Diagnosemöglichkeiten für AS-i von Bihl+Wiedemann

Das BWU2828 ist ein AS-i-3.0-Profinet-Gateway mit integriertem Sicherheitsmonitor im Edelstahlgehäuse. Mit den AS-i-Gateways von Bihl+Wiedemann können digitale und analoge Daten, die dezentral über AS-i-Slaves eingelesen wurden, über das jeweilige Bussystem an die übergeordnete Steuerung weitergegeben, und Ausgangssignale der Steuerung an die AS-i-Aktuatoren übertragen werden.

Höher, schneller, weiter – die Leistungsfähigkeit von Maschinen und Anlagen ist in den vergangenen Jahren auch dank immer cleverer Komponenten gestiegen. Doch neben der schieren Leistung hat sich ein weiterer Faktor als Wettbewerbskriterium herausgestellt: die Verfügbarkeit. Da hilft es, Fehler aufzuspüren, bevor sie zu Ausfällen führen.

Kennen Sie das? Eines Ihrer Abblendlichter am Auto funktioniert nicht. Aber bis zum Werkstatttermin leuchtet alles wieder und Sie fahren unverrichteter Dinge heim. Wackelkontakte sind schon was Blödes… Moderne Autos sind da einen Schritt weiter: Immer häufiger zeigt das Mäusekino des Armaturenbretts im Fehlerfall eine Warnmeldung an. Sie erfahren von Ihrem defekten Abblendlicht, bevor es Ihnen der Gegenverkehr nachts per Lichthupe mitteilt. Und in der Werkstatt lässt sich dank auslesbaren Fehlerspeichers der Übeltäter finden, auch wenn da gerade wieder alles funktioniert. Praktisch.

Die Sicherheitseinheit des Gerätes bietet 16 Klemmen, von denen 12 wahlweise als Standard E/As, als sechs sichere Ausgänge und drei sichere zweikanalige Eingänge oder als sechs sichere Eingänge konfiguriert werden können. Auf den Displays der Gateways lassen sich Status und Fehlermeldungen der angeschlossenen Slaves vor Ort anzeigen.

Damit sich das in Maschinen und Anlagen genauso gut umsetzen lässt, bieten sich moderne Feldgeräte und Bussysteme an, die Diagnosedaten erstellen, vorhalten und melden können. Das AS-Interface (Actuator-Sensor-Interface, deutsch Aktor-Sensor-Schnittstelle, kurz AS-i) ist eine dieser Möglichkeiten. AS-i ist ein Standard für die Feldbus-Kommunikation, der entwickelt worden ist, um die früher übliche Parallelverkabelung zu ersetzen. Das Interface ist seit 1999 herstellerneutraler internationaler Standard nach EN 50295 und IEC 62026-2. Mit AS-i lassen sich die Geräte in der untersten Feldebene mit der übergeordneten Steuerung verbinden. Dadurch ist es ein kostengünstiger und intelligenter Zubringer für die Feldbusse und ethernetbasierten Kommunikationssysteme auf der Steuerungsebene. Mit „AS-i Safety at Work“ wurde zudem ein zertifizierter Standard entwickelt, der den Einsatz von sicherheitsgerichteten Komponenten im AS-Interface-Netz ermöglicht. Hierzu zählen unter anderem Sicherheitsmonitore, Not-Halt-Betätigungen, Türverriegelungen, Lichtgitter und -vorhänge oder optische Scanner. Safety at Work erreicht den höchsten Performance Level e nach EN ISO 13849-1 (IEC 61508 / SIL 3) und kann somit für Not-Halt-Applikationen mit Stopp-Kategorie 0 oder 1 eingesetzt werden.

Große Auswahl sicherer Komponenten

Als Spezialist für AS-i hat sich die Firma Bihl+Wiedemann aus Mannheim etabliert. Das Produktportfolio ist dabei sehr vielfältig: Ist die Anlage groß oder weit verzweigt, dann bietet der Hersteller Safety-Gateways mit sicherer Querkommunikation über ethernetbasierte Bussysteme an. Diese ermöglichen es im Maximalausbau, fast 2000 sichere zweikanalige Eingangssignale kostengünstig und effizient einzusammeln und sichere Ausgänge zentral oder dezentral anzusteuern.

Für kleine Anlagen ist der Safety Basis Monitor – mit und ohne AS-i-Master – verfügbar, der ab drei sicheren Signalen eine kosteneffiziente Alternative zur alt hergebrachten Parallelverdrahtung darstellt. Für mittlere Anlagen mit zehn bis 100 sicheren Ein- und Ausgängen bieten die Mann-heimer AS-i-Gateways mit integriertem Sicherheitsmonitor an, die nach AS-i-3.0-Standard pro Gerät bis zu 62 sichere Signale auswerten können. Mit geringem Verdrahtungsaufwand kann die untere Feldebene an die gängigen Automatisierungssysteme angebunden werden, ganz gleich, ob es sich um Profibus, Profinet, Profisafe, Ethercat, Sercos, CC-Link, Canopen, Ethernet/IP oder Modbus über Ethernet handelt.

Eine PC-Software ermöglicht das komfortable Auslesen der AS-i-Stati ebenso wie das Mitloggen und Aufspüren sporadischer Fehler. Sie hilft so dem Anlagenbauer, dem Instandhalter und dem technischen Support.

Diagnose und Anzeige serienmäßig an Bord

Der besondere Fokus der Mannheimer liegt dabei auf der AS-i-basierten Sicherheitstechnik. So ist bei Bihl+ Wiedemann der für AS-i Safety at Work notwendige Sicherheitsmonitor im AS-i-Master integriert, statt wie bei vielen anderen Herstellern als separates Bauteil neben den Master gesteckt zu werden. Die AS-i-Master-Geräte dienen als Kopfstation des AS-i-Netzwerkes und sind gleichzeitig Gateways zu den übergeordneten Feldbussen. „Eine Besonderheit bei uns im Haus ist das an all diesen Geräten vorhandene Display für die schnelle Vor-Ort-Diagnose“, erklärt Sven Meister, Key Account Manager bei Bihl+Wiedemann. „Der Anwender sieht dadurch, wenn er den Schaltschrank öffnet, auf einen Blick, falls im AS-i-Netz irgendetwas nicht stimmen sollte. Zudem kann er so relativ komfortabel am Gerät Einstellungen vornehmen, ohne externe Tools verwenden zu müssen.“
Die Diagnosefunktionen in diesen sicheren Kleinsteuerungen sind den Entwicklern von Bihl+Wiedemann sehr wichtig und entsprechend umfangreich. Deshalb haben sie sehr viele Fähigkeiten in die Geräte implementiert, sodass der Anwender keine weiteren Tools oder Sensoren braucht, um das Netz umfassend diagnostizieren zu können. Das beginnt bei der AS-i-typischen Symmetriemessung des symmetrisch aufgebauten Bussystems, geht über Spannungs- und Strommessungen samt Störspannungs-Erkennung bis hin zur Doppeladress-Erkennung, um Probleme mit Busteilnehmern zu erkennen.

In der Diagnose-Software lassen sich allgemeine Gerätedaten ebenso auslesen wie Systemfehler. Die Benutzeroberfläche ist dabei aufgeräumt und übersichtlich.

Hinzu kommt eine komplette Abschalthistorie samt detaillierter lückenloser Zustandsinformationen über alle AS-i-Komponenten. Auf diese Weise kann die übergeordnete Steuerung schneller auf Fehlerfälle reagieren und so unter Umständen Stillstandszeiten erheblich verkürzen.

Diagnose und Fehlersuche von außen

Um die Möglichkeiten, die die Geräte sozusagen von Natur aus mitbringen, noch einfacher an den Mann zu bringen, haben die Ingenieure von Bihl+Wiedemann nun eine neue PC-Software entwickelt, über die die umfangreichen Diagnosedaten zum Beispiel auf einem handelsüblichen Laptop zur Verfügung gestellt werden können. Hinter dem Programm mit dem etwas sperrigen Namen „Software für Diagnose, Service und Freigabe-Messungen“ verbirgt sich ein nützlicher Helfer, der die komplexe Funktionalität in eine einfache und benutzerfreundliche Oberfläche steckt.

Umfangreiches Safety-Portfolio: Links das AS-i-Safety-4E/2A-Modul BWU2314, in der Mitte das AS-i-Safety Eingangsmodul BWU2631 in IP67 mit vier M12-Eingängen. Rechts die sichere Kleinsteuerung mit integrierter Feldbusschnittstelle und verbundenen Erweiterungsmodulen.

Insbesondere auf die Einfachheit in der Bedienung setzten die Entwickler den Fokus. Das Programm kommt mit wenigen Schaltflächen aus, es gibt nur eine überschaubare Zahl an Optionen und Parametern. „Uns war wichtig, dass das Programm im Grunde jeder bedienen kann“, erklärt Meister. „AS-i ist ja meist nur ein kleiner Teil einer Anlage. Da hat verständlicherweise kaum ein Anwender Zeit und Interesse, sich in alle Details einzuarbeiten. Diese Komplexität nehmen wir den Nutzern ab. Man muss die Schnittstelle oder IP-Adresse angeben und Start drücken, das war`s.“ Die Software funktioniert mit allen Geräten des Mannheimer Herstellers, sie greift auf die Messtechnik und Logfiles direkt in den Geräten zu. Sie zeigt dabei all jene Informationen, die der AS-i-Master auch sieht und loggt sie mit – praktisch bei sporadisch auftretenden Fehlern.

Das Programm lässt sich bei Bedarf einfach per Knopfdruck über das Internet updaten. Dadurch besteht die Möglichkeit, neues Know-how oder auch neue Verfahren mit einzubinden, etwa wenn ein neues AS-i-Gerät etwas anderes messen oder darstellen kann als die bisher verfügbaren. Damit ist die Software auf mehrfache Weise eine zukunftsfähige Investition.

Von Wolfgang Kräußlich