1. Durchgängige und transparente Verarbeitung von sicheren und nicht-sicheren Signalen in Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik
2. Einheitliche Programmierumgebung für SPS-Applikation und Sicherheitslogik (bis SIL3 bzw. PLe), mit zertifizierten Funktionsblöcken für geringen Engineering- und (Re-)Validierungsaufwand
3. Kontrollierte Bewegungen mit zertifizierten, antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen (bis SIL3) für ein größeres Repertoire an möglichen Reaktionen auf sicherheitsrelevante Ereignisse oder Betriebsarten (z.B. sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) oder Position (SLP) oder Bewegungsrichtung (SDI))
4. Offenheit für zentrale und dezentrale Architekturen, insbesondere zur Einbindung der Peripherie oder zur sicheren Vernetzung mehrerer Bearbeitungsstationen.
Eckelmann geht daher bei seiner aktuellen Steuerungsgeneration E°EXC 89 neue Wege: Mit Ethercat als Systembus und der sicheren Protokollerweiterung FSoE sprechen Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik dieselbe Sprache. Zudem können komplette Automatisierungssysteme inklusive Safety wegen Codesys V3 mit den Erweiterungen Codesys Safety mit nur einem Werkzeug programmiert werden. Damit haben Anwender jederzeit transparent Zugriff auf alle Daten und Signale des Gesamtsystems: Signalnamen z.B. für Notaus sind nur einmal anzulegen und stehen dann in SPS- und Safety-Applikation zur Verfügung. Das verhindert Verwechslungen und soll den Engineering-Aufwand spürbar reduzieren. Normale und sichere I/O-Module können beliebig frei kombiniert werden, was laut Eckelmann auch den Verkabelungsaufwand reduziert. Sicherheitsgerichtete Funktionen werden über eine Safety-Steuerung integriert. Über Ethercat-Buskoppler können weitere Automatisierungsstationen und Peripherie dezentral und einfach eingebunden werden. Mit den kurzen Zykluszeiten (100µs) und einem geringen Jitter für eine exakte Synchronisierung (1µs) eignet sich die Lösung auch für Safety-Anwendungen, bei denen es auf kurze Reaktionszeiten ankommt.
Einkanalige Kommunikation im Black Channel
Bei Safety-over-Ethercat wird das Übertragungsmedium als Black Channel betrachtet und spielt somit für die Sicherheitsbetrachtung keine Rolle. Die Kommunikation bleibt einkanalig: Sichere und Standardinformationen werden nebeneinander übertragen. Besondere Maßnahmen wie Prüfsummen, Zeitstempel und redundante Übertragung sorgen dafür, dass die Übertragung trotzdem zuverlässig abgesichert wird. Und kommt es doch mal zu Fehlern beim Austausch von sicheren Datentelegrammen zwischen Busteilnehmern, erkennen die Empfänger ausbleibende oder korrupte Datentelegramme und gehen in einen sicheren Zustand, sodass andere Systemfunktionen nicht beeinträchtigt werden. Gerade bei technischen Systemen mit hohem Software-Anteil ist eine solche inhärente Fehlertoleranz sehr entscheidend für die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Applikation. Die einheitliche Programmierumgebung vereinfacht das Debugging deutlich, wenn man die Trace-Funktion zur gemeinsamen Aufzeichnung sicherer und nicht-sicherer Signale nutzen kann. Zur Programmierung der Sicherheitslogik steht unter Codesys Safety eine grafische Programmierumgebung mit Funktionsblöcken zur Verfügung. Auch weitere Sicherheitskomponenten wie Lichtgitter lassen sich bei der vollständig integrierten Safety-Lösung von Eckelmann einfach über einen Konfigurator einbinden.
Funktionale Sicherheit
Zu einem wirklich durchgängigen Automatisierungs- und Sicherheitskonzept werden die Systemlösungen von Eckelmann dadurch, dass auch die Sicherheitsfunktionen des Servoantriebssystems E°Darc C über Saftey-over-Ethercat vollständig eingebunden sind. Es steht eine große Bandbreite an Sicherheitsfunktionen wie STO, SLP oder SLS bereit. Das FPGA-basierte Antriebssystem ist bis SIL3 bzw. PLe zertifiziert. Während bei konventionellen Lösungen häufig nur STO möglich ist, erlaubt das Antriebssystem differenzierte Reaktionen, wie das Weiterfahren mit verminderter Geschwindigkeit oder die kontrollierte Stillsetzung einzelner Achsen. Dies ist für alle Achsen wichtig, die im Stillstand Lastmomente abstützen müssen, z.B. hängende Achsen.
