Safety Upgrade Sicherheitssteuerung bis SIL 3/PLe

  • Sicherheitssteuerung AC500-S als Erweiterung der SPS-Familie AC500, für Sicherheitsanforderungen bis SIL 3 bzw. PLe.
  • Rita Stockmann-Fuchs, Produktmarketing ABB

Sicherheitssteuerungen dienen dem zuverlässigen Schutz von Mensch, Umwelt, Maschinen und Anlagen. Mit der AC500-S bietet ABB eine Sicherheitssteuerung, die auch für komplexe Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 bzw. Performance Level e bestens geeignet ist. Die neue ­Sicherheitssteuerung ist eine einfache Erweiterung der ­Automatisierungsplattform AC500 um Safety-Module. Ein Upgrade bestehender AC500-Lösungen mit Sicherheitsfunktionen kann somit einfach erfolgen.

Das AC500-Plattformkonzept besteht aus drei wesentlichen Komponenten: der CPU, dem Feldbus-Master und den Slaves. Diese Plattform wurde jetzt erweitert um eine intern redundante Safety-CPU, die als Erweiterung der Non-Safety-CPU dient, sowie um Safety-E/A-Module, die sowohl zentral am Master als auch dezentral am ProfiNET-Slave eingesetzt werden können. Dank zyklischer, interner Überwachung der E/A-Module werden „schlafende" Fehler rechtzeitig erkannt; Ausgangssignale werden automatisch zurückgelesen und mit dem Sollwert verglichen. Neben den digitalen Modulen steht auch ein analoges Modul zur Verfügung, z.B. für die sichere Verarbeitung von Druck, Temperatur oder Wegmessungen. Durch einfaches Aufstecken der zertifizierten, gelben Sicherheitsmodule und der Ergänzung des Anwenderprogramms um Sicherheitsfunktionen können Sicherheitsanforderungen bis SIL 3 (IEC 61508, IEC 62061) bzw. PLe (ISO 13849-1) abgedeckt werden.

Die Integration der Sicherheitssteuerung in bestehende Automatisierungskonzepte ist durch Aufstecken der gewünschten Feldbuskomponenten einfach möglich. Auch die Migration bestehender Safety-Anwendungen auf Basis der ABB-Sicherheitssteuerungen T200-S und AC31-S ist möglich, da die AC500-S auch den Sicherheitsfeldbus AC31 Safety Fieldbus unterstützt.

Realtime auch für Sicherheits­funktionen

Die AC500-S ist mit der Feldbuskommunikation Profisafe über ProfiNET eine Sicherheitssteuerung für schnelle und zeitkritische Anwendungen. An einem Feldbus-Slave können sowohl Safety- als auch Non-Safety-Module gemischt betrieben werden. Die Rückwirkungsfreiheit nach IEC 61508 ist dabei gewährleistet. Die E/A-Sicherheitsmodule lassen sich zudem unabhängig von einer AC500-Zentrale am ProfiNET mit Profisafe betreiben.

Bislang einzigartig im Markt für Sicherheitssteuerungen ist die Option, die Sicherheitsfunktionen unter der vertrauten Programmierumgebung CoDeSys neben den Programmiersprachen Funktionsplan und Kontaktplan auch mit der Programmiersprache Strukturierter Text (ST) nach IEC 61131-3 zu programmieren.

Anwender können dadurch komplexe Kalkulationen und kundenspezifische Sicherheits-Funktionsbausteine in ihrem Applikationsprogramm unkompliziert realisieren. Komplexe Sicherheitsfunktionen, die oft eng verzahnt sind mit den Betriebsfunktionen, z.B. im Ablauf veränderliche Arbeitsbereiche oder dynamische Lastmomente (Roboter, Bühnentechnik, Krane), können dank Safety-Arithmetikfunktionen (Sin, Cos, Tan, Sqrt etc.) einfach integriert werden. Ergänzt wurde die Software auch durch Bibliotheken gemäß PLCopen-Safety-Standard.

Vereinfachte Zertifizierung des ­Anwenderprogramms

Ein patentiertes Verfahren zur Überprüfung des Anwenderprogramms verringert die Aufwände bei der Zertifizierung der Applikation und vereinfacht die Abnahme durch den Sicherheitsexperten. Dabei kommt ein Source-Code-Checker zum Einsatz. Das Safety Code Analysis Tool mit dem Produktnamen PS501-SCA hat die TÜV SÜD-Zulassung als T2-Tool (Offline-Tool) nach IEC 61508-4 und ermöglicht die automatisierte Verifikation des Sicherheitsprogramms nach IEC 61508-3. Das Tool zeigt automatisch die Programmabschnitte an, die nicht den Sicherheitsrichtlinien entsprechen, und trägt so dazu bei, dass der Engineeringaufwand bei der Programmzertifizierung drastisch reduziert wird.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die AC500-S eignet sich für einen vielfältigen Einsatz in der Industrie: In Bau- und Containerkranen gewährleistet sie die zuverlässige Umsetzung komplexer Safety-Funktionen wie Überlastsicherung und Kollisionserkennung und bietet Sicherheit vor Manipulation. „Geschwindigkeit drosseln statt stoppen" lautet das Motto bei Roboteranwendungen, bei denen die Sicherheitssteuerung dafür sorgt, dass der Roboter nur stoppt, wenn sich ein Mensch in seinem direkten Gefahrenbereich befindet. In Windenergieanlagen ermöglicht sie eine selektive Reaktion auf Störungsereignisse ebenso wie eine sichere Überwachung von Grenzwerten. Druckmaschinen, die Steuerung von Pressen, das Material Handling und sonstige Maschinenbauanwendungen sind weitere mögliche Einsatzfelder.(pe)

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