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Feldbuslösungen für die aktive Sicherheitstechnik

08.03.2012
Aufgrund seiner hohen Vibrationsfstigkeit eignet sich MVK Metall Safety hervorragend für den Einsatz in rauer und extremer Umgebung
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Aufgrund seiner hohen Vibrationsfstigkeit eignet sich MVK Metall Safety hervorragend für den ... MVK Metall Safety: Sichere Ein- und Ausgänge, verpackt in einem robusten Gehäuse 

Sicherheit wird in der Automatisierungsbranche großgeschrieben. Für die aktive Sicherheitstechnik bietet Murrelektronik mit dem Feldbus­modul MVK Metall Safety eine interessante Lösung. Mit ihm können die höchsten Standards für Installationen erreicht werden: Safety Integrity ­Level 3 (nach IEC 61508 und IEC 62061) und Performance Level e (nach EN ISO 13849-1). Dabei gibt es neben ­einem reinen Eingangsmodul auch ein gemischtes Modul mit Ein- und Ausgängen.


Sicherheitstechnik ist wichtig. Darum sucht die Automatisierungsbranche ständig nach Lösungen, um Produktionsprozesse zu verbessern. Im Fokus stehen dabei auch häufig Aspekte wie Effektivität und Wirtschaftlichkeit. Die Verantwortlichen müssen aber auch sicher stellen, dass die am Produktionsprozess beteiligten Menschen konsequent vor Verletzungen oder gar lebensgefährlichen Situationen geschützt und die eingesetzten Maschinen vor Schäden bewahrt werden. Auch der Gesetzgeber fordert über Normen eine intensive Beschäftigung mit Aspekten der Sicherheitstechnik ein.


Aktive und passive Sicherheitstechnik
Dabei gilt es zwischen passiver und aktiver Sicherheitstechnik zu unterscheiden. In der passiven Sicherheitstechnik werden sichere Installationslösungen durch das Zusammenwirken von passiv sicheren Feldbusmodulen mit Sicherheitsrelais erreicht. Im Bedarfsfall - zum Beispiel, wenn eine Schutztüre geöffnet oder ein Lichtgitter durchgriffen wird - werden die Ausgänge der Module über die Relais spannungsfrei geschaltet und die betroffenen Maschinenbaugruppen somit sicher still gelegt.


Passiv sichere Feldbusmodule halten vorgegebene Luft- und Kriechstrecken ein. Abstände auf den Leiterplatten sind so dimensioniert, dass Querschlüsse konsequent ausgeschlossen werden können. Das stellt sicher, dass beim Auslösen der Sicherheitsfunktion keine Fremdspannungen auf die sicher abgeschaltete Spannungskreise gelangen können.


Feldbusmodule und Safety-Relais
Murrelektronik bietet passiv sichere Feldbusmodule (MVK Metall, Cube67 und MASI) sowie Safety-Relais der Baureihe MIRO Safe an.

Bei der passiven Sicherheitstechnik wird somit bestehende Sicherheitstechnik(MIRO Safe) mit passiven sicheren „Standard"-Feldbusmodulen miteinander verknüpft. Das vereinfacht die Maschineninstallation, da bekannte Konzepte und Prinzipien beibehalten werden. Vorhandenes Know-how wird genutzt, mühevolles Umdenken auf neue Technologien ist nicht erforderlich. Das erleichtert den Einstieg bei Installationslösungen, wo lediglich sichere Ausgänge im Feld benötigt werden.


In der aktiven Sicherheitstechnik sieht es dagegen anders aus. Dort lautet das Grundprinzip: Die gesamte Feldbuslösung unterliegt sicherheitstechnischen Grundsätzen. Betroffene Ausgänge werden nicht allein durch Wegnahme der Spannung passiv still gelegt, stattdessen werden sie durch zielgerichtete Signale von der Steuerung deaktiviert. Solche Systeme setzen voraus, dass die einzelnen Komponenten sicherheitstechnischen Anforderungen genügen, dass eine sichere Steuerung (F-SPS) sichere Signale sendet und außerdem die Verlässlichkeit der Übertragung gewährleistet ist.


Eingangs- und gemischtes Modul
Das Feldbusmodul MVK Metall Safety gibt es als reines Eingangsmodul und als gemischtes Modul mit sicheren Ein- und Ausgängen. MVK Metall Safety ist die notwendige Komponente, um Feldbuslösungen nach dem Grundsatz der aktiven Sicherheitstechnik realisieren zu können. An den Eingängen werden dabei Sicherheitssensoren, Schutztürapplikationen, Not-Aus-Taster, Lichtgitter o. ä. angeschlossen und so in das sichere System integriert. An den sicheren Ausgängen werden Aktoren (bis 2A) wie beispielsweise Ventile oder Kleinmotoren angeschlossen, die im Bedarfsfall sicher deaktiviert werden müssen.


Damit die Daten sicher übertragen werden, arbeitet MVK Metall Safety mit den Übertragungsprotokollen Profinet/Profisafe oder Profibus/Profisafe. Dabei handelt es sich um sicherheitsgerichtete Erweiterungen der Protokolle Profinet und Profibus, die Standard in Industriellen Applikationen sind. Die Erweiterung Proifisafe wurde von den Unternehmen der Profibus-Nutzer-Organisation (PNO) entwickelt, ist herstellunabhängig und offen. Sie ist in der Norm IEC 61784-3-3 als internationaler Standard gelistet. Durch die Verknüpfung mit den bestehenden Protokollen können vorhandene Kommunikationstechnologien genutzt werden. Fehlersichere Daten und Standard-Daten werden mit Profisafe über dieselbe Busleitung übertragen. So entsteht kein unüberschaubarer Zusatzaufwand für Engineering und Installation. Außerdem können in die einzelnen Stränge der sicheren Feldbuslösung auch Standardmodule integriert werden. Das birgt ein enormes Einsparpotenzial in der Verkabelung. Außerdem kann die Feldbuslösung ohne wesentliche Änderungen zu einem sicheren System aufgebessert werden.

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