HMS Industrial Networks Safety-E/A per Embedded-Modul in Automatisierungsgeräte einfügen

Das »Anybus-Safety-Modul« ist eine standardisierte und vorzertifizierte Embedded-Lösung zur Realisierung sicherer E/A-Signale in Automatisierungsgeräten.
Das »Anybus-Safety-Modul« ist eine standardisierte und vorzertifizierte Embedded-Lösung zur Realisierung sicherer E/A-Signale in Automatisierungsgeräten.

Sichere Automatisierungs-Funktionen über Profisafe lassen sich jetzt mit einem standardisierten, vorzertifizierten Embedded-Safety-Modul einfacher und kostengünstiger realisieren: HMS Industrial Networks hat eine Lösung zur Integration sicherer E/A in Automatisierungsgeräte vorgestellt.

Sicherheitsgerichtete Funktionen in der industriellen Automatisierung werden oft über separate Verkabelung, externe sichere E/A-Module und Safety-Controller realisiert. So aufgebaute Systeme glänzen jedoch nicht gerade durch Flexibilität und verursachen großen Aufwand und hohe Kosten. Eine Alternative wäre daher, die sicheren E/A-Signale per Safety-Profil über das Standard-Industrial-Ethernet-System zu übertragen. Tatsächlich entwickelt sich diese Vorgehensweise zum Trend, getrieben von der Automobilhersteller-Initiative AIDA (Automation Initiative of German Domestic Automobile Manufacturers). So fordern die AIDA-Mitglieder, den Austausch sicherer E/A-Signale über das Standard-Netzwerk zu ermöglichen - ohne separate Verdrahtung oder spezielle Controller. Mehr noch: Für Prozessdatenaustausch, Energie-Management und Safety-Signale soll aus AIDA-Sicht künftig ein und dasselbe Netzwerk, nämlich Profinet, zuständig sein.

Allerdings ist bis dato auch die Entwicklung von Automatisierungsgeräten mit integrierter Sicherheitsfunktion auf Basis des Standard-Netzwerks sehr zeit- und ressourcenaufwändig. Dies ist umso problematischer, als die Sicherheitsfunktion oft nicht zu den Kernfunktionen der Geräte gehört. Hinzu kommt, dass sich das Zertifizierungs-Verfahren nach getaner Entwicklungsarbeit meist überaus langwierig gestaltet.

Jetzt will HMS Industrial Networks diesem Problem erstmals mit einer vorzertifizierten Standard-Lösung »von der Stange« für den Einbau in Automatisierungsgeräte begegnen: dem »Anybus-Safety-Modul«. Das einbaufertige Embedded-Modul stellt dem Gerätehersteller sichere digitale E/A-Signale zur Ansteuerung der geräteinternen Sicherheitsfunktionen bereit. Es ermöglicht also Safety-Funktionen wie das sichere Erkennen von Signalen und das sichere Abschalten von Leistungen. »Beim 'Anybus-Safety-Modul‘ handelt es sich um die erste standardisierte und vorzertifizierte Embedded-Safety-Lösung für industrielle Kommunikationsnetze«, erläutert Michael Volz, Geschäftsführer der deutschen Niederlassung von HMS. »Es zielt auf einfache sichere I/O-Funktionen ab, nicht auf komplexe sichere Motion-Control-Funktionen wie Safe Torque-Off.«

Das Modul entspricht dem Safety Integrity Level SIL3 nach EN/IEC 62061 und dem Performance Level PLe nach EN ISO 13849-1. Es ist 70 x 40 x 15 mm groß und bietet drei digitale sichere Zweikanal-Eingänge und einen digitalen sicheren Zweikanal-Ausgang. »Die beiden Kanäle des sicheren Ausgangs müssen in Reihe geschaltet werden, denn nur wenn beide Kanäle denselben Schaltzustand haben, also gleichzeitig eingeschaltet sind, darf das angeschlossene Signal eingeschaltet werden«, führt Volz aus. »Mittels des sicheren Ausgangs lässt sich so über das Netzwerk eine Last sicher ausschalten. Die beiden Kanäle des sicheren Ausgangs werden schaltungstechnisch auf die beiden Kanäle eines der drei sicheren Eingänge zurückgekoppelt. Am zweiten sicheren Eingang wird typischerweise ein lokaler Not-Aus-Taster angeschlossen, und der dritte sichere Eingang ist für ein etwaiges Selbstüberwachungs-Signal des Automatisierungsgeräts vorgesehen. Mit der Kombination aus einem sicheren Ausgang und drei sicheren Eingängen lassen sich viele typische Sicherheitsfunktionen in Standard-Automatisierungsgeräten realisieren.

Optimiert ist das »Anybus-Safety-Modul« für alle Automatisierungsgeräte, die nur wenige sichere E/A-Signale benötigen, etwa für Schweißsteuerungen, Klebesteuerungen, Schraubsteuerungen, Schutzgittersteuerungen, HMI-Geräte mit Not-Aus-Taster, Türschloss-Controller, Lasersteuerungen und Micro-Drives. Derartige Geräte haben bisher üblicherweise einen gesonderten sicheren Signaleingang, der separat über einen Safety-Controller angesteuert wird. Mit der integrierten Lösung auf Basis des Safety-Moduls lassen sich die sicheren E/A-Signale über dasselbe Netzwerk transferieren, über das auch die nicht-sicheren Prozessdaten und Steuerbefehle übertragen werden.