Funktionale Sicherheit mit SmartWire-DT Eaton\’s Lean Solutions

Die \’Partnership of Experts\‘ stellt Technologien bereit, die die steigenden Herausforderungen und Bedürfnisse des Maschinen- und Anlagenbaus aufgreifen. Dabei konzentrieren sich die Partner auf drei Kernbereiche: Die effiziente Energieverteilung im Schalt- und Steuerungsbau, intelligente Komponenten für die Industrieautomation und die durchgängige Kommunikation von der Steuerung bis zum Sensor/Aktor. Dank der SmartWire-DT-Technologie und der bereits heute erfolgreichen Zusammenarbeit mit weiteren Partnern, wie etwa der Firma Hilscher, Hattersheim, profitieren Anwender sowohl bei ihren Produkten als auch in ihrer Produktion von den Vorteilen verschiedener Technologien. Erste Produkte aus der \’Partnerschaft of Experts\‘ wurden auf der diesjährigen Hannover Messe präsentiert: Die drei dafür eingesetzten Technologien sind SmartWire-DT von Eaton, der Contactron Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact und das Sammelschienensystem Crosslink von Wöhner. Eaton\’s \’Lean Solutions\‘ \“Als wir vor einigen Jahren SmartWire-DT erstmals einem breiten Fachpublikum vorgestellt haben, stießen wir mit unserer neuen Verbindungs- und Kommunikationstechnologie sofort auf großes Interesse\“, sagte Craig McDonnell, Business Unit Manager Industrial Automation Eaton\’s Electrical Sector EMEA. \“Unsere inzwischen vielfach angewandte Technologie hat genau die Bedürfnisse der Maschinenbauer und der industriellen Endverbraucher getroffen. Denn sie stehen vor der Herausforderung, mit Energie, Material sowie personellen und finanziellen Ressourcen immer effizienter umzugehen.\“ SmartWire-DT reduziert den Verkabelungsaufwand im Schaltschrank signifikant und vereinfacht die Einführung von Lean-Methoden für die Produktionslinie der Schaltschränke. Wie vielfache praktische Erfahrungen zeigen, lassen sich mit dieser Technik bis zu 50 Prozent der Kosten einsparen. Gleichzeitig stehen dank der integrierten Intelligenz von SmartWire-DT-fähigen Geräten mehr Informationen aus dem Feld beziehungsweise den Maschinen- und Fertigungsprozessen bereit. Das vereinfacht und optimiert Abläufe gleichermaßen, außerdem können Anwender schneller auf Prozessschwankungen reagieren und ihren Ausschuss reduzieren. Wie die Technologiegeschichte allerdings vielfach lehrt, reichen überzeugende technische Eigenschaften nicht immer aus, dass ein Produkt beziehungsweise eine Technologie sich am Markt auf Dauer durchsetzen kann. Eaton hat daher SmartWire-DT von Anfang an in eine ganzheitliche Strategie eingebettet, die sich \’Eaton Lean Solutions\‘ nennt. Die Strategie \’Lean Solutions\‘ Craig McDonnell erläuterte in Hannover: \“Kern unserer Lean Solutions-Strategie ist es, Verschwendung im Maschinenbau- und Schaltschrankbau zu identifizieren und zu vermeiden. Verschwendung schließt dabei alles ein, was nicht direkt zur Wertschöpfung beiträgt, etwa komplizierte Prozesse, lange Wege, Wartezeiten, Überproduktion, Fehler und ungenutztes Potenzial. Mit SmartWire-DT kann die Verschwendung, je nach Anwendung, um bis zu 30 Prozent reduziert werden.\“ Die Eaton-Strategie umfasst drei Kernthemen, die alle auf SmartWire-DT basieren: Lean Connectivity, Lean Automation und Lean Power. Bei Lean Connectivity geht es unter anderem darum, aufwendige Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungen im Schaltschrank durch eine standardisierte Leitungsverbindung zu ersetzen und so die separate Steuerverdrahtung zu eliminieren. Dank der dezentralen Intelligenz von SmartWire-DT in Verbindung mit den skalierbaren HMI/PLC-Lösungen von Eaton kann auf lokale Ein-/Ausgabebaugruppen verzichtet und so eine schlanke Automatisierungslösung, also Lean Automation, realisiert werden. Lean Power, als weiteres Fokusthema der Lean Solutions-Strategie, zielt sowohl auf den Einsatz energieeffizienter Komponenten und die Standardisierung der Steuerstromverdrahtung ab als auch auf die Erhöhung der Energieeffizienz mithilfe der Datentransparenz, die SmartWire-DT von Hause aus mitbringt. Sie sorgt dafür, dass beispielsweise alle Informationen zur Leistungsaufnahme der Aktoren vorliegen und die Energiebilanz einer Maschine oder Anlage jederzeit ermittelt werden kann. SmartWire-DT und funktionale Sicherheit Um dem Anwender die Erfüllung der Sicherheitsanforderungen aus der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/EC zu erleichtern, lässt sich die funktionale Sicherheit mit den Vorteilen von SmartWire-DT kombinieren. Dies ermöglicht das neue Steuerrelais easy806 mit der erweiterten Schnittstelle SmartWire-DT in Verbindung mit der Sicherheits-Kleinsteuerung easySafety. Zum Hintergrund: Das allseits bekannte und bewährte Steuerrelais easy800 wurde zum Jahresanfang um die SmartWire-DT Schnittstelle erweitert. \“Entsprechend den easy800-Geräten ist zusätzlich im Easy806-DC-SWD das easyNet-Netzwerk implementiert, hierüber lassen sich bis zu acht Geräte – wie easy800, MFD-Titan und easySafety – einfach vernetzen\“, sagte Lütfiye Dönoglu, Head of Product Management Safety & SmartWire-DT, auf dem Eaton Messestand in Hannover. Somit ist der Brückenschlag zwischen der Sicherheits- und der Standard-Steuerungsapplikation hergestellt. Die easySafety übernimmt dabei die sicherheitsgerichtete Funktionalität und über die easyNet- Schnittstelle wird für Diagnosezwecke die Kommunikation an die übergeordnete Steuerung, sowie den SmartWire-DT Teilnehmern hergestellt. Weiterhin können somit auf einfache Weise die SmartWire-DT Schaltgeräte für Freigaben der Sicherheitsbausteine in der easySafety genutzt werden ohne diese separat zu verdrahten. \“EasySafety bietet Lösungen für sicherheitsgerichtete Aufgaben und setzt hierbei auf die Einfachheit und Flexibilität der bewährten easy-Familie. Dies führt die Standard- und Sicherheitsanwendungen mit allen Vorteilen unserer Lean Solutions-Strategie zusammen\“, führte Dönoglu weiter aus. EasySafety überwacht aber nicht nur alle gängigen Sicherheitseinrichtungen, sondern übernimmt zusätzlich auch Steuerungsaufgaben an Maschinen oder Anlagen. Das sicherheitsgerichtete Steuerrelais genügt höchsten Ansprüchen: Es entspricht der Kategorie 4 nach EN 954-1, Performance Level PLe nach EN ISO 13849-1, Safety Integrity Level SIL CL 3 nach IEC 62061 sowie SIL 3 nach EN IEC 61508. Jedes Gerät der easySafety-Familie verfügt über 14 sichere Eingänge und bis zu fünf sichere Ausgänge, verwendbar zur sicheren Überwachung und Steuerung. Ab Werk bieten easySafety-Geräte eine Fülle an klassischen Sicherheitsrelais in Form von Sicherheits-Funktionsbausteinen, so beispielsweise Not-Aus, Schutztürüberwachung und optional mit Überwachung der Zuhaltung, Lichtgitter mit und ohne Mutingfunktion, Zweihandschalter, Schaltmatte, Zustimmschalter, Sicherheits-Fußschalter, Betriebsartenwahlschalter, Stillstands- und Höchstdrehzahlüberwachung, Rückführkreisüberwachung, sichere Zeitrelais und sichere Merker. Über das im Gerät integrierte Display mit Bedientastatur werden Diagnosemeldungen direkt angezeigt. Sollen Meldungen nicht hinter Schaltschranktüren verborgen bleiben, kann die Informationsausgabe ebenso in eine Schaltschranktür montiert werden – hierzu setzen Anwender einfach die abgesetzte Anzeigeeinheit MFD in Kombination mit einem CP4-Modul ein. In diesem Fall ist der kostengünstige Einsatz eines easySafety-Geräts ohne Display und ohne Tastatur empfehlenswert. Die Sicherheits-Funktionsbausteine von easySafety lassen sich wahlweise mit PC oder direkt am Gerät konfigurieren. Eine nutzerfreundliche Konfigurationsumgebung bietet die PC-Software easySoft-Safety – hiermit lässt sich die Sicherheitskonfiguration in der klassischen easy-Schaltplansprache erstellen, simulieren und auf das Gerät übertragen. Wollen Anwender auf Software plus Übertragungskabel verzichten, dann sind Geräte der easySafety-Reihe mit integriertem Display und Tastatur vorzuziehen. Änderungen oder komplette Konfigurationen lassen sich direkt am Gerät vornehmen. Die erstellte Konfiguration lässt sich auch via Speicherkarte auf das easySafety-Gerät übertragen. easySafety bietet jedoch mehr als ein alleiniges Sicherheits-Steuerrelais. Neben dem Sicherheits-Schaltplan, der die Sicherheitskonfiguration beinhaltet, verfügt easySafety zusätzlich über einen Standard-Schaltplan. Dieser Schaltplan ist nutzbar für Standard-Aufgaben, wie etwa die Verarbeitung von Diagnosemeldungen oder allgemeine Steuerungsaufgaben einer Maschine. Sicherheits- und Standard-Schaltplan sind bei easySafety strikt getrennt. Beide Schaltpläne lassen sich unabhängig voneinander, mit bis zu drei verschiedenen Passwortebenen, schützen. Das erlaubt den Zugriff von unterschiedlichen Personengruppen, sie können die freigegebenen Schaltpläne einsehen und/oder bearbeiten. Soll jeglicher Zugriff auf die Sicherungskonfiguration verhindert werden, dann schließt der Verantwortliche einfach das Sicherheitsprogramm ab und vernichtet den virtuellen Schlüssel. Das schließt jegliche nachträgliche Änderung aus. Jede Änderung an der Sicherheits-Konfiguration führt zur Änderung der Sicherheits-Checksumme. Sie ist Bestandteil der technischen Dokumentation und unterliegt der Konformitätserklärung. Bei der Inbetriebnahme können Anwender online via PC mittels der Software easySoft-Pro sowohl den Status des SmartWire-DT Kommunikationssystems als Ganzes als auch jeden einzelnen Teilnehmer inklusive aller Daten einsehen. Die Funktionen aller Teilnehmer lassen sich direkt testen – einfach und zeitsparend. easySoft-Pro unterstützt die gesamte Eaton Steuergerätefamilie easyRelay sowie das Multifunktionsdisplay MFD-Titan. Die Programmierung erfolgt ebenfalls in Schaltplantechnik. Alle bekannten Funktionen sind Bestandteile der Software easySoft-Pro, so etwa die komplette Simulation, das 16-Kanal-Oszilloskop oder die Dokumentation des Schaltplans mit Querverweisliste. Für SmartWire-DT wurde easySoft-Pro eigens um einen Konfigurator erweitert, der den SmartWire-DT-Strang mit allen Teilnehmern erstellt. Eine große Zeitersparnis bietet die Funktion \’Operanden automatisch zuweisen\‘: easySoft-Pro erstellt eine Standardbelegung für alle Teilnehmer wie Schalter, Kontakte, Schützspulen und Leuchtmelder. Die Zuweisung der Operanden ist jedoch veränderbar oder kann gänzlich manuell erfolgen. Anwender vergeben Operanden-Kommentare auch direkt bei der Konfiguration des SmartWire-DT Strangs. EasySoft-Pro unterstützt Anwender also bei der Abfolge aller Programm- und Inbetriebnahmeschritte gleichwie bei späteren Wartungstätigkeiten von Maschinen oder Anlagen. Fazit Dank SmartWire-DT können Anwender sowohl bei ihren Produkten als auch in ihrer Produktion von den Vorteilen der Lean-Methoden profitieren. Eaton bietet ein durchgängiges Verbindungs- und Kommunikationssystem für die industrielle Automatisierung, das die Planung und Inbetriebnahme von Maschinen oder Anlagen beschleunigt und gleichzeitig für weniger Stillstände sorgt, zudem erleichtert es die Optimierung von Abläufen und verhilft dazu, die Verschwendung von Ressourcen zu vermeiden. Ziel ist der effiziente, intelligente und Nutzenstiftende Einsatz von Ressourcen.