Sichere Kommunikation auch für komplexe Anlagen

 

In automatisierten und gleichzeitig zunehmend individualisierten Fertigungsumgebungen müssen komplexe Anlagen immer kürzere Montagezeiten bei einer steigenden Anzahl an zu verbauenden Komponenten aufweisen. Ein Aspekt ist dabei insbesondere relevant: eine durchgängige Konnektivität. Sie muss Maschinen und Anlagen so miteinander verbinden, dass das Produktionssystem effizient und sicher läuft. Das Kommunikationsprotokoll IO-Link Safety sorgt für eine flexibel nutzbare, intelligentere und kostengünstigere Verbindung.

Grundsätzlich betrachtet, ist IO-Link Safety eine Technologie, mit der sich Sicherheitssensoren und Aktoren schnell und einfach integrieren lassen. Das zahlt sich vor allem bei komplexen Anlagen wie weitläufigen Förderanlagen aus.

Ein sicherer Standard in der Industriekommunikation

Jeder Hersteller und Anlagenbauer, der Fördersysteme entwickelt und produziert, weiß, wie zeitaufwendig die Verkabelung sein kann. Jede Station – sei es ein Not-Halt-Taster, ein Drucktaster oder zum Beispiel auch eine Statusanzeige einer IO-Link-Leuchte – macht in der Regel eine separate Verkabelung zu Schaltschränken oder dezentralen Modulen und die entsprechende Auswertung durch die Steuerung (Standard oder Safety) notwendig. Das ist eine Komplexität, die nicht nur das Projekt verlangsamt, sondern auch die Kosten erhöht, zu mehr potenziellen Fehlerquellen führt und die Wartung erschwert.

Dagegen spart IO-Link Safety mit einer einzigen Kabelverbindung, die sowohl Kommunikation als auch Sicherheit bewältigen kann, Maschinenbauern Zeit. Denn mit IO-Link Safety lässt sich die Installationszeit reduzieren – und damit auch der Engineering-Aufwand.

Schneller montiert, schneller im Fluss

Förderanlagen in Produktion und Montage beispielsweise müssen Komponenten und Baugruppen ohne Störung weitertransportieren. Das bedeutet, Hersteller, Anlagenbauer wie auch Betreiber von Förderanlagen stehen oft unter Zeitdruck, denn die Fördertechnik muss einerseits schnell einsatzbereit sein, andererseits muss die Produktionslogistik im laufenden Betrieb gesichert bleiben.

Anforderungen, die IO-Link Safety erfüllt: mit einer Plug-and-Play-Verkabelung und einer Reichweite von bis zu 20 Metern zwischen dem IO-Link-Safety-Master und den IO-Link-Safety-Devices – IOLS-Sensoren und/oder IOLS-Bedieneinheiten – im Feld. Zudem können Applikationen mithilfe von M12-Steckverbindern und einer einfachen Gerätekonfiguration schnell in Betrieb gehen. Kommt die Bedieneinheit PITgatebox IOLS als IOLS-Device, das Punkt-zu-Punkt mit dem Master verbunden ist, zum Einsatz, kann die Reichweite größer werden. Das vereinfacht die Layoutplanung, weil Integratoren von den infrastrukturellen Einschränkungen festverdrahteter Sicherheitseinrichtungen befreit werden.

Der IO-Link-Safety-Master ist durch IP67- und IP69K-Schutz auch in rauen Umgebungen einsetzbar – etwa in der Metallbearbeitung, wo Staub oder Späne an der Tagesordnung sind.

IO-Link Safety – noch effizienter im System

Viele Maschinen und Anlagen erfordern zudem Sicherheitsschalter oder Sicherheitszuhaltungen, um Mensch und Maschine zu schützen. IO-Link Safety bindet sichere Sensoren im Feld nahtlos ein.

Im Pilz-IO-Link-Safety-System wird zum Beispiel der Status der Tür- und Schutzvorrichtungen – etwa „offen“ oder „geschlossen“ – über die IO-Link-Safety-Bedieneinheit PITgatebox zentral an die übergeordnete Sicherheitssteuerung übermittelt. Damit kann die Anlage schneller wieder anlaufen und es lässt sich die Reaktionszeit beim Thema Wartung optimieren.

Wenn Anwender die Sicherheitszuhaltung PSENmlock und die Bedieneinheit PITgatebox einsetzen, ist eine vorausschauende Wartung – durch die Erfassung von Betriebszeiten – und erweiterte Diagnose umsetzbar. Denn Anwender können die Statusmeldungen der Sicherheitszuhaltung über das System erfassen.

Wie lassen sich Steuerungseinheiten und Sensoren schneller verbinden?

Die relativ junge Technologie zur schnellen und einfachen Verbindung von Steuerungseinheiten und Sensoren im Feld unterstützt den Anwender spürbar. Sie macht für Not-Halt-Schalter, Drucktaster und LED-Anzeigen eine umfassende, sofortige Diagnose umsetzbar. So können Anwender bei Störungen ad hoc reagieren.

Die Optimierung der Kosten hat IO-Link Safety dabei immer im Blick. Am IO-Link-Safety-Master wird nur ein einzelner Port benötigt, um die im System zur Verfügung stehende Bedieneinheit PITgatebox anzubinden. Werden anschließend weitere Sensoren wie Sicherheitsschalter oder Zuhaltungen in Reihe an dieser Bedieneinheit integriert, läuft die gesamte Kommunikation weiterhin über diesen einen IO-Link-Safety-Port – übersichtlich und ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand.

Dass sich auch komplexe Anlagen schnell in Betrieb nehmen lassen, ist ein weiterer Pluspunkt. Denn IO-Link Safety vereinfacht die Installation und macht die Kommunikationsstruktur weniger fehleranfällig.

Die Inbetriebnahme ist hierbei ein Aspekt, der schnelle Gerätetausch der andere. Wer IO-Link Safety einsetzt, kann alle Devices sofort austauschen. IO-Link-Safety-Geräte identifizieren sich selbstständig; gespeicherte Parameter werden automatisch übernommen. Dieses Merkmal vereinfacht den Austausch und senkt den Aufwand für die Lagerhaltung, da weniger Produktvarianten benötigt werden.

Matthias Wolfer zu Wirtschaftlichkeit von IO-Link Safety:

„IO-Link Safety ist eine kostenoptimierte Technologie: Am IO-Link-Safety-Master von Pilz wird lediglich ein einzelner Port benötigt, um die im System zur Verfügung stehende Bedieneinheit PITgatebox anzubinden. Werden anschließend weitere Sensoren angeschlossen, läuft die gesamte Kommunikation weiterhin über nur diesen einen IO-Link-Safety-Port. Übersichtlich und ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand.“

Optimierte Fehlerdiagnostik über IO-Link Safety

Über Bedieneinheiten lassen sich Schutztürsysteme aktivieren, stoppen oder quittieren. An weit verzweigten Anlagen sollten sich einzelne Maschinenfunktionen direkt am Einsatzort auslösen oder regeln lassen. Denn ein schnelles Eingreifen ist nur über eine unmittelbare, vernetzte Auslösung direkt am Einsatzort möglich. Daher lassen sich Bedieneinheiten in Reihe schalten und mithilfe von IO-Link Safety integrieren.

Ohne IO-Link Safety müssen die Bedieneinheiten einzeln verdrahtet und ausgewertet werden. Der Unterschied liegt in der Reihenschaltung der Bedieneinheiten und in der Datendiagnose. Ohne IO-Link Safety sind nur einfache Daten verfügbar, etwa ob ein Not-Halt betätigt ist. Mit IO-Link Safety liefert das System jedoch mehr Diagnosedaten. Etwa Informationen zum Status des Geräts im Feld, im Fehlerfall der Error Code oder auch Artikelname und -nummer.

Diese Angaben zum Gerätestatus informieren den Bediener beispielsweise darüber, ob die Maschine gestoppt hat. Dazu zeigen sie ihm an, was zu tun ist. Bei Pilz ist so etwa auch eine zentrale Diagnose aller Bedieneinheiten PITgatebox möglich. Das bedeutet: Die Informationen werden zentral in der Visualisierung angezeigt und nicht nur an der Anlage.

Fazit

Vor dem Hintergrund steigender Komplexität der Produktionslinien können herkömmliche Verkabelungs- und Sicherheitsarchitekturen oft nicht Schritt halten. Mit IO-Link Safety steht ein System zur Verfügung, das dieser Anforderung begegnet.

Autor: Matthias Wolfer, Produktmanager Controllers, Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern

Fotos: Pilz

 

Podcast Webinar IO-Link Safety – sichere Kommunikation bis ins Feld | Pilz IO-Link Safety integrated in a Production Line | Pilz