Integrierte Sicherheit

Kommunikationstechnik

Sicherheitsmodul – Mit einem neuen Anybus-Safety-Modul können Hersteller sichere Ein- und Ausgänge gemäß Profisafe standardisiert und kostengünstig in ihre Automatisierungsgeräte integrieren. von Michael Kleine

04. Juni 2013

Funktionale Sicherheit ist einer der Treiber für die Entwicklung neuer Kommunikationsmodule. Der Bedarf ist da, in der Industrie wächst die Anzahl der installierten Knoten stark. Treiber des Wachstum sind die Automobilhersteller, die konkrete Vorstellungen zur Automatisierung in ihren Werken haben: Alle relevanten Signale sollen über ein einziges Bussystem laufen, das gilt für Prozesse und Energiemanagement genauso wie für sichere Ein- und Ausgänge. Ziel ist eine integrierte Sicherheitstechnik, Hierbei ist die Robotersteuerung mit Sicherheitsfunktionen ausgestattet und auch die nachgeordneten Steuerungen wie etwa fürs Schweißen. Bei vielen Automobilkonzernen ist integrierte Sicherheitstechnik ab 2015 für alle Projekte bindend.

Darum machen sich die Hersteller von Kommunikationsmodulen Gedanken zu Lösungen, die das Thema beherrschbar machen. Integrierte Profinet-Technologie in ein Automatisierungsgerät hineinzubringen, ist allerdings eine aufwendige und teure Angelegenheit, die viel Know-how erfordert. »Wir veranschlagen Entwicklungskosten von über einer Million Euro, um etwa in einer Schweißsteuerung integrierte Sicherheitstechnik realisieren zu können«, sagt Michael Volz, Deutschland-Geschäftsführer von HMS Industrial Networks. Der schwedische Anbieter von Kommunikationstechnik hat Geräteherstellern darum diese Arbeit abgenommen und das Anybus-Safety-Modul entwickelt, das sie leicht integrieren können.

Dabei entfällt die diskrete Verdrahtung für einzelne Signale, die sich als großer Hemmschuh in der Automatisierung erweist. Volz: »Die Roboterzelle zum Beispiel ist immer noch eine unerschlossene Meile. Roboter und Sicherheit gehören zwar zusammen, aber funktionale Sicherheit wird hier nicht über den Bus gesteuert, sondern mit diskreter Verkabelung gelöst. Es sind zusätzliche Komponenten erforderlich, zwei sichere Knoten in der oberen Steuerung sowie das eigentliche Steuerungsinterface mit einer zusätzlichen EA-Baugruppe. All das ist aber unflexibel und kostenaufwändig und erfordert zusätzlichen Aufwand für Konfiguration und Engineering. Davon möchten die Gerätehersteller wegkommen.«

In Zukunft läuft die gesamte Steuerung über den Bus. »Unser Profinet ist Profisafe-fähig geworden, und die Schweißsteuerung hat Profisafe-Technologie integriert«, weiß Michael Volz. »Das bringt Flexibilität und Kostenersparnis. Durch eine integrierte Sicherheitslösung in der Applikation Roboterzelle liegt die geschätzte Kostenersparnis bei 1.500 Euro, da sich die gesamte Steuerung über ein Bussystem zusammenfassen lässt. Dieser Nutzen potenziert sich mit der Anzahl der Geräte pro Anwendung.«

Ein großes Hindernis bei der Entwicklung neuer Module ist zudem die Zertifizierung. Diese kann sich sehr lange hinziehen und hohe Kosten verursachen. »Wir vereinfachen den Zertifizierungsprozess erheblich«, erklärt Michael Volz. »Das Anybus-Safety-Modul ist vom TÜV Rheinland vorzertifiziert. Für die Gerätezertifizierung genügt der Nachweis, wie der Gerätehersteller die Vorschriften des vorgegebenen Implementation Guides umgesetzt hat. Er muss nicht die gesamte Safety-Lösung zertifizieren, sondern nur zeigen, wie er das Anybus-Safety-Modul in seinem Gerät einsetzt.«

HMS bietet also ein fix und fertig vorzertifiziertes Modul, das Hersteller in ihre Automatisierungsgeräte integrieren können. So verkürzt sich der Entwicklungsprozess für einfache, sicherheitskritische Funktionen, der damit weniger Kosten verursacht.

Mit Profinet-Anschaltungen hat HMS einige Erfahrung. »Wir haben Hunderttausende von Anybus-Kommunikationsmodulen im Feld, die über Profinet laufen. Jetzt erschließen wir auch das Thema Safety, unser Kommunikationsmodul hat drei digitale sichere Eingänge und einen digitalen sicheren Ausgang. Damit lassen sich die wichtigen Basisfunktionen abdecken, wie das sichere Erkennen von Signalen und das sichere Abschalten von Leistungen. So ist es möglich, von der SPS über Profinet und unser Modul sicherheitskritische Signale einzuschalten oder Signale wie etwa von Notaustastern über das Modul und das Profinet-Netzwerk zur Safety-SPS übertragen.«

Revolutionäres Konzept

Das neue Konzept hat laut Michael Volz etwas Revolutionäres: »Ein standardisiertes Embedded-Safety-Modul wie unser Anybus gibt es unserer Kenntnis nach noch nicht auf dem Markt. Wir sind der weltweit erste Anbieter, der ein solches Sicherheitsmodul herstellt.« Das Produkt geht im Laufe des Jahres 2013 in den Markt und soll 200 bis 300 Euro kosten.

Neben der Automobilindustrie stehen alle Anwendungen rund um den Roboter im Fokus. Außer den klassischen Themen wie Schweißen, Schrauben oder Kleben zeigt das Safety-Modul auch in jeder Form von kleinen Antrieben seine Stärken. Gute Chancen rechnet sich HMS auch bei Laserbearbeitungsmaschinen aus sowie bei einfachen Notaustastern oder Bediengeräten.

»Das Anybus-Safety-Modul ist eine standardisierte und kostengünstige Lösung für integrierte Sicherheitstechnik in Automatisierungsgeräten. Anstatt viel Zeit und Geld in eine individuelle Lösung zu investieren, können Gerätehersteller mit dem Embedded-Anybus-Safety-Modul bis zu 80 Prozent Entwicklungskosten sparen und sich ganz auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren«, fasst Volz zusammen.

Wesentlichen Anteil an der Umsetzung des Moduls hat die Übernahme von Ixxat durch die HMS-Gruppe. »Unsere neue Tochter nimmt eine starke Stellung bei Embedded-Systemen und im Bereich Safety ein und ergänzt das Portfolio von HMS. Dank 50 neuer Entwicklungsingenieure bauen wir unsere Ressourcen nicht nur zahlenmäßig aus, wir profitieren zudem von der Erfahrung der neuen Kollegen. So konnten wir das Anybus-Modul schnell entwickeln und es sehr schlagkräftig machen«, erklärt Volz.

Durch die Übernahme könne HMS seine Produkte auch in neuen Segmenten wie in medizinischen Geräten vermarkten und in der Automobilindustrie Fuß fassen. Generell erhofft sich Volz, dass HMS seine Präsenz in Zentraleuropa stärken kann, denn Ixxat hat sich in Deutschland eine starke Position erarbeitet, dem weltweit führenden Markt für industrielle Kommunikationslösungen.

Auf einen Blick

Das Anybus-Safety-Modul

- Standardisiertes Embedded-Safety-Modul.

- Integrierte Sicherheitstechnik für zentrale und nachgeordnete Steuerungen.

- Eine diskrete Verdrahtung entfällt, die gesamte Steuerung erfolgt über den Profisafe-Bus.

- Flexibilität und Kostenersparnis.

- Vorzertifizierung durch den TÜV Rheinland.

- Schub bei Entwicklung durch Ixxat-Übernahme.

Erschienen in Ausgabe: 04/2013