Direkter Draht: So lässt sich Sicherheitstechnik effizient in Feldbusse integrieren

| Autor / Redakteur: Johanna Schüßler* / Ines Stotz

In der Feldbustechnik sammeln AS-i Safety Gateways von Bihl+Wiedemann die Daten sicherheitstechnischer Komponenten in der Peripherie einer Anlage ein und transportieren sie in der Funktion eines „Bus-Bahnhofs“ in Netzwerke und Steuerungswelten unterschiedlicher Hersteller.
In der Feldbustechnik sammeln AS-i Safety Gateways von Bihl+Wiedemann die Daten sicherheitstechnischer Komponenten in der Peripherie einer Anlage ein und transportieren sie in der Funktion eines „Bus-Bahnhofs“ in Netzwerke und Steuerungswelten unterschiedlicher Hersteller. (Bild: Bihl+Wiedemann)

Komplexe Automatisierungslösungen zu beherrschen, ist eine zunehmende Herausforderung in der Industrie. Doch dezentral angelegt, lassen sie sich transparenter, flexibler, performanter, beherrschbarer und deutlich kostengünstiger organisieren und realisieren.

Hochgeschwindigkeitszüge wie der ICE, der TGV oder der Shinkansen verbinden Metropolen – wer von außerhalb kommt, nutzt entsprechende Zubringerverkehre. In der Feldbustechnik übernehmen AS-i Safety Gateways von Bihl+Wiedemann diese Funktion: Sie sammeln die Daten sicherheitstechnischer Komponenten in der Peripherie einer Anlage ein und transportieren sie in der Funktion eines „Feldbus-Bahnhofs“ in Netzwerke und Steuerungswelten unterschiedlicher Hersteller. Um Sicherheitstechnik steuerungsunabhängig in Feldbussysteme oder Industrial-Ethernet-Systeme integrieren zu können, steht ein breites Portfolio dieser Gateways zur Verfügung. Sie lassen sich mit der intuitiven, effizient visualisierten und bedienfreundlichen Software Asimon360 auf einfache Weise konfigurieren und in Betrieb nehmen.

Auch bei großen Teilnehmerzahlen nur ein Feldbus-Slave

Die Zahl der Teilnehmer am Gateway führt – im Gegensatz zu deren direkter Einbindung in ein Netzwerk – nicht zu einem möglichen Performanceverlust, beispielsweise bei den Reaktionszeiten. Der Grund: AS-i Safety Gateways, die es mit Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussystemen gibt, verfügen unter anderem über zwei AS-i Master für zwei AS-i Kreise. Damit stehen bis zu 62 zweikanalige sichere Eingänge zur Verfügung – zusätzlich zu den drei, die bereits direkt in die Geräte integriert sind. Noch performanter werden die Safety Gateways, wenn sie über die sichere Kopplung Safe Link um fast 2.000 sichere Ein- und Ausgänge erweitert werden.

Für das übergeordnete Netzwerk stellt das Gateway unabhängig von der Teilnehmerzahl im Feld jedoch nur einen einzigen Slave dar, der die kommunikative Stabilität des Feldbusses nicht beeinträchtigt. Auf umfangreiche Diagnose- und Statusinformationen braucht die jeweils angeschlossene Steuerung nicht zu verzichten – sie werden von den Gateways automatisch übermittelt.

Sicherheitstechnik hat „direkten Draht“ zu allen gängigen Steuerungen

Das Portfolio der AS-i Safety Gateways von Bihl+Wiedemann bietet Integrationslösungen unter anderem für Profibus, Profinet, Ethernet/IP, Sercos, Ethercat, Powerlink, Modbus, CC-Link, oder CANopen. Die sichere Feldbuskommunikation ist in die Gateways integriert – sie verschaffen sicherheitsgerichteten Sensoren und Aktoren einen „direkten Draht“ zu allen gängigen Automatisierungssystemen. Dies bezieht sich nicht alleine auf die E/A-Signale – die auch in großer Zahl keine Performance vom Netzwerk nehmen – oder die ebenfalls verfügbaren sicheren Analogwerte (z.B. 4…20 mA, 0…10 V, PT100 oder Thermoelemente), sondern auch auf die Bereitstellung von weitreichenden Status- und Diagnoseinformationen.

Die automatisch erstellten Diagnoseprotokolle der Gateways umfassen unter anderem eine Bewertung der Konfiguration, die Darstellung von Feldbusparametern wie Strom, Spannung, Symmetrie oder Erdschluss sowie eine einfache Ausführung und Interpretation der Daten. In zentralen Feldbuskonzepten mit direkt angebundenen Sensoren und Aktoren erfordert eine solche Diagnose bei großen Teilnehmerzahlen einen gewissen Zusatzaufwand, beispielsweise in Form von teuren Messtools.

Kosteneffizientes Integrationskonzept

Dies ist aber nur einer von einer ganzen Reihe von Kostenaspekten, mit der sich die wirtschaftliche Effizienz der AS-i Safety Gateways und der mit ihnen realisierten Konzepte belegen lässt. Einer der dominierenden Vorteile ist der wesentlich geringere Installations- und Verdrahtungsaufwand. Sollen beispielsweise die Daten von 31 Sicherheitssensoren eingesammelt werden, benötigt die herkömmliche Peripherie einer fehlersicheren Steuerung pro Sensor vier Drähte – also 124 Drähte von der Schaltanlage in das Feld. Mit AS-i Safety at Work als sicherer Installationstechnik genügt hierfür das gelbe Flachkabel.

AS-Interface, das eine freie Wahl der Topologie erlaubt und damit beispielsweise auch Stern-, Baum- oder Netzstrukturen ermöglicht, sammelt die Signale über die ungeschirmte Zweidrahtleitung dort ein, wo sie anfallen – dies spart Platz im Schaltschrank und vermeidet die Installation von Vorschaltkästen im Feld. Hinzu kommt, dass der elektrische Anschluss in Piercing-Technik durchgeführt wird – eine teure Steckerkonfiguration für jeden Teilnehmer also nicht erforderlich ist. Die Spannungsversorgung erfolgt ebenfalls über das AS-i Kabel und muss nicht separat herangeführt werden.

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