Safety in der Peripherie

Umfragen im Maschinenbau zeigen deutlich: Safety wird immer stärker zum integralen Bestandteil der Antriebstechnik. Die Einbettung des Antriebs und die Verlagerung der fehlersicheren Steuerung in ein dezentrales Peripheriesystem ermöglichen dabei nicht nur kürzeste Reaktionsund damit Abschaltzeiten, sondern entlasten zudem die zentrale SPS.

Umfragen im Maschinenbau zeigen deutlich: Safety wird immer stärker zum integralen Bestandteil der Antriebstechnik. Die Einbettung des Antriebs und die Verlagerung der fehlersicheren Steuerung in ein dezentrales Peripheriesystem ermöglichen dabei nicht nur kürzeste Reaktionsund damit Abschaltzeiten, sondern entlasten zudem die zentrale SPS.

INHALT:
Die „Hitliste“ der Sicherheitsfunktionen
Überwachung durchgehend zweikanalig
Interaktion von sicheren und nicht-sicheren Funktionen
Autor

Der Trend in der Automatisierungstechnik geht unaufhaltsam dahin, die Trennung zwischen Standard- und Sicherheitskomponenten aufzuheben. Mittlerweile ist es Stand der Technik, fehlersichere Komponenten zusammen mit Standard-Geräten gemeinsam an einem Bus zu betreiben und das fehlersichere Steuerungsprogramm zusammen mit allen weiteren Steuerungsaufgaben innerhalb nur einer SPS abzuwickeln. Der klassische Frequenzumrichter in fehlersicherer Ausführung wird dabei nach wie vor separat von einer zentralen Steuerung über ein fehlersicheres Kommunikationsprofil wie zum Beispiel Profisafe angesprochen. Fehlersichere Kommunikation belastet den Feldbus jedoch deutlich stärker als Standardkommunikation. Um bei einer sicherheitsgerichteten Kommunikation mit vielen Teilnehmern kurze Reaktionszeiten zu erreichen, sind ergo ein hoher Datendurchsatz im Feldbus sowie eine schnelle Signalverarbeitung in der SPS erforderlich.

Alternativ zu diesem „zentralen“ Konzept gibt es die so genannte modulare Umrichtertechnik. Dabei sind die Geräte in ein Peripheriesystem integriert und werden dort wie eine E/A-Baugruppe behandelt. Elektronik- und Leistungsteil- Stromversorgung können über eine interne Verschienung gemeinsam genutzt und somit Verdrahtungsaufwand eingespart werden. Die Kommunikation zum Feldbus wird mittelbar über ein „Interface-Modul“ abgewickelt, welches den internen Systembus auf den Feldbus umsetzt.

Der entscheidende Vorteil dieser Lösung in punkto Safety ist, dass die separate Ansteuerung jedes einzelnen Umrichters über ein fehlersicheres Protokoll nicht mehr notwendig ist. Stattdessen fungiert ein vorgeschaltetes Powermodul als sicherer Feldbus-Teilnehmer und gibt die empfangenen Sicherheitssignale über die systeminterne Verschienung (Abschaltgruppen) an nachfolgend gesteckte Antriebsgeräte weiter. Im fehlersicheren Frequenzumrichter werden dazu ein oder zwei der Abschaltgruppen den fehlersicheren Funktionen zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Sicherheitsfunktionen pro Umrichter nutzen und bei Bedarf ansteuern. Sowohl die separate als auch eine gemeinsame Abschaltung mehrerer Frequenzumrichter oder Direktantriebe (Motorstarter) ist so in unkomplizierter Weise möglich.