Sicher automatisieren

Safety vollständig in Steuerungsplattform integriert
Die Entwicklung eines Sicherheitskonzepts ist ein wesentlicher Faktor des Maschinendesigns. Die Einbeziehung der Maschinensicherheit in die frühe Konstruktionsphase spart Entwicklungszeiten und vermeidet Kosten für Anpassungen innerhalb eines Maschinenlebenszyklus. Einen wesentlichen Beitrag zu einem intelligenten Sicherheitskonzept können Sicherheitssysteme leisten, die flexibel sind und sich vollständig integrieren lassen.

Omron hat kürzlich den programmierbaren Safety Controller Sysmac NX und die dazugehörigen Module mit sicheren Ein- und Ausgängen vorgestellt. Die NX-E/A-Serie ist ein neues, komplett von Omron entwickeltes System. Die Nanosekunden-Auflösung im Ethercat-Subzyklus setzt in der Automatisierungstechnik neue Maßstäbe in Geschwindigkeit und Genauigkeit. Die Vorteile des Safety Controllers gegenüber herkömmlichen festverdrahteten Systemen sind die Flexibilität sowie die Wiederverwendbarkeit und automatische Dokumentation des Programmcodes. Die neuen Sicherheitslösungen sind weitere Bausteine der Automatisierungsplattform Sysmac. Sie fügen sich nahtlos in das Gesamtkonzept des All-in-One Maschinencontrollers Sysmac NJ für Motion, Ablaufsteuerung und Bildverarbeitung ein.

Safety Integration in die Software

Wesentliche Anwendungsvorteile ergeben sich aus der durchgängigen Programmierung des Gesamtsystems mit dem Softwaretool Sysmac Studio. Durch die Integration von Safety in eine einheitliche Entwicklungsumgebung werden Systementwurf, Einrichtung und Wartung erheblich vereinfacht. Die Programmierung des Sysmac Safety Controllers erfolgt mit derselben Entwicklungsumgebung wie für den Sysmac NJ Controller nach IEC61131-3. Dadurch, dass die \’Safety-Variablen\‘ automatisch in das Ablaufprogramm des Standardcontrollers integriert sind, lassen sich Anwendungen noch schneller und einfacher erstellen. Für die Programmierung der Safety-Anwendung stehen insgesamt 46 verschiedene Funktionsbausteine zur Verfügung. Alle verwendeten Funktionsbausteine sind nach PLCopen Safety zertifiziert. Damit ist die Automatisierungsplattform Sysmac eines der offensten Systeme auf dem Markt.

Safety over Ethercat

Durchgängigkeit und Offenheit sind auch bei der Kommunikation gewährleistet. Der Safety Controller kommuniziert mit den Safety E/A-Modulen über das Ethercat-Protokoll FSoE (Fail Safe over Ethercat). Controller und E/A-Module lassen sich an beliebiger Stelle innerhalb des Ethercat-Netzwerks einsetzen. Sichere und nicht sichere Baugruppen können dabei gemischt betrieben werden. Änderungen der physischen Anordnung der Safety E/A im System ziehen keine neue Zertifizierung der Safety-Applikation nach sich. Es sind keinerlei zusätzliche Anforderungen an Ethercat-Koppler und an die Netzwerk-Infrastruktur nötig. So schafft Omron die Basis für flexible und leistungsfähige Sicherheitsanwendungen. Das Funktionsprinzip von Safety over Ethercat basiert auf dem sogenannten Black-Channel-Konzept. Bei diesem Konzept werden die funktionalen Sicherheitsdaten und die nicht-sicherheitsbezogenen Daten in einem gemeinsamen Kommunikationssystem eingebettet. Über den dabei implementierten Protokollmechanismus wird der gewünschte Sicherheits-Integritätslevel erzielt. Die Wahrscheinlichkeit eines nicht erkannten Fehlers liegt bei FSoE bei einem in 100.000 Jahren.

Sicher und nicht-sicher gemeinsam

In dieser Architektur führt der Standardcontroller die nicht-sicheren Steuerungsaufgaben und die Masterfunktion für das Ethercat-Netzwerk aus, während der Safety Controller die Sicherheitslogik übernimmt. Sichere Signale werden über das FSoE-Protokoll transportiert, während gleichzeitig die nicht-sicheren Signale mittels Standard Ethercat (CoE – Can over Ethercat) ausgetauscht werden. Demzufolge kann der NJ Controller Daten, die aus den Sicherheits-E/A-Modulen stammen, überwachen und verwenden. Der Sysmac Safety Controller erfüllt die höchsten Sicherheitsanforderungen bis PLe und Kategorie 4 gemäß DIN EN ISO13849-1 sowie SIL3 gemäß IEC61508. Das skalierbare System bietet Controller-Baugruppen mit maximal 128 oder 1.024 Safety-Funktionen. Bis zu 256 Safety E/A-Module können in einer Sicherheitsapplikation eingesetzt werden.

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Omron Electronics GmbH

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