Maschinen- und Anlagensicherheit: Weiterentwicklung von AS-Interface Safety at Work

Maschinen- und Anlagensicherheit: Weiterentwicklung von AS-Interface Safety at Work. Die Integration des Sicherheitskreises in AS-Interface hat sich seit dem Start 2001 zu einer Erfolgsgeschichte in der Automatisierungswelt entwickelt. 50.000 verkaufte AS-Interface Safety Controller bis Ende 2006 sprechen für sich. Wesentliche Gründe dafür sind die einfache und kostengünstige Realisierungsmöglichkeit, die sich in erster Linie aus der 1-Kabel-Technik für Datentransfer und Spannungsversorgung sowie dem Mischbetrieb von Standard- und Sicherheitstechnik generiert.

Wurde dabei im ersten Schritt die Konzentration auf die Einbindung der Sicherheitssensorik vom Not-Aus-Taster bis zum optoelektronischen Sicherheits-Lichtgitter gelegt, erfolgt nun mit der sicherheitsrelevanten Kommunikation und dezentralen Anbindung der Aktoren wie Motorstarter oder Ventilbaugruppen über AS-Interface eine System-Abrundung als logische Konsequenz auf die steigenden Marktanforderungen. Entscheidend dabei ist: es bleiben beide genannten Vorteile weiter bestehen. Zur HMI 07 wurden erste Lösungen durch das AS-Interface Safety at Work Firmenkonsortium vorgestellt.

Realisierung Projekt step 3

Bei der Realisierung des wiederum durch das Firmenkonsortium getragenen Weiterentwicklungs-Projekts step 3 wurde in bewährter Weise auf die Nutzung schon eingesetzter Komponenten zurückgegriffen. Wie für die Überwachung der über sichere AS-i Eingangsslaves angebundenen Sensoren oder Sensoren mit integrierter Busschnittstelle übernimmt der AS-i Sicherheitsmonitor auch die Kontrolle der Datenübertragung zwischen AS-i Master und AS-i Aktor. Im Unterschied zur Sensor-Einbindung wird jetzt allerdings vom Sicherheitsmonitor eine Codetabelle generiert bzw. kann durch den User eingegeben werden, die durch den ihm zugeordneten sicheren Ausgangsslave des Aktors zyklisch überwacht wird. D.h. der AS-i Sicherheitsmonitor (ASM 2) arbeitet jetzt als Signal-Sender und der sichere AS-i Aktor-Slave (Ausgangs-Slave) als Signal-Empfänger.

Per Konfiguration via asimon wird der Codetabelle eine sichere AS-i Adresse zugeordnet. Damit der Aktor-Slave eine zyklische Überprüfung der Codefolgen durchführen kann, benötigt er eine vom Hersteller werksseitig fest einprogrammierte 7x 4 Bit Codetabelle. Diese Codetabelle ist für jeden sicheren Ausgangsslave gleich spezifiziert. Pro Sicherheitsmonitor wird ein sicherer Aktor-Slave bzw. eine Aktorgruppe mit gleicher sicherer Adresse realisiert, bei Einsatz von mehreren Aktorgruppen in einem AS-i Netz müssen entsprechen viele Sicherheitsmonitore ASM 2 eingesetzt und den Aktorgruppen zugeordnet werden. 

Ein sofortiges und verzögertes Abschalten des sicheren AS-i Aktors ist damit machbar-funktional wie bisher, aber jetzt dezentral realisiert. Mit zwei Hilfssignalen, die sich über asimon im Ausgangs-Bausteinfenster der User-Software im Sicherheitsmonitor konfigurieren lassen, können die im sicheren Aktor-Slave fest programmierten Funktionen Fehlerreset und Wideranlaufsperre definiert werden. Vorteil der Fehlerreset-Funktion ist, dass im Fehlerfall nur ein Reset für den gemeldeten Aktor durchgeführt wird und nicht die komplette Aktorgruppe der Anlage rückgesetzt werden muss. 

Adressierung bleibt einfach Ein sicherer AS-i Aktor-Slave benötigt zwei Adressen, eine „Sichere“- und eine „Standard“- Adresse. Die Adressierung kann weiterhin mit üblichen AS-i Handhelds durchgeführt werden. Der sichere Aktor-Slave kann mit einer Standard- AS-i Adresse, wie bisher, zur Funktionen-Ansteuerung über den AS-i Master (z.B. Motor: Rechts-/ Linkslauf, Schnell/Langsam) programmiert werden.

Zur Adressierung seiner sicheren Aktorgruppen- Adresse muss im Aktor-Slave mittels eines DIP-Schalters in den Programmiermode, nach Durchführung dann wieder in den Betriebsmode geschaltet werden. In der Applikation würde das sinnvoll eine Vergabe einer gleichen sicheren AS-i Adresse für alle Aktoren innerhalb einer Aktorgruppe und einer unterschiedlichen Standard- Adresse für jeden Aktor-Slave bedeuten.

Netze-Kopplung wirtschaftlich gemacht

Ein AS-i Netz mit einem anderen Netz sicher zu koppeln war bisher nur umständlich über aufwändige Verdrahtung eines Sicherheits-Relaisausgangs des AS-i Sicherheitsmonitors auf einen sicheren AS-i Eingangsslaves zu realisieren. Dieser musste dann in das zweite Netz (ASI2) eingebunden und dem Sicherheitsmonitor zugeordnet werden. Mit step 3 wird der sichere Ausgang des ASM 2 zur direkten Kopplung mit einem zweiten AS-i Netz eingesetzt, d.h. die Kopplung funktioniert ausschließlich über das AS-i Kabel. Bei hierarchisch aufgebauten Netzen kann damit z.B. ein globaler Anlagen-Start über ASM 2 der gekoppelten Netze durchgeführt werden. Für Diagnosezwecke können die Zustandsinformationen der Sicherheitsausgänge und Meldeausgänge jeweils aus dem anderen Netz über AS-i Masteraufrufe des ASM 2 abgerufen werden.

Wartung, wie gehabt

Sowohl der Austausch des AS-i Sicherheitsmonitors ASM 2 wie auch eines sicheren Aktor-Slaves ist weiterhin ohne Einsatz eines PCs im Servicefall möglich. Die Übertragung der Konfigurationsdaten des defekten Sicherheitsmonitors in das Ersatzgerät erfolgt über Verbindung beider Geräte mit dem Datenkabel, beim Austausch des sicheren Aktor-Slaves muss die sichere Adresse per Handheld manuell vergeben werden.

Zwei weitere Varianten

Zwei Varianten des AS-i Sicherheitsmonitors ASM 2 für sichere AS-i Ausgänge werden Mitte des Jahres verfügbar sein: eine Variante mit einem Sicherheits-Relaisausgang und einem sicheren AS-i Ausgang sowie eine zweite Variante mit zwei Sicherheits-Relaisausgängen und einem sicheren AS-i Ausgang, wobei bei Variante 2 der zweite Sicherheits-Relaisausgang parallel zum sicheren Ausgang arbeitet.

asimon wird "frischer"

Neben der Erstellung des notwendigen Software-Funktionsbausteins zur Konfiguration eines sicheren Ausgangs-Slaves wird mit step 3 parallel auch eine generelle Überarbeitung der asimon Konfigurations- und Diagnosesoftware für AS-i Sicherheitsmonitore durchgeführt. Hierbei will man den zahlreichen Anregungen und Anforderungen der AS-i SaW user Rechnung tragen und hat an verschiedenen Stellen den "Korrekturstift" angesetzt: Die Umstellung auf Multi-Fenstertechnik führt zu einer deutlichen Verbesserung der Übersicht und Flexibilität bei der Konfigurationserstellung der Sicherheits-Freigabekreise.

Jeder Konfigurationsteil kann jetzt auch als Zwischenergebnis deklariert werden und erscheint zur weiteren Verwendung im Ordner Anwender-Bausteine in der Bausteine-Bibliothek. Mehr Unterstützung bei der Auswahl der Software-Bausteine aus der Bausteine-Bibliothek wird durch Umstellung auf Baustein-Icon-orientierte Auswahl nach Applikationen erreicht (z.B. Not-Aus), im Bausteinfenster erst kann dann die Art des Bausteins, z.B. zweikanalig abhängiger Überwachungsbaustein oder zweikanalig zwangsgeführt, selektiert werden. Die Detail-Auswahl ist mit zusätzlichen Hilfe-Mechanismen ergänzt worden.

Kundenspezifische Icons nach freier graphischer Wahl können zukünftig ebenfalls eingebunden werden. Die Möglichkeit der manuellen Eingabe von Codetabellen beim Einlernvorgang im ASM 2 ermöglicht erst den Aufbau von hierarischen Netzen. Ein graphischer Ausdruck der erstellten Konfiguration für die Maschinendokumentation, in der konventionellen Technik als „Schaltplan“ bekannt, wird zukünftig das Leben des Servicemanns im Wartungsfall erleichtern.

 

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Michael Mayr
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