Modular, dezentral, skalierbar: Wireless-Sicherheitssteuerung Safety Simplifier von SSP
"Safety neu gedacht"
Wireless-Technik hatte in der industriellen Fertigung lange keinen guten Ruf - an drahtlose Safety war gar nicht zu denken. Doch die Zeiten haben sich geändert. Und so gibt es mit dem Safety Simplifier heute eine Wireless-Lösung für Sicherheitsanwendungen in der Fabrik, die die geforderte Zuverlässigkeit mit modernen Ansprüchen an Flexibilität und Skalierbarkeit kombiniert. Darüber hinaus ist sie - wie der Name schon sagt - vom Hersteller bedingungslos auf einen einfachen Einsatz ausgerichtet.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KG
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGHerr Aulila, mit dem Safety Simplifier setzen Sie auf Wireless für Sicherheitsapplikationen - eine ungewöhnliche Kombination. Wie kam es dazu?
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGJohann Aulila, Geschäftsführer SSP: Die Sicherheitstechnik hat sich zu einer sehr anspruchsvollen Disziplin in der modernen Fabrikautomatisierung gewandelt. Zudem ist die Normenwelt sehr komplex. Dadurch werden Safety-Lösungen oft unnötig kompliziert umgesetzt. Wir bei SSP denken anders: Wir wollen die Anwendungen möglichst einfach machen und haben uns der Mission 'We simplify Safety' verschrieben. Mit diesem Auftrag reicht es aber nicht, bestehende Produkte nur zu modifizieren oder zu verbessern: Wir wollten sozusagen das Safety-Rad neu erfinden. In Form eines smarten Produkts, das unkompliziert alle normativen Vorgaben erfüllt.
Mats Linger, CEO SSP North: Und so stand am Anfang unserer Mission der Gedanke einer drahtlosen Sicherheitssteuerung - und zwar einer, die nicht zentral im Schaltschrank, sondern modular und direkt an der Maschine oder Anlage zum Einsatz kommt. Im Ergebnis setzen wir auf einen Multimaster-Ansatz. So können sich alle Safety Simplifier in einer Anlage untereinander austauschen und die Gesamtlösung bleibt vollkommen flexibel. Will der Anwender Geräte hinzufügen oder entfernen, lässt sich das per Software mit wenigen Klicks realisieren. Die Safety Simplifier muss lediglich über einen 24V-Anschluss versorgt werden. Alles andere läuft drahtlos.
Wolfgang Engelhart, Entwicklungs- und Vertriebsleiter SSP: Bei klassische Lösungen erfolgt die Verarbeitung der Signale über die I/Os und die Steuerung im Schaltschrank. Weil jede Safety-Simplifier-Einheit eine vollwertige Sicherheitssteuerung ist, verarbeitet sie die Daten ohne Umweg. So werden die jeweiligen Safety-Funktionen, z.B. Notaus oder Türzuhaltung, direkt vor Ort sichergestellt.
Aulila: Die Kommunikation muss aber nicht zwingend Wireless sein. Alternativ lässt sich der Safety Simplifier auch über CAN integrieren.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGWireless-Technik hat in der Industrie gegen das Vorurteil zu kämpfen, sie sei nicht zuverlässig genug. Wie kommt man auf die Idee, sogar sicherheitskritische Informationen per Funk auszutauschen?
Aulila: Wir haben unser sicheres Wireless nach einem ganz anderen Ansatz umgesetzt, als es bei bisherigen drahtlosen Lösungen auf dem Markt der Fall ist. Kommt es bei solchen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu einer Störung, reißt die Verbindung ab. Das Konzept des Safety Simplifiers basiert hingegen auf einem Maschennetz, bei dem jede Einheit gleichwertig - als Sender und Empfänger in einem - mit jeder anderen Einheit Daten austauscht. Sollte es zwischen zwei Geräten eine Störung geben, gelangt das Signal auf einem anderen Weg zum eigentlichen Ziel.
Linger: Dafür setzen wir auf ein spezielles Protokoll, das wir selbst entwickelt haben. Wir brauchen dabei keine externen Router oder Repeater. Stattdessen bauen die Safety Simplifier autark ein eigenes Netz auf. Es erfüllt nicht nur alle Vorgaben für die sicherheitsgerichtete Kommunikation, sondern gewährleistet auch einen stabilen Prozess. Entsprechend haben wir auch schon Projekte realisiert, bei denen nicht die Safety, sondern die Prozesssicherheit im Vordergrund stand.
Engelhart: Es handelt sich zudem um eine einfache aber auch sehr leistungsstarke Lösung. So ist der Safety Simplifier als Standalone-Gerät über CAN mit einer Reaktionszeit von 4ms die meines Wissens schnellste Safety-SPS auf dem Markt. Wireless sind Reaktionszeiten von 10ms möglich.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGWelche Anwendungsdimensionen lassen sich auf diese Weise umsetzen?
Engelhart: Der Safety Simplifier kann sowohl eine Alternative für zwei Sicherheits-Relais, als auch für eine große F-Steuerung sein. Er wächst mit den Aufgaben des jeweiligen Einsatzfalls: Von Standalone-Anwendungen oder der Absicherung einzelner Roboter über Applikationen mit ein paar wenigen Sicherheitselementen bis hin zur komplexen Maschinen und Anlagen mit vielen vernetzten Sicherheitssystemen.
Aulila: Ein gutes Beispiel sind automatisierte Fertigungszellen, bei denen die Safety-Funktionen zwar einfach sind, deren Wechselwirkung aber sehr komplex ist - etwa eine Drehmaschine mit Stangenlader und automatisierter Teileabführung per Roboter und Förderband. Bis zu der konventionellen Sicherheitsverdrahtung einer solche Anlagen gehen schnell mehrere Tage ins Land. Dieser Zeitaufwand entfällt mit dem Safety Simplifier komplett.
Linger: Die konkrete Safety-Funktionalität in der Anlage - z.B. welcher Notaus schaltet welchen Antrieb ab - kann der Anwender über die kostenlose Software schnell und einfach festlegen. Und auch später noch flexibel anpassen. Er muss sich überhaupt keine Gedanken über die Sicherheitsverdrahtung oder die Dimensionierung des Schaltschranks machen. Entsprechend unkompliziert lässt sich auch der Retrofit einer Anlage durchführen bzw. ein vorhandenes Anlagenlayout ändern, erweitern oder komplett neu aufsetzen. Selbst die typische Berechnung und Dokumentation für die sicherheitskritischen Bereiche kommen direkt aus der Software. Das spart weitere Zeit bei Installation und Inbetriebnahme.
Engelhart: Bei der Softwarevalidierung gemäß EN ISO13849-2 geben klassische Sicherheitssteuerungen nur eine Checksumme für die gesamte Applikation aus. Sollte sich anschließend etwas im Programm ändern, ändert sich auch die Checksumme und die Validierung startet wieder von vorne. Unsere Software baut das Programm dagegen strukturiert auf. Für jede Sicherheitsfunktion gibt es eine Unterseite mit eigener Checksumme. Bei nachträglichen Änderungen werden also nur die betreffenden Unterseiten angepasst und neu validiert - der Rest des Programms bleibt unberührt.
Linger: Solche Features zeigen sehr anschaulich, dass sich der Name Simplifier nicht nur auf den Wireless-Aspekt bezieht. Er ist durchgängig Programm: von der Bestellung, über Installation und Abnahme bis zum laufenden Betrieb und Service. Zusätzlich erfüllt das Gerät alle modernen Ansprüche hinsichtlich Flexibilität, Skalierbarkeit und Modularisierung.
Aulila: Hier müssen wir aber noch einiges an Aufklärungsarbeit leisten. So wird oft irrtümlich angenommen, dass der Safety Simplifier als einfache Lösung auch nur überschaubare Funktionalität bietet. Dabei ist es genau umgekehrt - mit dem Gerät zeigen wir, dass sich die Eigenschaften einfach und hochfunktional wunderbar kombinieren lassen.
Wie groß lässt sich ein Safety-Simplifier-Netzwerk dimensionieren?
Engelhart: Wir können bis zu 16 Geräte in einem System betreiben und wiederum 16 Systeme in einem Frequenzband parallel laufen lassen. Bei komplexeren Anwendungen geht die Reaktionszeit dann etwas zurück, ist für Sicherheitsapplikationen aber nach wie vor ausreichend. In der Regel liegt der Wert zwischen 15 und 100ms.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGUnd wie groß ist das Gerätespektrum?
Engelhart: Die Hardware in IP65 bzw. IP66 und die Elektronik sind an sich immer gleich. Allerdings kann der Anwender die Geräte mit entsprechenden Bedienelementen wie Notaus-Schalter oder Leuchttaster exakt auf seine Bedürfnisse anpassen.
Linger: Auch die 16 integrierten I/Os lassen sich über die Software individuell bzw. anwendungsspezifisch belegen - wahlweise als sicherer Ein- bzw. Ausgang oder als Standardausgang. Man muss sich also I/O-seitig nicht auf eine bestimmte Hardwarevariante festlegen. Über den Online-Konfigurator, kann sich der Kunde das perfekt passende Gerät mit wenigen Mausklicks generieren - inklusive automatisch erstelltem Datenblatt und individuellem Angebot. Er erhält den Safety Simplifier bei Bedarf auch bereits vorverdrahtet mit der jeweils benötigten Sicherheitsfunktion. So kann der Kunde ihn wirklich als Plug&Play-Lösung einsetzen.
Aulila: Auch für die anzubindenden Safety-Komponenten gibt es in der Software bereits Standards und vorkonfektionierte Bausteine - neben Notaus und Zuhaltung z.B. auch für Lichtgitter, Laserscanner oder Schaltmatten. Sollte es dennoch Fragen oder Unklarheiten geben, dann unterstützt unser Applikationsteam den Kunden gerne direkt vor Ort. Das wird in der Praxis vielfach angenommen, um erste Erfahrungen zu sammeln. Danach sind die Anwender in Sachen Safety Simplifier mehrheitlich autark unterwegs.
Wie sieht es mit der Einbindung anderer Kommunikationsstandards aus?
Engelhart: Viele Kunden fragen uns: Gibt es auch Gateways für Profinet oder Ethercat? Nein, denn es wird gar kein Gateway benötigt, um Informationen für Visualisierung oder Diagnose an andere Steuerungen weiterzuleiten. Es reicht aus, zwei Ausgänge des Safety Simplifier auf zwei Standardeingänge der jeweiligen SPS zu legen. Eine integrierte Funktion in der Software des Simplifiers wandelt daraufhin die entsprechende Signale von seriell auf die jeweilige Programmiersprache der SPS (z.B. Siemens TIA oder Beckhoff Codesys). Damit der Kunde nichts selber programmieren muss, sind diese Software-Gateways in der Programmierumgebung bereits als kostenlose Bausteine für die etablierten Steuerungsfabrikate implementiert.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGIst ein Zusammenspiel mit anderen Wireless-Lösungen möglich?
Linger: Nein, da wir kein Standard-WLAN, sondern ein spezielles Protokoll einsetzen, ist das technisch nicht möglich. Aber über die Anbindung einer Standard-SPS kann der Safety Simplifier alle Daten natürlich auch für Edge-, IoT- oder Cloudanwendungen bereitstellen.
Seit wann ist die Lösung auf dem Markt erhältlich?
Aulila: Der Safety Simplifier wurde 2018 vom TÜV für Sicherheitsanwendungen zugelassen. Seither wird er ausgeliefert. Und weil wir keine Diskussionen bezüglich des Safety Levels wollten, haben wir das Gerät gleich gemäß der höchsten Stufe PLe, Kat4 bzw. SIL3 zertifizieren lassen - egal ob im Standalone-Betrieb, mit CAN-Anbindung oder Wireless.
Welches Anwendungsspektrum hat sich in der Praxis bisher ergeben?
Engelhart: Weil unsere Lösung so vielseitig ist, gibt es bereits eine große Bandbreite an gelösten Applikationen: Sie beginnt bei der Automatisierung von Spritzguss- oder CNC-Maschinen, reicht über die Verkettung von Packaging-Anlagen und geht bis zur Robotik - wobei der Safety Simplifier hier nicht nur für klassische Zellen, sondern auch für FTS-Applikationen sehr gut geeignet ist. (mby)
SSP bezieht neues Gebäude
In Kürze bezieht der Anbieter für Maschinensicherheitstechnik sein neues Gebäude, nicht weit vom alten Standort in Spaichingen entfernt. Der Neubau soll auf rund 3.500m² Produktions- und 1.200m² Verwaltungsfläche Platz für bis zu 100 Mitarbeiter bieten. Entsprechend will der Firmengründer und Geschäftsführer Johann Aulila die Weichen auf Wachstum stellen und vor allem die Fertigungskapazitäten für neue, eigenentwickelte Produkte wie die Magnetzuhaltung HoldX oder den Safety Simplifier erweitern. Aber auch die Produktsparte Schutzzaun soll weiter ausgebaut werden, um SSP als Anbieter von Gesamtlösungen am Safety-Markt zu positionieren.
Bild: SSP Safety System Products GmbH & Co. KGJohann Aulila, Geschäftsführer SSP: Die Sicherheitstechnik hat sich zu einer sehr anspruchsvollen Disziplin in der modernen Fabrikautomatisierung gewandelt. Zudem ist die Normenwelt sehr komplex. Dadurch werden Safety-Lösungen oft unnötig kompliziert umgesetzt. Wir bei SSP denken anders: Wir wollen die Anwendungen möglichst einfach machen und haben uns der Mission 'We simplify Safety' verschrieben. Mit diesem Auftrag reicht es aber nicht, bestehende Produkte nur zu modifizieren oder zu verbessern: Wir wollten sozusagen das Safety-Rad neu erfinden. In Form eines smarten Produkts, das unkompliziert alle normativen Vorgaben erfüllt.
Mats Linger, CEO SSP North: Und so stand am Anfang unserer Mission der Gedanke einer drahtlosen Sicherheitssteuerung - und zwar einer, die nicht zentral im Schaltschrank, sondern modular und direkt an der Maschine oder Anlage zum Einsatz kommt. Im Ergebnis setzen wir auf einen Multimaster-Ansatz. So können sich alle Safety Simplifier in einer Anlage untereinander austauschen und die Gesamtlösung bleibt vollkommen flexibel. Will der Anwender Geräte hinzufügen oder entfernen, lässt sich das per Software mit wenigen Klicks realisieren. Die Safety Simplifier muss lediglich über einen 24V-Anschluss versorgt werden. Alles andere läuft drahtlos.
Wolfgang Engelhart, Entwicklungs- und Vertriebsleiter SSP: Bei klassische Lösungen erfolgt die Verarbeitung der Signale über die I/Os und die Steuerung im Schaltschrank. Weil jede Safety-Simplifier-Einheit eine vollwertige Sicherheitssteuerung ist, verarbeitet sie die Daten ohne Umweg. So werden die jeweiligen Safety-Funktionen, z.B. Notaus oder Türzuhaltung, direkt vor Ort sichergestellt.
Aulila: Die Kommunikation muss aber nicht zwingend Wireless sein. Alternativ lässt sich der Safety Simplifier auch über CAN integrieren.
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Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN SPS-Messe 2019 - 20.11.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
