Geschlossene Datenkette

Bussysteme - Signale der Betriebsautomatisierung und Safety-Funktionen in der Automatisierung verzahnen sich. Nicht nur aus Kostensicht lohnt es sich, wenn AS-Interface und Profibus parallel laufen. Wie das Anwendungsbeispiel zeigt, bilden beide Bussysteme eine geschlossene Datenkette.

29. März 2005

Konsequentes Datenmanagement erhöht die Transparenz in Maschinen und Anlagen. Kommt dann noch der Faktor Integration mit hinzu, ist das Konzept perfekt. Das dachten sich auch die Instandhalter im SKF-Werk Lüchow, als sie die Produktionslinien für Wälzlager modernisierten. Heute werden dort steuerungstechnische und sicherheitsrelevante Signale über den gleichen AS-i-Bus gesendet. Mit Hilfe eines entsprechenden Gateways lassen sich die AS-i-Signale über Profibus sogar bis in den Leitrechner transportieren.

›Totally Integrated Automation‹ bedeutet für das Lüchower Werk des Wälzlagerherstellers SKF einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung. Deshalb wurden dort zwei 50 Meter lange Innenring-Produktionslinien, sogenannte Channel, für die Kegelrollenlager-Herstellung umgerüstet. Das Charmante an der Modernisierung ist, daß sich Profibus DP und AS-Interface ideal ergänzen. Hinzu kommt: Standard-Signale sowie sicherheitsrelevante Daten rücken eng zusammen und vereinfachen den Anlagenaufbau. In der Praxis sieht die Lösung folgendermaßen aus: Die elektrischen Antriebe in der Anlage hängen am Profibus DP, die Sensoren, Ventile und Bedienelemente hingegen kommunizieren über AS-Interface. Sämtliche Not-Aus-Funktionen (13 Not-Aus-Schalter und Abschaltung der Steuerspannung durch die Feuerlöschan­lage) wurden über den Siemens-Sicherheitsmonitor am AS-i-Strang realisiert. »Das Anlagenkonzept mit Profibus und Safety at Work bei SKF in Lüchow beweist, daß sich die Signale der Betriebsautomatisierung und Safety-Funktionen in der Automatisierung immer stärker verzahnen«, erläutert Dipl.-Ing. Deniz Isik, Vertriebsingenieur für Sicherheitstechnik bei Siemens. Zum ersten Mal wurden im SKF-Werk Lüchow Not-Aus-Funktionen über das sichere AS-Interface realisiert. »Letztendlich haben wir uns aus Kostengesichtspunkten für den Parallelbetrieb der Bussysteme entschieden«, betont Torsten Scharping aus der E-Konstruktion.

Channel 40 besitzt vier separate AS-Interface-Stränge für die 93 Slaves im Feld. Bei sicherheitsrelevanten Funktionen werden die betreffenden Slaves über einen Sicherheitsmonitor überwacht. Als Gateway für den Datenaustausch zwischen Profibus und AS-Interface fungiert der DP/AS-Interface-Link. Die Verbindung der High Feature Starter für die 38 Elektroantriebe mit der CPU 314C-2DP als Master übernehmen fünf an den Profibus angeschlossene ET-200S-Stationen. Von der ersten Station - der Seitenschleifmaschine - bis zur Station 8, wo die Innenringe der Kegelrollenlager per Laser signiert werden, ziehen sich die gelbe und schwarze AS-Interface-Leitung sowie die lila Profibus-Leitung durch die Anlage. Eine Simatic S7-300 mit der CPU 314C-2DP steuert sämtliche Vorgänge im Channel. Sie befindet sich im Hauptschaltschrank.

Ebenfalls enthalten sind eine ET 200S mit einigen High Feature Motorstartern und der Sicherheitsmonitor mit den 30 V AS-Interface-Netzteilen für die vier AS-Interface-Stränge in der Anlage. Zwei weitere Schaltschränke bieten Platz für die Unterverteilung und die restlichen High Feature Motorstarter sowie die vier ET-200S-Stationen.

Einerseits ist es von Vorteil für Produktionsanlagen, daß die beiden Bussysteme Profibus und AS-Interface eine geschlossene Datenkette bilden. Andererseits können heute sogar sicherheitsrelevante Daten über die gleichen Leitungen übertragen werden. Das Siemens-Programm ›Safety at Work‹ enthält die hierfür notwendigen sicheren Module. In den Channels befinden sich zum Beispiel viele 3er und 6er Drucktaster-Kombinationen mit Not-Aus-Funktion und integriertem, sicherem AS-Interface-Slave. Ergänzend ermöglichen Kompaktmodule die einfache Anbindung von Sensoren und Aktoren sowie von Pneumatikventilen an den AS-i-Bus. In Lüchow zum Beispiel sind die Kompaktmodule K45 und K60 in IP 65/67 dezentral montiert.

Dort installiert, wo benötigt

Sie lassen sich einfach installieren und genau dort plazieren, wo sie benötigt werden. Danach schleift der Monteur die trapezförmige AS-i-Leitung und die schwarze 24-V- Spannungsversorgung durch alle E/A-Module. Die Aufnahmen selbst sind verpo­lungssicher und stellen den elektrischen Kontakt über Durchdringungstechnik her. Anschließend können die AS-Interface-Knoten adressiert werden. Das Verbinden der Sensoren mit den Kompaktmodulen übernehmen Leitungen mit M12-Stecker. Bei SKF in Lüchow konnten die Slaves zentral aus dem übergeordneten Leitsystem adressiert werden. Mit Hilfe des Simatic-Managers und der Programmiersoftware Step7 läßt sich die gesamte Anlage während der Inbetriebnahme zentral überwachen. Für die Diagnose hat Siemens den Funktionsbaustein FC101 entwickelt. Über diesen Weg lassen sich Daten vom AS-Interface-Sicherheitsmonitor an die übergeordnete CPU weiterleiten und die Zustände der sicheren Slaves exakt auswerten. Für die Profibus-Fehleranalyse gibt es den Funktionsbaustein FB125 mit ähnlicher Funktionalität. Dieser übernimmt das Senden und Auswerten sämtlicher Diagnosedaten von den einzelnen dezentralen Stationen zur CPU. Mit beiden läßt sich ein Kabelbruch sofort lokalisieren oder bei Störungen eine gezielte Fehlersuche durchführen. Der Effekt, den auch SKF nach den Erfahrungen von Torsten Scharping schätzt: »Damit läßt sich extrem viel Zeit sparen.«

Deniz Isik, Siemens A&

Erschienen in Ausgabe: 02/2005