Konfigurierbare Sicherheitstechnik

Konstrukteure und Maschinenbauer befassen sich eher ungern mit der in den Maschinen und Anlagen erforderlichen Sicherheitstechnik. Dies vor dem Hintergrund, weil beim Thema Safety weiterhin eine große Unsicherheit herrscht. Denn normative Änderungen haben insbesondere in den letzten Jahren zu vielen Anpassungen und Neuerungen im Regelwerk geführt, die zum Teil noch nicht bekannt sind sowie verstanden und verinnerlicht wurden (Aufmacher). Bei genauerer Betrachtung erweist sich die Maschinen- und Anlagensicherheit allerdings nicht als so genanntes Buch mit sieben Siegeln. Zahlreiche normative Neuerungen haben sogar zu erheblichen Vereinfachungen geführt, sodass sich der Maschinen- und Anlagenbauer wieder auf seine Kernkompetenz konzentrieren kann. Als Beispiel sei hier der Einsatz von Software-basierten Sicherheitsschaltgeräten gemäß EN ISO 13849-1 genannt. Wie schwierig ist es jedoch, eine Sicherheitsanforderung mit einer Konfigurations-Software umzusetzen? In welchen Bereichen unterstützt die Software? Und welche Gerätelösungen stehen zur Verfügung? Diese und weitere Fragen sollen im Rahmen des Beitrags erläutert werden. Einheitliches Software-Tool für verschiedene Lösungsansätze Der Begriff \’konfigurierbare Sicherheitstechnik\‘ umfasst zwei verschiedene Bereiche, nämlich die Sicherheitsschaltgeräte auf der einen und die Konfigurations-Software auf der anderen Seite. Im Umfeld der konfigurierbaren Sicherheitstechnik bietet Phoenix Contact unterschiedliche Konzepte an. So ist mit PSR-Trisafe eine kompakte Lösung für die zentrale Nutzung erhältlich, während sich die SafetyBridge-Module als dezentraler Ansatz vollständig in das Netzwerk integrieren. Obwohl beide Konzepte verschiedene Verwendungsmöglichkeiten adressieren, haben sie eine Gemeinsamkeit: Dem Anwender eröffnen sich alle Freiheiten, die Funktion für jeden Ein- und Ausgang der Safety-Module individuell gemäß den Anforderungen der jeweiligen Applikation festzulegen. Im Sinne einer weitgehenden Standardisierung werden die PSR-Trisafe- und SafetyBridge-Komponenten zudem mit der gleichen Software konfiguriert. Komplette Logik auf einer Oberfläche Bei der Steuerungstechnik denken viele Anwender zuerst an eine aufwändige Programmierung. Im Gegensatz dazu gestaltet sich die Konfiguration der PSR-Trisafe- und SafetyBridge-Module mit der kostenfrei verfügbaren Software Safeconf von Phoenix Contact einfach Safeconf ordnet sämtliche für die Erstellung der Sicherheitslogik notwendigen Funktionen auf einer Oberfläche an. Auf diese Weise kann der Anwender seine sicherheitstechnische Applikation per Drag&Drop aufbauen, ohne zwischen unterschiedlichen Fenstern wechseln zu müssen. Das Software-Tool gliedert sich dazu in drei Bereiche: – eine Tool-Box mit allen bereits vom TÜV zertifizierten Funktionsbausteinen sowie verschiedenen grundlegenden Logikfunktionen – den Hardware-Editor mit Ein- und Ausgängen, der auch als interaktive Statusanzeige der Hardware Anwendung findet – den Verdrahtungsbereich, in dem die Sicherheitslogik konstruiert wird (Bild 1). Zunächst wählt der Anwender aus der Vielzahl sicherer Funktionen die erforderlichen Bausteine in der Tool-Box aus und zieht sie dann mit der Maus in den auf der rechten Seite der Oberfläche angesiedelten Verdrahtungsbereich. Dort sind die Funktionsblöcke nur noch mit den gewünschten Ein- und Ausgängen zu verknüpfen, die ebenfalls per Drag&Drop aus dem Hardware-Editor in den Verdrahtungsbereich gezogen und hier per Maus virtuell verdrahtet werden. Die gesamte Querverbindung, die beim Einsatz klassischer Sicherheitsrelais über eine harte Verdrahtung erfolgt, erledigt der Anwender mit Safeconf also einfach am Bildschirm. Dies ist der besondere Vorteil einer Software-basierten Konfiguration. Da die komplette Logik kompakt in einem Projekt auf dem Bildschirm zu sehen ist, lassen sich Fehler schnell auffinden und nachträgliche Anpassungen in der Logik meist ohne erneute Verdrahtung einfach per Mausklick realisieren. Hilfefunktionen zur Erläuterung klassischer Safety-Applikationen Safeconf ist aus Sicht des Anwenders entwickelt und gemäß seinen Bedürfnissen designt worden. Deshalb unterstützt das Tool die Umsetzung der Sicherheitsanforderungen ab dem ersten Klick. Neben ihrer klaren Struktur lässt die Software schon beim Aufbau der Sicherheitslogik nur Verbindungen zu, die unter den Aspekten der Sicherheitstechnik zulässig sind. Außerdem werden umfangreiche Hilfefunktionen zur Verfügung gestellt. Aufgrund des Feedbacks zahlreicher Kunden findet der mit der Sicherheitstechnik befasste Mitarbeiter in der Anwendungshilfe sämtliche Informationen, wie Safeconf zu handhaben ist und welche Ein- und Ausgänge an den jeweiligen Bausteinen vorhanden sind. Darüber hinaus werden zertifizierte Anwendungsbeispiele angeboten. Die Hilfefunktion deckt alle klassischen ein- und zweikanaligen Applikationen aus der Praxis in Form von kombinierten Software-/Verdrahtungsplänen ab (Bild 2). Vom Not-Halt über Lichtgitter und Schutztüren bis zu Muting-Funktionen werden sämtliche sicherheitstechnischen Anwendungen im Detail sowie mit anschaulichen Grafiken erklärt. Die Anschlussbeispiele machen nicht bei der Software halt, sondern zeigen auch die Ankopplung der Sensorik und Aktorik an das Sicherheitsschaltgerät. Der Mehrwert besteht darin, dass der Anwender das Beispiel lediglich auf seine Applikation adaptieren muss. Hier hat Phoenix Contact bereits eine wesentliche Aufgabe des Maschinen- und Anlagenbauers übernommen. Abschließend wird die Software in das Sicherheitsschaltgerät geladen und die Applikation kann in Betrieb gehen. Simulation und Inbetriebnahme-Modus Bevor die eigentliche Inbetriebnahme beginnt, eröffnet Safeconf die Möglichkeit der Logik-Simulation und der Nutzung des Inbetriebnahme-Modus. Mit der Simulation kann der Anwender beispielsweise ohne Hardware einen vollständigen Funktionstest der aufgebauten Sicherheitslogik durchführen. Dazu lassen sich alle Hardware-Funktionen virtuell am PC durchspielen. So können Logikfehler schon im Vorfeld ausgeschlossen werden und es wird ein umfassend geprüftes Projekt an den Inbetriebnehmer übergeben (Bild 3). Der Inbetriebnahme-Modus stellt ein weiteres nützliches Feature von PSR-Trisafe in Verbindung mit Safeconf dar. Beispielsweise kann der Anwender Ein- und Ausgänge temporär zwangssetzen, um einzelne Funktionen der Anlage oder Maschine während der Konstruktion zu testen. Auf diese Weise werden Fehler frühzeitig entdeckt, unnötige Schleifen vermieden und Projekt-Durchlaufzeiten verkürzt. Sollten während des Betriebs Störungen auftreten, hilft ein Online-Modus mit Klartext-Anweisungen, damit der Fehler sofort lokalisiert und schnell eine Lösung gefunden werden kann. Bei frei konfigurierbaren Systemen kommt dem Manipulationsschutz eine große Bedeutung zu. Zu diesem Zweck sind verschiedene Passwort-Abfragen sowie Prüfsummen in Safeconf vorgegeben, die das widerrechtliche Verändern der Daten von vornherein verhindern. Jedes Projekt ist individuell geschützt und es bleibt dem Ersteller der Sicherheitslogik überlassen, wie viele Zugriffsrechte an Dritte weitergegeben werden sollen. Fazit Safeconf belegt, dass die Sicherheitsschaltgeräte PSR-Trisafe und SafetyBridge nicht programmiert, sondern lediglich konfiguriert werden müssen. Mit der intuitiv handhabbaren Software inklusive der vom TÜV zertifizierten Bausteine und weiterer Hilfsmittel lassen sich Sicherheitsanforderungen einfach, normgerecht und schnell umsetzen. In Verbindung mit den flexiblen Sicherheitsschaltgeräten von Phoenix Contact erhält der Anwender eine Lösung zur flexiblen Realisierung seiner sicherheitstechnischen Applikationen.