Minimale Safety-Lösungen, wie sie bisher per Sicherheitsrelais verdrahtet wurden, lassen sich nun mit nur einem Safety-Mischmodul flexibel umsetzen.

Minimale Safety-Lösungen, wie sie bisher per Sicherheitsrelais verdrahtet wurden, lassen sich nun mit nur einem Safety-Mischmodul flexibel umsetzen. B&R

B&R erweitert mit ‚Reaction für Safety‘ den Einsatzbereich der Ende 2013 vorgestellten Reaction-Technology (siehe auch IEE 1/2014, Seite 32) auf sicherheitsrelevante Anwendungen. Die reaktionsschnelle programmierbare Sicherheitstechnik erreicht dabei sichere Reaktionszeiten von 100 µs. Zeitkritische Subprozesse werden dazu direkt im FPGA der SafeIO-Module abgearbeitet. Die Programmierung erfolgt wie bei den anderen Safety-Lösungen von B&R per Funktionsbaustein-Sprache im Safe Designer des Automation Studios. Da das Reaction-Modul einen Teil der Steuerungsaufgaben übernimmt, werden die Standard-Steuerung und das Netzwerk entlastet. Beide lassen sich daher oft kleiner dimensionieren. Dadurch ergibt sich ein Kostenvorteil, der den Aufwand für die Safe-Reaction-Module schnell wettmacht. Zudem: Netzwerk und Controller haben keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit. An den Start geht B&R mit einer Serie sicherer digitaler Mischmodule der X20-SafeIO-Familie. „Integrierte Sicherheitstechnik ist damit auch bei Kleinstanwendungen nicht mehr teurer als bisherige Sicherheitslösungen auf Basis von Safety-Relais“, so Franz Kaufleitner.

"Die Einstiegshürde für programmierbare Sicherheitstechnik ist gefallen." Franz Kaufleitner, Technology Manager Safety bei B&R.

„Die Einstiegshürde für programmierbare Sicherheitstechnik ist gefallen.“ Franz Kaufleitner, Technology Manager Safety bei B&R.B&R

Schnelle und sichere Reflexe dank FPGA

Für den Speed der Klemmen sorgt ein FPGA. Diese Field Programmable Gate Arrays sind unschlagbar, wenn es gilt, Verknüpfungen schnell zu bearbeiten. Der Nachteil – bislang jedenfalls – liegt in der Generierung des VHDL-Codes, der in den FPGA geladen wird beziehungsweise die Gatterverschaltung bewirkt.

VHDL steht für Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language und definiert modellhaft den Aufbau einer physikalischen Schaltung. Anders als die meisten Programmiersprachen, die den sequentiellen, zeitlichen Ablauf einzelner Anweisungen festlegen, beschreibt VHDL die Funktionsstruktur der verschiedenen Hardware-Module in einem FPGA. Durch die spezifische Konfiguration der internen Strukturen können in einem FPGA daher verschiedene Schaltungen realisiert werden, die simultan arbeiten. Genau das macht nicht nur die auf der SPS IPC Drives 2013 vorgestellten Standard-Reaction-Module schnell, sondern jetzt auch die SafeIO-Module. Damit der FPGA nicht ausgebremst wird, kommen zudem schnelle Halbleiterbausteine anstatt elektromechanischer Relais zum Einsatz.

Die Flexibilität lässt sich realisieren, weil der FPGA im Safe Designer wie ein Safety-Controller abgebildet ist und mit verschiedenen Funktionsbausteinen konfigurierbar ist. Nach der Safety-Steuerung Safe Logic und der integrierten Variante Safe-Logic-X (siehe auch IEE 3/2013 Seite 18) mit intelligenten Safety-Klemmen im X20-Format skaliert B&R mit den gemischten SafeIO-Klemmen die Sicherheitssteuerung weiter nach unten. „Preislich liegen wir im Bereich einer hartverdrahteten Lösung mit Safety-Relais, decken funktional aber alle Funktionen der programmierbaren und integrierten Sicherheitstechnik ab“, so Kaufleitner.