Fachverlag x-technik
Putzen wie aus einem Guss

Putzen wie aus einem Guss

Fliegende Fische setzten auf Linearwegsensoren von Turck

Fliegende Fische setzten auf Linearwegsensoren...

Energieverbrauch für die Co-Extrusion halbiert

Energieverbrauch für die Co-Extrusion halbiert

Softwareumstieg beschleunigt Wasser-Automatisierung

Softwareumstieg beschleunigt...

Erfolgskurs fortgesetzt

Erfolgskurs fortgesetzt

 
zurückPrint

Mehr Flexibilität bei höherer Produktivität

24.11.2011: Phoenix Contact


Wesentlicher Bestandteil jeder Automatisierungslösung ist die Steuerungstechnik. Je nach Applikationsanforderung werden hier von der Kleinsteuerung bis zum PC-basierten High-End-Controller unterschiedliche Geräte verschiedener Hersteller eingesetzt. Darüber hinaus ist in allen Maschinen und Anlagen ein technischer Ansatz zur Realisierung der funktionalen Sicherheit erforderlich.

Phoenix_Sicherheitstechnik1.jpg
Überall dort, wo mittelgroße Maschinen und Anlagen flexibel und wirtschaftlich automatisiert werden sollen, bietet sich die Lösung von Phoenix Contact an.

Überall dort, wo mittelgroße Maschinen und Anlagen flexibel und wirtschaftlich...

Bei der Sicherheitstechnik muss sich der Anwender in Abhängigkeit der anzuwendenden Normen und Richtlinien für ein Safety-Konzept entscheiden. Dabei kann er zwischen klassischen Sicherheitsrelais, konfigurierbaren Sicherheitsmodulen und netzwerkbasierten Safety-Lösungen wählen. Moderne Maschinen und Anlagen sind durch ein hohes Maß an Modularität und Flexibilität gekennzeichnet. Da immer mehr mobile oder nur temporär genutzte Teilnehmer in die Automatisierungslösung integriert werden müssen, bieten sich drahtlose Übertragungsverfahren wie Bluetooth oder WLAN an.

Durchgängige Kommunikation

In den meisten Anwendungen reicht die Performance von Kleinsteuerungen oder Geräten der mittleren Leistungsklasse aus – allerdings konnten die Kleinsteuerungen bislang nur logische Verknüpfungen bearbeiten. Aktuelle Automatisierungslösungen benötigen hingegen mehr Funktionen als „und“- bzw. „oder“-Verknüpfungen. Aufgaben wie das Archivieren von Produktionsdaten in Datenbanken, die Kommunikation via Ethernet, eine webbasierte Visualisierung oder die Kompatibilität zur IT-Welt führten dazu, dass viele Anwender überdimensionierte SPSen oder PC-basierte Systeme verwenden.

Damit moderne Maschinen- und Anlagenkonzepte zu wettbewerbsfähigen Preisen umgesetzt werden können, hat die Steuerungstechnik also besondere Anforderungen zu erfüllen. Neben der Bereitstellung der notwendigen Rechenleistung muss die Kleinsteuerung schnell auf Zustandswechsel reagieren können sowie die Anbindung der Anwendung an überlagerte
Phoenix_Sicherheitstechnik2.jpg
Die Steuerungen der 100er Leistungsklasse unterscheiden sich durch ihre hohe Kommunikationsfähigkeit von anderen Kleinsteuerungen.

Die Steuerungen der 100er Leistungsklasse unterscheiden sich durch ihre hohe...

Scada- oder ERP-Systeme ermöglichen. Eine durchgängige Kommunikation vom SAP-System bis in den Sensor lässt sich jedoch nur dann realisieren, wenn die entsprechenden IT-Technologien direkt in die Steuerungslandschaft integriert sind. Gefragt ist also eine kostengünstige Kombination aus leistungsfähiger Hardware mit Ethernet-Schnittstelle sowie eingebauten IT-Software-Komponenten.

Keine überlagerte Sicherheitssteuerung erforderlich

In fast allen Maschinen und Anlagen müssen die Aspekte der funktionalen Sicherheitstechnik berücksichtigt und verschiedene Normen oder Richtlinien eingehalten werden. Marktstudien belegen, dass es sich in den meisten Anwendungen des Maschinen- und Anlagenbaus um weniger als 40 Sicherheitsfunktionen handelt.

Bei dieser Anzahl an sicheren Ein- und Ausgängen erweist sich der Einsatz von Sicherheitssteuerungen und Safety-Bussystemen als unwirtschaftlich. Deshalb werden oftmals klassische Sicherheitsrelais oder konfigurierbare Sicherheitsschaltgeräte als zentrale Lösung im Schaltschrank genutzt, denn eine räumliche Verteilung ist mit dieser Technik nicht möglich.

Die sicherheitsrelevanten Signale sind jedoch ebenso wie die Standard-Signale über die Maschine oder Anlage verstreut angeordnet, wobei letztere per Bussystem eingesammelt werden. Eine zusätzliche Parallelverkabelung der Sicherheitssignale würde weiteren Aufwand erzeugen. Aus diesem Grund suchen viele Anwender nach einer Lösung, die die Flexibilität
Phoenix_Sicherheitstechnik3.jpg
Steuerungs- und netzwerkunabhängige Übertragung von sicherheitsgerichteten Signalen mit der SafetyBridge Technology.

Steuerungs- und netzwerkunabhängige Übertragung von sicherheitsgerichteten...

einer sicheren Steuerung mit den zugehörigen, im Netzwerk verteilten I/Os mit der Einfachheit eines Sicherheitsrelais verbindet. Genau für diese Anforderung wurde die SafetyBridge Technology (SBT) entwickelt.

SBT arbeitet unabhängig vom jeweils verwendeten Netzwerk und der entsprechenden Steuerung. Beide fungieren lediglich als Transportmittel für die sicherheitsgerichteten Datenpakete, die zwischen den sicheren Eingangs- und den sicheren Ausgangsmodulen ausgetauscht werden. Die sicheren Ein- und Ausgangsmodule, die beliebig im Netzwerk verteilt sind, erfordern somit keine überlagerte Sicherheitssteuerung und kein spezielles Sicherheitsbussystem. Der Anwender muss sich also nicht für ein sicheres Netzwerk wie Interbus-Safety oder Profisafe mit den jeweils verfügbaren Sicherheitssteuerungen entscheiden, sondern kann seine bewährte Kommunikationslösung weiterhin nutzen. Die aufwändige Parallelverdrahtung der Sicherheitssignale entfällt, da sie dort erfasst oder ausgegeben werden, wo sie anfallen bzw. benötigt werden. Das führt im Bereich der busbasierten Safety-Anwendungen zu einer bisher nicht gekannten Flexibilität.

Flexible Anpassung

Die SafetyBridge Technology ist in das bekannte I/O-System Inline integriert worden. Als Bestandteil einer I/O-Station können die sicheren Module nun an beliebiger Stelle im jeweiligen Netzwerk betrieben werden, wobei kein spezieller Buskoppler erforderlich ist. Die Safety-Logik wird direkt im intelligenten, sicheren Ausgangsmodul verarbeitet. Mit den umfangreichen Parametriermöglichkeiten lassen sich die je acht Eingangs- respektive Ausgangskanäle flexibel an die entsprechende Applikation anpassen. Die Übertragung der
Phoenix_Sicherheitstechnik4.jpg
Einfache Parametrierung der sicheren I/O-Module und übersichtliche Erstellung der sicheren Logik mit der Software Safeconf.

Einfache Parametrierung der sicheren I/O-Module und übersichtliche Erstellung...

Daten vom sicheren Eingangs- zum sicheren Ausgangsmodul über das Netzwerk ist durch das SafetyBridge-Protokoll abgesichert, das vom intelligenten Ausgangsmodul getrieben und überwacht wird. Die Standard-Steuerung muss lediglich die nicht-sicherheitsgerichteten I/O-Daten bidirektional zwischen den Ein- und Ausgangsmodulen kopieren. Sie übernimmt also ebenso wie das Netzwerk keine sicherheitsgerichteten Aufgaben.

Die Ein- und Ausgangssignale der SafetyBridge-Module stehen der Standard-Steuerung jederzeit zur Verfügung. Das Standard-Applikationsprogramm kann also beispielsweise direkt auf eine Not-Halt-Anforderung reagieren und dem Maschinenbediener in der Visualisierung anzeigen, woher die Anforderung stammt. Die Standard-Steuerung hat außerdem Zugriff auf die Diagnosemeldungen der einzelnen, sicheren I/O-Module wie Kurz- oder Querschluss – und das ohne zusätzlichen Programmier- oder Verdrahtungsaufwand. Diese Transparenz reduziert Stillstandszeiten erheblich. Mit der entsprechenden Parametrierung können Anwendungen bis PL e und SIL (CL) 3 umgesetzt werden. Die Parametrierung der sicheren Ein- und Ausgangskanäle und das Erstellen der Sicherheitslogik erfolgen komfortabel mit der Software Safeconf. Die SafetyBridge Technology erlaubt somit die einfache Realisierung im Netz verteilter Sicherheitsanwendungen, unabhängig vom jeweiligen Kommunikationssystem und der eingesetzten Steuerung.

Funk erhöht Verfügbarkeit

In vielen Anwendungen muss die durchgängige Kommunikation vom Sensor über die Steuerung bis zur Leitebene kleine oder größere Hindernisse überwinden. So lassen sich nicht zu allen Teilnehmern, die Daten übertragen sollen, Leitungen verlegen.
Phoenix_Sicherheitstechnik5.jpg
Der kompakteste und zuverlässigste Ethernet-Kabel-Ersatz für raue Industrieumgebung.

Der kompakteste und zuverlässigste Ethernet-Kabel-Ersatz für raue Industrieumgebung.

Aus Verschleißgründen treten bei Schleifleitungen, Schleifringen oder Schleppkabeln Probleme hinsichtlich einer zuverlässigen Weiterleitung der Signale auf. Während bei der Energieübertragung über diese Medien leichte Spannungsschwankungen und kurze Unterbrechungen tolerierbar sind, ist eine Pegelschwankung oder eine kurzzeitige Störung der Datenkommunikation nicht akzeptabel. Werden zudem sicherheitsgerichtete Informationen übertragen, sinkt die Verfügbarkeit der Maschine oder Anlage in den kritischen Bereich.

Die hohe Verfügbarkeit der Applikation ist jedoch für den Anwender eine entscheidende Kenngröße. Nur wenn ihre Stillstandszeiten minimal sind, kann auch wirtschaftlich produziert werden. Für solche Anwendungen bietet sich die Bluetooth- und WLAN-Technologie als einfache und zuverlässige Lösung an. Voraussetzungen für die erfolgreiche Nutzung der funkbasierten Übertragungsverfahren sind allerdings ihre industrieoptimierte Weiterentwicklung sowie ein robustes Gehäuse und das intuitive Engineering der entsprechenden Wireless-Komponenten. Als Bestandteil des Automatisierungssystems erfüllen die Funkmodule von Phoenix Contact diese Anforderungen.

Fazit

Die funktionale Sicherheitstechnik darf nicht mehr separat betrachtet werden, sondern ist integraler Bestandteil der Automatisierungstechnik. Wird sie durchgängig in die Automatisierungslösung der Maschine oder Anlage eingebunden, ergeben sich signifikante Wettbewerbsvorteile für den Anwender. Neben einer erheblichen Senkung der Installationskosten reduziert die tiefe Diagnose auch die Stillstandszeiten deutlich. Die
Kombination von Steuerungstechnik, funktionaler Sicherheit und drahtloser Datenübertragung in einer Automatisierungslösung erhöht zudem die Flexibilität, Produktivität und Wirtschaftlichkeit der Maschine oder Anlage.
Überall dort, wo mittelgroße Maschinen und Anlagen flexibel und wirtschaftlich automatisiert werden sollen, bietet sich die Lösung von Phoenix Contact an.
Die Steuerungen der 100er Leistungsklasse unterscheiden sich durch ihre hohe Kommunikationsfähigkeit von anderen Kleinsteuerungen.
Steuerungs- und netzwerkunabhängige Übertragung von sicherheitsgerichteten Signalen mit der SafetyBridge Technology.
Einfache Parametrierung der sicheren I/O-Module und übersichtliche Erstellung der sicheren Logik mit der Software Safeconf.
Der kompakteste und zuverlässigste Ethernet-Kabel-Ersatz für raue Industrieumgebung.

Bericht in folgender Kategorie:
Kompaktsteuerungen - SPS

QR code

Special Lebensmittelindustrie

Fischer2102-020.jpg Der Lebensmittelbereich weißt noch einen relativ geringen Automatisierungsgrad auf. Naturgewachsene Produkte haben eine große Sortenvielfalt und unterliegen hohen Toleranzen, Produktionen zu automatisieren ist somit eine Herausforderung. Raue Umgebungsbedingungen und höchste Ansprüche an Reinigung und Hygiene erschweren die Anforderungen.
mehr lesen >>

Häufig besuchte Firmenprofile

Newsletter abonnieren