Maschinensicherheit

Modulare Anlagen sicher koppeln

| Redakteur: Jan Vollmuth

(Bild: gemeinfrei / CC0)

Bei modular aufgebauten Produktionsanlagen bringt ein gemeinsames Safety-Konzept entscheidende Vorteile. Zur sicheren Kopplung der Komponenten gibt es mehrere Optionen: konventionell über parallele Verdrahtung, über die gängigen sicheren Ethernetsysteme oder über Safe Link von Bihl+Wiedemann. Welches System ist das Beste?

Einst Zukunftsvision, heute bereits Realität: die intelligente Fabrik. Mit ihr einher gehen immer komplexere, weit verzweigte Fertigungsanlagen, die über alle Segmente hinweg zusammenarbeiten. Daneben gibt es in der täglichen Praxis weiterer Anforderungen, die eine sichere Kopplung nahelegen: wenn sich etwa eine Maschine im Sichtbereich einer anderen befindet und die Not-Halt-Taster deshalb auf beide wirken müssen. Oder wenn beim Stopp einer Anlage auch die vorgelagerte Einheit, die ihr Material zuführt, abgeschaltet werden soll.

Um in diesem Umfeld Sicherheitskomponenten zu koppeln, gibt es mehrere Optionen: die konventionelle Verdrahtung jedes einzelnen Schaltgeräts; via Ethernet über den jeweiligen Feldbus – oder über Safe Link, die sichere Querkommunikation von Bihl+Wiedemann. Welche dieser Optionen zur sicheren Kopplung von Signalen von mehreren Anlagen, Maschinen oder Segmenten ist unter dem Strich die effizienteste, sowohl in Bezug auf Kosten und Installationsaufwand als auch hinsichtlich einer flexiblen Realisierung?

Flexibel, aufwändig, unübersichtlich

Dass konventionelle Verdrahtung bei diesem Vergleich schlecht abschneidet, verwundert nicht: Allein zum Anschluss eines einzigen sicheren zweikanaligen Eingangs sind vier Adern nötig. Zur Kopplung in beide Richtungen ergibt das bereits acht Adern, die an beiden Maschinen oder Anlagenteilen verdrahtet werden müssen. Die Folge: Schon bei Applikationen, die z.B. nur die Signale weniger Sicherheitssensoren einsammeln, wächst die Zahl der Kabel rasch. Das macht konventionelle Verdrahtung teuer.

Dennoch greifen viele Anwender auf diese technologisch überholte Methode zurück. Warum? Die Antwort lautet meist: Weil sich so auch Maschinen oder Anlagenteile koppeln lassen, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen arbeiten. Dieses in der Vergangenheit stichhaltige Argument giilt nicht mehr: Safe Link von Bihl+Wiedemann bietet dieselben Freiheiten sowie die Vorteile eines effizienten Sicherheitsbusses.

Eher unflexibel, oft teuer

Wie sieht es nun mit der Verbindung via Ethernet über den in der jeweiligen Anlage genutzten Feldbus zur sicheren Kopplung aus? Diese heute deutlich zeitgemäßere Variante birgt mindestens zwei wesentliche Nachteile: Zum einen können auf diese Weise keine Maschinen gekoppelt werden, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen arbeiten. Zum anderen erlaubt Ethernet keine direkte Kopplung zwischen den einzelnen Teilnehmern: Die Slaves können nur über eine zusätzlich erforderliche sichere Steuerung miteinander kommunizieren. Zudem sind ethernet-fähige Geräte häufig teuer.

Damit empfehlen sich die beiden ersten Optionen: konventionelle Verdrahtung sowie Ethernet über den jeweiligen Feldbus nicht wirklich für Anwender, die Anlagen, Maschinen oder Segmente sicher koppeln wollen. Diese unbefriedigende Situation hat die Safety-Spezialisten von Bihl+Wiedemann veranlasst, eine weitere Lösung zu suchen.

Einfach, flexibel, effizient

Das Ergebnis: Safe Link. Diese Technologie verbindet sichere Steuerungen einfach, effizient und flexibel miteinander verbindet – unabhängig von den jeweiligen Gegebenheiten. Arbeiten z.B. zwei zu koppelnde Maschinen oder Anlagenteile mit demselben ethernet-basierten Feldbus, wird die Safe-Link-Verbindung über die Feldbusschnittstelle der Sicherheitsmonitore aufgebaut. Andernfalls läuft der Anschluss über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der Sicherheitsmonitore und das meist vorhandene Standard-Ethernet-Netzwerk. Dabei ist die Kommunikation über WLAN möglich. Safe Link nutzt also in jeder Konstellation die bereits existierende Peripherie. In den genannten Fällen reicht ein Ethernetkabel für die Kopplung. Zusätzliche Geräte sind nicht nötig: Die aktuelle Generation der sicheren Kleinsteuerungen von Bihl+Wiedemann verfügt standardmäßig über Safe Link.

Die Kommunikation von Safe Link basiert auf so genannten Multicasts. Das heißt: Ein Sicherheitsmonitor „spricht“ und alle „hören“ mit. Die Teilnehmer in den gekoppelten Netzen verfügen damit jederzeit über sämtliche sicherheitsrelevanten Informationen.

Viele Komponenten sicher vernetzen

Die mögliche Gesamtzahl dieser Teilnehmer in einem Safe-Link-Netz ist sehr hoch: Insgesamt lassen sich mittels Safe Link bis zu 31 Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor und Safety-Basis-Monitore mit Ethernet-Schnittstelle miteinander koppeln – oder bis zu 1922 Safety-Komponenten insgesamt.

Unter den genannten Gesichtspunkten empfiehlt sich Safe Link als Option zur Kopplung der Sicherheitskomponenten von Maschinen und Anlagen. Einen weiteren Vorteil der Lösung stellen die zahlreichen AS-i-spezifischen Vorteile dar, von der einfachen Installationstechnik bis zu den umfangreichen Diagnosemöglichkeiten. (jv)

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