Sprachbarriere überwunden

Wieder überrascht Siemens A&D die Fachwelt: DP/AS-i „F-Link“ ist ein AS-i-Master, der die Sensor-Aktor-Ebene sicherheitsgerichtet mit der Steuerungsebene verbindet. Was auf den ersten Blick nur wie eine weitere Automatisierungsvariante aussieht, ist ein 100%iges Bindeglied zwischen sicherer Feld- und sicherer Steuerungsebene. Das Besondere an F-Link ist die „Dolmetscher-Funktion“: Der Netzübergang tritt als Vermittler sicherheitsgerichteter Signale unterschiedlicher Automatisierungsebenen auf – er schleust diese also nur durch und löst selbst keine Aktionen aus. Die Programmierung oder Parametrierung findet in der sicheren speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS mit F-CPU oder CNC) oder in einer sicheren dezentralen Peripherie (beispielsweise ET200S mit F-CPU) statt.

Wer Profisafe-Sicherheitsroutinen bereits von der Steuerungsebene aus programmiert, kann dies nun bis in die AS-i-Ebene – also „ins Feld hinaus“ – tragen. Das spart Zeit, Geräte- und Installationskosten sowie Bauraum im Schaltschrank – vor allem, wenn sich mehrere oder verkettete Sicherheitskreise in einer Anlage befinden. Für Steuerungstechniker, die bereits Erfahrung mit Profisafe haben, erweitern sich also die Möglichkeiten ohne Lernaufwand. Für sie wird Asisafe durch das F-Link zum Add-on einer busbasierten Sicherheitstechnik.

Üblicherweise überwacht ein Sicherheitsmonitor die Asisafe-Eingangs-Slaves (Nothalt, Positionsschalter, Lichtvorhänge). Dieser funktioniert als „busfähiges Sicherheitsrelais“ und befindet sich im betreffenden AS-i-Strang. Er wertet die sicheren Codefolgen aus und nimmt gewünschte Abschaltungen vor. Solche Monitore können ein oder zwei Abschaltkreise bedienen. Dafür ist eine logische Parametrierung notwendig, die der Anwender über eine eigene Software (Asimon) eingibt und vom PC aus in jeden Sicherheitsmonitor lädt. Zur Vervollständigung wurde nun F-Link als Ergänzung für die nahtlose Sicherheitstechnik vom AS-Interface bis zur übergeordneten Steuerung entwickelt.

Für einfache Sicherheitsschaltungen mit wenigen AS-i-Teilnehmern sind Sicherheitsmonitore nach wie vor sinnvoll. Mit einem Sicherheitsmonitor als Slave plus einem Standard-DP/AS-i-Link als AS-i-Master lässt sich die unterste Feldebene lokal sicher überwachen. Dafür reicht eine überlagerte Standardsteuerung. Sind jedoch in einer Anlage eine sichere SPS oder sichere dezentrale Peripheriebaugruppen vorhanden, ist F-Link praktikabler.

Der Clou: Der Listenpreis für einen Sicherheitsmonitor mit einem Abschaltkreis plus dem AS-i-Master ist der gleiche wie für ein einzelnes F-Link, das gleichzeitig einen vollwertigen AS-i-Master nach Spezifikation 3.0 beinhaltet. Deshalb erweisen sich die beiden dargestellten Einsatzfälle bezüglich der Gerätekosten gleich wirtschaftlich.

Berücksichtigt man zudem die auf der Profisafe-Ebene hinzukommenden sicheren Abschaltbaugruppen (F-DO/F-RO), ist F-Link schon ab zwei Sicherheitsmonitoren wirtschaftlicher. Insbesondere, wenn viele Abschaltkreise nötig sind, ist F-Link (sicherheits)technisch und preislich interessant. Er übernimmt die Übertragung von Asisafe-Daten ins Profisafe-Telegramm, was bedeutet: Mit ihm lassen sich in der fehlersicheren Steuerung beliebig viele unterschiedliche Abschaltkreise definieren. Insofern kann F-Link systemtechnisch als der Kopf einer 31-F-DI-Baugruppe für Profisafe betrachtet werden; wobei die einzelnen Baugruppen den sicheren AS-i-Slaves entsprechen, die mittels der ungeschirmten, gelben Zweidrahtleitung (quasi der „IP67-Rückwandbus“) räumlich optimal im Feld die sicherheitsgerichteten Signale einsammeln können. In Summe können weiter 31 fehlersichere oder 62 Standard-Teilnehmer (digital oder analog) pro AS-i-Strang eingesetzt werden. Damit schließt Siemens die seit der Markteinführung von Profisafe und AS-i Safety at work vorhandene Lücke in der busbasierten Sicherheitstechnik.

Wer sich für DP/AS-i F-Link entscheidet, erkennt bald die vielfältigen Vereinfachungen, die sich in Bezug auf Programmierung und Parametrierung ergeben. Erklärung: Innerhalb des SPS-Engineering Tools „Step7“ gibt es die bekannten Standard-Hardwarekonfigurationen. Diese beinhalten alle wichtigen Grunddaten der darin vorgegebenen angeschlossenen DP-Slaves. Im industriellen Umfeld handelt es sich bei den Busteilnehmern meist um Profibus-Geräte. Deren (minimales) Anforderungsprofil ist in den so genannten Gerätestammdaten (GSD-Dateien) notiert.

Wer sich jedoch für die Durchgängigkeit von Siemens-Lösungen von der Steuerung über die dezentrale Peripherie bis zum AS-Interface entscheidet, muss keine GSD-Dateien mehr laden, sondern findet alle Gerätespezifikationen sämtlicher AS-i-Slaves im Step7-Objektmanager. Weiterer Vorteil seit Step7 V5.4 von 2006 ist, dass Anwender die Aktualisierung der Gerätedaten online durchführen können.

Die übersichtliche Darstellung der Busteilnehmer im Gerätemanager lässt sich künftig auch für die sicheren AS-i-Stränge nutzen. Dazu wird im Objektmanager nur eine weitere Registerkarte mit der Bezeichnung „Asisafe“ hinzugefügt. Damit ist die Durchgängigkeit der Sicherheitssysteme im Rahmen von „Totally Integrated Automation“ realisiert.

Jetzt braucht auf der Programmierebene niemand mehr zwischen Profisafe und Asisafe zu unterscheiden, sondern weist den einzelnen Teilnehmern einfach die gewünschte Sicherheitsfunktion zu. Steuerungstechniker können die gesamte Hardwarekonfiguration und Logikprogrammierung von einem Arbeitsplatz aus offline erledigen und müssen nicht mehr an unterschiedlichen Stellen individuelle Teilprogramme über mehrere Software-Tools erstellen. Programmierer, die in punkto Sicherheitstechnik mit F-CPUs noch keine Erfahrung haben, erfahren bei Siemens im Rahmen der „Sitrain“-Schulungen oder des Supports der regionalen Fachberatung alles Wesentliche. Damit sind sie präpariert, fehlersichere Steuerungen in Verbindung mit F-Link einzusetzen.

Auch bei der Online-Diagnose bietet F-Link den gewohnten Komfort in Step7: Sollte ein AS-i-Slave ausfallen, wird er im Diagnosepuffer mit seiner AS-i-Adresse angezeigt. Das schafft die Basis, die busbasierte Sicherheitstechnik in Automatisierungslösungen ohne zusätzliche Schnittstellen zu integrieren. Mit F-Link lässt sich Asisafe sowohl von der fehlersicheren F-CPU/F-CNC in einem Profibus-Netz als auch in einem Profinet-System überwachen. Wie vorteilhaft das ist, zeigen zum Beispiel erste Anwendungsfälle mit Werkzeugmaschinen. Aufgrund der nun möglichen vollkommenen Durchgängigkeit von der Sensor-Aktor- bis zur Steuerungsebene kann die NC-Steuerung nicht nur sicher abschalten, sondern differenziert reagieren, beispielsweise durch sicher reduzierte Geschwindigkeit der Antriebe (Sinamics). Auch bei Förderstrecken in Logistikzentren, im Automobilbau sowie im Lebensmittelsektor haben sich die Vorteile durch das neue F-Link im Rahmen von Pilotprojekten bereits bestätigt.

Der sicherheitsgerichtete Netzübergang DP/AS-i F-Link macht erstmals die busbasierte Sicherheitstechnik vollkommen. Als „Dolmetscher“ zwischen den sicheren Signalen des Asisafe und des Profisafe schafft das Gerät die volle Integration der Sicherheitstechnik in die Steuerungswelt. Für Steuerungstechniker vereinfacht sich die Programmierung, Parametrierung und Diagnose der unterlagerten Sicherheitstechnik.

Während es für den Einsatz von Asisafe bisher nur die Möglichkeit mit Sicherheitsmonitoren gab, etabliert Siemens mit dem DP/AS-i F-Link nun eine zweite Lösung im Markt. Beide Wege sind unabhängig voneinander einsetzbar und lassen Anwendern die Wahl, die beste Lösung für ihre Aufgabe zu wählen: Überschaubare Sicherheitskonzepte lassen sich einfach über die Asisafe solution local (mit Sicherheitsmonitor) realisieren, komplexere Sicherheitslösungen favorisieren eher die Asisafe solution ProfiIsafe (mit F-Link).

DP/AS-i F-Link KEM 431

Asisafe KEM 432

Profisafe KEM 433