Durch die zunehmenden Anforderungen und die sich ständig erweiternden Aufgabenbereiche in der Automatisierung ergeben sich auch immer komplexere, verzweigtere Netzwerke. Im Safety-Bereich gilt es daher, sichere Netze effizient zu verbinden. Hierfür hat Bihl+Wiedemann vor einigen Jahren Safe Link entwickelt – eine sichere Kopplung über die Ethernet-Schnittstelle seiner AS-Interface Gateways (AS-i, Actuator-Sensor-Interface) mit integriertem Sicherheitsmonitor.

Signale aus zwei Welten

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Mit Safe Link lassen sich mehrere sichere AS-i-Netze miteinander verbinden, auch wenn sie in Anwendungen mit unterschiedlichen Feldbussen integriert sind. So können laut dem Unternehmen fast 2.000 Slaves quer durch alle angeschlossenen AS-i-Netze miteinander kommunizieren – unabhängig vom technologischen Gesamtkonzept der Anlage. Der unmittelbare Zugriff auf die Ein- und Ausgangsdaten aller beteiligten Maschinen sei jederzeit gewährleistet. Damit von der Technologie auch Anwender abseits von AS-i profitieren können, hat der Hersteller nun eine Lösung entwickelt, die zwei Safety-Protokolle miteinander koppelt: das Sicherheitsprotokoll Profisafe über Profinet des Verbands PI (Profibus & Profinet International) und das Sicherheitsprotokoll CIP Safety über Ethernet/IP des Verbands ODVA (Open Devicenet Vendor Association). Die Lösung besteht aus zwei ASi-3.0-Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor, die über Safe Link miteinander verbunden sind.

Das ASi 3.0 Profisafe über Profinet Gateway BWU3367 sammelt die sicheren Signale aus der PI-Welt ein. Das ASi 3.0 CIP Safety über EtherNet/IP Gateway BWU3683 erledigt das Gleiche für die ODVA-Welt. Die Kommunikation zwischen den Gateways und die Übersetzung der jeweiligen Signale erfolgen über Safe Link. So sind sichere Signale aus dem einen Netz auch im anderen Netz nutzbar. Bei der Kommunikation zwischen den beiden Gateways können bis zu 16 Byte übertragen werden.

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Die sichere Kopplung der Geräte erfolgt durch eine automatische Konfiguration in Asimon360, der Konfigurationssoftware von Bihl+Wiedemann. Dazu müssen die zu koppelnden Gateways ausgewählt werden – alles andere passiert automatisch im Hintergrund. Um die sichere Kopplung zwischen den beiden Sicherheitsprotokollen zu realisieren, wurden in einem größeren Entwicklungsprojekt die Hardware und die Firmware der entsprechenden Gateways an die neuen Anforderungen angepasst. Die neue Funktionalität wurde auch in die Konfigurationssoftware integriert. 

Komplett neu entwickelt

»Normalerweise übertragen wir im Rahmen von Safe Link vier Byte. Damit bis zu 16 Byte zwischen den Geräten sicher übertragen werden können, haben wir uns entschieden, das EtherNet/IP Gateway komplett neu zu entwickeln«, so Mathias Bachman, Produktmanager bei Bihl+Wiedemann. »Beim Profinet Gateway gab es ebenfalls eine Reihe von Verbesserungen, um den neuen höheren Anforderungen, die die sichere Kopplung der beiden Safety-Protokolle an die Geräte stellt, gerecht zu werden.« 

Dadurch, dass jetzt wesentlich mehr sichere Daten übertragen würden, habe man neben der Übertragungskapazität der Safety-Protokolle auch die der Standard-Feldbuskommunikation erweitert. »Und weil am Ende die Konfiguration der sicheren Kopplung von CIP Safety und Profisafe natürlich auch in der Asimon360 für die Anwender so einfach sein sollte, wie sie es von den anderen Funktionalitäten gewohnt sind, haben wir auch da einiges an Arbeit hineingesteckt«, erklärt der Produktmanager. 

Die Neu-, beziehungsweise Weiterentwicklung der beiden AS-i Safety Gateways erfolgte auf der Basis einer neuen Hardware-Plattform. Diese arbeitet mit Dual-Core-Prozessoren mit 800 Megahertz. »Die Rechenleistung unserer Geräte hat sich damit im Vergleich zu den Gateways der ersten Generation um den Faktor 100 erhöht«, erläutert Bachmann. Dank deutlich vergrößerter Rechenleistung könne man künftig neben den oben genannten Funktionen auch noch eine zusätzliche OPC-UA-Schnittstelle in die Gateways integrieren. 

In Summe ermöglicht die universelle Schnittstelle dann den Datendurchgriff über alle Automatisierungs-, IT-, MES- und ERP-Ebenen bis in die Cloud. Komponenten unterschiedlicher Hersteller können damit in standardisierter Form vernetzt und ihre Daten künftig auch auf mobilen Endgeräten wie Smartphones oder Tablets verarbeitet, analysiert und dargestellt werden. 

Die höhere Rechenleistung ist aber nicht nur für Anwendungen in der Smart Factory erforderlich, so das Unternehmen. Sie bilde auch die Grundlage für das Realisieren aufwendigerer Sicherheitskonzepte in immer komplexeren Umgebungen, beispielsweise der Antriebstechnik und der Robotik. 

SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 109 und Halle 7, Stand 200