Neue Generation von Sicherheitssteuerungen: Modulare Sicherheit

Wer nach einer Sicherheitssteuerung für ein modernes Fertigungssys­tem oder eine komplexere Einzelmaschine sucht, dem bietet sich eine neue Alternative. Mit Protect PSC (Bild 1) stellt die Elan Schaltelemente GmbH & Co. KG ein System vor, das dem Anwender aufgrund seines modularen Aufbaus vielfältige Möglichkeiten zur Kombination verschiedener Ein- und Ausgangsbaugruppen bietet. Kernelement des Systems ist eine Zentraleinheit, die mit einem Spannungsversorgungsmodul kombiniert wird (Bild 2). Dieses Modul arbeitet wie eine CPU und steuert verschiedene Ein- und Ausgangsmodule an – bis zu 15 können es sein. Alle Module lassen sich einfach auf DIN-Hutschienen montieren und sind über einen Backplane-Bus verbunden. Der Anwender hat die Wahl: 15 bis über 250 Ein-/Ausgänge Damit kann der Anwender die Ausbaustufe des Systems und damit auch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Ein- und Ausgänge frei bestimmen – von acht Eingängen und sechs Ausgängen in der einfachsten Version bis zu über 250 Ein-/ Ausgängen bei vollem Ausbau des Systems. Darüber hinaus bietet die Sicherheitssteuerung auch Anschlussmöglichkeiten für externe Gateways zum Datenaustausch über Profibus DP, DeviceNet und CC-Link. Zusätzliche Flexibilität kommt auch dadurch ins System, dass man bei Bedarf zusätzliche Ein- und Ausgangsmodule nachträglich ergänzen und mit geringem Aufwand ins Gesamtsystem integrieren kann. Auf der sicherheitstechnischen Ebene können Applikationen der Steuerungskategorie 4 nach EN954-1, Performance Level e nach EN ISO13849-1 bzw. SIL3 nach IEC61508 verwirklicht werden. Zwei Betriebsmodi: Hardwired und frei programmierbar Die neue Sicherheitssteuerung kann mit zwei Betriebsmodi arbeiten. In der \’Hardwired\‘-Version ist keine Programmierung erforderlich; die Systemfunktionen ergeben sich aus der Anordnung bzw. der Reihenfolge der einzelnen Module am Master- oder Sub-Master-Modul. Hierdurch kann ohne Software eine Zonenbereichsabschaltung vorgenommen werden. Es stehen verschiedene Systemmodule z.B. für potenzialfreie und potenzialbehaftete Eingangssignale sowie Module mit Halbleiter- und Relaisausgängen zur Verfügung. Somit können die Signale aller gängigen Bauarten von Sicherheits-Schaltgeräten wie elektromechanische Schaltgeräte, Sicherheits-Sensoren und optoelektronische Schutzeinrichtungen über Protect PSC ausgewertet werden, ohne dass man Software-Tools oder Progammierwerkzeuge wie PC oder Notebook benötigt. Alternative mit höherer Flexibilität: Freie Programmierung Anwender, die eine Sicherheitssteuerung mit größerer Flexibilität und guter Anpassungsfähigkeit wünschen, nutzen die Möglichkeiten des frei programmierbaren Betriebsmodus, bei dem sämtliche Ein- und Ausgänge des Systems frei zugewiesen werden können. Die freie KOP-Programmierung nach IEC61131 bietet dem Anwender höchstmögliche Flexibilität. Zusätzlich kann er über eine Bibliothek auf Funktionsbausteine wie \’Not-Aus\‘, \’Schutztürüberwachung\‘, \’Zweihand\‘, \’Muting\‘ usw. zurückgreifen. Diese zertifizierten Sicherheitsmakros erleichtern dem Konstrukteur die Programmierung sicherheitsrelevanter Funktionen. Logische Funktionen wie \’Und\‘ und \’Oder\‘ sowie andere Abhängigkeiten können natürlich ebenfalls programmiert werden; auch eine Online-Beobachtung der Betriebszustände im Gesamtsystem ist möglich. Die Programmierung sowie die Online-Beobachtung erfolgen über eine Standard-USB-Schnittstelle. Darüber hinaus bietet das Protect PSC-System umfassende Diagnosefunktionen. Alle Fehler werden über LEDs am jeweiligen Modul gemeldet und an der CPU mittels Fehlercodes dem Anwender angezeigt. Zugleich können die Diagnose-Informationen über ein Laptop präzise ausgelesen werden. Auf diese Weise lässt sich die Verfügbarkeit der Maschine deutlich erhöhen. Auch für betriebsmäßige Anwendungen Eine weitere Besonderheit von Protect PSC ist die Fähigkeit, Standard-SPS­Funktionalitäten zu integrieren. Für diese Aufgabe stehen Systemmodule mit betriebsmäßigen Ein- und Ausgängen zur Verfügung, die ebenfalls über die Programmierung nach IEC61131 frei zugewiesen werden können. Das schafft die Möglichkeit, einfache SPS-Funktionalitäten auf der gleichen Hard- und Softwareplattform zu integrieren und in diesem Fall auf eine konventionelle SPS zu verzichten. Der Aufbau von Sicherheitssystemen mit Protect PSC wird dadurch erleichtert, dass Elan Beispiele für die Programmierung in die Dokumentation aufgenommen hat, die von neutraler Stelle geprüft und zertifiziert wurden. Der Maschinenbauer kann somit für definierte Anwendungen ein zertifiziertes Schaltungsbeispiel verwenden. Seine eigenen Programmteile kann er in der integrierten Bibliothek abspeichern und bei Bedarf später wieder abrufen. Individuell an die Anforderungen anpassbar Mit Protect PSC kann der Anwender also sichergehen, dass die Sicherheitssteuerung exakt den jeweiligen Anforderungen entspricht und sich optimal an den individuellen Anwendungsfall anpassen lässt (Bild 3). Auch die Flexibilität ist gewährleistet, weil man nachträglich weitere Module hinzufügen kann. Durch die Integrationsmöglichkeit betriebsmäßiger Funktionen lassen sich zusätzliche Kosten sparen. Die Alternative: Dezentrale Intelligenz So vorteilhaft dieses System auch ist: Sicherheitssteuerungen werden zwar immer häufiger die Aufgabe von Sicherheitsbausteinen übernehmen, weil sie mehr Funktionen erlauben, viele Diagnosefunktionen bieten und auch zusätzliche Flexibilität schaffen; aber der klassische Sicherheitsbaustein wird weiterhin seinen Platz im Markt behalten, zumal es inzwischen Sicherheits-Schaltgeräte mit integrierter Elektronik gibt, bei denen die Intelligenz ins Schaltgerät verlagert wird (Bild 4). Auch diese Lösung, die Schmersal mit der CSS-Technologie im Markt eingeführt hat, bietet im praktischen Einsatz viele Vorteile. Der Konstrukteur hat also nicht nur die Wahl zwischen verschiedenen Anbietern, er kann auch stets eine Systementscheidung fällen.