Ausgereiftes Kommunikationskonzept mit Profinet und Profisafe

35 Tonnen Stahl fehlersicher transportieren

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Ein Vorteil der RCoax-Technik ist, dass es beim Verlegen nicht auf eine millimetergenaue Ausrichtung der Kabel ankommt, der störungsfreie Funkverkehr aber trotzdem gewährleistet ist. Zudem lassen sich Kurvenbereiche ebenfalls sehr einfach mit RCoax abdecken.

Millisekunden-schneller Datenaustausch

Lange Zeit war es Standard, sicherheitstechnische Maschinenfunktionen, wie z.B. Not-Halt, über Schleifleitungen umzusetzen. Da Profisafe die fehlersichere Kommunikation für Profinet auch drahtlos über IWLAN ermöglicht, hat sich der Kunde für diese Strategie entschieden.

Profisafe ist ein zertifiziertes Profil für die fehlersichere Kommunikation über die offenen Standardbusse Profibus und Profinet. Mit SIL 3 (Safety Integrity Level) bzw. Kategorie 4 nach EN 954-1 erfüllt Profisafe die höchsten Sicherheitsanforderungen für die Prozess- und Fertigungsindustrie. Die neue Maschinenrichtlinie 2006/42/EG macht Vorgaben für das Verfassen der technischen Dokumentationen und verlangt Sicherheitshinweise sowie Angaben zu Restrisiken. Je mehr System-Komponenten dem Profisafe-Profil entsprechen, umso einfacher gestaltet sich die Erstellung von Betriebs- oder Bedienungsanleitungen gemäß der neuen Maschinenrichtlinie.

Tür auf, Loop steht

Die Schaltschränke auf den Fahrzeugen sind u.a. bestückt mit Umrichtern (Sinamics) der neusten Generation, welche über Profisafe die sicherheitsgerichteten Funktionen STO/SS1 und SLS [1] realisieren. Die dezentrale Kommunikation mit den fehlersicheren Ein- und Ausgängen onboard wird mit ET200-Komponenten realisiert. Den Übergang zwischen IWLAN und Profibus bilden hierbei IWLAN/PB Links. Da ein Ausfall immense Folgen bezüglich Produktivität und Sicherheit haben kann, war es dem Kunden wichtig, dass sich die eingesetzten Steuerungen und Komponenten durch höchste Verlässlichkeit auch unter schwierigen Bedingungen auszeichnen. Die Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Aktor sowohl auf Standard- wie auch auf fehlersicherer Signalebene wird durch den Einsatz von Standard- und Failsafemodulen im stationären Feldbereich (Schutztüren etc.) weiter hervorgehoben.

Zur Positionierung der Fahrzeuge kommt ein Barcode-Positioniersystem entlang des Loops zum Einsatz. Während es zum Einen die exakte Anfahrt der Fahrzeuge zu ihren Zielen vornimmt, sorgt es während der Fahrt ebenfalls für die erforderliche Distanz zwischen den Fahrzeugen.

Um dem Kunden eine möglichst flexible Lösung zur manuellen und sicheren Bedienung der Loop-Cars für Wartungszwecke zu offerieren, setzte man im Unternehmen auf Mobile-Panels mit Not-Halt und dreistufigem Zustimmtaster. Durch die Bereitstellung mehrerer Panels besteht ebenfalls die Möglichkeit mehrere Fahrzeuge, egal an welchem Ort, gleichzeitig zu bedienen. Dabei ist ein besonderes Augenmerk auf eine sichere, komfortable Bedienbarkeit mit Übersicht auf die Verfahrbewegung aus jeder Position heraus gerichtet. Die Kabellänge des Panels ist so bemessen, dass die Bedienung der Bedienstation in einem weitreichenden Aktionsradius und aus unterschiedlichen Blickwinkeln erfolgen kann. Für die sichere Freigabe bzw. den Halt der Bewegungsabläufe sorgt ein Zustimmtaster auf Basis einer Paniktaste. Die „Vor-Ort-Betrachtung“ von Antriebsbewegungen ist somit ohne Einbuße der Sicherheit für das Wartungspersonal von enormer Hilfe.

Maximale Verfügbarkeit

Das Unternehmen setzt in diesem Projekt eine Vielzahl von Automatisierungs- und Antriebskomponenten ein, ohne dass bisher nennenswerte Ausfälle durch Staub oder hohe Temperaturen zu verzeichnen waren. Die Durchgängigkeit der Produkte und Systeme von den Steuerungen über die Safety-Komponenten, die HMI-Lösungen, die Feldbusanbindungen bis hin zur Netz- und Antriebstechnik vereinfachte die Inbetriebnahme erheblich.

Das Unternehmen zeigt sich über die stabile und störungsfreie Anlage, die im 24x7x365-Betrieb läuft, sehr zufrieden. Weitere Projekte sind vorstellbar. Ansätze gibt es beispielsweise in der Ausstattung bestehender Anlagen mit verschleißfreien Systemen für die berührungslose fehlersichere Datenübertragung. Mechanisch problembehaftete Übertragungswege wie Schleifleitungen oder Schleppketten lassen sich relativ problemlos durch wartungsfreie drahtlose Kommunikationslösungen ersetzen. Zudem reduzieren sie Wartungsarbeiten, Fehlerdiagnosen und Troubleshootings und bieten ein hohes Maß an Flexibilität für die Inbetriebnahme, sowie zukünftige Anlagenerweiterungen.

Frank Neuser, Senior Vertriebsbeauftragter, Siemens Industry Automation and Drive Technologies, Siegen

Christof Kreienmeier, Senior Promotor Industrielle Kommunikation; Siemens Industry Automation and Drive Technologies, Düsseldorf

[1] Sicherheitsfunktionen SS1 – Safe Stop 1 (Sicherer Halt 1), STO – Safe torque off (Sichere Drehmomentenabschaltung), SLS – Safely-Limited Speed (Sicher begrenzte Drehzahl)

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