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Technologie

Safety-Schnittstelle schafft Inter-operabilität

Als einziges netzwerkintegriertes System zur Übertragung und Verarbeitung sicher-heitsgerichteter Signale ist openSAFETY unabhängig vom Systembus, über den die Daten übertragen werden. Damit wäre es an sich einfach, ganze Maschinengruppen mit einer einheitlichen Sicherheitstechnik auszustatten, auch wenn die einzelnen Maschinen von verschiedenen Herstellern stammen und mit unterschiedlicher Steue-rungstechnik ausgestattet sind.

Trotz dieser Trägersystemunabhängigkeit ist es jedoch nicht wahrscheinlich, dass sich bei allen Maschinenherstellern eine einheitliche Sicherheitstechnik durchsetzt.

„Es ist daher notwendig, die Interopera-bilität unterschiedlicher Safety-Standards auf Netzwerkebene herzustellen, um auch im Verbund ihre volle Funktionalität nutzen zu können“, ist Miodrag Veselic überzeugt. Er ist Technology Manager für openSAFETY bei B&R. „Gemeinsam mit der Organization for Machine Automation and Control (OMAC) arbeitet B&R daher an der Spezifikation eines Schnittstellen-protokolls zur einfachen Herstellung einer sicherheitsgerichteten Anlagenvernetzung trotz unterschiedlicher Systeme auf der einzelnen Maschine.“

Maschinenprofile als Dreh- und Angelpunkt

Zentrales Element der sicherheitsgerich-teten Anlagenvernetzung ist ein einheit-liches Profil, das die jeweilige Einzelma-schine oder Handling-Einrichtung mit ihrem sicherheitsrelevanten Grundauf-bau beschreibt. „Dabei handelt es sich um einen überschaubaren Satz von ma-schinen- und anlagenübergreifenden Zu-standssignalen wie Not-Aus, Einrichtebe-trieb, Grenzwertüberschreitungen, etc.“, berichtet Miodrag Veselic. „Zu jedem

Marktverteilung Industrial Ethernet: openSAFETY deckt 91% aller realisierten Anwendungen ab!

(Quelle: IMS Research Q3/2009)

davon legt das Maschinenprofil fest, ob die Einheit es liefern kann oder für ihre eigene sichere Reaktion benötigt.“ Durch den einfachen Aufbau der Daten im Profil können netzwerkintegrierte Safety-Systeme unterschiedlicher Fabrikate zu einem Verbund zusammengeschlossen werden, in dem allen Teilen sicherheits-relevante Basisinformationen über das restliche Netzwerk zur Verfügung stehen.

Somit kann in jeder Einzelmaschine auf sicherheitsrelevante Betriebszustände an anderen Stellen reagiert und auf diese Weise die Verfügbarkeit der Maschi-nen und Anlagen erhöht werden. Da die Übertragung der Sicherheitssignale über openSAFETY durch das verwendete Black-Channel-Prinzip von der Kommu-nikationsschicht des Netzwerksystems unabhängig ist, kann diese Vernetzung über beliebige Ausprägungen von Ether-net erfolgen. Ein wichtiges Detail der Spezifikation für die universelle Safety-Schnittstelle ist die Fähigkeit, Teilnehmer hinzuzufügen oder zu entfernen, ohne

das restliche Netzwerk anzuhalten oder gar abzuschalten.

Hauptziel einfache Implementie-rung

Noch sind die Schnittstellenprotokolle und der Datenaufbau für die Maschinenprofile nicht endgültig festgelegt. Ihre Erstveröf-fentlichung wird im Laufe des Jahres 2012 erwartet. „Über Erfolg oder Misserfolg der Schnittstelle entscheidet die Einfach-heit der Implementierung“, weiß Miodrag Veselic. „So wird der Konfigurationsdaten-satz rein in Software umzusetzen sein, um Safety-Systemherstellern die Integration leicht zu machen, für einfache Geräte oder Vorrichtungen ohne eigene Sicherheits-steuerung wird es von B&R, aber wohl auch von anderen Herstellern, die Funktion fertig gekapselt in Adaptern geben.“

Ist der Profilaufbau der vereinheitlichten Schnittstelle für die Ethernet-basierte Si-cherheitsdatenübertragung erst

veröffent-Technologie

Alle unter einem Dach: openSAFETY bie-tet eine einheitliche Sicherheitslösung für alle Industrien und Branchen.

licht, beschränkt sich der Aufwand zur Schaffung der Kompatibilität für Maschi-nenhersteller auf die einmalige Realisie-rung des Maschinenprofils. Zudem können sie sich auf die Absicherung innerhalb der Einzelmaschine konzentrieren und müssen nicht ständig wechselnde kundenspezifi-sche Spezialitäten der Handhabungstech-nik berücksichtigen. Das bringt nicht nur eine kürzere Time-to-Market durch die nur einmal erforderlichen Aufwände für Ent-wicklung und Zertifizierung.

Vernetzte Sicherheit steigert Pro-duktivität

Ihre Kunden werden nicht zuletzt aus der Verfügbarkeit von Maschinen, Robotern und Handling-Einrichtungen profitieren, die baukastenähnlich einfach zu komple-xen Produktionsanlagen mit durchgängiger sicherheitstechnischer Ausstattung auf heutigem Niveau zusammengestellt wer-den können. Deren Konfiguration bei Be-darf auch mit überschaubarem Aufwand verändert werden kann. Damit wird es ih-nen leicht gemacht, Produktivitätsvorteile zu erzielen, die mit herkömmlichen Tech-nologien bisher nicht erreichbar waren.

Einen Beitrag dazu leisten Smart Safe Reactions wie Sichere Reduzierte Ge-schwindigkeit (SRS), die synchron auf mehreren Maschinen gefahren werden können, um ohne den unproduktiven Stillstand einen sicheren Zustand zu bieten. Ebenso der Produktivität för-derlich ist auch die Möglichkeit, nicht einzelne Maschinen, sondern ganze Anlagengruppen mit einer Absicherung der gemeinsamen Umfassungslinie zu versehen. Das spart Transportwege und -zeiten, insbesondere aber auch Auf-stellfläche, denn die sichere Mitreaktion auch der Nachbarmaschine erspart die Notwendigkeit, für jeden Anlagenteil einen separaten Wartungsgang für Ein-richtearbeiten vorzusehen.

„Ein weiterer Vorteil der sicher-heitsgerichteten Anlagenver-netzung auf dem Niveau der

Netzwerktech-nologie ist die einheitliche Diagnose in hoher Qualität und Detaillierung über alle Maschinen hinweg, die dadurch erst möglich wird“, merkt Franz Kaufleitner, Produktmanager für die Integrierte Si-cherheitstechnik bei B&R, an.“

Ethernet-basierte Sicherheitstechnik ist bereits heute in Einzelmaschinen Stan-dard. Mit openSAFETY und der von OMAC und EPSG entwickelten verein-heitlichten Safety-Schnittstellendefinition werden ihre Vorteile auch in der Gruppe einfach nutzbar. „

Technologie

Intel Mehrkern-Prozessor

für anspruchsvollste Aufgaben

Höchste Performance

Die neueste Intel® Core™ i Technologie stellt das Herz der APC910 dar. Durch weitere Verkleinerung der Strukturgrö-ßen auf dem Chip und einer neuen Mikroarchitektur, die jetzt die Grafikeinheit in der CPU integriert, konnte Intel® einen großen Performancesprung gegenüber der ersten Core™ i Generation und auch gegenüber den Core™2 Duo Systemen machen. Die weitere PC Infrastruktur ist ebenfalls auf höchste Rechenleistung und optimalen Datendurchsatz getrimmt. So übernimmt beim APC910 eine Serial ATA basierende CFast Karte die Aufgabe der bisherigen Com-pactFlash. Wie schon bei APC810 sind Hard Disks und Solid

Der APC910 basiert auf neuester Intel

®

Core™ i

Technologie und bietet höchste Rechenleistung

für anspruchvollste Aufgaben wie Vision

Syste-me. Das bewährte Basisdesign der Automation

PCs wurde beibehalten und in vielen Details

wei-terentwickelt, um den fortschreitenden

Ansprü-chen am PC Markt Rechnung zu tragen.

Robust-heit für harten Industrieeinsatz in aller Welt und

langjährige Serienverfügbarkeit sind nach wie vor

herausragende Eigenschaften der Automation

PCs, die mit dem APC910 jetzt fortgesetzt wird.

Technologie

Intel® Core™ i

Die Core™ i Prozessoren der neuesten Generation sind als Mehrkernprozessoren aufgebaut und integrieren die Grafikeinheit komplett auf dem Prozessor. Dieser beinhaltet die Prozess-orkerne, den Speichercontroller, Caches und die erwähnte Grafik. Der Speichercontroller un-terstützt nach wie vor DDR3 RAMs. Gefertigt in modernsten Prozessen enthalten die Core™

i CPUs über 500 Millionen Transistoren auf dem Prozessor. Intels HypThreading Technik er-möglicht die gleichzeitige Verarbeitung von zwei Aufgaben in jedem Prozessorkern. Weitere Optimierungen in der CPU Architektur, zum Beispiel im Cache Bereich, sorgen für die im Ver-gleich zu den Vorgängern deutlich gesteigerte Leistung bei verVer-gleichbaren Taktfrequenzen.

CFast Technologie

Die neuen CFast Karten kombinieren den Formfaktor der CompactFlash Karte mit dem schnellen SATA Interface. Die Vorteile der CompactFlash wie extreme Robustheit bleiben mit der CFast Karte erhalten. Der APC910 bietet hinter der Frontklappe einen einfach zugänglichen CFast Slot, so dass die CFast Karte auch als Wechselspeichermedium zum Datentransfer oder für Upgrades genutzt werden kann. Der APC910 kombiniert in be-währter Weise kompakte Datenträger auf Basis CFast mit Standard PC Laufwerken wie Solid State Drive und Hard Disks. Der Anwender hat damit alle Freiheiten, die Daten optimal abzulegen und kann zum Beispiel Betriebssystem und Prozessdaten trennen.

Die CFast Karte ermöglicht durch die gegenüber der CompactFlash wesentlich höheren Transferraten eine Verkürzung der Bootzeiten und schnelleres Speichern von Daten. Die CFast Karten basieren auf der SLC (Single Level Cell) Flashtechnologie, die im industri-ellen Einsatz für große Datenbeständigkeit sorgt und ein Maximum an Schreibzugriffen aufweist. Für eine lange Lebensdauer sorgt darüber hinaus das intelligente Wear-Leve-ling, das die Daten optimal auf die Flashzellen verteilt. „

State Drives ebenfalls per schnellem SATA Interface an das PC System angebunden. Die weitere Ausstattung an Schnittstellen lässt ebenfalls keine Wünsche offen. Zwei Mal Gigabit Ethernet, eine onboard serielle und weitere modulare serielle Schnittstellen runden zusammen mit USB Schnittstellen die umfassende Ausstattung des APC910 ab.

Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit für viele produktive Jahre

Automation PCs sind gebaut für langjährigen Dauereinsatz. Dies beginnt bei dem verschweißten Gehäusekäfig, der die Elekt-ronikkomponenten von der Außenwelt abschirmt und raue Behandlung einfach wegsteckt. Die aufwändige Industrielackierung hält auch aggressiver Umgebung stand, so dass man dem Automation PC selbst langjährigen Gebrauch nicht ansieht. Die Komponentenauswahl erfolgt ebenfalls unter dem Gesichtspunkt langjähriger Zuverlässigkeit. So werden Bauteile eingesetzt, die speziell für industriellen Einsatz ausgelegt sind, hohe Umgebungstemperaturen verkraften und lange Jahre verfügbar sind. Darü-ber hinaus liegt die Produktionszeit der Automation PC Generationen bei weit üDarü-ber 10 Jahren - eine absolute Ausnahmestellung im kurzlebigen PC Geschäft und ein großer Kostenvorteil für den Anwender. Dass sich Innovationen und Produktkontinuität nicht gegenseitig ausschließen stellt mit dem APC910 die dritte Generation der Automation PCs unter Beweis. Vom komfortablen Anschluss der Kabel an die oben angeordneten Schnittstellen bis hin zu den Befestigungsbohrungen sind viele Details gleichge-blieben. Für die vielen tausend Panels im Feld - ob in kundenspezifischer Variante oder im Standard Design - gibt es nach wie vor die bewährte SDL Schnittstelle zur komfortablen Verbindung zwischen PC und Display.

100011100100100010101 100011100100100010101 Technologie

Maschinenbau im Wandel:

Die Zukunft ist mechatronisch

Entwicklung mit Automation Studio und EPLAN Electric P8

Der Entwicklungsprozess im Maschinenbau ist im Wandel. Während in

der Vergangenheit Mechanik, Elektrik und Software streng

voneinan-der getrennt und in einer strikten, seriellen zeitlichen Abfolge

entwi-ckelt wurden, verschmelzen die Disziplinen im Sinne der Mechatronik

zunehmend. Damit wird nicht nur deutlich effizientere Entwicklung

durch Parallelisierung möglich, auch die gegenseitige Abstimmung

zwischen Mechanikentwicklung, Elektroplanung und

Softwareingeni-euren erfolgt einfacher und synchroner.

Technologie

Offene Schnittstellen forcieren Verbindung der Disziplinen

Die zunehmende Verschmelzung der Domänen erfordert eine Strategie der offenen Schnittstellen - bestehende Expertentools werden über ein transparentes und durchgängiges Interface an das Entwicklungswerk-zeug für die Maschinenapplikation - Automation Studio von B&R - an-gebunden. Dabei übernimmt Automation Studio als integrierte Entwick-lungsplattform die für die Projektierung von Automatisierungslösungen erforderlichen Funktionen - wie Steuerungsprogrammierung, Erstellung von Visualisierungen, Anbindung von Antriebskomponenten, Sicherheits-technik und vieles mehr - während etablierte Expertentools - wie etwa EPLAN Electric P8 für die Elektroplanung - über transparente Schnittstel-len angebunden werden.

Nahtlose Anbindung ermöglicht Parallelisierung

Die nahtlose Anbindung von EPLAN Electric P8 an Automation Studio erlaubt eine Parallelisierung der Entwicklungsarbeit. „Durch die einfache Übernahme von Hardwarekonfigurationen und dem dazugehörigen I/O-Mapping in Automation Studio von B&R sind unsere Anwender in der Lage, Entwicklungszeit und -kosten zu sparen, indem Doppeleingaben und redundante Arbeitsschritte vermieden werden“, weiß Rainer Burgard, Key Account Manager bei EPLAN in Monheim. Die Verbindung der beiden Werkzeuge funktioniert für die beteiligten Ingenieure denkbar einfach.

Während in der Vergangenheit die Hardwarekonfiguration in Handarbeit in der Automatisierungsumgebung zusammengestellt werden musste, obwohl sie im ECAD Tool bereits vollständig vorhanden war, genügt bei der Arbeit mit Automation Studio und EPLAN Electric P8 ein Knopfdruck, und der Hardwarebaum inklusive I/O-Mapping wird automatisch angelegt.

Die entsprechenden Prozessvariablen werden dabei direkt in Automation Studio mit den bereits vorhandenen Variablen abgeglichen und zusam-mengeführt. Ein intelligenter Vergleichsmechanismus zeigt übersichtlich, welche Komponenten im Hardwarebaum in Automation Studio projek-tiert wurden und welche B&R Bauteile in der Elektroplanung verwendet werden. Der Abgleich zwischen den Projekten erfolgt dabei in wenigen Klicks durch den Anwender. Entsprechende EPLAN Makros für die Hard-warekomponenten werden von B&R zur Verfügung gestellt.

Synchron durch Round-Trip Engineering

Intelligente Import- und Exportmechanismen erleichtern die tägliche Ar-beit mit mehreren Werkzeugen erheblich. B&R und EPLAN gehen hier noch einen Schritt weiter. Mittels „Round-Trip Engineering“ werden Elek-troplanung und Automatisierungsprojekt synchronisiert. Entsprechende Mechanismen sorgen dafür, dass beide Projekte stets auf dem gleichen Stand sind. Der Vorteil liegt auf der Hand. „Durch die automatisierte Un-terstützung des Datenaustausches werden Fehler in der Kommunikation zwischen den Engineering-Disziplinen vermieden, und somit die Qualität des Produktes gesteigert. Dies trägt zur Senkung von Folgekosten in »

Philipp H. F. Wallner, System Architect B&R

Technologie

der Wartungsphase eines Systems bei“, so Heinz Fürnschuss, als Technical Manager bei B&R für die Entwicklung der Schnittstelle zu EPLAN verant-wortlich, „Änderungen können schneller,einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden, da Anlagendokumentation und Software eines Sys-tems aktuell und synchron zueinander sind.“

Die nächste Generation mechatronischer Werkzeuge

Die deutlich beobachtbare Verschmelzung der Domänen Mechanik, Elektrik und Software im Sinne der Optimierung der Entwicklungseffizienz macht ein Umdenken im Bereich der Toollandschaft erforderlich. Während in der Vergangenheit jedes Werkzeug für sich allein gestanden ist und maximal über einfache Import- und Exportmechanismen mit anderen Expertentools verknüpft war, so werden zukünftig offene, transparente Schnittstellen mit intelligenten Synchronisationsmechanismen eine übergeordnete Rolle spielen. Nur so kann der Maschinenbau durch das Zusammenwachsen der Disziplinen auch tatsächlich von deutlich verkürzten Entwicklungszeiten und niedrigen Entwicklungskosten profitieren.

Elektroplanung und Automatisierungsprojekt werden mittels Round-Trip Engineering ständig auf dem gleichen Stand gehalten.

Im Bereich der Elektroplanung und der Au-tomatisierung von Maschinen und Anlagen zeigen B&R und EPLAN, wie die reibungslose Kopplung zwischen unterschiedlichen Werk-zeugen aussehen kann. Möglich wird dies durch ein durchgängig durchdachtes Kon-zept sowie durch die enge Zusammenarbeit der beiden Hersteller. „

Highlights:

Ŷ Direkter Import der Hardwarekonfiguration aus EPLAN Electric P8

Ŷ Automatische Anpassung des I/O Mappings

Ŷ Synchroner Projektabgleich durch Round-Trip Engineering

Im Dokument Wie kommt die Sonne in den Tank? (Seite 60-67)

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