Als Spezialist für Motion Centric Automation hat sich Lenze in der Vergangenheit auf die antriebsnahen Sicherheitsfunktionen konzentriert. In der sogenannten Drive-based Safety sind die Sicherheitsfunktionen direkt im Antrieb integriert. „Die einzelnen Antriebsregler, von denen im Zweifelsfall die gefahrbringende Bewegung ausgeht, werden damit sehr effektiv sicher gemacht, denn die Integration in den Antrieb sorgt für eine kurze Reaktionszeit und macht externe Geräte zur Überwachung des Antriebs überflüssig“, so Michael Niehaus.

Nun erweitert das Unternehmen aus Hameln seinen Safety-Fokus auf das gesamte Automatisierungssystem. Basis hierfür ist der neue Controller c250-S, den Lenze in Nürnberg erstmals vorstellt und der den Weg dazu frei machen soll, die komplette Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik aus einem Guss zu projektieren. Konkret verbirgt sich hinter dem c250-S eine redundante Hardware, die gemäß DIN EN 13849-1 den höchsten Performance Level PLe erfüllt und mit den anderen Komponenten des Systems über das FSoE-Protokoll (Fail Safe over Ethercat) kommuniziert. Diese sichere Erweiterung des Ethercat-Protokolls wird von Lenze wegen der kurzen Reaktionszeiten und der Möglichkeit der präzisen zeitlichen Synchronisierung aller Busteilnehmer als Systembus verwendet.

Die Programmierung erfolgt gemäß IEC 61131-3 auf der Grundlage von Codesys Safety unter Verwendung der von der PLCopen definierten Standard-Funktionsblöcke. Der besondere Vorteil des neuen Safety-Ansatzes von Lenze zeigt sich laut Michael Niehaus beim Engineering: „Die gesamte Maschine lässt sich künftig mit nur einem Werkzeug programmieren – unabhängig davon, ob es sich um ‚graue‘ oder ‚gelbe‘ Steuerungstechnik handelt. Mit anderen Worten: Der Anwender kann ohne Systembruch sowohl auf die sicherheitsrelevanten als auch alle anderen Daten des Gesamtsystems zugreifen. Schnittstellenprobleme und zeitfressende Einarbeitungszeiten in die Tools unterschiedlicher Hersteller gehören damit der Vergangenheit an.“ Mittels vorbereiteter Applikationslösungen aus der ‚Application Software Toolbox‘ von Lenze könne beispielsweise ein entsprechender Baustein die Reduzierung der Geschwindigkeit einer Maschine im Handbetrieb steuern, während die Safety innerhalb des Systems die sichere Maximalgeschwindigkeit der Achsen überwacht und so eine Gefährdung des Bedieners ausschließt.

Was die sichere E/A-Ebene betrifft, so steht im ersten Schritt ein kombiniertes I/O-Modul (4 Eingänge, 2 Ausgänge) zur Verfügung. Die Erweiterung um zusätzliche Module ist geplant. Anschließbar sind sowohl kontaktbehaftete Sensoren als auch Lichtschranken beziehungsweise Laserscanner mit sicheren Halbleiterausgängen. Letztere stellen eine Besonderheit dar, denn sie können bis zu 2 A schalten. „Durch die direkte Integration der I/O-Module in den Safety-Controller kann die Safety in einem modularen Maschinenkonzept gekapselt werden, um sie so einfach zu standardisieren und wiederzuverwenden“, so Niehaus.

Die Aktivierung der antriebsbezogenen Sicherheitsfunktionen erfolgt – wie bereits angesprochen – über FSoE. Ebenso kann auch auf die im Inverter gebildeten sicheren Positions- und Antriebswerte als 16- beziehungsweise 32-Bit-Werte zugegriffen werden. „Dies bringt neue Möglichkeiten für die Realisierung sicherer Maschinenfunktionen, beispielsweise wenn Bewegungen von Maschinenteilen so abgesichert werden müssen, dass Bediener auf engstem Raum mit der Maschine interagieren können“, erklärt der Technologiemanager Funktionale Sicherheit. Verfügbar für Projekte ist der neue Safety-Controller ab Dezember 2016.