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Steuern & Vernetzen

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Die Zukunft ist sicher einfach

Text: Steffen Horn, Phoenix Contact Fotos: mipan; Dominik Gierke
Im Zusammenhang mit netzwerkfähigen Sicherheitsteuerungen kommt den Themen Anlagenverfügbarkeit und Einfachheit spezielle Aufmerksamkeit zu. Genau an dieser Stelle setzt Phoenix Contact mit dem SafetyBridge-Konzept an und bietet eine zukunftsfähige Lösung für vernetzte modulare Maschinen und deren Interaktionen.

Der Schwerpunkt bei der Entwicklung von SafetyBridge lag auf einer einfachen Handhabung über alle Phasen des Produktlebenszyklus. Dieser Grundsatz wurde in den Weiterentwicklungsstufen seit der ersten zertifizierten Version im Jahr 2009 durchgehalten. In der jetzt verfügbaren Version 3 kommt diesem Punkt sogar entscheidende Bedeutung bei.

Alleine der Ansatz von SafetyBridge, verteilte Sicherheitsfunktionen unabhängig vom verwendeten Netzwerkprotokoll und der eingesetzten Steuerungsplattform in einer Maschine umzusetzen, lässt unnötige Komplexität und Probleme gar nicht erst entstehen. So erübrigen sich zum Beispiel alle Fragen im Zusammenhang mit Sicherheitssteuerungen. Weiterhin entfällt der Parametrierungsaufwand für einen Safety-Bus. Das Sicherheitsprotokoll wird vollständig und ausschließlich von den sicheren Endkomponenten ausgeführt und ist für die etablierten Feldbus- und Ethernet-Protokolle zertifiziert. Die Safety-Funktionalität ist in ein sicheres Ausgangsmodul mit integrierter Logikverarbeitung dezentralisiert. Netzwerkadressen oder Steuerungsvariablen bleiben dem Anwender komplett verborgen, dadurch können auch Anlagen um netzwerkfähige Sicherheitsfunktionen erweitert werden, ohne die vorhandene Steuerungs- und Kommunikationsplattform zu ändern.

Einfach wird die Handhabung mit SafetyBridge vor allem bei der Festlegung der Sicherheitsfunktionen, da diese nicht aufwendig programmiert, sondern durch die Auswahl vorzertifizierter Funktionsbausteine und deren virtuelle Verdrahtung mit den verfügbaren Sicherheitssignalen per Drag&Drop konfiguriert werden. Das hierzu erforderliche Tool Safeconf steht lizenzfrei zum Download zur Verfügung.

Die geprüften Sicherheitskonfigurationen werden als Datensatz verschlüsselt und können auf der jeweiligen Standard-Steuerung abgelegt und verwaltet werden. Das erleichtert unter anderem die Inbetriebnahme und Wartung. Alles, was die Sicherheitslösung wissen muss, wird bei Systemstart oder nach einem Gerätetausch automatisch übertragen. Dadurch ist beim Einrichten und Umrüsten der Maschine kein Spezialwissen oder Safety Know-how mehr erforderlich.

Flexibel und adaptiv

Nicht nur die Anpassung auf unterschiedliche Maschinentypen wird flexibler. Auch dynamische Konfigurationsänderungen während des laufenden Betriebes einer modularen Maschine lassen sich durch Ablage verschiedener vorgeprüfter Safeconf-Projekte auf der Standardsteuerung kostengünstig umsetzen.

Das SafetyBridge-Gesamtsystem aus Logikmodul, Komponenten, Software und Sicherheitsprotokoll ist seit 2009 für Sicherheitsapplikationen bis SIL3 (IEC 61508-2), SIL CL3 (EN 62061) und PLe (EN 13849-1) zertifiziert.

Mit der neuen dritten Version von SafetyBridge können innerhalb einer Safety-Insel bis zu 256 sichere Eingangssignale verarbeitet werden. Auch andere Leistungsparameter wurden deutlich verbessert. Dadurch können alle Sicherheitsfunktionen, zum Beispiel die einer mittelgroßen Verpackungsmaschine, welche bisher auf drei SafetyBridge-Inseln verteilt waren, in nur einer Sicherheitskonfiguration umgesetzt werden.

Innerhalb einer Maschinenapplikation können jetzt bis zu 31 Sicherheitsinseln in Baum- oder Linientopologie miteinander kommunizieren. Die Querkommunikation lässt sich per Drag&Drop konfigurieren. Jedes Logikmodul stellt automatisch 16 sichere Ein- und Ausgangssignale für die bidirektionale Kommunikation mit bis zu 16 weiteren Logikmodulen zur Verfügung.

Fit für Industrie 4.0

Die vierte industrielle Revolution ist in aller Munde. Autonom agierende Anlagenteile, wandelbare sich selbst organisierende und lernende Maschinen, übergeordnete Vernetzung und Kommunikation zwischen Maschinenteilen: Das alles ist nicht mehr nur Zukunftsmusik. Die Voraussetzungen für den schrittweisen Weg dahin werden heute geschaffen und stellen schon in der Standardtechnik besondere Herausforderungen. Man kann sich leicht vorstellen, dass diese im Bereich der Sicherheitstechnik noch getoppt werden. So gibt es bei der Verkettung von Einzelmaschinen oder dynamischen Konfigurationsänderungen von Maschinen und Anlagen zu beachtende normative Festlegungen der Sicherheitstechnik.

Einfachheit bringt Sicherheit

SafetyBridge V3 wurde speziell unter den Gesichtspunkten der Nutzbarkeit verschiedener echtzeitfähiger Kommunika-tionsprotokolle und der steuerungsübergreifenden Vernetzung verschiedener Sicherheitsinseln weiterentwickelt und bietet damit heute schon die funktionalen Voraussetzungen für adaptive modulare Maschinen und Anlagen. Das Sicherheitskonzept ist also gut geeignet für die Umsetzung der Sicherheitsfunktion innerhalb eines einzelnen Maschinenmoduls und dessen späterer Kombination und Interaktion mit anderen Modulen. Der Entwicklungsaufwand der Konstruktion einer solchen Maschine wird somit durch SafetyBridge und die einfachen Konfigurationsmechanismen signifikant verringert und beherrschbar.

SafetyBridge V3 folgt in allen Phasen des Lebenszyklus einer Maschine einem Grundansatz: Einfachheit bringt Sicherheit. Die erweiterte Funktionalität zur sicheren Vernetzbarkeit und Adaptierbarkeit von Maschinenteilen gibt sowohl dem Konstrukteur als auch dem Betreiber einer Maschine heute schon das Rüstzeug, die steigenden sicherheitstechnischen Anforderungen der Zukunft zu beherrschen.

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