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Industrielle Automation 3/2016

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Industrielle Automation 3/2016

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Auf der sicheren Seite Umsetzung von Safety-Applikationen mit Standard-Analog-E/A-Baugruppen Henning Drake Im Bereich der funktionalen Sicherheit stellt ein Anbieter bereits seit vielen Jahren ein umfangreiches Portfolio zur Verfügung, das Anfang 2014 um die so genannte Safe- AI-Solution ergänzt wurde. Dabei handelt es sich um die sicherheitsbezogene Verarbeitung von Analogwerten, ohne dass funktional sichere analoge Eingangsbaugruppen notwendig sind. Nun können bis zu 15 SafeAI-Stationen unter einer Profisafe-Steuerung betrieben werden. M.Sc. Henning Drake, TÜV Functional Safety Engineer – Machinery im Marketing PLC des Geschäftsbereichs Control Systems bei der Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont Umsetzung von Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 und PL e In heutigen industriellen Anwendungen sind in der Regel zahlreiche Steuergeräte im Einsatz. Die funktionale Sicherheit elektronischer Systeme spielt daher eine bedeutende Rolle. Phoenix Contact bietet zu dieser Thematik fundiertes Fachwissen sowie Produkte und Lösungen rund um die Elektrotechnik und Automation. Im Bereich der funktionalen Sicherheit stellt Phoenix Contact schon seit vielen Jahren ein umfangreiches Produkt- und Dienstleistungs-Portfolio zur Verfügung. Anfang 2014 wurde das Angebot um die so genannte SafeAI-Solution ergänzt. Damit ist erstmals eine Automatisierungslösung für Profinet-Systeme erhältlich, welche die sicherheitsbezogene Verarbeitung sämtlicher physikalischer Messgrößen im normierten Bereich von 4…20 mA durch Standard-Sensorik erlaubt. Zu diesem Zweck muss der Kommunika­ Die verschiedenen industriellen Applikationen erfordern ein ebenso flexibles wie vielseitiges Steuerungskonzept. Darüber hinaus kommt der funktionalen Sicherheit von Maschinen eine immer größere Bedeutung zu. Technologisch führende Branchen wie die Wind- oder Automobilindustrie setzen Safety-Funktionen mittlerweile zwingend voraus. Es ist daher davon auszugehen, dass weitere Industriezweige diesem Trend folgen werden. Die Grundlage einer zukunftweisenden Vernetzung bildet Industrial Ethernet mit dem Profinet- und Profisafe-Protokoll, wobei die Kommunikationslösung um eine sicherheitsbezogene Analogwert-Verarbeitung ergänzt wird. Die Umsetzung von Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 und PL e mit Standard-E/A-Baugruppen unterstreicht das innovative Portfolio sowie das tiefgreifende Know-how von Phoenix Contact im Bereich der funktionalen Sicherheit. 62 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016

KOMPONENTEN UND SOFTWARE tionskanal im Profinet-Protokoll über besondere Diagnosemaßnahmen verfügen, die die Fehlersicherheit der Datenübertragung applikativ über Funktionsbausteine sicherstellen. Je nach Konfiguration setzt die Safe-AI-Solution, die in Kooperation mit dem TÜV Rheinland zertifiziert wurde, Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 respektive PL e um. So lassen sich selbst große Gefährdungspotentiale auf elegante Weise absichern. Bis zu 15 SafeAI-Stationen unter einer Profisafe-Steuerung Die SafeAI-Solution besteht aus einer Funktionsbaustein-Bibliothek, die der Anwender im Zusammenspiel mit dem sicheren Engineering-Tool SafetyProg und der Profisafe-Steuerung RFC 470S PN 3TX implementieren muss. Der Busaufbau einer Station setzt sich zudem aus Komponenten der I/O-Produktfamilie Axioline zusammen – und zwar einer Profinet-Busklemme, zwei Analog-Eingangsmodulen sowie einem Analog- Ausgangsmodul. 2016 hat Phoenix Contact die Lösung erweitert, sodass jetzt bis zu 15 SafeAI-Stationen unter einer Profisafe- Steuerung betrieben werden können. In Summe lassen sich nun maximal 105 zweikanalige Analogsignale sicherheitsgerichtet verarbeiten. Damit erschließen sich neue Einsatzgebiete, die mit der bisherigen Limitierung auf sieben zweikanalige Analogsignale nicht realisierbar waren. Jedes Analogmodul bietet grundsätzlich acht Kanäle. Sensoren müssen zweikanalig angeschlossen werden, während bei Aktoren eine ein- oder zweikanalige Kontaktierung möglich ist. Da so bereits zwei der 16 nutzbaren Eingangskanäle für die erforderliche Diagnose belegt sind, erfolgt die sichere Analogwert-Verarbeitung von insgesamt sieben zweikanaligen Sicherheitsfunktionen je SafeAI-Station über die 14 freien Eingangskanäle. Durch den zusätzlichen Einsatz einer 2016 auf den Markt eingeführten Standard-Analog- Eingangsbaugruppe entfällt ferner die bisherige Anforderung einer zyklischen Prüfung und etwaigen Kalibrierung. Wird die neue Baugruppe zum Aufbau der SafeAI- Station verwendet, kann diese während der gesamten zertifizierten Nutzungsdauer der SafeAI-Solution von 20 Jahren in Betrieb bleiben. Verwendung in vielen Einsatzbereichen Die Safety-Lösung, die sich aus sicherer Steuerungstechnik, der sicheren Engineering-Software SafetyProg, Standard-Analog- E/A-Baugruppen der Produktfamilie Axioline sowie einer beratenden Safety-Dienstleistung zur endgültigen Implementierung zusammensetzt, adressiert vielfältige Einsatzbereiche und Anwendersegmente. Zudem birgt sie insbesondere für den Serienmaschinenbau Kostenvorteile gegenüber im Wettbewerb stehenden Lösungen, die mit sicheren analogen Eingangsmodulen arbeiten. Da bis zu 15 SafeAI-Stationen unter einer Profisafe-Steuerung betrieben werden können, vergrößert sich der finanzielle Nutzen weiter. Außerdem erschließen sich neue Anwendungsbereiche, die wegen der bisherigen Limitierung der SafeAI- Solution nicht unterstützt werden konnten. Auch bei der erweiterten Lösung fallen die Kosten für die Lizenzen und die Integrations-Dienstleistung lediglich einmal an, können also bei neuen Applikationen beliebig oft dupliziert werden. Die SafeAI- Solution macht die Verwendung teurer sicherheitsbezogener analoger Eingangs- 02 01 Sicherheitsexperten stehen beratend zur Seite, wenn es darum geht, die passenden Hard- und Software- Komponenten für die spezifische Applikation auszuwählen baugruppe somit häufig überflüssig. Denn das Einlesen der analogen Signale erfolgt einfach über die analogen Standard-Eingangsbaugruppen. Flexibilität bei der Kanalnutzung Die SafeAI-Solution überzeugt ferner durch den flexiblen Einsatz der analogen Eingangskanäle. Grundsätzlich stehen bis zu 105 zweikanalige Sicherheitsfunktionen für die Analogwert-Verarbeitung zur Verfügung. Ist nur ein Teil dieser Kanäle durch sicherheitsbezogene Zwecke belegt, können die übrigen Kanäle ebenfalls für Standard- Anwendungen genutzt werden. Je nach Applikation ergeben sich aus dieser Variabilität Einsparpotenziale, da keine weiteren Analog-Eingangsbaugruppen erforderlich sind. www.phoenixcontact.de 03 02 Mit der leistungsfähigen Safety- Steuerung RFC 470S PN 3TX lässt sich die funktionale Sicherheit zuverlässig in Profisafe-Netzwerke integrieren 03 Als Bestandteil des modularen I/O- Systems Axioline zeichnet sich die Analog- Eingangsbaugruppe AXL AI8 durch robustes Design und kurze Reaktionszeiten aus INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016 63

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