13.05.2016

Weiterer Ausbau des Produkt-Portfolios

Die SafetyBridge Technology macht jede Steuerung sicher

2010 auf den Markt eingeführt, bringt die SafetyBridge Technology (SBT) von Phoenix Contact die funktionale Sicherheit nicht nur mit industriellen Steuerungen in die Maschinen und Anlagen: Anwender können auch den derzeit populären Einplatinen-Rechner Raspberry PI verwenden, was die Steuerungsunabhängigkeit der Safety-Lösung unterstreicht. Seit der Hannover Messe 2016 stehen SBT-Module ebenfalls für das I/O-System Axioline zur Verfügung.


Die SafetyBridge Technology ist steuerungs- und netzwerkunabhängig.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Aktuell werden in vielen Applikationen noch traditionelle, auf elektromechanischen Komponenten wie Relais oder Schützen basierende Sicherheitstechnik genutzt. Das bedeutet jedoch, dass die sicheren Signale parallel verdrahtet werden müssen und die Flexibilität in der Funktion gering ist. Ab einer mittleren bis großen Anzahl sicherer Signale kommen allerdings zunehmend Sicherheitssteuerungen auf der Grundlage von Mikroprozessoren zum Einsatz. Doch nicht jeder Steuerungshersteller bietet eine Sicherheitssteuerung an und nicht jeder Anwender möchte den entsprechenden Mehrpreis zahlen. Außerdem entwickeln zahlreiche Maschinenbauer eine eigene Steuerung. Aufgrund der fehlenden Expertise sind sie hingegen nicht in der Lage, diese als Safety-Variante auszulegen und müssen daher abgesetzte Lösungen verwenden. Daraus resultiert, dass die Maschinenbauer entweder eine parallele Verdrahtung akzeptieren oder ein separates Bussystem für die funktionale Sicherheit nutzen. Darüber hinaus ist eine Anbindung der abgesetzten Lösung an die Standardsteuerung notwendig - als parallele Verdrahtung auf die Standard-Eingänge oder als Kopplung über Bus-Gateways. Ein solches Vorgehen erweist sich als zeit- und kostenaufwändig. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact 2008 ein Team aus Hard- und Software-Entwicklern sowie Firmware-Experten und Produktmanagern zusammengestellt. In enger Kooperation mit ausgewählten Pilotanwendern wurde die Ausgangslage analysiert sowie die sich daraus ergebenden Anforderungen an eine optimierte Safety-Lösung formuliert. Das Team kam zu dem Ergebnis, dass eine steuerungs- und netzwerkunabhängige Lösung entwickelt werden muss, die sich dezentral verteilbar in bestehende Netzwerke integrieren lässt. Aus dieser Zielsetzung ist die SafetyBridge Technology entstanden, die im ersten Schritt auf der Hardware der bewährten Profisafe-Module des Inline-I/O-Systems basierte.

Keine Berücksichtigung in der Sicherheitsbetrachtung

Ein lauffähiges SBT-System besteht aus sicheren Ein- und Ausgangsmodulen sowie den so genannten Logikmodulen. Die Ein- und Ausgangsmodule erfassen die sicheren Signale respektive geben sie aus. Neben dieser Hauptaufgabe führen sie ständig eine Diagnose durch, indem sie das Modul beispielsweise auf Quer- und Kurzschlüsse oder Anti- und Äquivalenz-Verletzungen überwachen. Das Logikmodul fungiert als zentraler Bestandteil der SafetyBridge-Installation. Es generiert und kontrolliert das sicherheitsgerichtete SBT-Übertragungsprotokoll und bearbeitet die logischen Verknüpfungen der parametrierten Sicherheitslogik. Zudem verfügt das Logikmodul über sichere Ausgänge. Die sicheren Signale, die mit den SafetyBridge-I/O-Modulen aufgenommen und ausgegeben werden, lassen sich über fast alle Automatisierungsnetzwerke - zum Beispiel Interbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP, Ethercat, CANopen, Sercos III oder Modbus - sowie sämtliche gängigen Steuerungstypen weiterleiten. Das jeweilige Netzwerk und die eingesetzte Steuerung werden lediglich als Transportmittel verwendet und sind deshalb nicht in der Sicherheitsbetrachtung zu berücksichtigen.

Status- und Diagnoseinformationen ohne zusätzlichen Aufwand

Das SafetyBridge-Protokoll erkennt alle möglichen Fehler in der Kommunikation und deckt sie auf, sodass sich aus ihnen keine Gefahr mehr ergibt. Wurde ein Fehler detektiert, nutzt das SBT-System sofort die Ersatzwerte. Tritt beispielsweise bei einem Eingangsmodul ein Übertragungsfehler auf, geht das System von einer Betätigung des Not-Halt-Schalters aus und wechselt in den sicheren Zustand. Der sichere Zustand ist in diesem Fall als 'Null' oder 'Aus' definiert. Aufgrund der beschriebenen Systemeigenschaften kann das SafetyBridge-Protokoll auch drahtlos kommuniziert werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Anwender WLAN oder Bluetooth als Übertragungsstandard einsetzt. Über Funktionsbausteine übernimmt die Standardsteuerung den Datentransport zwischen den Modulen. Die Bausteine sind ferner für den Transfer der sicheren Logik in das Logikmodul verantwortlich und stellen die weitreichenden Diagnoseinformationen zur Verfügung. Neben den Moduldiagnosen hat der SPS-Programmierer Zugriff auf den Status sämtlicher sicheren Ein- und Ausgänge. Er erhält also ohne zusätzlichen Hardware-, Verdrahtungs- oder Programmieraufwand die Information, welche Schutztür geöffnet oder welcher Not-Halt-Schalter betätigt worden ist. In Kombination mit einer Visualisierungslösung lassen sich dem Maschinenbediener so Hinweise zur Beseitigung der Störung geben. Auf diese Weise werden Stillstandzeiten reduziert, die aus der funktionalen Sicherheit resultieren.

Einfacher Aufbau der Sicherheitslogik per Drag & Drop

Die Safety-Applikation wird mit der kostenfrei erhältlichen Software Safeconf konfiguriert. Das Tool stellt alle notwendigen Funktionen auf der Oberfläche bereit. Hier kann der Anwender die gesamte Sicherheitslogik per Drag & Drop aufbauen, ohne zwischen verschiedenen Fenstern springen zu müssen. Safeconf gliedert sich in drei Bereiche: die Tool Box mit sämtlichen bereits vom TÜV zertifizierten Funktionsbausteinen, dem Hardware-Editor und dem Verdrahtungsbereich, in dem die Sicherheitslogik erstellt wird. Im ersten Schritt werden die erforderlichen Bausteine aus den unterschiedlichen sicheren Funktionen der Tool Box ausgewählt und mit der Maus in den Verdrahtungsbereich gezogen. Dort verknüpft der Anwender die Bausteine mit den gewünschten Ein- und Ausgängen, die er ebenfalls per Drag & Drop in den Verdrahtungsbereich holt und per Maus virtuell verdrahtet. Beim Umgang mit der Konfigurations-Software werden keinerlei Programmierkenntnisse benötigt, um das SafetyBridge-System an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Fragen zu den Software-Funktionen beantwortet eine Hilfefunktion, die neben den Funktionsbeschreibungen auch Applikationsbeispiele beinhaltet, die sich auf die entsprechende Problemstellung anwenden lassen.

Empfehlungen der Redaktion

Automatische Detektierung beliebiger Fehler

SPS-Programmierer, in deren Aufgabenbereich der Safety-Part nicht fällt, sowie Inbetriebnehmer übernehmen bei der SafetyBridge Technology keine Verantwortung für die sicherheitsgerichtete Applikation. Denn das SBT-System ist darauf ausgelegt, beliebige Fehler des SPS-Anwenders aufzudecken und zu beherrschen. Ohne auf die Besonderheiten des jeweiligen Netzwerks Rücksicht nehmen zu müssen, generiert der Safety-Experte die sicherheitsgerichtete Applikation, für die er selbstverständlich die Verantwortung trägt. Anschließend übergibt er eine steuerungsspezifische Datei an den Programmierer, der sie ordnungsgemäß in die Steuerung integriert. Danach läuft das System an. Unterläuft dem Programmierer beispielweise bei der Adressierung der Module ein Fehler, erhält er entsprechende Diagnosemeldungen und das System steht. Das bedeutet, dass entweder alle Tätigkeiten richtig ausgeführt sind oder das System nicht funktioniert.

Flexible Integration in neue und vorhandene Applikationen

Als die SafetyBridge Technology 2008 entwickelt wurde, integrierten die Safety-Spezialisten sie zunächst in das bewährte Inline-System. Bei Inline handelt es sich um einen flexiblen I/O-Baukasten in feingranularer Bauweise für den Schaltschrank. Aus einer großen Auswahl an Standard- und Funktionsmodulen für sämtliche gängigen Feldbussysteme und Ethernet-Netzwerke lassen sich die Automatisierungsfunktionen individuell zusammenstellen. Aufgrund der stetigen Weiterentwicklung - z.B. die Bereitstellung neuer I/O-Module und Buskoppler - setzt sich die internationale Verbreitung des Inline-Systems fort. Wegen der großen Nachfrage von SafetyBridge hat Phoenix Contact die Technologie nun ebenfalls in das blockmodulare I/O-System Axioline F einfließen lassen. Seit der Hannover Messe 2016 stehen je ein Logikmodul sowie ein digitales Ein- und Ausgangsmodul zur Verfügung. Alle Module umfassen je vier sichere digitale Ein- respektive Ausgänge bei zweikanaliger Belegung sowie je acht sichere digitale Ein- respektive Ausgänge bei einkanaliger Belegung. Axioline zeichnet sich insbesondere durch die hohe Übertragungsgeschwindigkeit im Backplane-Bus sowie eine einfache Installation und robuste Mechanik aus. Aufgrund dieser Eigenschaften bedient die I/O-Familie im Vergleich zu Inline weitere Anwendungsfelder. In beiden Produktlinien eignen sich die SBT-Module sowohl für Neuinstallationen als auch für Retrofit-Projekte.

Gehäuselösung für Raspberry Pi-Minicomputer

Mit dem Elektronikgehäuse RPI-BC stellt Phoenix Contact erstmals eine Lösung zur Aufnahme von Minicomputern Raspberry Pi zur Verfügung. Das werkzeuglos montierbare Gehäuse ist für die Raspberry Pi-Varianten B+ und B2 geeignet. Ein optionaler Adapter erlaubt darüber hinaus den Einsatz des Raspberry Pi A+. Das RPI-BC bietet zusätzlichen Bauraum für individuelle Leiterplatten, Lochrasterplatinen oder Bauelemente, mit denen der Funktionsumfang des Minicomputers ausgebaut werden kann. Die Gehäuse in der Baubreite 107,6 mm lassen sich auf eine Tragschiene oder direkt an die Wand anbringen. Mittels Tragschienenbus können zudem mehrere Baugruppen zusammengeschaltet oder mit Entwicklungsbausätzen der Gehäuseserie BC kombiniert werden. Für den Anschluss der Mehrzweck-Schnittstelle GPIO (general purpose input/output) sind optional die Leiterplatten-Steckverbinder PTSM erhältlich. Die Verknüpfung von schützendem Gehäuse und passender Anschlusstechnik ermöglicht Kleinserien-Herstellern, Forschungseinrichtungen und Hobby-Entwicklern die Umsetzung einer effizienten Komplettlösung, um den Raspberry Pi-Computer zu einer anwendungsgerechten Elektronikbaugruppe zu erweitern.

Anzeige