anwendern das Leben weiter erleichtern. Anlagenbauer beispielsweise unterstützt sie bei der Optimierung des konstruktiven Aufbaus, den Instandhalter beim vorbeugenden Eliminieren von Fehlerquellen mit minimalem Aufwand – und dem Kunden, der unseren technischen Support in Anspruch nimmt, erspart sie Zeit und Aufwand.

Meister: Hier geht es vor allem darum, den konzeptionellen Aufbau eines Netzes auf seine möglichen Schwächen hin zu untersuchen. So können beispielsweise Störungen, die von einem Umrichter ausgehen, den Bus sporadisch beeinträchtigen. Das muss nicht unbedingt zu einem Ausfall führen, die Systemleistung kann jedoch erheblich darunter leiden. Die Software erkennt das und gibt dem Konstrukteur die Chance, das Optimierungspotenzial voll auszuschöpfen.

Meister: Aus Studien ist bekannt, dass sich durch Intelligent Maintenance signifikante Einsparungen erzielen lassen. Doch angesichts des Zeitdrucks bleibt in vielen Unternehmen wenig Zeit für präventive Diagnostik. Bei AS-Interface funktioniert das jetzt auf Knopfdruck. Wird die Software in regelmäßigen Abständen genutzt, lassen sich Störungen oft schon erkennen, bevor sie zu einem Ausfall führen.

Meister: Um aus der Ferne unkompliziert helfen zu können, benötigen unsere Spezialisten exakte Informationen über das System – von den Geräte-Konstellationen über die Konzeption der Peripherie bis zur Konfiguration der Sicherheitsprogramme. Musste der Kunde diese Daten bisher zusammenstellen und übermitteln, minimiert die Software nun die zeitraubende Datenübertragung.

Meister: Ein PC und ein Kabel, um den PC mit dem AS-i-Master in der Anlage zu verbinden. Die Software benötigt keine zusätzlichen Testgeräte, sie hört die Original-Diagnosedaten des AS-i-Netzes im laufenden Betrieb mit und wertet sie aus.