Safety Automatisierungsplattform integriert jetzt Sicherheitslösungen

Redakteur: Reinhard Kluger

Einfach sicher automatisieren: Omron präsentiert Safety-Erweiterungen für die Automatisierungsplattform Sysmac. So lassen sich Safety-Anwendungen einfach in ein Gesamtkonzept integrieren, zusammen mit Ablaufsteuerung, Motion und Vision.

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Bei den E/A profitieren Maschinenbauer von der offenen und modularen Lösung.
Bei den E/A profitieren Maschinenbauer von der offenen und modularen Lösung.
(Omron)

Eine Metapher von Fernando Colas, wie sie treffender nicht sein könnte. Mit einem Baum, der jährlich seine Jahresringe ansetzt, veranschaulicht der Division Manager der Integrated Automation Division bei Omron Europe B.V. die Automatisierungsplattform Sysmac. Vor einem Jahr vorgestellt erweitert Omron das System nun Schritt für Schritt um weitere Funktionalitäten.

Eine davon: die Safety-Erweiterung, von der Omron verlautbart, dass es noch nie leichter war, Sicherheitsanwendungen schnell und einfach in der Maschine zu integrieren. So fügen sich der programmierbare Safety Controller Sysmac NX und die dazugehörigen sicheren E/A-Module nahtlos in das Gesamtkonzept ein, das neben Ablaufsteuerung, Motion und Vision somit auch die Funktionen für Safety voll beinhaltet.

Durchgängige Kommunikation

Der Schlüssel für die einfache Anbindung liegt in der durchgängigen Kommunikation des Gesamtsystems über EtherCAT und in der durchgängigen Programmierung mit einem integrierten Softwaretool. Safety-Controller und E/A-Module nutzen Safety over Ethercat. Beide Systeme lassen sich an beliebiger Stelle innerhalb des Ethercat-Netzwerks einsetzen. Sichere und nicht sichere Baugruppen lassen sich gemischt betreiben. Es sind keinerlei zusätzliche Anforderungen an Ethercat-Koppler und an die Netzwerk-Infrastruktur nötig.

Bei Safety-Erweiterungen auf Standards gesetzt

Der Sysmac NX Safety Controller erfüllt die Sicherheitsanforderungen bis PLe und Kategorie 4, gemäß DIN EN ISO 13849-1 sowie SIL3 gemäß IEC 61508. Die Konfiguration und Programmierung erfolgt wie beim Sysmac NJ Controller mit der Entwicklungsumgebung Sysmac Studio nach IEC 61131-3. Um maximale Flexibilität zu erreichen, setzt man auch beim Programmieren der Safety-Funktionen auf Standardisierung. Alle verwendeten Funktionsbausteine sind nach PLCopen Safety zertifiziert.

Während der Safety-Controller die Sicherheitslogik übernimmt, führt der Standardcontroller die nicht-sicheren Steuerungsaufgaben und die Masterfunktion für das Ethercat-Netzwerk aus. Sichere Signale werden über das Protokoll FSoE (Fail Safe over Ethercat) transportiert, während gleichzeitig die nichtsicheren Signale mittels Standard Ethercat (CoE – Can over Ethercat) ausgetauscht werden. Der maximale Ausbau einer Sicherheitsapplikation beträgt 128 Safety-Module, die in der Safetyapplikation von Sysmac Studio in der Praxis mit maximal 1024 Funktionsblöcken verknüpfbar sind.

Safety ist Bestandteil auch bei den neuen E/A der Sysmac NX-Serie. Der Nutzen für den Maschinenbauer: modulare, offene E/A-Systeme. Sie lassen sich über Buskoppler an verschiedene offene Netzwerke anbinden und bieten Echtzeit-Funktionalität. Pro E/A-Station lassen sich bis zu 64 der 12 oder 24 mm breiten Module aneinanderreihen.

Neue E/A-Serie ist offen und modular ausgeführt

Die ultraschnelle Kommunikation innerhalb der E/A-Stationen erlaubt es, Daten weit unterhalb des Ethercat-Zyklus zu erfassen und mit Zeitstempeln zu versehen.

Mit Hilfe der Distributed Clocks von Ethercat sind diese Zeitstempel im gesamten Netzwerk synchronisiert und weisen einen Jitter kleiner einer Mikrosekunde auf. Damit sind deutlich höhere Positioniergenauigkeiten und wesentlich präzisere Zeitabläufe in Maschinen und Anlagen erreichbar als mit konventionellen Automatisierungslösungen.

Das Ergebnis führt in der Praxis zu folgenden Verbesserungenfür den Betreiber der Maschinen und Anlagen: höhere Produktqualität, größerer Durchsatz und nicht zuletzt ein geringerer Rohstoffverbrauch sind die Folge.

Zusätzlich zum vor einem Jahr eingeführten NJ5-Controller, der 16, 32 und 64 Achsen ansteuern kann, gibt es jetzt den NJ3-Controller, der für 4 oder 8 Achsen konzipiert ist. Der kleine Controller ist ausfwärtscompatibel zum größeren, für den Maschinenbauer bringt das vor allem Skalierbarkeit. Und: Beide nutzen die gleiche Software. Mit einem Tool zum Konfigurieren, Programmieren, Simulieren und Überwachen, über Ethercat ins Feld oder Ethernet/IP zur Leitebene.

Kombination aus Hochleistungsmotoren

Ebenfalls neu ist der Sysmac-Controller NJ501-4500, der zusätzlich zum Maschinenablauf bis zu acht Delta-Roboter mit einer Zykluszeit von 2 ms ansteuern kann und sich dadurch insbesondere für anspruchsvolle Pick-and-Place-Aufgaben eignet.

Dank der Kombination aus Hochleistungs-Servomotoren der Accurax G5-Serie mit der Delta-Roboter-Kinematik werden bis 200 Pick-and-Place-Zyklen in der Minute erreicht. Der NJ-Maschinen-Controller ist in der Lage, alle Antriebe in einer Maschine einschließlich Einzelachsen, einfacher Achsengruppen und der Roboterachsen sowohl unabhängig voneinander als auch synchronisiert zu steuern.

Der Standard-Servo steuert den Roboter

Aufgrund der leistungsstarken Befehlsstruktur, die speziell für Pick-and-Place-Anwendungen mit Delta-Robotern entwickelt wurde, ist auch eine Synchronisierung mit mehreren Förderbändern einfach realisierbar.

Über die ebenfalls im Ethercat-Netzwerk integrierte Bildverarbeitung können die zu verarbeitenden Produkte während der Bewegung sowohl in ihrer Position erfasst als auch qualitativ beurteilt werden. Somit erfüllt dieser neue Controller insbesondere die hohen Anforderungen der Verpackungsindustrie.

Ergänzend zum Controller bietet Omron zwei verschiedene Typen von Delta-Robotern an, die von den Standard-Servosystemen der Accurax G5-Serie gesteuert werden. Die Servoantriebe sind Teil der umfassenden Sysmac-Produktfamilie. Um im Bild zu bleiben: Ein Jahresring mehr für die Automatisierungsplattform Sysmac.

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