Johan Sterrenburg, technischer Leiter bei Chemours Netherlands, hat unter anderem die einfache Anbindung der SafetyBridge-Module an die S7-Steuerung überzeugt.

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Johan Sterrenburg, technischer Leiter für elektrische Systeme und die Messausrüstung am Standort Dordrecht, erläutert den Projektansatz: „Bereits zu Beginn der Aktivitäten war klar, dass unser Hauptaugenmerk auf der Trennung des Sicherheitssystems von der Hauptsteuerung liegt. Nachdem wir alle möglichen Lösungskonzepte geprüft und bewertet hatten, haben wir uns letztlich für das I/O-System Inline von Phoenix Contact mit der TÜV-zertifizierten SafetyBridge Technology (SBT) entschieden. Dies, weil sich die Lösung einfach an die S7-Standardsteuerung anbinden lässt und gleichzeitig eine eigene Sicherheits-CPU umfasst. Deshalb kann die Lösung vollständig in das bestehende Netzwerk integriert und trotzdem unabhängig von der Standardsteuerung betrieben werden.“

Die Einrichtungen für die Endfertigung und Verpackung mit ihren zahlreichen Schaltschränken sind bei Chemours Netherlands über eine große Fläche verteilt. Über das dezentral installierbare Safety-I/O-System konnten die Sicherheitssensoren und Positionsschalter sämtlicher Prozesse nun erstmals in die Automatisierungslösung eingebunden werden. Konkret setzt der Chemieproduzent in den beiden Linien die Version 3 des sogenannten LPSDO-Moduls (Logic Programmable Safe Output Device) aus dem SafetyBridge-Portfolio ein. In der aktuellen Konfiguration werden damit bis zu 16 sichere Eingangs- oder Ausgangsklemmen per Fernzugriff über das Netzwerk gesteuert. Grundsätzlich ist das SBT-System so ausgelegt, dass es sich einfach wie ein Sicherheitsmodul konfigurieren lässt. Trotzdem bietet es die Funktionalität und Flexibilität einer speicherprogrammierbaren Steuerung mit sicheren I/O-Modulen, die in einem ausgedehnten Automatisierungsnetzwerk einsetzbar sind – und das unabhängig von der Steuerung und dem Automatisierungsnetzwerk.

Neben dem so genannten Logikmodul setzt sich das System aus sicheren Eingangs- und Ausgangsmodulen zusammen. Die I/O-Module überwachen die Signale der Sicherheitssensoren und schalten die Steuerungskomponenten ab. Das Logikmodul generiert und kontrolliert das sicherheitsgerichtete SBT-Übertragungsprotokoll und verarbeitet daneben die benutzerdefinierte Sicherheitslogik. Außerdem verfügt es über acht zusätzliche Sicherheitsausgänge.

Sollten im Fall von Chemours Netherlands in Zukunft weitere Sicherheitssignale erforderlich sein, lassen sich einfach zusätzliche I/O-Module hinzufügen oder es wird ein neues LPSDO-Modul mit den zugehörigen I/Os in die Lösung integriert. Diese Option bietet dem Chemiekonzern genau die Flexibilität, die sich die Verantwortlichen im Projekt zum Ziel gesetzt hatten.

Bausteine zur Umsetzung der Safety-Funktionen

Über die Konfigurationssoftware Safeconf kann der Anwender dem zentralen Logikmodul bis zu 16 unterschiedliche Sicherheits-I/O-Module mit jeweils eindeutiger Adresse zuweisen. Zur Umsetzung der einzelnen Sicherheitsfunktionen bietet die Konfigurationssoftware entsprechende Bausteine, die auf der PLCopen-Spezifikation basieren und alle gängigen Arten von Sicherheitssensoren und sensorgebundenen Funktionen abdecken – zum Beispiel Muting.

Die zugewiesenen Hardware-Sensoreingänge lassen sich entsprechend auf den Sensortyp einstellen, etwa zur Erfassung spezifischer Prüfimpuls-Filterbreiten oder Diskrepanzzeiten. Abhängig von den genutzten Steuerungskomponenten kann der Anwender ferner SBT-Ausgangsmodule mit Halbleiter-Ausgängen oder potenzialfreien Relaiskontakten wählen. Grundsätzlich eignen sich die SafetyBridge-Module je nach Konfiguration und Verdrahtung für Sicherheitsanwendungen bis PLe gemäß EN ISO 13849-1 respektive SIL 3 nach EN IEC 62061.

Programmierfehler ausgeschlossen

Nachdem die Sicherheitslogik realisiert worden ist, spielen die Verteilung und der jeweilige Installationsort der I/O-Module im Netzwerk keine Rolle, denn beides beeinflusst die Sicherheitslogik nicht. Zur Implementierung oder Nachrüstung der Sicherheitslogik in eine vorhandene Standardsteuerung benötigt der Programmierer weder besondere Erfahrung noch eine Ausbildung im Bereich der funktionalen Sicherheit. Denn aus der Perspektive der Standard-SPS handelt es sich beim SafetyBridge-System um ein gewöhnliches I/O-Modul für die Übertragung von Sicherheitspaketen, deren Inhalt für sie nicht zugänglich oder einsehbar ist. Der Inhalt der Sicherheitspakete wird kontinuierlich von den Safety-Modulen selbst überwacht. Falls sie eine Abweichung feststellen, versetzt das Logikmodul das System sofort in einen sicheren Zustand.

Besonders wichtig für den Einsatz bei der Chemours Netherlands war außerdem, dass die Zustandsdaten an die zentrale Leitwarte übermittelt werden – ein weiterer Vorteil, den eine in das Netzwerk eingebundene Sicherheitslösung bietet. Aufgrund der in das Safety-System integrierten Sicherheitsmaßnahmen sind durch den Programmierer der Standard-SPS verursachte Fehler oder Beeinträchtigungen der funktionalen Sicherheit ausgeschlossen. Alles in allem hat mit dem umgesetzten Safety-Bridge-Konzept Chemours nun im Dordrechter-Werk ein TÜV-zertifiziertes Sicherheitssystem installiert, das unabhängig von der S7-Standardsteuerung arbeitet und sich dennoch vollständig in das vorhandene Anlagennetzwerk einfügt.

Autor:
Simon Davis arbeitet für Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont.

Der Chemours-Konzern

Der amerikanische Chemiekonzern ‚The Chemours Company‘ gehört zu den internationalen Marktführern im Bereich der Titandioxid-Technologien sowie bei Fluorprodukten und weiteren chemiebasierten Lösungen. Das Unternehmen wurde 2015 vom Dupont-Geschäftsbereich für Hochleistungschemikalien abgespaltet und beliefert heute Kunden aus der Automobilindustrie sowie aus den Bereichen Lacke, Kunststoffe, Elektronik, Energie und Telekommunikation in über 130 Ländern. Obwohl erst seit zwei Jahren eigenständig aktiv, blickt The Chemours Company aus der Historie auf eine 200-jährige Geschichte zurück. Mittlerweile beschäftigt der Konzern mehrere tausend Mitarbeiter, die weltweit an 45 Produktionsstandorten, Laboratorien und Niederlassungen tätig sind.