Komplett und funktional

Exklusiv in KEM Der Beitrag stammt von der ABB Automation Products GmbH, Ladenburg

Durch die Übernahme des schwedischen Safety-Spezialisten Jokab Safety stellt ABB der Praxis heute ein vollständiges Automatisierungsportfolio sowie schlüsselfertige Komplettlösungen bereit, bei denen Maschinensicherheit ein integrierter Bestandteil der Anlagen ist. Für komplexere Anforderungen bietet die Safety-SPS AC500-S mit ihren integrierbaren Sicherheitsbaugruppen die passende Plattform. Funktionale Sicherheitsfunktionen im ABB Industrial Drive ACS880 eröffnen darüber hinaus neue Möglichkeiten für die antriebsintegrierte Sicherheit.

Aus der umfangreichen Produktfamilie Jokab Safety soll im Folgenden der Sicherheits-Controller Pluto beispielhaft vorgestellt werden. Das programmierbare Safety-System ist für Sicherheitsanwendungen bestimmt, bei denen Fehler im Steuerungssystem nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktionen führen dürfen. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist das System redundant mit interner Überwachung aufgebaut. Im Gegensatz zu herkömmlichen SPS-Systemen verwendet Pluto zwei Mikroprozessoren, die jeweils beide die Sicherheitsfunktionen für den Betrieb steuern und überwachen. Jeder Eingang zum System ist separat an jeden Prozessor angeschlossen, wobei jeder seinen eigenen Speicher hat und sein eigenes Programm ausführt. Die Prozessoren vergleichen ständig die Ergebnisse untereinander, um die Konsistenz der Daten sicherzustellen.

Pluto kann sowohl mit als auch ohne Bus verwendet werden. Mit Bus ist es ein All-Master-System für dynamische und statische Sicherheitskreise, bei dem Eingänge und andere Informationen über einen Bus verteilt werden. An einen Eingang lassen sich mehrere Sicherheitssensoren anschließen, ohne dass dabei die höchste Sicherheitsstufe beeinträchtigt wird. Kombinierte Ein-/Ausgänge für z. B. Leuchtdrucktaster ermöglichen eine gleichzeitige Benutzung der Ein- und Ausgangsfunktion. Mit der Erweiterung des Portfolios um diesen Sicherheits-Controller wurde für ABB auch die Möglichkeit für eine bessere Integration mit dem Engineering-Tool Control Builder ihrer Automatisierungsplattform AC500 geschaffen. So kann beispielsweise in einer Verpackungsanlage ein Pluto Hand in Hand mit der den Automa- tisierungsablauf steuernden AC500 arbeiten und für ein sicheres Abschalten der Anlage sorgen, wenn die Schutzeinrichtungen auslösen oder ein Not-Halt-Schalter betätigt wird.

Mit der AC500-S bietet ABB jetzt zusätzlich eine Sicherheitssteuerung, die sich auch für komplexe Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 bzw. Performance Level e eignet. Die AC500-S ist eine einfache Erweiterung der Automatisierungsplattform AC500 um eine intern redundante Safety-CPU, die als Erweiterung der Non-Safety-CPU dient, sowie um Safety-E/A-Module, die sowohl zentral am Master als auch dezentral am Profinet-Slave eingesetzt werden können. Dank zyklischer, interner Überwachung der E/A-Module werden „schlafende“ Fehler rechtzeitig erkannt; Ausgangssignale werden automatisch zurückgelesen und mit dem Sollwert verglichen.

Die AC500-S ist mit der Feldbuskommunikation Profisafe über Profinet eine Sicherheitssteuerung für schnelle und zeitkritische Anwendungen. An einem Feldbus-Slave können sowohl Safety- als auch Non-Safety-Module gemischt betrieben werden. Rückwirkungsfreiheit nach IEC 61508 ist gewährleistet. Die E/A-Sicherheitsmodule lassen sich auch unabhängig von einer AC500-Zentrale am Profinet-Feldbus mit Profisafe betreiben.

Die AC500-S bietet bislang als einzige Sicherheitssteuerung im Markt die Option, die Sicherheitsfunktionen in der Programmierumgebung Codesys auch mit der weit verbreiteten Programmiersprache „Strukturierter Text“ (ST) nach IEC 61131–3 zu programmieren. Die Anwender können dadurch komplexe Kalkulationen und kundenspezifische Sicherheits-Funktionsbausteine in ihrem Applikationsprogramm sehr gut realisieren. Komplexe Sicherheitsfunktionen, die oft eng verzahnt mit den Betriebsfunktionen sind, beispielsweise im Ablauf veränderliche Arbeitsbereiche oder dynamische Lastmomente, können dank Safety-Arithmetikfunktionen (Sin, Cos, Tan, Sqrt etc.) einfach integriert werden.

Maschinensicherheit kann aber nicht nur durch separate externe Systeme gewährleistet werden. Ein Beispiel für die zunehmende Integration von Sicherheit, Steuerung und Überwachung sind moderne AC-Antriebe wie der ABB Industrial Drive ACS880. Integrierte Sicherheitsfunktionen eröffnen bei diesen Frequenzumrichtern neue Möglichkeiten im Bereich der Maschinensicherheit.

Die STO-Funktion (Safe Torque Off) des ABB Industrial Drive erfüllt die Anforderungen der Sicherheitsstufe SIL 3 nach IEC 61508 und PL e nach EN ISO 13849–1. Das sicher abgeschaltete Drehmoment ist eine Standardfunktion im ACS880, die durch Optionen wie sichere Bremsenansteuerung (SBC), sicherer Stopp 1 (SS1), sicherer Not-Stopp (SSE), sichere maximale Drehzahl (SMS) und andere Sicherheitsfunktionen ergänzt werden kann, um zusätzliche Funktionalität zu ermöglichen.

Die integrierte Lösung antriebsnaher Sicherheitsfunktionen im Frequenzumrichter bringt viele Vorteile mit sich. Sie hat einen geringeren Bedarf an externen Sicherheitseinrichtungen zur Folge, sie vereinfacht die Konfiguration, erfordert weniger Einbauraum und reduziert den Verkabelungsaufwand.

Ein aufsteckbares Sicherheitsmodul für den ACS880 erweitert dessen Möglichkeiten zusätzlich. Es verfügt über zahlreiche Diagnosemöglichkeiten und umfangreiche Sicherheitsfunktionen und erfüllt die heutigen Sicherheitsanforderungen und -standards in einem kompakten integrierbaren Modul. Im Vergleich zu externen Sicherheitseinrichtungen stellt es eine kostengünstige Lösung dar. Viele Sicherheitsfunktionen sind ohne Geberrückführung möglich, erhöhen somit die Verfügbarkeit des Systems und verringern den Verkabelungsaufwand und die Kosten.

ABB, Tel.: 06203 717562, E-Mail: nannette.baur@de.abb.com