Einfach sicher

Technik Sicherheitstechnik

AS-i Safety – Die Integration sicherer Komponenten in AS-Interface erfordert Endgeräte mit integrierter AS-i-Schnittstelle oder voluminöse Anschlussmodule. Eine neue Lösung dagegen ermöglicht den Anschluss direkt im Kabelkanal.

26. August 2013

Eines der erfolgreichsten-Konzepte zum schnellen Anschluss von Peripheriekomponenten in einer Automatisierungslösung ist das Aktor-Sensor-Interface (AS-i), das die Übertragung von Energie, Signalen und Safety-Funktionen auf einer simplen zweiadrigen Leitung per Flachkabel ermöglicht und damit neue Maßstäbe gesetzt hat hinsichtlich Einfachheit, Übersichtlichkeit und Kosteneffizienz. Ein wichtiger Schritt zu einer ganzheitlichen Lösung war dabei die Integration von Safety auf dem AS-i-Bus, mit der eine aufwendige Parallelverdrahtung der sicheren Signale bis zum Schaltkasten oder im Schaltschrank überflüssig wird.

Zur dezentralen Integration von sicheren Komponenten bis zur höchsten Sicherheitskategorie PLe in AS-i kann man entweder die AS-i-Schnittstelle in das sichere Endgerät integrieren oder ein komplettes, zweikanaliges AS-i-Sicherheitsmodul mit mehreren IO-Ports zum Anschluss verwenden. Man benötigt also entweder zahlreiche verschiedene AS-i-integrierte Geräte oder aber ausreichend Platz, um die Module zu installieren.

Kompakt und kostengünstig

Einen Ausweg aus diesem Dilemma verspricht der Mannheimer Sensorikspezialist Pepperl + Fuchs mit dem ultrakompakten Safety-Modul G10 in den Maßen 40 x 30 x 20 Millimeter, das problemlos in die meisten Kabelkanäle passt und an das jeder kontaktbehaftete Sicherheitsschalter direkt angeschlossen werden kann. Das Gehäuse in Schutzart IP67 erlaubt es dabei, das Flachkabel einfach hindurchzuführen und mit nur einer Schraube über runde, vergoldete Pins zu kontaktieren und gleichzeitig abzudichten. Eine eigene Montage des Moduls ist dazu nicht erforderlich.

Bisher übliche Safety-Module dagegen passen meist nicht in den Kabelkanal, sodass das ASi-Flachkabel aus dem Kabelkanal herausgeführt und wieder hineingeführt werden muss. Die geringe Bauhöhe des G10 dagegen ermöglicht einen Direktanschluss des Schaltgeräts im Kabelkanal. Von außen sieht man nur den Rundkabelaustritt zum sicheren Endgerät. Aufgrund der beiden Sicherheitseingänge erlaubt es dabei auch den Anschluss von redundant ausgeführten Sicherheitsschaltern. Die integrierte Direktverbindung zum Modul erspart sogar die sonst notwendigen Verbindungsleitungen zwischen Flachkabel und Endgerät.

Zusätzliche Vorteile

Der Einsatz des kompakten Geräts macht so nicht nur eine oder zwei Verbindungsleitungen unnötig, sondern bewirkt bei der Montage zusätzlich eine Zeiteinsparung von typischerweise 10 Minuten. Zudem ist die Kombination aus einem Standard-Sicherheitsschalter und einem G10-Safety-Modul oft die kostengünstigere Alternative im Vergleich zu Geräten, die bereits eine integrierte AS-Interface-Schnittstelle besitzen. Dies umso mehr, weil sich an das G10-Modul viele verschiedene Sicherheitsschalter anschließen lassen.

Außerdem es kann vorkommen, dass die passsende Bauform des Sicherheitselements überhaupt nicht mit ASi-Schnittstelle verfügbar ist. Auch ist bei manchen Typen die Bauform so klein, dass eine Integration der ASi-Schnittstelle prinzipiell nicht möglich ist. Und nicht zuletzt geben viele Kunden den Maschinenherstellern vor, bestimmte Typen oder Hersteller einzusetzen, was in diesem Falle ein Redesign der Anlagenkonzeption nach sich zieht.

Neben der ultrakompakten Bauform und dem Direktanschluss bietet das Safety-Modul G10 aber noch mehr. So besitzt das Gerät auch einen schaltbaren Ausgang, über den integrierte LEDs im Sicherheitsschalter oder auch externe Leuchten direkt angesteuert werden können.

Zudem macht das einteilige Gehäusekonzept die Montage besonders einfach, während andere Sicherheitsmodule mit Ober- und Unterteil, Schrauben oder mechanisch nur wenig robusten Schnellanschlusstechniken aus Kunststoff aufwarten. Beim G10 dagegen genügt es zum Anschluss, das Gehäuse, deren Teile über eine Edelstahl-Einschwenkachse verbunden sind, aufzuklappen, das gelbe ASi-Flachkabel einzuführen und das Gehäuse wieder zuzuklappen.

Durch die rund gedrehten und vergoldeten Kontaktpins wird dabei eine direkt um die Pins umlaufende Dichtkontur mit kleiner Auflagefläche realisiert. Eine Sicherungsschraube gewährleistet eine hohe Anpresskraft auf das Flachkabel und gewährleistet so einen langzeitstabilen Kontakt zum Flachkabel sowie eine zuverlässige Abdichtung.

Einfach und sicher

Ideal für den Aufbau von dezentralen Safety-Applikationen unter beengten Platzverhältnissen ist das Safety-Modul G10 in Kombination mit dem nur 22,5 Millimeter schmalen intelligenten Safety-Basis-Monitor KE4, den die Sensorikspezialisten aus Mannheim kürzlich vorgestellt haben. Der Controller gewährleistet die sichere Kommunikation entlang des gesamten ASi-Stranges und ermöglicht so den Anschluss von Sicherheitsgeräten an jeder Stelle desselben Flachkabels.

So lassen sich beispielsweise die Öffnungen von Türen überwachen, Türen im Prozess sicher geschlossen halten, Not-Halt-Taster einbinden oder Lichtgitter anschalten. Mit einem Zusatzmodul können daneben beispielsweise auch Drehzahlen überwacht werden.

Die Logik der Sicherheitstechnik wird bequem per Software am PC definiert und dann über einen USB-Stecker auf den Monitor kopiert. Eine integrierte SD-Karte vereinfacht zudem die Datensicherung und den Gerätetausch. Im Service- oder Fehlerfall unterstützt die Diagnose mit eindeutiger Farbkennung die schnelle Auffindung der Problemstellen.

Für kleinere dezentrale Sicherheitslösungen lässt sich der Safety-Basismonitor KE4 zudem als AS-i-Master definieren, an den sich bis zu acht sichere Eingangssignale direkt anschließen lassen. Zwei schnelle sichere Halbleiterausgänge vereinfachen dabei die Realisierung und Erweiterung einer leistungsfähigen Sicherheitssteuerung über AS-Interface.bt z

Auf einen Blick

- Das AS-i-Kompaktmodul der Bauform G10 ermöglicht den dezentralen Anschluss von sicheren Sensoren und Aktuatoren an AS-i bei sehr beschränkten Platzverhältnissen.

- Das einteilige Gehäuse bietet Schutzart IP68/IP69k.

www.pepperl-fuchs.de

Erschienen in Ausgabe: 06/2013