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Steuern & Vernetzen

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Querdenken in Sachen Safety

Text: Mathis Bayerdörfer, A&D Foto: Bihl+Wiedemann
Als Kommunikationsstandard für Sensorik und Aktorik in der Feldebene ist AS-Interface längst etabliert. Mit dem Prinzip der sicheren Querkommunikation erreicht das zugehörige Safety-Konzept eine neue Dimension. Fast 2000 Teilnehmer können auf diese Weise sicher miteinander kommunizieren - vollkommen unabhängig von der eingesetzten Standardsteuerung.

Als unkomplizierte Antwort auf den Trend zu immer komplexeren Anlagen setzt Bihl+Wiedemann auf die sichere Querkommunikation über Ethernet. Hinter dem Begriff verbirgt sich die Möglichkeit, mehrere sichere AS-Interface-Netze (AS-i) effizient miteinander zu verbinden und sie in komplexe Anlagen zu integrieren. Das funktioniert sogar dann, wenn in den einzelnen Bereichen unterschiedliche Standardsteuerungen eingesetzt werden.

Sichere AS-i-Netze koppeln

„Sowohl Maschinenbauer als auch Anwender sind oft gezwungen, Maschinen und Anlagen im Standardbereich mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen auszuführen“, erklärt Jochen Bihl, Geschäftsführer bei Bihl+Wiedemann. Manchmal gehe es auch darum, eine Anlage nicht auf einmal, sondern in Etappen auf eine neuere Steuerungstechnik umzustellen. „In diesen Fällen ist es eine Erleichterung, wenn sich zumindest die Sicherheitstechnik einheitlich gestalten lässt“, so Bihl weiter. „Mit unseren AS-i Gateways ist das einfach und komfortabel umzusetzen.“ Aber auch in allen anderen komplexen oder verzweigten Anlagen, die mit einem einheitlichen Automationssystem oder einer fehlersicheren Steuerung arbeiten, kann das Konzept Effizienzvorteile bieten. Zwar war es auch bisher schon möglich, sichere AS-i-Netze miteinander zu verbinden, allerdings nur mit gewissen Einschränkungen.Lange Jahre markierte die Zahl 62 die Grenze des Möglichen. Genau so viele Teilnehmer nämlich ließen sich von einem Doppelmaster von Bihl+Wiedemann mit integriertem Safety-Monitor dirigieren. Sobald ein Slave mehr angeschlossen werden sollte, stellte sich die Frage nach einer möglichst effizienten Umsetzung. Lösungen gab es auch bisher schon, zum Beispiel die Kopplung sicherer Signale über potenzialfreie Kontakte. Da es sich hierbei aber letztlich um eine Art der Parallelverdrahtung handelt, macht sie nur bei einer überschaubaren Anzahl der zu koppelnden Signale Sinn. Darüber hinaus ist auch die Verbindung direkt über AS-Interface möglich, dabei geht jedoch pro Gateway ein AS-i-Kreis für die Kopplung verloren. Mit diesem Lösungsspektrum waren die Anwender lange gut gerüstet. In letzter Zeit kristallisiert sich allerdings ein Trend zu größeren und weit verzweigten Anlagen heraus. Was früher als Ausnahme galt, wird zunehmend zur Regel und unterstreicht die Anforderung nach einer größeren Anzahl an sicheren Teilnehmern. So lautete auch der Auftrag an die Entwicklungsabteilung bei Bihl+Wiedemann, als deren Ergebnis die sichere Querkommunikation präsentiert wurde.

Knapp 2000 Slaves

Mit diesem Konzept können nun fast 2000 sichere Slaves in allen angeschlossenen AS-i-Netzen direkt miteinander kommunizieren; völlig unabhängig vom automatisierungstechnischen Gesamtkonzept der Anlage. Insgesamt lassen sich 31 Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor koppeln - ohne, dass Leistung verloren geht und ohne den Einsatz zusätzlicher Hardware. Realisiert wird die sichere Querkommunikation über Standard-Ethernet. Bei der Integration in klassische Feldbussysteme läuft der Austausch sicherer Informationen über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der AS-i Gateways. Bisher war sie nur vorhanden, um die im gesamten Netz gesammelten Informationen weiterzugeben und einen Fernzugriff via Webserver zu ermöglichen. Diese Funktionen bleiben natürlich erhalten. Zusätzlich kann die Schnittstelle nun bis zu 31 sichere Bits pro Gateway anderen Teilnehmern zur Verfügung stellen. Alle Module in vernetzten AS-i-Kreisen hören die sicheren Signale mit und können so direkt auf neue Informationen reagieren. Die Sicherheitsapplikation wird flexibler, überschaubarer und wirtschaftlicher, denn es bedarf keiner fehlersicheren Steuerung mehr. Noch einfacher wird es, wenn ohnehin für die Standardkommunikation ein industrielles Ethernet-Derivat verwendet wird: Dann lassen sich die AS-i-Kreise auch über die Feldbusschnittstelle der Gateways koppeln, und die Kommunikation läuft über die bereits vorhandene Ethernet-Schiene.

Unabhängig von der Steuerung

Das Konzept der sicheren Querkommunikation funktioniert völlig unabhängig von der übergeordneten Steuerung und fügt sich flexibel in die Infrastruktur ein. Dafür sorgt das breite Portfolio an passenden AS-i Gateways von Bihl+Wiedemann. Derzeit sind sie verfügbar für Profibus und Profinet sowie für Sercos, Ethernet/IP und Modbus TCP. „Natürlich beobachten wir den Markt sehr genau“, versichert der Geschäftsführer. „Sobald die Nachfrage nach anderen Systemanbindungen steigt, reagieren wir sehr schnell und statten auch unsere anderen Gateways mit dem neuen Feature aus.“ Auch bei Anwendungen mit fehlersicheren Steuerungen kann die sichere Querkommunikation durch die reduzierte Verkabelung punkten.Interessant sind die Vorteile der sicheren Querkommunikation vor allem für zwei Anwendergruppen: Zum einen für Maschinenbauer, die AS-i Safety at Work auf Grund des Preis/Leistungsverhältnisses in Sicherheitsapplikationen verwenden. Zum anderen aber auch für diejenigen, die sich Systemvorteile von AS-Interface zunutze machen, zum Beispiel die Möglichkeit, sichere und nicht-sichere Signale auf nur einer Leitung zu übertragen. Mit der sicheren Querkommunikation und einer neuen Gateway-Generation erweitert Bihl+Wiedemann das Einsatzspektrum deutlich nach oben: „In kleinen Anlagen ab drei sicheren Signalen entscheidet der Safety Basis Monitor das Kostenduell gegen die Parallelverdrahtung für sich“, versichert Jochen Bihl. Im Mittelfeld der Sicherheitsapplikationen ließe die Kombinationen aus Safety-Monitor und Gateways zu den gängigen Kommunikationsstandards den früher üblichen sicheren Kleinsteuerungen kaum eine Chance. „Jetzt haben wir auch die letzte Lücke geschlossen: die komfortable und kostengünstige Kopplung sicherer Netze in großen und verzweigten Anlagen.“

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