Systemvergleich sichere Kopplung
Einfach einfacher
Je komplexer die Anwendungen, desto komplexer die Maschinensicherheit? Falsch. Im Grunde empfiehlt sich genau das Gegenteil: Denn gerade bei modular aufgebauten Produktionsanlagen bringt ein möglichst einfaches aber übergreifendes Safety-Konzept entscheidende Vorteile. Zur sicheren Kopplung der Komponenten gibt es mehrere Optionen: konventionell per Parallelverdrahtung, über sichere Ethernetsysteme oder über Safe Link - ein Systemvergleich.
Bild: Bihl+Wiedemann GmbHErst galt sie als Zukunftsvision, bald darauf als Megatrend und dann sogar als Treiber der vierten industriellen Revolution. Inzwischen ist die smarte Fabrik in der Realität angekommen - und mit ihr immer komplexere, weit verzweigte Fertigungsanlagen, die über alle Segmente hinweg bestmöglich zusammenarbeiten müssen.
Bild: Bihl+Wiedemann GmbH
Konventionelle Verdrahtung: flexibel, aber aufwendig und unübersichtlich
Dass die gute alte konventionelle Verdrahtung mit Abstand am schlechtesten abschneidet, verwundert nicht wirklich. Denn hier sind allein zum Anschluss eines einzigen sicheren zweikanaligen Eingangs vier Adern nötig. Zur Kopplung in beide Richtungen ergibt das bereits acht Adern, die an beiden Maschinen oder Anlagenteilen verdrahtet werden müssen. Schon bei Applikationen, in denen es beispielsweise lediglich die Signale von einer Handvoll Sicherheitssensoren einzusammeln gilt, wächst ein stattlicher Kabelwald. Bei etwas komplexeren Aufgabenstellungen verwildert der Dschungel zusehends. Das macht die Sache nicht nur unnötig teuer, sondern auch noch extrem unübersichtlich. Erstaunlicherweise greifen trotzdem viele Anwender noch immer auf diese überholte Methode zurück. Auf die Frage nach dem Warum erhält man eigentlich immer dieselbe Antwort: Weil sich auf diese Art auch Maschinen oder Anlagenteile koppeln lassen, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen arbeiten. Bis vor kurzem war das zweifellos noch ein stichhaltiges Argument. Inzwischen nicht mehr: Denn Safe Link von Bihl+Wiedemann bietet dieselben Freiheiten - und dazu noch sämtliche Vorteile eines effizienten Sicherheitsbusses.
Bild: Bihl+Wiedemann GmbHSichere Kopplung über sichere Ethernet-systeme: unflexibel und oft teuer
Die zweite Option für die sichere Kopplung ist die Verbindung via Ethernet über den in der jeweiligen Anlage genutzten Feldbus. Im Vergleich zur antiquierten Parallelverdrahtung ist das eine deutlich zeitgemäßere Variante, aber auch sie birgt mindestens zwei Nachteile. Zum einen lässt sie es nicht zu, Maschinen zu koppeln, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen und Kommunikationsprotokollen arbeiten. Zum anderen erlaubt sie keine direkte Kopplung zwischen den einzelnen Teilnehmern: Die Slaves können nur über eine zusätzlich erforderliche sichere Steuerung miteinander kommunizieren. Darüber hinaus schlagen oft auch relativ hohe Hardware-kosten für die Geräte negativ zu Buche. Weder die flexible, aber sehr aufwendige Verdrahtung noch die moderne aber systemgebundene Lösung via Ethernet und den jeweiligen Feldbus sind eine verlockende Alternative für Anwender, die vor der Aufgabe stehen, Anlagen, Maschinen oder Segmente sicher zu koppeln. Diese wenig befriedigende Situation hat Bihl+Wiedemann dazu veranlasst, nach einer weiteren Lösung zu suchen.
Sichere Kopplung über Safe Link: einfach, flexibel, effizient
Dabei herausgekommen ist Safe Link - eine Lösung, die es ermöglicht, sichere Steuerungen einfach, effizient und flexibel miteinander zu verbinden. Wenn die zu koppelnden Maschinen oder Anlagenteile mit demselben ethernetbasierten Feldbus arbeiten, wird die Safe- Link-Verbindung über die Feldbusschnittstelle der Sicherheitsmonitore aufgebaut. Wenn nicht, läuft der Anschluss stattdessen über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der Sicherheitsmonitore und das Standard-Ethernet-netz des Unternehmens. Selbstverständlich ist dabei auch die Kommunikation über WLAN möglich. Safe Link nutzt also in jeder Konstellation die bereits existierende Peripherie. In allen Fällen reicht ein Ethernet-Kabel für die Kopplung. Auch zusätzliche Geräte sind nicht nötig - bei der neuesten Generation der sicheren Kleinsteuerungen von Bihl+Wiedemann wurde die Safe- Link-Funktion in die bestehende Hardware der Sicherheitsmonitore integriert. Nicht nur bei der Vielseitigkeit und in der kalkulatorischen Betrachtung, auch bei der funktionellen Effizienz und in der Ausbaufähigkeit hat Safe Link Vorteile. Denn die Kommunikation basiert auf sogenannten Multicasts. Das heißt: Ein Sicherheitsmonitor spricht und alle hören mit. Die Teilnehmer in den gekoppelten Netzen verfügen also jederzeit über sämtliche sicherheitsrelevanten Informationen. Dabei ist die Anzahl der Teilnehmer nahezu grenzenlos: Insgesamt lassen sich auf diese Art bis zu 31 Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor und Safety-Basis-Monitore mit Ethernetschnittstelle miteinander koppeln. Das entspricht bis zu 1922 Safety-Komponenten.
Je komplexer die Anwendungen, desto komplexer die Maschinensicherheit? Falsch. Im Grunde empfiehlt sich genau das Gegenteil: Denn gerade bei modular aufgebauten Produktionsanlagen bringt ein möglichst einfaches aber übergreifendes Safety-Konzept entscheidende Vorteile. Zur sicheren Kopplung der Komponenten gibt es mehrere Optionen: konventionell per Parallelverdrahtung, über sichere Ethernetsysteme oder über Safe Link - ein Systemvergleich.
Bild: Bihl+Wiedemann GmbHErst galt sie als Zukunftsvision, bald darauf als Megatrend und dann sogar als Treiber der vierten industriellen Revolution. Inzwischen ist die smarte Fabrik in der Realität angekommen - und mit ihr immer komplexere, weit verzweigte Fertigungsanlagen, die über alle Segmente hinweg bestmöglich zusammenarbeiten müssen.Bild: Bihl+Wiedemann GmbH
Konventionelle Verdrahtung: flexibel, aber aufwendig und unübersichtlich
Dass die gute alte konventionelle Verdrahtung mit Abstand am schlechtesten abschneidet, verwundert nicht wirklich. Denn hier sind allein zum Anschluss eines einzigen sicheren zweikanaligen Eingangs vier Adern nötig. Zur Kopplung in beide Richtungen ergibt das bereits acht Adern, die an beiden Maschinen oder Anlagenteilen verdrahtet werden müssen. Schon bei Applikationen, in denen es beispielsweise lediglich die Signale von einer Handvoll Sicherheitssensoren einzusammeln gilt, wächst ein stattlicher Kabelwald. Bei etwas komplexeren Aufgabenstellungen verwildert der Dschungel zusehends. Das macht die Sache nicht nur unnötig teuer, sondern auch noch extrem unübersichtlich. Erstaunlicherweise greifen trotzdem viele Anwender noch immer auf diese überholte Methode zurück. Auf die Frage nach dem Warum erhält man eigentlich immer dieselbe Antwort: Weil sich auf diese Art auch Maschinen oder Anlagenteile koppeln lassen, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen arbeiten. Bis vor kurzem war das zweifellos noch ein stichhaltiges Argument. Inzwischen nicht mehr: Denn Safe Link von Bihl+Wiedemann bietet dieselben Freiheiten - und dazu noch sämtliche Vorteile eines effizienten Sicherheitsbusses.
Bild: Bihl+Wiedemann GmbHSichere Kopplung über sichere Ethernet-systeme: unflexibel und oft teuer
Die zweite Option für die sichere Kopplung ist die Verbindung via Ethernet über den in der jeweiligen Anlage genutzten Feldbus. Im Vergleich zur antiquierten Parallelverdrahtung ist das eine deutlich zeitgemäßere Variante, aber auch sie birgt mindestens zwei Nachteile. Zum einen lässt sie es nicht zu, Maschinen zu koppeln, die mit unterschiedlichen Automatisierungssystemen und Kommunikationsprotokollen arbeiten. Zum anderen erlaubt sie keine direkte Kopplung zwischen den einzelnen Teilnehmern: Die Slaves können nur über eine zusätzlich erforderliche sichere Steuerung miteinander kommunizieren. Darüber hinaus schlagen oft auch relativ hohe Hardware-kosten für die Geräte negativ zu Buche. Weder die flexible, aber sehr aufwendige Verdrahtung noch die moderne aber systemgebundene Lösung via Ethernet und den jeweiligen Feldbus sind eine verlockende Alternative für Anwender, die vor der Aufgabe stehen, Anlagen, Maschinen oder Segmente sicher zu koppeln. Diese wenig befriedigende Situation hat Bihl+Wiedemann dazu veranlasst, nach einer weiteren Lösung zu suchen.
Sichere Kopplung über Safe Link: einfach, flexibel, effizient
Dabei herausgekommen ist Safe Link - eine Lösung, die es ermöglicht, sichere Steuerungen einfach, effizient und flexibel miteinander zu verbinden. Wenn die zu koppelnden Maschinen oder Anlagenteile mit demselben ethernetbasierten Feldbus arbeiten, wird die Safe- Link-Verbindung über die Feldbusschnittstelle der Sicherheitsmonitore aufgebaut. Wenn nicht, läuft der Anschluss stattdessen über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der Sicherheitsmonitore und das Standard-Ethernet-netz des Unternehmens. Selbstverständlich ist dabei auch die Kommunikation über WLAN möglich. Safe Link nutzt also in jeder Konstellation die bereits existierende Peripherie. In allen Fällen reicht ein Ethernet-Kabel für die Kopplung. Auch zusätzliche Geräte sind nicht nötig - bei der neuesten Generation der sicheren Kleinsteuerungen von Bihl+Wiedemann wurde die Safe- Link-Funktion in die bestehende Hardware der Sicherheitsmonitore integriert. Nicht nur bei der Vielseitigkeit und in der kalkulatorischen Betrachtung, auch bei der funktionellen Effizienz und in der Ausbaufähigkeit hat Safe Link Vorteile. Denn die Kommunikation basiert auf sogenannten Multicasts. Das heißt: Ein Sicherheitsmonitor spricht und alle hören mit. Die Teilnehmer in den gekoppelten Netzen verfügen also jederzeit über sämtliche sicherheitsrelevanten Informationen. Dabei ist die Anzahl der Teilnehmer nahezu grenzenlos: Insgesamt lassen sich auf diese Art bis zu 31 Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor und Safety-Basis-Monitore mit Ethernetschnittstelle miteinander koppeln. Das entspricht bis zu 1922 Safety-Komponenten.
Bihl+Wiedemann GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN ETH3 2015 - 03.09.15.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
