Die offene Motorfeedback-Schnittstelle SCS open link von Hengstler wurde vom TÜV Rheinland jetzt für den Einsatz in Anwendungen bis SIL3 (Safety Integrity Level) zertifiziert. Damit erfüllt die Einkabel-Lösung alle Anforderungen an die Funktionale Sicherheit nach IEC 61508-2:2010 und IEC 61784-3:2017 (auszugsweise). SCS open link überträgt Daten mit einer Rate von bis zu 10 MBaud und Reglerzyklen bis zu 32 kHz störungsfrei über eine Entfernung von bis zu 100 m.
Mit der Zertifizierung hat der TÜV Rheinland bestätigt, dass die Schnittstelle SCS open link bedenkenlos in allen Maschinen und Anlagen der Kategorien SIL1-3 eingesetzt werden kann. Das ist ein wichtiges Entscheidungskriterium für potenzielle Anwender aus dem Maschinenbau, denn die funktionale Sicherheit der Anlagen-Komponenten wird aufgrund der zunehmenden Komplexität der Gesamtsysteme immer wichtiger.
Das Datenprotokoll von SCS open link entspricht aber nicht nur den SIL3-Anforderungen, sondern auch denen des Performance Levels e (PLe), Kategorie 3 (nach EN ISO 13849). Die für den Einsatz mit der Schnittstelle entwickelten Hengstler-Drehgeber der AD-Serie sind zudem redundant ausgeführt, da die Signale über zwei voneinander getrennte Kanäle synchron übertragen werden. Fällt einer der Kanäle aus, greift die übergeordnete Steuerung auf den zweiten Kanal zu. Darüber hinaus bieten die Drehgeber Diagnose-Tools, die es der Steuerung bei einem Übertragungsfehler ermöglichen, Maßnahmen zum sicheren Weiterbetrieb des mit dem Drehgeber verbundenen Motors zu ergreifen.
Umfangreiche Sicherheitsarchitektur
SCS open link wurde so umfangreich definiert und mit einer ausgeklügelten Sicherheitsarchitektur ausgestattet, dass das Safety-Telegramm auch über einen eigentlich unsicheren Black Channel übertragen werden kann. Der Maschinenbauer hat dadurch den Vorteil, dass nicht alle Komponenten seiner Maschine die Kriterien der funktionalen Sicherheit erfüllen müssen. Die abgesicherte SCS open link-Schnittstelle reicht in diesem Fall aus und ermöglicht beispielsweise auch den Einsatz einer Standard-Steuerung ohne besondere Sicherheitsanforderungen. Das spart Kosten und vereinfacht den Konstruktionsprozess.
Sicherheits-Telegramm wird in einem Zyklus übertragen
Hinzu kommt, dass bei SCS open link innerhalb jedes Reglertaktes ein komplettes Safety-Telegramm übertragen wird. Herkömmliche offene Schnittstellen übertragen dieses Telegramm in vielen kleinen Einzelteilen verteilt über mehrere Zyklen. Fehlt eines der Einzelteile, muss die komplette Übertragung von neuem aufgebaut werden. Damit die Safety-Reaktionszeit für die sichere Abschaltung des Antriebs im Fehlerfall eingehalten werden kann, dürfen die mit diesen Schnittstellen ausgestatteten Antriebe nur mit einer entsprechend geringen Geschwindigkeit betrieben werden. Bei SCS open link ist dies nicht nötig, da bereits beim nächsten Zyklus wieder ein komplettes Telegramm übertragen wird, sodass ein möglicher Fehler schnell erkannt wird. Der Antrieb einer Maschine mit SCS open link-Schnittstelle kann deshalb mit wesentlich höheren Drehzahlen laufen, was sich positiv auf die Produktivität der Anlage auswirkt.
SCS open link erlaubt Aufbau einer kompletten Wertschöpfungskette
SCS open link eignet sich hervorragend für Condition Monitoring- und Predictive Maintenance-Anwendungen, die in der Industrie immer stärker nachgefragt werden. „Gerade bei Maschinen ist Condition Monitoring ein großes Thema, da die Anlagen immer komplexer werden und damit die Risiken für eine Unterbrechung der Anlagenverfügbarkeit steigen“, berichtet Johann Bücher, Director Encoder Strategy bei Hengstler. „Mit SCS open link und unseren Drehgebern hat der Anwender immer die Kontrolle über den Status seiner Anlage. In Kombination mit unseren Advanced Analytics-Modulen lässt sich so eine Wertschöpfungskette aufbauen, die für Maschinenbauer hochinteressant ist“ so Bücher.
Mit der Zertifizierung hat der TÜV Rheinland bestätigt, dass die Schnittstelle SCS open link bedenkenlos in allen Maschinen und Anlagen der Kategorien SIL1-3 eingesetzt werden kann. Das ist ein wichtiges Entscheidungskriterium für potenzielle Anwender aus dem Maschinenbau, denn die funktionale Sicherheit der Anlagen-Komponenten wird aufgrund der zunehmenden Komplexität der Gesamtsysteme immer wichtiger.
Das Datenprotokoll von SCS open link entspricht aber nicht nur den SIL3-Anforderungen, sondern auch denen des Performance Levels e (PLe), Kategorie 3 (nach EN ISO 13849). Die für den Einsatz mit der Schnittstelle entwickelten Hengstler-Drehgeber der AD-Serie sind zudem redundant ausgeführt, da die Signale über zwei voneinander getrennte Kanäle synchron übertragen werden. Fällt einer der Kanäle aus, greift die übergeordnete Steuerung auf den zweiten Kanal zu. Darüber hinaus bieten die Drehgeber Diagnose-Tools, die es der Steuerung bei einem Übertragungsfehler ermöglichen, Maßnahmen zum sicheren Weiterbetrieb des mit dem Drehgeber verbundenen Motors zu ergreifen.
Umfangreiche Sicherheitsarchitektur
SCS open link wurde so umfangreich definiert und mit einer ausgeklügelten Sicherheitsarchitektur ausgestattet, dass das Safety-Telegramm auch über einen eigentlich unsicheren Black Channel übertragen werden kann. Der Maschinenbauer hat dadurch den Vorteil, dass nicht alle Komponenten seiner Maschine die Kriterien der funktionalen Sicherheit erfüllen müssen. Die abgesicherte SCS open link-Schnittstelle reicht in diesem Fall aus und ermöglicht beispielsweise auch den Einsatz einer Standard-Steuerung ohne besondere Sicherheitsanforderungen. Das spart Kosten und vereinfacht den Konstruktionsprozess.
Sicherheits-Telegramm wird in einem Zyklus übertragen
Hinzu kommt, dass bei SCS open link innerhalb jedes Reglertaktes ein komplettes Safety-Telegramm übertragen wird. Herkömmliche offene Schnittstellen übertragen dieses Telegramm in vielen kleinen Einzelteilen verteilt über mehrere Zyklen. Fehlt eines der Einzelteile, muss die komplette Übertragung von neuem aufgebaut werden. Damit die Safety-Reaktionszeit für die sichere Abschaltung des Antriebs im Fehlerfall eingehalten werden kann, dürfen die mit diesen Schnittstellen ausgestatteten Antriebe nur mit einer entsprechend geringen Geschwindigkeit betrieben werden. Bei SCS open link ist dies nicht nötig, da bereits beim nächsten Zyklus wieder ein komplettes Telegramm übertragen wird, sodass ein möglicher Fehler schnell erkannt wird. Der Antrieb einer Maschine mit SCS open link-Schnittstelle kann deshalb mit wesentlich höheren Drehzahlen laufen, was sich positiv auf die Produktivität der Anlage auswirkt.
SCS open link erlaubt Aufbau einer kompletten Wertschöpfungskette
SCS open link eignet sich hervorragend für Condition Monitoring- und Predictive Maintenance-Anwendungen, die in der Industrie immer stärker nachgefragt werden. „Gerade bei Maschinen ist Condition Monitoring ein großes Thema, da die Anlagen immer komplexer werden und damit die Risiken für eine Unterbrechung der Anlagenverfügbarkeit steigen“, berichtet Johann Bücher, Director Encoder Strategy bei Hengstler. „Mit SCS open link und unseren Drehgebern hat der Anwender immer die Kontrolle über den Status seiner Anlage. In Kombination mit unseren Advanced Analytics-Modulen lässt sich so eine Wertschöpfungskette aufbauen, die für Maschinenbauer hochinteressant ist“ so Bücher.
