Der sichere Aktor

Bussysteme - Das Bussystem AS-Interface (AS-i) bewährt sich seit Jahren für den Anschluss sicherer Sensoren. In seiner neuesten Erweiterung ermöglicht AS-i jetzt auch den sicheren Betrieb von Aktoren.

30. März 2007

Eine Erfolgsgeschichte in der Automatisierungswelt ist die Integration des Sicherheitskreises in das Bussystem AS-Interface (AS-i): Seit der Einführung des Standards im Jahre 2001 konnten die Hersteller inzwischen mehr als 50.000 AS-i-Safe ty-Controller verkaufen. Ein wesentlicher Grund für diesen Erfolg ist die einfache und kostengünstige Realisierung, vor allem aufgrund der Ein-Kabel-Technik für Datentransfer und Spannungsversorgung sowie des Mischbetriebs von Standard- und Sicherheitstechnik. Als Konsequenz dieser Erfolgsgeschichte wachsen auch die Anforderungen des Marktes, und anstelle der ursprünglich geplanten reinen Einbindung der Sicherheitssensorik vom Not-Aus-Taster bis zum Sicherheits-Lichtgitter ermöglicht AS-Interface heute auch die sicherheitsrelevante Kommunikation und die dezentrale Anbindung der Aktoren wie Motorstarter oder Ventilbaugruppen. Getragen wird diese Entwicklung von einem Firmenkonsortium unter dem Begriff AS-Interface Safety at Work.

Bei dieser jüngsten Weiterentwicklung des Standards unter der Bezeichnung Step 3 übernimmt künftig die neue Generation des AS-i-Sicherheitsmonitors (ASM 2) die Kontrolle der Datenübertragung zwischen AS-i-Master und AS-i-Aktor, die entweder über sichere AS-i-Eingangsslaves oder eine integrierte Busschnittstelle angebunden sind. Im Unterschied zur Sensor-Einbindung generiert dabei der Sicherheitsmonitor oder wahlweise der Anwender eine Codetabelle, die der zugeordnete sichere Ausgangsslave des Aktors zyklisch überwacht. Der AS-i-Sicherheitsmonitor wirkt hier also als Signal-Sender, der sichere AS-i-Aktor-Slave (Ausgangsslave) als Signal-Empfänger. Die Zuordnung einer sicheren AS-i-Adresse für die Codetabelle geschieht mithilfe der Software Asimon.

Für die regelmäßige Überwachung der Codefolge benötigt der Aktor-Slave eine vom Hersteller werkseitig fest einprogrammierte Codetabelle, die für jeden sicheren Ausgangsslave gleich spezifiziert ist. Für jeden Sicherheitsmonitor wird auf diese Weise ein sicherer Aktor-Slave bzw. eine Aktorgruppe mit der gleichen sicheren Adresse realisiert. Bei Einsatz von mehreren Aktorgruppen in einem AS-i-Netz müssen entsprechend mehrere Sicherheitsmonitore eingesetzt und den Aktorgruppen zugeordnet werden.

Diese Lösung ermöglicht damit ein sofortiges oder verzögertes Abschalten des sicheren AS-i-Aktors mit derselben Funktionalität wie bisher, aber jetzt dezentral realisiert. Zwei konfigurierbare Hilfssignale im Sicherheitsmonitor ermöglichen die Definition der im sicheren Aktor-Slave fest programmierten Funktionen Fehlerreset und Wiederanlaufsperre. Die Fehlerreset-Funktion bewirkt, dass im Fehlerfall nur der gemeldete Aktor zurückgesetzt werden muss und nicht die komplette Aktorgruppe.

Einfache Adressierung

Ein sicherer AS-i-Aktor-Slave benötigt je eine sichere und eine Standard-Adresse, die beide mit üblichen AS-i-Handhelds festgelegt werden. Die Standard-Adresse dient zur Ansteuerung der Aktor-Funktionen über den AS-i-Master, beispielsweise Rechts- oder Linkslauf, schnell oder langsam. Zur Adressierung der sicheren Aktorgruppen-Adresse werden die einzelnen Aktor-Slaves vorübergehend mittels eines DIPSchalters in den Programmiermodus gesetzt und nach der Vergabe der Adresse wieder in den Betriebsmodus zurückgeschaltet. Sinnvollerweise bekommen dabei in der Applikation alle Aktoren innerhalb einer Aktorgruppe die gleiche sichere AS-i Adresse und jeweils unterschiedliche Standard-Adressen.

Deutlich vereinfacht wird mit Step 3 die sichere Koppelung zweier AS-i-Netze. Bisher erforderte dies die aufwendige Verdrahtung eines Sicherheitsrelais-Ausgangs des AS-i-Sicherheitsmonitors ASM 2 auf einen sicheren AS-i-Eingangsslave, der dann in das zweite Netz eingebunden und dem Sicherheitsmonitor zugeordnet werden musste. Der neue Standard ermöglicht jetzt die direkte Verbindung des sicheren Ausgangs des Monitors mit einem zweiten AS-i-Netz.

Die Kopplung geschieht also ausschließlich über das gelbe AS-i-Kabel. Bei hierarchisch aufgebauten Netzen ermöglicht der Sicherheitsmonitor damit einen globalen Anlagen-Start der gekoppelten Netze. Für Diagnosezwecke lassen sich zudem über AS-i-Masteraufrufe des Sicherheitsmonitors die Zustandsinformationen der Sicherheitsausgänge und Meldeausgänge jeweils aus dem anderen Netz abrufen.

Trotz dieser erweiterten Funktionalitäten lassen sich im Servicefall sowohl der AS-i-Sicherheitsmonitor als auch die sicheren Aktor-Slaves ohne Einsatz eines PCs austauschen: Zur Übertragung der Konfigurationsdaten des defekten Sicherheitsmonitors in das Ersatzgerät genügt es, beide Geräte mit dem Datenkabel zu verbinden. Die sichere Adresse wird beim Austausch per Handheld manuell vergeben. Verfügbar sein wird der neue AS-i-Sicherheitsmonitor ASM 2 für sichere AS-i-Ausgänge voraussichtlich Mitte des Jahres in einer Variante mit einem Sicherheitsrelais-Ausgang und einem sicheren AS-i-Ausgang oder als Variante mit zwei Sicherheitsrelais-Ausgängen und einem sicheren AS-i-Ausgang, der parallel zum zweiten Sicherheitsrelais-Ausgang arbeitet.

Parallel zur Erstellung der notwendigen Software-Funktionsbausteine für die Konfiguration eines sicheren Ausgangsslaves wird mit Step 3 auch die Konfigurations- und Diagnosesoftware Asimon generell überarbeitet. Neu ist dabei zum Beispiel die Multi-Fenstertechnik, mit der sich die Sicherheitsfreigabekreise übersichtlich und flexibel konfigurieren lassen. Dabei lässt sich jeder Konfigurationsteil jetzt auch als Zwischenergebnis deklarieren und als Anwender-Baustein in die Bausteine-Bibliothek übernehmen.

Michael Mayr, Leuze Lumiflex

Erschienen in Ausgabe: 02/2007