Interview mit Armin Hornberger, Pepperl+Fuchs „Safety jetzt ohne Mehraufwand“

A&D:

Was war der initiale Grund für die Entwicklung der neuen Absolut-Positioniersysteme nach SIL3/PLe?

Hornberger:

Seit 2011 haben wir mit unserem PCV-System bereits ein wirklich sicheres Positioniersystem - sicher in Bezug auf Verfügbarkeit in der Anlage. Es war für uns der nächste logische Schritt, die Absolut-Positionierung weiter zu entwickeln und Safety nach SIL3 und PLe zu integrieren. Hinzu kommt, dass die Indus­trie sich wandelt. Der Sicherheitsaspekt für Mensch und Maschine nimmt in der Produktion einen immer höheren Stellenwert ein. Mit einer hohen Safety gewährleisten Sie auch eine höhere Verfügbarkeit der Anlage und weniger Stillstand.

Wie löste Pepperl+Fuchs bisher die absolute Positionierung nach SIL3/PLe?

So einfach wie jetzt auf keinen Fall! Wir haben mit dem safePXV und safePGV die weltweit ersten Geräte, die ohne weitere Komponenten kamerabasiert SIL3 und PLe erreichen. Bisher musste man zwei nicht sichere, diversitäre Geräte nutzen und in der Sicherheitssteuerung die Werte vergleichen. Damit erreicht man weitestgehend PLd, nimmt man noch Motorsignale dazu, dann lässt sich auch ein PLe erreichen. Sie sehen, alles ist deutlich aufwendiger! Mehr Komponenten heißt teurer, zusätzliche potenzielle Fehlerquellen und mehr Verkabelungsaufwand.

Der große Mehrwert ist also, Safety ohne Mehraufwand zu bekommen?

Ja, genau das ist es. Wir ermöglichen wie bisher mit einer Kamera in einem Gehäuse die Absolut-Positionierung, nur jetzt nach SIL3/PLe. Ein zusätzlicher Pluspunkt ist auch die weitere Verwendung der DataMatrix-Codebänder. Das einfache Handling kennen unsere Kunden schon von den bisherigen Positionierlösungen - jetzt ist das Band nur farbig, sonst ist kein Unterschied in der Anwendung!

Pepperl+Fuchs gibt an, eine mehrfache Redundanz für die Safety zu verwenden. Wie erreichen Sie diese?

Eine Redundanz haben wir bereits durch die zweifarbigen Codes auf dem DataMatrix-Band in Verbindung mit der zweifarbigen Beleuchtung der Kamera. In jedem einzelnen Code befinden sich Positions- und Sicherheitsinformationen, damit ist SIL3/PLe bereits gewährleistet. Durch unser großes Lesefenster scannt der Sensor aber immer bis zu fünf Codes gleichzeitig und ermöglicht so zusätzlich eine weitere fünffache Redundanz. Durch das Lesen der Nachbar-Codes stören auch Unterbrechungen im Band, beispielsweise durch Fugen, nicht. Auch wenn ein einzelner Code verschmutzt oder beschädigt ist, gewährleisten wir weiterhin volle Safe­ty-Funktionalität.

Die Sensoren safePXV und safePGV liefern der Sicherheitssteuerung bereits sichere Daten, eine Plausibilitätsprüfung ist dort nicht mehr notwendig. Welchen Vorteil bietet das?

Durch die Unabhängigkeit von der verwendeten Sicherheitssteuerung geben wir dem Anwender mehr Flexibilität. Die Steuerung bekommt die sichere Position direkt geliefert, eine Programmierung für einen Safety-Check ist nicht mehr notwendig. Unternehmen können frei wählen, welche Sicherheitsteuerung sie gerne verwenden wollen. Wir liefern über eine standardisierte Schnittstelle die Daten.

Mit dem safePXV und safePGV unterstützen Sie das Profisafe-Protokoll von Profinet. Planen Sie weitere Protokolle zu unterstützen?

Wir sind mit dem Profisafe-Protokoll von Profinet an den Start gegangen, weil der Standard im deutschen und europäischen Markt sehr verbreitet ist. Aber natürlich rollen wir demnächst auch die Unterstützung für EtherCAT mit FSoE und Ethernet/IP mit CIP Safety aus. Damit decken wir die Unterstützung der auf dem Markt verfügbaren Sicherheitssteuerungen sehr gut ab.

Was sind eigentlich für Überfahrgeschwindigkeiten möglich?

Das System ist momentan für 8 m/s ausgelegt, um genügend Reserven zu haben, falls Codes durch Verschmutzung oder Zerstörung schwer lesbar sind. Wir können das System aber bis 25 m/s auslegen, wenn der Anwender das wünscht. Ein Beispiel hierfür wäre ein Aufzug, wo im Schacht wenig Schmutz vorhanden ist und das Codeband durch Fremdeinwirkung keine Defekte erhalten kann.

Sind die Sensoren für raue Umgebungen und extreme Temperaturen geeignet?

Ja, ohne Einschränkung. Durch die großen Codes des DataMatrix-Bandes können beispielsweise fahrerlose Transportsysteme diese ständig überqueren. Schmutz ist wie bereits erwähnt durch die mehrfache Redundanz kein Problem. Auch lässt sich unser Positioniersystem bei Temperaturen bis -20 Grad Celsius getrost einsetzen, nach oben sind +50 Grad Celsius möglich. Das DataMatrix-Codeband ist durch das verwendete Laminat ebenfalls sehr widerstandsfähig gegenüber Fremdeinwirkung, Kälte oder Hitze. Zudem gewährleisten wir eine UV-Beständigkeit für 10 Jahre.

Gibt der Sensor auch Warnwerte aus, wenn die Lesbarkeit des DataMatrix-Codes auf dem Band grenzwertig wird?

Wir haben im Sensor eine Art "Verschmutzungsanzeige" bereits vorbereitet. Derzeit arbeiten wir daran, diese Dia­gnosedaten über unsere Industrie 4.0-Lösungen dem Anwender zur Verfügung zu stellen. Künftig gibt es also eine Information oder Warnung, dass ein Code verschmutzt oder zerstört ist und ein Service notwendig wird.

Einige nächste Schritte haben Sie schon angedeutet. Was planen Sie noch im Umfeld safePXV und savePGV?

Viele Kunden wollen neben der sicheren Position auch wissen, wie schnell bewegt sich beispielsweise meine Hängebahn. Jetzt kann man natürlich über die Positionsangaben in der Steuerung auch die Geschwindigkeit errechnen. Allerdings werden wir hier unseren Kunden die Arbeit der notwendigen Programmierung abnehmen und liefern künftig die Geschwindigkeit über den Sensor gleich mit. Und mit Geschwindigkeit meinen wir die "sichere Geschwindigkeit".

Können Sie noch die Preisgestaltung der neuen Safety-Sensoren erörtern?

Gegenüber den nicht sicheren Varianten PXV und PGV entstehen für die SIL3-Geräte zirka 50 Prozent Mehrkosten. Damit liegen wir bei gleichzeitig viel einfacherem Handling deutlich unter den Investitionskosten für andere Lösungen der Absolut-Positionierung nach SIL3/PLe.