Erschienen am: 30.07.2013, Ausgabe SPS-MAGAZIN 8 2013

Einschränkung aufgehoben

Die Mannheimer Bihl+Wiedemann GmbH zählt zu den führenden Anbietern von Sicherheitstechnik und elektronischen Komponenten für die Automatisierungstechnik mit AS-Interface. Das 1992 von Jochen Bihl und Bernhard Wiedemann gegründete Unternehmen, das vor fast 20 Jahren den ersten zertifizierten AS-i Master entwickelt hat, zählt mittlerweile im Standardbereich von AS-Interface ebenso zu den Komplettanbietern wie im Safety-Bereich, wo es aktuell das Einsatzgebiet der Technologie mithilfe der sicheren Querkommunikation erweitert.


Bild 1: Gateways von Bihl+Wiedemann zu allen gängigen Feldbussen
Bild: Bihl+Wiedemann GmbH

Das Zusammenspiel mit allen gängigen Systemen der Automatisierung gehört seit jeher zu den Stärken von AS-i Safety. Mithilfe der sicheren Querkommunikation lassen sich nun nicht nur mehrere AS-i-Netze verbinden - es ist auch möglich, die Sicherheitstechnik von Anlagen miteinander zu vernetzen, die im Standardbereich mit unterschiedlichen Steuerungen arbeiten. So ist es eine große Erleichterung, wenn sich zumindest die Sicherheitstechnik einheitlich gestalten lässt. Mit den AS-i Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor und sicherer Querkommunikation von Bihl+Wiedemann ist das komfortabel umzusetzen. Aber auch in allen anderen komplexen und verzweigten Anlagen, die mit einem einheitlichen Automationssystem oder einer fehlersicheren Steuerung arbeiten, bietet die neue Technologie entscheidende Effizienzvorteile. Zwar war es auch bisher schon möglich, sichere AS-i Netze miteinander zu verbinden, doch jede der konventionellen Optionen bringt Einschränkungen mit sich. Bei der Kopplung über potenzialfreie Kontakte beispielsweise handelt es sich letztlich um eine Art Parallelverdrahtung. Deshalb macht diese Variante eigentlich nur dann Sinn, wenn nur wenig mehr als die 62 Slaves einzubinden sind, die ein Doppelmaster dirigieren kann. Sollten mehr sichere Signale gekoppelt werden, bot sich vor allem die Verbindung direkt über AS-Interface an. Dabei ging jedoch pro Gateway ein AS-i-Kreis für die Kopplung verloren. Mit der sicheren Querkommunikation können nun fast 2.000 Slaves quer durch alle angeschlossenen AS-i-Netze auf direktem Weg miteinander kommunizieren, völlig unabhängig vom technologischen Gesamtkonzept der Anlage. Man hat unmittelbaren Zugriff auf die Eingangs- und Ausgangsdaten aller beteiligten Maschinen. Die Geräte tauschen die Werte automatisch miteinander aus und stellen sie dem jeweiligen Programm zur Verfügung. Insgesamt lassen sich auf diese Art bis zu 31 der Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor miteinander koppeln - ohne dass an irgendeiner Stelle Leistung verloren geht und ohne Einsatz zusätzlicher Hardware. Realisiert wird die sichere Querkommunikation über ein einfaches Standard-Ethernet-Netzwerk. Bei Anwendungen, die mit klassischen Feldbussen arbeiten, läuft der Austausch sicherer Informationen über die Ethernet-Diagnoseschnittstelle der AS-i Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor. Bisher war diese Funktion 'nur' dazu da, die im gesamten Netz gesammelten Diagnoseinformationen weiterzugeben und den Zugriff für die Fernwartung via Webserver zu ermöglichen. Diese Funktionen bleiben natürlich auch zukünftig erhalten - zusätzlich aber kann diese Schnittstelle nun bis zu 31 sichere Bits pro Gateway anderen Teilnehmern zur Verfügung stellen. Das heißt: Alle Module in den miteinander vernetzten AS-i-Kreisen hören alle sicheren Signale mit und sind damit in der Lage, direkt auf neue Informationen zu reagieren - und das ohne Einsatz einer fehlersicheren Steuerung. Derzeit sind die AS-i Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor und sicherer Querkommunikation erhältlich für Profibus und Profinet sowie für sercos, Ethernet/IP und Modbus TCP.

Aktuelle Neuheiten

Neben Gateways zu Profibus, Profinet, Ethernet/IP und Modbus TCP sind jetzt auch die AS-i 3.0 Ethercat Gateways BWU2720 mit Ethernet-Diagnose-Schnittstelle verfügbar. Damit wird der Zugriff auf die Diagnosedaten noch einfacher, denn die räumliche Entfernung zwischen Gerät und Anwender spielt zukünftig auch hier keine Rolle mehr. Durch die volle Integration von AS-i Control Tools und Webserver im Netzwerk kann über Ethernet auf alle verfügbaren Diagnosefunktionen des Gateways zugegriffen werden. Das AS-i Safety Eingangsmodul BWU2724 ergänzt das Produktsortiment an sicheren Eingangsmodulen in IP20, die bereits in verschiedenen Varianten - etwa für optoelektronische Schutzeinrichtungen oder für Schaltmatten - verfügbar sind. Das neue Modul bietet 2 / 1 sichere Eingänge für potenzialfreie Kontakte wie Not-Halt-Taster und Türzuhaltungen in einem nur 22,5mm breiten Gehäuse. Die AS-i Digitalmodule in IP20 sind kostengünstige Lösungen für den Einsatz im Schaltschrank. Neben dem 4E/4A Modul BWU1938 und den beiden 8E/8A Modulen BWU2490 und BWU2800 sind die AS-i Digitalmodule in IP20 jetzt auch als reine digitale Eingangsmodule verfügbar - in den Ausführungen AS-i 4E Modul BWU2723 und AS-i 8E Modul BWU2721. In IP67 stehen die digitalen Eingangsmodule zukünftig auch in den Varianten AS-i 4E Modul, IP67, M12 und AS-i 8E Modul, IP67, M12 zur Verfügung. Bei beiden Modulen - BWU2725 und BWU2770 - werden die Eingänge aus AUX versorgt, wodurch eine Stromversorgung der Sensoren bis zu 1A möglich ist. Die AS-i Digitalmodule unterscheiden sich durch die Gehäusegröße, die Anzahl der verbauten AB Slaves und die Beschaltung der M12-Buchsen. Das Produktsortiment an gemischten Digitalmodulen AS-i für das Feld wurde ebenfalls um zwei Geräte mit M12-Buchsen erweitert, die dem Anwender sowohl digitale Eingänge als auch kurzschluss- und überlastfeste Ausgänge in einem Gehäuse bieten: das AS-i 4E/4A Modul, IP67, M12 und das AS-i 8E/8A Modul, IP67, M12. Beide Module - BWU2547 und BWU2619 - verfügen über einen gemischten Ein- und Ausgangsslave. Sie unterscheiden sich durch die Gehäusegröße, die Anzahl der verbauten AB Slaves und die Art der Spannungsversorgung der Eingänge und Ausgänge.

Herr Wiedemann, was hat Sie und Ihren Gründungspartner Jochen Bihl 1992 dazu bewogen, sich selbstständig zu machen und eine Firma zu gründen?

Wiedemann: Jochen Bihl und ich haben uns beim Elektrotechnik-Studium an der Technischen Hochschule in Darmstadt kennengelernt. Dort haben wir uns beide früh für die Feldbus-Kommunikation interessiert und mitbekommen, dass sich in diesem Bereich technologisch gerade einiges verändert. Durch die Beschäftigung mit diesen Themen waren wir beide davon überzeugt, dass man aus diesen technologischen Änderungen eine Geschäftsidee in Form von Entwicklungsdienstleistungen machen könnte, die wiederum ein Sprungbrett sein konnte zu eigenen Produkten. In der Form haben wir dann die Firma im Technologie-Zentrum hier in Mannheim gegründet.

Wenn Sie, bezogen auf das Jahr 1992, rückblickend das ganze Automatisierungsumfeld betrachten, wie würden Sie die technologische Situation zu diesem Zeitpunkt beschreiben? Was waren die vorherrschenden Themen?

Wiedemann: Eines der spannendsten Themen damals war, dass die direkte Verkabelung, die Eins-zu-Eins-Verdrahtung, zunehmend durch die Feldbus-Kommunikation ersetzt worden ist. Und hier stand mit AS-Interface gerade ein System in den Startlöchern, von dessen enormen Vorteilen wir von Anfang an überzeugt waren, weil es einfach, robust, kostengünstig und leicht zu installieren ist. Ein zweites Thema, das immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, war, dass die PCs leistungsfähig und preiswert genug wurden, um die Fabriken zu erobern.

Welches waren dann die ersten Produkte, die Ihr Unternehmen entwickelt hat? Sie erwähnten ja, dass Sie mit Dienstleistungen begonnen haben.

Wiedemann: Ja, wir haben mit Entwicklungsdienstleistungen für andere Firmen angefangen. Unsere ersten Entwicklungen waren Feldbusschnittstellen für Kunden, z.B. zu Interbus, CAN oder Profibus.

Mittlerweile kann man Ihr Unternehmen ja durchaus als AS-i Company bezeichnen.

Wiedemann: Ja, und darauf sind wir auch stolz - was sich ja nicht zuletzt auch in unserem Claim 'The AS-Interface Masters' ausdrückt. Apropos Master: Den Auftrag, einen AS-i Master zu entwickeln, hat 1993 Bihl+Wiedemann bekommen - und zwar für ein AS-i Interbus S Gateway. Bei der Entwicklung dieses ersten, von AS-International auch zertifizierten AS-i Masters, den wir 1994 auf der Hannover Messe vorgestellt haben, war uns vor allem wichtig, dass wir nicht nur die Entwicklungsarbeit machen, sondern danach die Technologie auch selbst nutzen durften. Mit dieser Entwicklung war somit auch der Grundstein für unsere ersten eigenen Produkte gelegt - AS-i Master als Gateways zu unterschiedlichen Feldbussen.

Ich möchte noch kurz beim Thema AS-i bleiben: Welche waren aus Ihrer Sicht die wesentlichen Gründe dafür, dass sich das AS-Interface am Markt durchgesetzt hat? So wie wir das wahrgenommen haben, war es ja durchaus eine längere Entwicklung, die es da gebraucht hat.

Wiedemann: Aus meiner Sicht maßgeblich für den Erfolg am Markt war, dass AS-Interface gleich sehr praxistauglich war und das Gesamtpaket von Anfang an gestimmt hat. Für die einfachsten Sensoren, die den Markt dominieren und die größte Anzahl von Sensoren und Aktuatoren an typischen Maschinen darstellen, ist AS-i einfach ideal. Und da es etwas später gestartet ist als Interbus und Profibus, hat man da auch aus den Erfahrungen gelernt - etwa, was die Elektromechanik angeht. Bei AS-i braucht man keine abgeschirmten, schwierig zu konfektionierenden Kabel, sondern hat lediglich zwei nicht geschirmte, nicht verdrillte Adern und kontaktiert AS-Interface mit einer Piercingtechnik, indem man Nadeln durch die Adern sticht und so die Module einfach dort anklemmt, wo man sie braucht. Ein weiterer Vorteil von AS-i ist, dass sich über das gelbe Kabel sowohl Standardsignale wie auch sichere Signale und Energie übertragen lassen. Und auch in Bezug auf die Diagnose bietet das System im Vergleich zu anderen Lösungen viele Vorteile.

Ihre Produkte werden ja in den verschiedensten Bereichen der Automatisierung eingesetzt: In der Fabrikautomation, der Prozessautomation und auch in Fahrzeugen. Der Ausgangspunkt von AS-Interface war aber schon die Fabrikautomation, oder?

Wiedemann: Richtig. AS-Interface ist vom Profil her auf die Fabrikautomation ausgelegt worden. Aufgrund seiner Einfachheit, seiner Robustheit und der einfachen Installation ist das System mit der Zeit aber auch in anderen Bereichen, wo es für viele Anwendungen ähnliche Anforderungen gibt, immer interessanter geworden. So wird AS-Interface z.B. auch in der Prozessautomation eingesetzt, etwa im Upstream- und Downstream-Bereich, wo man beispielsweise keine speziellen EX-Anforderungen hat.

Wenn Sie so auf Ihre 21-jährige Firmengeschichte zurückblicken, was würden Sie als die Highlights des Unternehmens in Bezug auf Produkte und Technologie nennen?

Wiedemann: Ein Highlight war ganz sicher der angesprochene erste AS-i Master. Für Bihl+Wiedemann war das schon so etwas wie die Initialzündung und ein ganz wichtiges Stück Technik, das wir entwickelt haben. Daneben gibt es natürlich viele weitere wichtige Meilensteine in der Geschichte unseres Unternehmens - etwa im Jahr 1996 unser erster AS-i Master als Gateway zu Profibus, dem in den darauffolgenden Jahren weitere Varianten für die Anbindungen an alle gängigen Steuerungen gefolgt sind. Oder ab 2001 die Analogmodule, die ersten komplexen Produkte im Slave-Bereich, nachdem die Normung weit genug gediehen war, dass dort Plug&Play möglich wurde. Als weitere Highlights möchte ich an dieser Stelle auch die robusten Edelstahlgehäuse unserer Master/ Gateways hervorheben, die wir 2004 eingeführt haben und die mittlerweile zu einem echten Markenzeichen geworden sind. Dazu gehören auch die grafischen Displays in diesen Geräten, denn die Vor-Ort-Diagnose war von Anfang an ein wichtiges Merkmal für uns, das wir in mehreren Schritten erweitert haben. Und dann natürlich in der jüngeren Vergangenheit ganz stark das Thema Sicherheitstechnik. Bei AS-i Safety at Work sind wir 2005 eingestiegen, nachdem wir bereits an den Grundlagenentwicklungen beteiligt waren und mitspezifiziert haben. Zu den wichtigsten Entwicklungen in diesem Bereich in den letzten Jahren würde ich aus Firmensicht die Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor, die dezentralen sicheren Ausgangsmodule, den Safety Basis Monitor und die sichere Querkommunikation über Ethernet zählen.

Sie haben das Stichwort genannt - sichere Querkommunikation. Können Sie das Prinzip noch mal kurz erläutern?

Wiedemann: Bei AS-i Safety ist ja typisch, dass der Monitor, also die Einheit, die den Busverkehr überwacht, auch die sichere Abschaltung koordiniert. Eine sichere Steuerung ist hier in dem Sinn nicht notwendig, weil diese Funktion ja vom Monitor übernommen wird. Ursprünglich konnten die AS-i Sicherheitsmonitore nur einen AS-i Kreis überwachen, womit man eben auf 31 sichere Signale beschränkt war, was für Kleinanwendungen ja absolut ausreichend war. In größeren Anwendungen und in Fertigungsstraßen, wo auch Nachbarschaftsbeziehungen beachtet werden müssen, kann das aber zu wenig sein. Für diese Fälle gibt es einmal die Möglichkeit, mit Monitoren von uns zu arbeiten, die gleichzeitig zwei Kreise überwachen können, oder aber, wenn noch mehr als 62 sichere Signale benötigt werden, mehrere dieser Monitore über einen Koppelkreis über AS-i zu koppeln. Aber auch das immer mit der Einschränkung, dass pro Gerät eben nur 31 sichere Signale auf AS-i übertragen werden können, weil der zweite AS-i-Kreis für den Koppelkreis verwendet wird. Die sichere Querkommunikation hebt diese Beschränkung jetzt dadurch auf, dass bis zu 31 unserer Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor nicht mehr über AS-i, sondern über ein Standard-Ethernet-Netzwerk miteinander verbunden werden können. Durch die sichere Querkommunikation stehen jedem Gerät jetzt beide AS-i-Kreise mit maximal 62 sicheren Signalen voll zur Verfügung. Bei bis zu 31 miteinander vernetzten Geräte besteht damit eigentlich keine echte Beschränkung mehr in der Datenmenge. Und vernetzte Maschinen, die viele verschiedene einzelne Abschaltkreise haben, können so trotzdem miteinander kommunizieren.

Wenn Sie die Entwicklungsgeschichte von AS-Interface betrachten, welche Entwicklungspotenziale sehen Sie noch für die nächsten Jahre?

Wiedemann: Was sicherlich weiterhin entscheidend ist und an Wert nicht verlieren wird, ist die bewährte, einfache und flexible Montage von AS-i. Das wird auch in den nächsten Jahren bleiben. Wo AS-i im Moment schon profitiert, das ist der einfache und preiswerte Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik. Und ich denke, das wird dem System in den nächsten Jahren zusätzlich noch einen Schub geben, weil Anlagensicherheit ein Thema ist, das stark durch den Gesetzgeber getrieben wird. Und gerade in den Schwellenländern kommen das Bewusstsein dafür und damit entsprechende behördliche Auflagen erst jetzt langsam auf, zukünftig wird das Thema Sicherheit aber auch dort immer wichtiger.

Und wenn Sie das Feld noch ein bisschen weiter stecken in Richtung der gesamten industriellen Kommunikation, was sehen Sie in den nächsten Jahren für Entwicklungsschritte?

Wiedemann: Was wir natürlich oberhalb des Verdrahtungssystems AS-i sehen, ist, dass das Ethernet jetzt immer mehr in den Vordergrund tritt und an vielen Stellen die bisherigen Lösungen ersetzt. Ethernet bietet da eine stärkere Durchgängigkeit zur Planungsebene und kann eben höhere Datenmengen übertragen. Auch der Wunsch nach noch präziseren Diagnosen wird in Zukunft noch an Bedeutung zunehmen. Und da müssen wir von AS-i her eben schauen, dass wir die aktuellen Systeme ankoppeln können und anschlussfähig sind. Da wollen wir als Firma nicht nur Schritt halten, sondern weiterhin Schrittmacher sein.

Wo sehen Sie das Unternehmen Bihl+Wiedemann in der Zukunft?

Wiedemann: Wir haben unseren Claim 'The AS-Interface Masters' und diesen Anspruch leben wir. Wir wollen auch weiterhin die Firma sein, die am stärksten auf das Thema AS-i fokussiert ist. In die Richtung werden wir auch alle Trends aufnehmen und da immer versuchen, vorne dran zu sein. Und was das Thema Internationalisierung angeht, so haben wir in den letzten Jahren Niederlassungen in der Türkei, in Dänemark und in China gegründet. In vielen anderen Ländern sind wir darüber hinaus mit Vertriebskollegen präsent. Und das wollen wir weiter machen. Das ist zwar ein Weg, bei dem jeder Schritt wohl überlegt sein muss und eine gute Planung erfordert. Aber wir wollen ganz klar in allen wichtigen Märkten präsent sein, um unseren Kunden dort einen guten Support zu bieten. Denn als Firma leben wir auch davon, dass wir für unsere Kunden gut erreichbar sind und dass ihnen auch in ihrer Muttersprache geholfen wird - und das möglichst auch in ihrer Zeitzone. Und deshalb ist die Internationalisierung ein ganz wichtiger Punkt für uns.

Vielen Dank für das interessante Gespräch.

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