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Systembruch adé

Um kleine und große Sicherheitsanwendugen wirtschaftlich umzusetzen, mussten Maschinenbauer bisher unterschiedliche Sicherheitskonzepte einsetzen. Das ist jetzt Geschichte. Die integrierte Sicherheitstechnik von B&R kann preislich mit der Relaistechnik konkurrieren und ist beliebig skalierbar.

Safety functions chart
Ohne Systembruch ist die B&R-Sicherheitstechnik von der Kleinstanwendung bis hin zu großen Applikationen mit mehreren hundert sicheren I/Os skalierbar.

Klassische Serienmaschinen, die unverändert in großer Stückzahl produziert werden, gibt es schon lange nicht mehr. Vielmehr müssen Maschinenbauer häufig mehrere Versionen einer Maschine anbieten, die sich typischerweise in High-End, Low-Cost und Midrange differenzieren. Hinzu kommen spezifische Einzellösungen oder Anpassungen für spezielle Märkte.

„In der Regel wird zunächst eine Maschine entwickelt. Davon werden unterschiedliche Versionen und Optionen abgeleitet“, erklärt Franz Kaufleitner, Produktmanager Integrated Safety bei B&R. Schon bei der funktionalen Steuerungstechnik ist das mit großem Aufwand verbunden. „Noch schwierieger wird es, wenn man diese vielen Versionen und Optionen sicherheitstechnisch gestalten muss“, hebt der Safety-Experte hervor.

Kaufleitner Franz_Safety-BnR
„Wenn Kunden erstmals unsere programmierbare Sicherheitstechnik einsetzen, sind sie begeistert von den Möglichkeiten, die sie damit haben.“
Franz Kaufleitner, Produktmanager Integrated Safety bei B&R

Bezahlbare Hardware

Bei Low-End-Maschinen mit wenigen Funktionen kommt häufig immer noch hartverdrahtete Sicherheitstechnik zum Einsatz. Bei Varianten mit anspruchsvollerer Sicherheitstechnik hingegen sind programmierbare Sicherheitssysteme der Standard. Will ein Maschinenbauer eine High-End-Maschine an einen kostensensiblen Markt anpassen, wechselt er von programmierbarer zu hartverdrahteter Sicherheitstechnik.

„Die Sicherheitsapplikation muss bei diesem Vorgehen mit einer anderen Technik vollständig neu entwickelt werden“, sagt Kaufleitner. Zusätzlich müssen die völlig unterschiedlichen Sicherheitskonzepte dokumentiert, archiviert und auch gewartet werden. Effizienter wäre es daher, wenn die programmierbare Sicherheitsapplikation das gesamte Funktionsspektrum kosteneffektiv abdecken würde.

Damit das funktioniert, müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein: „Es muss bezahlbare Hardware für integrierte Sicherheitstechnik bei Kleinstanwendungen geben und die Software muss auf unterschiedlicher Hardware ohne Systembruch einsetzbar sein“, erläutert der Produktmanager. Daran hat das Team um Kaufleitner gearbeitet und eine softwarekompatible Kleinst-Sicherheitssteuerung entwickelt.

Mit der sogenannten SafeLOGIC-X ist integrierte Sicherheitstechnik zu einem Preis erreichbar, der mit hartverdrahteter Relaistechnik oder kompakten Sicherheitsgeräten konkurrieren kann. Doch wie ist das möglich? „Wir haben die Aufgaben einer Sicherheitssteuerung auf sowieso vorhandene Komponenten im Automatisierungssystem verteilt. Daher sagen wir zu der kleinen Lösung auch virtuelle Sicherheitssteuerung, weil physisch keine Sicherheitssteuerung exisitert “, erläutert Kaufleitner.

Die SafeLOGIC-X ist ein sicheres I/O-Modul mit zusätzlichen Prozessorressourcen und bietet alle Funktionen der Sicherheitssteuerung SafeLOGIC. Die Sicherheitsapplikation wird in der SafeLOGIC-X abgearbeitet, das sichere Parameterhandling und Konfigurations-Management – beides für Anwendungen der Sicherheitsstufen SIL3 / PLe / Kat. 4 zertifiziert – läuft auf der funktionalen Steuerung.

Begeisterte Anwender

Die integrierte Sicherheitstechnik hat den Ruf teuer und aufwändig zu sein. Mit den einfach zu bedienenden Software-Tools und der SafeLOGIC-X beweist B&R jedoch das Gegenteil. „Wenn Kunden erstmals die Kleinst-Sicherheitssteuerung einsetzen, sind sie begeistert von den Möglichkeiten, die sie damit haben“, berichtet Kaufleitner von den Kundenreaktionen.

Während die hartverdrahtete Sicherheitstechnik als Reaktionsmöglichkeit im Prinzip nur das Abschalten zulässt, unterstützt SafeLOGIC-X auch sichere Antriebe mit umfangreichen Funktionen und besonders kurzen Reaktionszeiten. „Damit werden kleine Maschinen flexibler und auch sicherer“, unterstreicht Kaufleitner zwei wesentliche Vorteile der Lösung. Das Sicherheitskonzept muss also nicht zum Stillstand führen, sondern kann fein abgestimmt auf Sicherheitsanforderungen reagieren (siehe Kasten). Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit war das bisher nur großen Applikationen vorbehalten.

Safety controllers scalability
Die Sicherheitssteuerungen von B&R sind nahezu beliebig skalierbar. Unabhänig von der eingesetzten Hardware kann immer die gleiche Software eingesetzt werden.

Eine Software reicht

Der Anwender kann mit der skalierbaren Lösung von B&R alle Maschinen und deren Varianten mit einer Engineering-Umgebung entwickeln. Programmieroberflächen, Funktionen und Modulparametrierung sind bei der großen wie der kleinen Sicherheitssteuerung gleich. Entwicklungsingenieure müssen sich in nur ein System einarbeiten. Weiterhin unterstützt die Kleinst-Sicherheitssteuerung auch die Vorteile modularer Maschinenkonzepte und die integrierte Diagnose.

Mit all diesen Möglichkeiten können Ingenieure künftig neue Sicherheitskonzepte entwickeln. Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt: Selbst die Kombination beider Lösungen ist eine Option, die zum Beispiel bei Bühnentechnik eingesetzt wird. „Hier müssen viele Elemente einerseits autonom funktionieren aber auch im Verbund koordiniert agieren können“, erläutert Kaufleitner die Besonderheit.

Es kann aber auch sein, dass ein Endkunde eine Maschinenausprägung möchte, für die eine schon konzipierte SafeLOGIC-X zu klein ist. In diesem Fall wechselt der Maschinenbauer einfach auf eine leistungsstärkere SafeLOGIC. „Die bisherige Programmierung kann dabei vollständig übernommen werden“, sagt Kaufleitner. Die Lösung von B&R macht integrierte Sicherheitstechnik über alle Maschinenkategorien hinweg durchgängig und skalierbar.

Sicherheitstechnik für hohe Verfügbarkeit

Integrierte Sicherheitstechnik macht Maschinen flexibler und sicherer. „Weil sie letztendlich nicht mehr manipuliert werden“, sagt Kaufleitner. Ein Punkt, der oft verschwiegen wird. Wenn das kurze Öffnen einer Sicherheitstür zum Produktionsstillstand führt, wird das zum Manipulieren des Türkontaktes motivieren. Mit der programmierbaren Sicherheitssteuerung hingegen läuft eine Produktion – gegebenenfalls mit geringerer Geschwindigkeit – bei offenen Schutztüren weiter. Auch ein direkter Eingriff ohne Stillstand ist möglich. Das erhöht nicht nur die Verfügbarkeit der Maschine, sondern minimiert auch die Motivation zu manipulieren.

Autor: Carmen Klingler-Deiseroth, freie Fachjournalistin

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Mit seinem einheitlichen Sicherheitssystem für alle Maschinenversionen durchbricht B&R das Denken in den Grenzen hartverdrahteter Sicherheitstechnik.
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