SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation Standard- und Sicherheitstechnik in einem System Broschüre April 2010 Safety Integrated Answers for industry.
Totally Integrated Automation Setzen Sie auf neue Produktivitätsmaßstäbe für nachhaltige Wettbewerbsvorteile Als Antwort auf den zunehmenden internationalen Wettbewerbsdruck ist es heute wichtiger denn je, sämtliche Optimierungspotenziale konsequent auszuschöpfen über den kompletten Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage. Optimierte Prozesse ermöglichen eine Reduzierung der Total Cost of Ownership, eine Verkürzung der Time-to-Market sowie eine Verbesserung der Qualität. Diese perfekte Balance zwischen Qualität, Zeit und Kosten ist heute mehr denn je der entscheidende Erfolgsfaktor für die Industrie. 2 SIMATIC Totally Integrated Systemeingenschaften Automation
Inhalt Totally Integrated Automation ist optimal auf alle Anforderungen ausgerichtet und offen für internationale Standards und Fremdsysteme. Mit seinen sechs charakteri sierenden Systemeigenschaften (Engineering, Kommunikation, Diagnose, Safety, Security und Robustheit) unterstützt Totally Integrated Automation den gesamten Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage. Dabei bietet die komplette Systemarchitektur ganzheitliche Lösungen für jedes Automatisierungssegment auf Basis einer umfassenden Produktpalette. SIMATIC: effizienter automatisieren mit System SIMATIC, ein Kernstück von Totally Integrated Automation, umfasst eine Vielzahl von standardisierten, flexiblen und skalierbaren Produkten wie beispielsweise die Produkte aus dem SIMATIC Safety Integrated Portfolio, die wir Ihnen in dieser Druckschrift vorstellen. SIMATIC gilt heute als die weltweite Nummer eins in der Automatisierung. Das liegt nicht zuletzt daran, dass SIMATIC die sechs Systemeigenschaften von Totally Integrated Automation aufweist: Engineering Kommunikation Diagnose Safety Security Robustheit Darüber hinaus charakterisiert sich SIMATIC über zwei weitere Systemeigenschaften: Technology Hochverfügbarkeit Mehr über die Systemeigenschaften und die daraus resultierenden Vorteile finden Sie im folgenden Kapitel Systemeigenschaften und im Internet unter www.siemens.de/simatic-systemeigenschaften Safety Integrated for Factory Automation Das umfassende Produkt- und Serviceangebot..... 4 Grundlegende Sicherheitsanforderungen in der Fertigungsindustrie....................... 6 Grundlegende Normen beim Entwurf von Steuerungsfunktionen........................ 7 Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus Unterstützung vom Design bis zum Upgrade...... 8 Vorteile von SIMATIC Safety Integrated.........10 SIMATIC das durchgängige Automatisierungssystem für Standard- und fehlersichere Anwendungen SIMATIC Controller..........................12 SIMATIC ET 200............................13 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation Funktionale Sicherheit.......................14 Systemübersicht SIMATIC Safety Integrated......15 Engineering...............................16 Diagnose.................................18 Architekturen..............................19 Kommunikation PROFIsafe..................20 Kommunikation PROFIBUS, PROFINET und IWLAN................................21 Zusätzliche Funktionen bei PROFINET...........22 Technische Daten: SIMATIC Modulare Controller..24 Technische Daten: SIMATIC PC-based Automation.26 Fehlersichere Peripherie ET 200...............27 Technische Daten: ET 200....................28 Referenzen und Portfolio Referenzen................................30 Gesamtportfolio Safety Integrated.............35 SIMATIC Totally Integrated Systemeingenschaften Automation 3
Safety Integrated for Factory Automation Das umfassende Produkt- und Serviceangebot Safety Integrated Kosten sparen Safety Integrated ist die konsequente Umsetzung von Sicherheitstechnik im Sinne von Totally Integrated Automation. Das heißt, Siemens integriert sicherheitstechnische Funktionen durchgängig sowie komfortabel in die Standardautomatisierung. Das birgt vielfältige Vorteile für Maschinenhersteller wie Anlagenbetreiber. Vor allem in wirtschaftlicher Hinsicht. Maschinenhersteller können sich mit integrierter Sicherheitstechnik einen ganz entscheidenden Wettbewerbsvorteil verschaffen. Das Argument: deutlich einfacheres Engineering. Das Ergebnis: Maschinen und Anlagen, die erheblich schneller realisiert und einfach an neue Anforderungen angepasst werden können. Safety Evaluation Tool Das Safety Evaluation Tool ist ein kostenloses Online-Berechnungs-Tool für die Normen IEC 62061 und ISO 13849-1, das bei der Realisierung von Sicherheitsfunktionen an Maschinen wertvolle Unterstützung bietet. Das TÜV-geprüfte Online-Tool führt Sie schrittweise von der Festlegung der Struktur des Sicherheitssystems über die Auswahl der Komponenten zur Ermittlung der erreichten Sicherheitsintegrität (SIL/PL). Als Ergebnis erhalten Sie einen normkonformen Report, der als Sicherheitsnachweis in die Dokumentation integriert werden kann. Davon profitieren auch Anlagenbetreiber. Sie gelangen folgerichtig nicht nur schneller zu sicheren, sondern auch zu produktiveren Maschinen und Anlagen. Denn ein stimmiges Gesamtsystem aus Sicherheitstechnik und Standardautomatisierung verringert dank besserer Diagnose etwaige Stillstandszeiten und erhöht die Verfügbarkeit. Im Vergleich zu herkömmlicher Sicherheitstechnik erleichtert Safety Integrated zudem das Umrüsten und Modernisieren. Bestehende Maschinen und Anlagen lassen sich dank flexibler, modular erweiterbarer Konzepte um einiges wirtschaftlicher auf den neuesten Stand der Technik hochrüsten. Ein Vorteil, der sich über den gesamten Lebenszyklus bezahlt macht. Kompetenter Lifecycle-Support Siemens bietet Ihnen weit mehr als ein komplettes Produktund Systemspektrum für die Sicherheitstechnik. Als Ihr Partner unterstützen wir Sie kompetent in allen Phasen des Production Life Cycle von der Beratung bei der Planung über das entsprechende Schulungsangebot bis hin zur Abnahme Ihrer Maschine. Die Vorteile für Sie liegen auf der Hand: Durch unsere Beratung erschließen Sie sich einfacher neue Märkte, reduzieren Ihre aus Fehlleistung resultierenden Kosten, optimieren Ihre Termintreue und steigern die Qualität von Produkt und Prozess. Mit anderen Worten: Auf unsere Unterstützung können Sie sich hundertprozentig verlassen rund um die Uhr. Denn unsere Ansprechpartner stehen Ihnen weltweit 24 Stunden am Tag zur Verfügung: Ihre Vorteile: Zeitersparnis bei der Bewertung von Sicherheitsfunktionen Schneller Zugriff auf Produktdaten Berechnung nach aktueller Normenlage Komfortable Archivierung: Projekte können gespeichert und bei Bedarf wieder aufgerufen werden Schnelle und einfache Handhabung: umfangreiche, vordefinierte Beispielbibliotheken Kostenfreie Nutzung des Online-Tools www.siemens.de/safety-evaluation-tool Service & Support www.siemens.de/automation/support Ansprechpartner www.siemens.de/automation/partner 4 Safety Integrated for Factory Automation
SIMATIC Safety Integrated Kontinuierlich steigende Anforderungen... Verglichen mit früher ist die industrielle Automatisierung heute wesentlich flexibler und offener. Moderne Maschinen und Anlagen zeichnen sich darüber hinaus durch ihre deutlich gestiegene Produktivität aus. Das liegt nicht zuletzt auch daran, dass die Relaistechnik von der frei programmierbaren Steuerung und Dezentralisierung abgelöst wurde zumindest bei anspruchsvollen Applikationen. Trotz dieses Technologiewandels wurden für sicherheitsgerichtete Funktionen und Standardaufgaben bisher oft unterschiedliche Produkte und Systeme eingesetzt. Geht es aber um komplexere Sicherheitsaufgaben, lässt sich die Effizienz einer Automatisierungslösung deutlich steigern, wenn auch die Sicherheitstechnik konsequent dem Trend zur intelligenten SPS folgt. Eine fehlersichere SPS dient zur Steuerung von Prozessen und geht sofort bei Auftreten eines Fehlers in einen sicheren Zustand über oder verbleibt in diesem. Sie sorgt für eine durchgängige, effiziente Sicherheitslösung in Anlagen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen. und unsere Antwort darauf Das Produktspektrum von SIMATIC Safety Integrated umfasst sicherheitsgerichtete Steuerungssysteme für die Prozess- und Fertigungsindustrie, basierend auf SIMATIC Controllern und den Peripheriesystemen SIMATIC ET 200. Im Folgenden wird SIMATIC Safety Integrated für die Fertigungsindustrie vorgestellt. Sicherheitslösungen für die Prozessindustrie beschreibt die Broschüre Safety Integrated for Process Automation (E86060-A4678-A181-A3). SIMATIC Safety Integrated umfasst ein skalierbares Angebot sicherheitsgerichteter Controller in unterschiedlichen Bauformen basierend auf unterschiedlichen Hardware- und Software-Architekturen für alle Bereiche der Fertigungsautomatisierung von modularen Controllern über Embedded Automation Produkte bis hin zu PC-based Controllern. Abhängig von Ihren spezifischen Anforderungen können Sie die Sicherheitstechnik in die Standardautomatisierung integrieren (integriertes System) oder mittels zwei getrennter Systeme auf Basis von SIMATIC realisieren (einmal Standard, einmal Sicherheitstechnik). Die Anbindung an Standard- wie auch sicherheitsgerichtete Module kann kabelgebunden wahlweise über PROFINET, den offenen Ethernet-Standard bzw. über PROFIBUS, die bewährte Feldbus-Technologie, oder kabellos über IWLAN erfolgen. Für die Übertragung der sicherheitsgerichteten Daten wird das Bussystem um das PROFIsafe-Profil erweitert. Damit sind sicherheitsgerichtete und Standard-Kommunikation über nur eine Verbindung (z. B. einen Bus) möglich. Erfüllung aller wichtigen Normen Die europäischen Richtlinien gelten heute als diejenigen, die den höchsten Sicherheitsstandard widerspiegeln und finden weit über die Grenzen Europas hinaus Akzeptanz. Um die funktionale Sicherheit einer Maschine oder Anlage zu gewährleisten, müssen sich die sicherheitsrelevanten Teile der Schutz- und Steuereinrichtungen im Fehlerfall so verhalten, dass die Anlage in einem sicheren Zustand bleibt oder in diesen gebracht wird. Hierzu werden besondere, in Normen definierte Anforderungen an die Produkte gestellt. Die Einhaltung dieser Normen können entsprechende Produkt-Zertifikate belegen. Eventuelle Gefahren für Mensch und Umwelt können nicht allein auf nationaler Ebene abgewendet werden. Sie müssen stets den Vorschriften und Regeln des Ortes nachkommen, an dem die Maschine oder Anlage betrieben wird. Somit verlangt der freie Warenaustausch im Rahmen globaler Märkte international abgestimmte Regelwerke. Durch den Einsatz von SIMATIC Safety Integrated werden die aktuellen Normen und höchste Sicherheitsanforderungen erfüllt: IEC 61508: 2000 SIL 1-3 EN 594-1: 1997 Kat. 2-4 IEC 61511: 2003 EN 60204-1: 1997 EN 62061: 2005 SIL 1-3 NFPA 79-2002, NFPA 85 UL 1998, UL 508 und UL 991 EN ISO 13849-1: 2006 PL a - e Die Erfüllung der Normen wird belegt durch das TÜV-Zertifikat No.: Z10 05 08 20411 002. Damit bieten wir Ihnen ein durchgängiges, sicheres und bewährtes Steuerungssystem höchst flexibel, einfach erweiterbar und kostensparend. Dabei erfolgt die Erstellung des Standard- und Sicherheitsprogramms mit bewährter S7-Umgebung das reduziert neben den Engineeringkosten auch den Schulungs- und Trainingsaufwand. Die Programmierung erfolgt mit den STEP 7-Sprachen F-KOP und F-FUP sowie TÜV-zertifizierten Funktionsbausteinen. Controller SIMATIC Safety Integrated Safety Integrated for Factory Automation 5
Grundlegende Sicherheitsanforderungen in der Fertigungsindustrie Mit der Einführung des einheitlichen europäischen Binnenmarktes wurden die nationalen Normen und Vorschriften, welche die technische Realisierung von Maschinen betreffen, durchgängig harmonisiert: Dabei wurden grundlegende Sicherheitsanforderungen festgelegt, die sich zum einen für den freien Warenverkehr bestimmt (Artikel 95) an den Hersteller richten, und zum anderen für den Arbeitsschutz (Artikel 137) an den Benutzer (Betreiber) richten. Dies hatte zur Folge, dass die Maschinenrichtlinie als eine Binnenmarktrichtlinie auf Basis der EG-Verträge von den einzelnen Mitgliedsstaaten inhaltlich in nationales Recht umgesetzt werden musste. In Deutschland wurde diese z. B. im Gerätesicherheitsgesetz GSG verankert. Damit die Konformität mit einer Richtlinie sichergestellt ist, empfiehlt es sich, die entsprechend harmonisierten europäischen Normen anzuwenden. Dies löst die so genannte Vermutungswirkung aus und gibt Herstellern und Betreibern Rechtssicherheit bezüglich der Erfüllung nationaler Vorschriften wie auch der EG-Richtlinie. Mit der CE-Kennzeichnung dokumentiert der Hersteller einer Maschine die Einhaltung aller zutreffenden Richtlinien und Vorschriften im freien Warenverkehr. Da die europäischen Richtlinien weltweit anerkannt sind, hilft deren Anwendung auch beim Export in EWR-Länder. Alle nachfolgenden Erläuterungen richten sich an den Hersteller einer Maschine oder dessen Betreiber, sofern dieser sicherheitsrelevante Änderungen an der Maschine vornimmt oder vornehmen lässt. Sicherheitsanforderungen Artikel 95 EG Vertrag (Freier Warenverkehr) Artikel 137 EG Vertrag (Arbeitsschutz) z. B. Maschinen "Arbeitsschutz"-Rahmenrichtlinie (89/391/EWG) Niederspannungsrichtlinie (2006/95/EG) Maschinenrichtlinie (2006/42/EG) Einzelrichtlinie "Benutzung von Arbeitsmitteln" (86/655/EWG) G_ST70_XX_00613 Harmonisierte europäische Normen Hersteller Nationale Rechtsvorschriften Benutzer Sicherheitsanforderungen in der Fertigungsindustrie 6 Safety Integrated for Factory Automation
Grundlegende Normen beim Entwurf von Steuerungsfunktionen Ziel: Erfüllen aller zutreffenden Sicherheitsanforderungen durch ausreichende Risikominderung mit dem Ziel, haftungssicher und "exportfähig" zu sein. Ergebnis: Realisierung von risikomindernden Schutzmaßnahmen durch Anwendung harmonisierter Normen dadurch Konformität mit den Sicherheitsanforderungen der Maschinenrichtlinie auf Basis der "Vermutungswirkung". Konstruktion und Risikobewertung der Maschine EN ISO 12100 EN 1050 (pren ISO 14121-1) Sicherheit von Maschinen Sicherheit von Maschinen Funktionale und sicherheitsrelevante Anforderungen für sicherheitsbezogene Steuerungen Grundbegriffe, allgemeine Gestaltungsleitsätze Risikobeurteilung, Teil 1: Leitsätze Entwurf und Realisierung sicherheitsbezogener Steuerungen EN 62061: 2005 Sicherheit von Maschinen Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme EN ISO 13849-1: 2006 Sicherheit von Maschinen Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen Teil 1: Allgemeine Grundsätze Nachfolgenorm der EN 954-1:1996 Beliebige Architekturen Sicherheits-Integritätslevel (SIL) SIL 1, SIL 2, SIL 3 Vorgesehene Architekturen (Kategorien) Performance Level (PL) PL a, PL b, PL c, PL d, PL e Elektrische Sicherheitsaspekte EN 60204-1 Sicherheit von Maschinen Elektrische Ausrüstung von Maschinen, Teil 1: Allgemeine Anforderungen G_ST70_XX_00614 Normen für den Entwurf von Steuerungen Sicherheit erfordert Schutz vor vielfältigen Gefährdungen. Diese können wie folgt beherrscht werden: Konstruktion gemäß risikomindernder Gestaltungsleitsätze und Risikobewertung der Maschine (EN ISO 12100-1, EN 1050) Technische Schutzmaßnahmen, ggf. durch Verwendung sicherheitsbezogener Steuerungen (Funktionale Sicherheit nach EN 62061 oder EN ISO 13849-1) Elektrische Sicherheit (EN 60204-1) Bei der Funktionalen Sicherheit handelt es sich um den Teil der Sicherheit einer Maschine oder Anlage, der von der korrekten Funktion ihrer Steuerungs- oder Schutzeinrichtungen abhängt. Dem Anwender stehen dabei zwei Normen zur Verfügung: EN 62061: 2005 als europäische Sektornorm der Basisnorm IEC 61508. EN ISO 13849-1: 2006 als revidierte Nachfolgenorm der EN 954-1, da diese in Bezug auf die Kategorien nicht mehr ausreicht. Safety Integrated for Factory Automation 7
Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus Unterstützung vom Design bis zum Upgrade Mit unserem innovativen und umfassenden Produktspektrum an Sicherheitstechnik sowie kompetenter Unterstützung bieten wir Ihnen klare Vorteile über alle Phasen des Produktlebenszyklus hinweg. Phase Bedarf Design und Engineering Vor der Erstellung einer Maschine wird vom Maschinenbauer eine Risikoanalyse unter Beachtung aller relevanten Normen verlangt. Diese zeigt auf, welche Gefahren von der Maschine ausgehen und wie sie abgesichert werden müssen. Installation und Inbetriebnahme Aus der Risikoanalyse ergibt sich, welche Komponenten zur Absicherung der Gefahrenbereiche notwendig sind. Der Sicherheitsnachweis muss erbracht werden, damit die Maschine die CE-Kennzeichnung erhält. Der Betreiber muss die Rahmenrichtlinie Arbeitsschutz beachten ebenso wie die Dokumentation zur Befolgung der Maschinenrichtlinie, die der Maschinenbauer zu erstellen hat. Betrieb und Instandhaltung Wartung Im Wartungsfall muss es schnell gehen, um Ausfall- und Stillstandszeiten so niedrig wie möglich zu halten. Sollte tatsächlich einmal ein Fehler auftreten, muss dieser schnellstmöglich behoben werden. Denn aus Gründen der Wettbewerbsfähigkeit ist es unerlässlich, die Produktion aufrecht zu erhalten oder nur so kurz wie möglich zu unterbrechen. Modernisierung und Upgrade Um bestehende Anlagen auf den neuesten Stand der Sicherheitstechnik zu bringen, werden Erweiterungs- oder Modernisierungsmaßnahmen notwendig. Durch Prüfungen, Dokumentation, Consulting und die Definition von Abhilfemaßnahmen unterstützen wir Sie dabei, aktuelle Sicherheitsanforderungen optimal zu erfüllen. 8 Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus
Safety Plan der Leitfaden für die Realisierung einer sicheren Maschine Der Sicherheitsplan (Safety Plan), dessen Aufbau und Umsetzungspflicht in der Norm EN 62061 definiert ist, unterstützt Sie dabei, alle sicherheitsrelevanten Aspekte und Regelungen für die Konstruktion und den Betrieb einer sicheren Maschine zu bestimmen und umzusetzen über alle Phasen des Produktlebenszyklus hinweg. Durch die systematische Vorgehensweise, die der Safety Plan vorgibt, erreichen Sie nicht nur höchste Sicherheit, sondern sparen in allen Phasen erheblich Zeit auch bei der CE-Kennzeichnung der Maschinen. Dienstleistungen Systemvorteile Umfassendes Schulungsangebot Unterstützung bei der Planung und Konzeption Beratung zur Anwendung / Auslegung von sicherheitsrelevanten Richtlinien und Normen Safety Evaluation Tool hilft bei der Berechnung der Sicherheitsintegrität Alle Systemkomponenten und übergreifendes Dienstleistungsangebot aus einer Hand Modulare Lösungen, maßgeschneidert für verschiedene Maschinen und Anlagen durch innovative Technologien Weltweit einsetzbare Produkte und Systeme mit den erforderlichen Zulassungen und Konformität mit den EU-Richtlinien Installation und Inbetriebnahme Vorbereitung bis zur Abnahme und Übergabe der Maschine Safety Evaluation Tool zur Erstellung des normenkonformen Report Platz-, zeit- und kostensparender Aufbau durch Integration der Sicherheits- in die Standardautomation Schnelle Inbetriebnahme durch umfangreiche Diagnose sowie vorverdrahtete und zertifizierte Komponenten Expertise bei Produkthaftung Weltweite Präsenz durch Vor-Ort-Service Schnelle Ersatzlieferung für geringe Kapitalbindung TÜV-gerechte Bediener-Manuals Eine schnelle Fehlerdiagnose und -behebung dank der Durchgängigkeit steigert die Produktivität Einheitliche Bedienphilosophie vereinfacht das Handling Hohe Produktqualität und -verfügbarkeit verringert Stillstandszeiten Nachlaufmessung für berührungslos wirkende Sensoren Regelmäßige Erneuerung sicherheitsrelevanter Komponenten Weltweite Präsenz durch Vor-Ort-Service Schnelle Ersatzlieferung für geringe Kapitalbindung Schnelle Fehlerdiagnose und -behebung dank der Durchgängigkeit von Safety Integrated Langzeitverfügbarkeit der Komponenten Konzepte und Umsetzung der Modernisierung, konform mit Ihren Anforderungen und nach dem aktuellen Stand der Sicherheitstechnik Projekte und Dienstleistungen aus einer Hand Effiziente Anlagenkonzepte Umfassendes Schulungsangebot Einfache Erweiterbarkeit durch Integration in die Welt von Totally Integrated Automation Lange Produktverfügbarkeit Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus 9
Vorteile von SIMATIC Safety Integrated Design und Engineering Dienstleistungen Bereits in der Planung berücksichtigen wir die konkreten Forderungen der EU-Richtlinien und die Anforderungen für die weltweite Zulassung. Wir bieten ein umfassendes Schulungsangebot beispielsweise zu folgenden Themen: Verwendung der verschiedenen Normen, Programmierung der Geräte für Standard und Sicherheit oder Anwendung von komfortablen Funktionen wie die Anbindung sicherheitsgerichteter Antriebe. Systemvorteile Die bewährte Systemumgebung von SIMATIC macht sich bezahlt: Anwender profitieren von signifikanten Zeit- und Kosteneinsparungen. Vorhandenes Know-how bezüglich der Standardtechnik lässt sich auf die Sicherheitstechnik übertragen. Das durchgängige Engineering in STEP 7 macht es möglich, in der gewohnten Entwicklungsumgebung zu arbeiten. Aufwändige Neuschulungen von Mitarbeitern sind nicht notwendig. Durch die zertifizierte Bausteinbibliothek lassen sich Sicherheitsfunktionen schnell realisieren. Eine gemeinsame Datenbank für fehlersichere und Standardapplikationen sorgt für eine durchgängige Daten- und Projektverwaltung. Installation und Inbetriebnahme Dienstleistungen Wir unterstützen Sie bei der Maschinenabnahme oder -übergabe durch Nachweis der Konformität. Durch unsere Kontakte zu weltweiten Zertifizierungsstellen beispielsweise UL, SA etc. sind wir in der Lage, internationale Zertifikate für Ihre Maschine oder Anlage zu erwirken. Systemvorteile Durch die Verwendung von nur einem Bussystem für Standard- und Sicherheitsapplikationen sparen Sie Zeit beim Aufbau. Zudem reduziert sich durch Integration der Sicherheitsin die Standardtechnik die Anzahl der benötigten Hardwarekomponenten. Das Ergebnis: Mehr Platz im Schaltschrank. Und nicht zuletzt profitieren Sie von mehr Flexibilität bei der Automatisierungslösung. Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten sowie vorverdrahtete und zertifizierte Komponenten beschleunigen die Inbetriebnahme und vorberechnete Sicherheitsabstände (z. B. Abstand von Lichtschranken zum Gefahr bringenden Teil) in der Engineeringphase minimieren das Risiko von Nachbesserungen in der Konstruktionsphase. Durch Verwendung von Standards wie PROFIBUS und PROFINET mit PROFIsafe ist das System offen. Siemens bietet neue Lösungsansätze durch innovative Technologie wie z.b. Wireless. 10 Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus
Betrieb und Instandhaltung Dienstleistungen Wir unterstützen Sie dabei Gerätebedienungen zu erstellen, die allen Anforderungen der Maschinenrichtlinie entsprechen. Systemvorteile Durch die Verwendung einer einheitlichen Bedienoberfläche werden eventuelle Fehler auf ein Minimum reduziert. Das zahlt sich aus in Form von mehr Produktivität und weniger Stillstandszeiten sowie höherer Produktqualität und Verfügbarkeit. Wartung Dienstleistungen Als Global Player sind wir weltweit überall dort zur Stelle, wo Sie uns brauchen. Eventuelle Fehler und Störungen in Ihrer Anlage beheben unsere Experten vor Ort schnell und kompetent. Zudem profitieren Sie mit uns als Partner von einer geringen Kapitalbindung. Denn wir bieten Ihnen eine in jeder Hinsicht reibungslose Ersatzteillogistik. Modernisierung und Upgrade Dienstleistungen Bei der Modernisierung Ihrer Maschine kommt das Dienstleistungsangebot zum Tragen, das wir Ihnen auch bei Design und Engineering bieten. Systemvorteile Das durchgängige System in Verbindung mit dem einheitlichen Engineering und der flexiblen dezentralen Architektur bietet klare Vorteile für Sie: Die für eine Modernisierung erforderlichen Änderungen lassen sich schneller und mit weniger Aufwand durchführen. Und damit lässt sich die Maschine schneller in den Produktionsprozess integrieren. Die langfristige Verfügbarkeit der SIMATIC Komponenten sorgt auch bei diesen Maschinen für hohe Investitionssicherheit. Systemvorteile Da sich zahlreiche Komponenten für Standard- und Sicherheitsanwendungen nutzen lassen, reduziert sich die Ersatzteilhaltung deutlich und damit die Kapitalbindung. Die schnelle Fehlerdiagnose und -behebung ermöglicht eine Steigerung der Produktivität und eine Minimierung der Stillstandszeiten. Im Rahmen der Fehlerbehebung können defekte Module im laufenden Betrieb bei stehender Verdrahtung ausgetauscht werden (Hot Swapping). Durch die langfristige Verfügbarkeit der Siemens Komponenten ist auch die Wartung der Anlage langfristig möglich und Sie profitieren von einem hohen Maß an Investitionssicherheit. Klarer Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus 11
SIMATIC das durchgängige Automatisierungssystem für Standard- und fehlersichere Anwendungen SIMATIC Controller Seit mehr als 30 Jahren steht der Name SIMATIC für erstklassige Automatisierungstechnik. Heute ist SIMATIC weltweit etabliert und gilt zu Recht als die Nummer eins. Taktsynchronität am PROFIBUS Fehlersichere Varianten Fehlersichere Technologie-CPU SIMATIC Controller Als Herzstück von Totally Integrated Automation umfasst SIMATIC eine Vielzahl von standardisierten Produkten und Systemen wie die SIMATIC Controller. Ob Sie eine klassische SPS, eine Embedded oder eine PC-basierte Automatisierungslösung bevorzugen: Unser komplettes Spektrum an SIMATIC Controllern umfasst Lösungen für alle Anwendungsbereiche mit der Leistungsfähigkeit und Flexibilität, die Sie brauchen. SIMATIC Modulare Controller Die modularen SIMATIC Controller sind in ihrem Aufbau für Steuerungsaufgaben optimiert und besonders auf Robustheit und Langzeitverfügbarkeit ausgelegt. Sie lassen sich über zusteckbare E/A-, Funktions- und Kommunikations-Baugruppen jederzeit flexibel erweitern. Je nach Größe der Applikation kann der passende Controller nach Performance, Mengengerüst und Kommunikations-Schnittstellen aus einem großen Spektrum ausgewählt werden. Für typische Motion Control Anwendungen, z. B. Fliegende Schere, Palettierer oder Zangenvorschub, stehen die Technologie-Controller zur Verfügung. SIMATIC ET 200 Modulares, dezentrales Peripheriesystem mit Intelligenz vor Ort Ausführung in Schutzart IP20 (im Schaltschrank) und IP65/67 (ohne Schaltschrank) Modultausch im laufenden Betrieb Fehlersichere Variante Wartungsfrei durch Datenremanenz auf Micro Memory Card SIMATIC S7-400 Die S7-400 ist der Power-Controller für Systemlösungen in der Fertigungs- und Prozessindustrie: Racksystem mit diversen Baugruppenträgern Sehr hohe Verarbeitungs- und Kommunikationsleistung Konfigurationsänderungen im laufenden Betrieb Taktsynchronität am PROFIBUS Fehlersichere und hochverfügbare Varianten Hot Swapping SIMATIC PC-based Automation SIMATIC PC-based Controller Die SIMATIC PC-based Controller sind auf Standard-PC-Systemen als Software-Controller ablauffähig. Hier können beliebige PC-Applikationen, Bedien- und Beobachtungs- und Steuerungsaufgaben sowie technologische Funktionen einfach zu einer gesamten Automatisierungslösung kombiniert werden. Dabei werden die hohen Ressourcen eines Industrie-PC ausgenutzt, z. B. der Arbeitsspeicher. SIMATIC Embedded Bundles Die SIMATIC Embedded Bundles-Produkte nutzen die Offenheit HMI- und PC-basierter Systeme und bieten zudem ein erhöhtes Maß an Robustheit. Steuerung, Applikationen und Bedienen und Beobachten laufen auf einem Gerät ohne Verwendung von drehenden Teilen wie z. B. Festplatten oder Lüfter. Das verwendete Betriebssystem ist auf die jeweilige Hardware-Architektur zugeschnitten und optimiert. Sie sind einschaltfertig und können direkt auf Hutschiene (IPC427C) oder als HMI IPC477C direkt vor Ort montiert werden. Modulare Controller PC-based Automation SIMATIC S7-300 Die S7-300 ist der modulare Controller für Systemlösungen in der Fertigungsindustrie: Kompakte Bauform, Montage auf Profilschiene Viele Funktionen in die CPU integriert (E/A-Peripherie, Technologie-Funktionen, PROFIBUS-/PROFINET-Anschluss) Wartungsfrei durch Datenremanenz auf Micro Memory Card S7-200S S7-300F S7-400F WinAC RTX F IPC 427C/ 477C-RTX F S7-mEC- RTX F G_ST70_XX_00677 12 SIMATIC das durchgängige Automatisierungssystem für Standard- und fehlersichere Anwendungen
SIMATIC ET 200 Mit SIMATIC ET 200 stehen unterschiedlichste dezentrale Peripheriesysteme zur Auswahl für Lösungen im Schaltschrank, ohne Schaltschrank, direkt an der Maschine sowie für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich (Zone 2). Die Peripheriesysteme ET 200 erlauben bei fehlersicheren Anwendungen einen platzsparenden Aufbau, da sich Standard- Baugruppen und fehlersichere Module kombinieren lassen. Dies ist bei folgenden ET 200-Systemen möglich: SIMATIC ET 200S das Multitalent mit umfassendem Funktionsspektrum SIMATIC ET 200M die hochkanalige S7-300 SIMATIC ET 200pro modular und multifunktional SIMATIC ET 200eco digitale Blockperipherie ET 200M / S7-300 Die fehlersicheren Baugruppen der S7-300 können entweder zentral in der S7-300 oder dezentral in der ET 200M eingesetzt werden. Das dezentrale Peripheriesystem ET 200M ist ein modular aufgebauter DP-Slave in Schutzart IP20. Als Peripheriebaugruppen der Schnittstelle zum Prozess lassen sich bis zu 8 hochkanalige Signal- (z. B. 32 digitale Eingänge) und Funktions- Module sowie Kommunikationsprozessoren der S7-300 einsetzen. Dabei gibt es keine Steckplatzregeln. Bei Verwendung aktiver Busmodule können Baugruppen im laufenden Betrieb getauscht und erweitert werden (Hot Swapping). ET 200pro SIMATIC ET 200pro ist ein sehr kompaktes, überaus robustes und leistungsfähiges Peripheriegerät in Schutzart IP65/67. Es benötigt keinen Schaltschrank und kann direkt an der Maschine montiert werden. Sein modularer und zeitsparender Aufbau ermöglicht es, flexibel kundenspezifische dezentrale Automatisierungslösungen zu realisieren. ET 200pro lässt sich an den bewährten Feldbus PROFIBUS oder an PROFINET, den offenen Industrial Ethernet-Standard für die unternehmensweite Automatisierung, anbinden. Interface-Module mit integrierter CPU verlagern die Rechenleistung einer S7-300-CPU direkt in das Peripheriegerät. Damit entlasten sie die zentrale Steuerung und ermöglichen schnelle Reaktionen auf zeitkritische Signale. ET 200S SIMATIC ET 200S, das multifunktionale und feinmodulare Peripheriesystem in Schutzart IP20, lässt sich exakt an die Automatisierungsaufgabe anpassen. Die Anbindung an die Bussysteme PROFIBUS und/oder PROFINET erfolgt über verschiedene Interface-Module. Interface-Module mit integrierter CPU verlagern die Rechenleistung einer S7-300-CPU direkt in das Peripheriegerät. Damit entlasten sie die zentrale Steuerung und ermöglichen schnelle Reaktionen auf zeitkritische Signale. ET 200eco SIMATIC ET 200eco ist die digitale Blockperipherie in Schutzart IP65/67. Sie besteht aus einem Grundmodul und zwei verschiedenen Anschlussblöcken. Dabei kann zwischen M12, 7/8" und ECOFAST ausgewählt werden. Es steht ein abgestimmtes Modulspektrum für digitale I/Os sowie ein fehlersicheres Modul mit 8 fehlersicheren Eingängen zur Verfügung. Im Schaltschrank (IP20) Ohne Schaltschrank (IP65/67) ET 200S - Das Multitalent mit dem unfassenden Modulspektrum ET 200pro - Klein und multifunktional ET 200M - Die hochkanalige S7-300-Peripherie ET 200eco - Digitale Blockperipherie in IP65/67 SIMATIC das durchgängige Automatisierungssystem für Standard- und fehlersichere Anwendungen 13
SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation Funktionale Sicherheit Funktionale Sicherheit gewährleisten Fehlersichere Controller Eine sicherheitsgerichtete Funktion einer Maschine/Anlage umfasst Sensoren zur Signalerfassung, eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung der Signale und Aktoren zur Signalausgabe. Sensor Auswerteeinheit Aktor Verarbeitungskette: Erfassen, Auswerten, Reagieren Alle Komponenten tragen zur funktionalen Sicherheit der Anlage bei, um die Anlage bei einem gefährlichen Ereignis in einen sicheren Zustand zu bringen oder in einem sicheren Zustand zu halten. Sicherheit mit SIMATIC Safety Integrated Bei SIMATIC Safety Integrated Systemen besteht die Auswerteeinheit aus fehlersicheren einkanaligen Controllern und fehlersicheren zweikanaligen Peripheriemodulen. Die fehlersichere Kommunikation erfolgt über das sicherheitsgerichtete PROFIsafe-Profil. SIMATIC Safety Integrated ist zertifiziert und geeignet für den Einsatz nach IEC 61508: 2000 SIL 1-3 EN 594-1: 1997 Kat. 2-4 IEC 61511: 2003 EN 60204-1: 1997 EN 62061: 2005 NFPA 79-2002, NFPA 85 EN ISO 13849-1: 2006 PL a - e G_ST70_XX_00616 Die fehlersicheren Controller verfügen über folgende Funktionen: Umfangreiche Selbsttests und Eigendiagnose überprüfen den fehlersicheren Controller-Zustand Gleichzeitige Verarbeitung von Standard- und Sicherheits- Programm auf einem Controller auch auf einem fehlersicheren Software-Controller. Fehlersichere Peripheriemodule (F-Module) Im Wesentlichen unterscheiden sich fehlersichere Module von den Standard-ET 200-Modulen dadurch, dass sie intern zweikanalig aufgebaut sind. Die beiden integrierten Prozessoren überwachen sich gegenseitig und testen automatisch die Einbzw. Ausgabeschaltungen. Im Fehlerfall versetzen sie das F-Modul in einen sicheren Zustand. Der fehlersichere Controller kommuniziert mit dem fehlersicheren Modul über das sicherheitsgerichtete Busprofil PROFIsafe. Fehlersichere Powermodule dienen zur Lastspannungsversorgung der Potenzialgruppe und zur sicherheitsgerichteten Abschaltung der Lastspannung für Standard-Ausgabemodule. Fehlersichere digitale Eingabemodule erfassen die Signalzustände von sicherheitsgerichteten Gebern (z. B. NOT-Halt Drucktaster) und senden entsprechende Sicherheitstelegramme an den fehlersicheren Controller. Fehlersichere digitale Ausgabemodule sind geeignet für Abschaltvorgänge mit Kurzschlussüberwachung bis zum Aktor. SIMATIC Safety Integrated erfüllt damit höchste Anforderungen für die Fertigungs- und die Prozessindustrie. 14 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation
Systemübersicht SIMATIC Safety Integrated Mit SIMATIC Safety Integrated bietet Siemens ein umfassendes fehlersicheres nach IEC 61508 TÜV zertifiziertes Automatisierungssystem, welches höchste Sicherheitsanforderungen erfüllt und so die Einhaltung relevanter Normen vereinfacht: EN 954-1 bis Kat. 4, IEC 62061 bis SIL 3 sowie EN ISO 13849 bis PL e. Systemeigenschaften Sicherheitsgerichtete Daten Standard- Daten Sicherheitsgerichtete Daten Standard- Daten Kommunikation Die sicherheitsgerichtete Kommunikation wird durch das PROFIsafe-Profil ermöglicht. Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation können über ein und dieselbe Busleitung erfolgen sei es PROFIBUS, PROFINET oder IWLAN. PROFIsafe- Layer PROFIsafe- Layer Standard- Bus-Protokoll Standard- Bus-Protokoll PROFIBUS DP oder PROFINET Schwarzer Kanal G_ST70_XX_00617 Diagnose Alle SIMATIC Produkte besitzen integrierte Diagnosefunktionen für eine erhöhte Systemverfügbarkeit, mit denen sich eine eventuelle Störung vorbeugend aufspüren und beheben lässt. Engineering Die Projektierung der fehlersicheren Systeme erfolgt mit STEP 7 und S7 Distributed Safety. Zur Programmierung des Sicherheitsprogramms werden die Sprachen F-KOP und F-FUP (basierend auf den Standardsprachen KOP und FUP) sowie vorgefertigte, zertifizierte Bausteine verwendet. Produktportfolio Controller Peripherie Fehlersichere SIMATIC Controller erlauben die Verarbeitung von Standard-und Sicherheitsprogramm auf dem selben Controller. Sie basieren auf unterschiedlichen Hardware- und Software-Architekturen. Es kann zwischen verschiedenen Bauformen und unterschiedlichen CPU-Klassen gewählt werden: SIMATIC Modulare Controller ET 200 F-CPUs: fehlersichere, intelligente Interfacemodule für den Einsatz vor Ort im unteren Leistungsbereich S7-300F: fehlersichere CPUs für den mittleren bis oberen Leistungsbereich, wahlweise mit integrierter Motion Control Funktionalität S7-400F: fehlersichere CPUs für den obersten Leistungsbereich SIMATIC PC-based Controller WinAC RTX F: Fehlersicherer S7 Software-Controller für den PC mit Windows XP SIMATIC Embedded Bundles S7-mEC-RTX F: Fehlersicherer Embedded Controller in S7-300 Aufbauform vorinstalliert mit Windows XP Embedded und S7 Software-Controller WinAC RTX F IPC427C Bundle mit WinAC RTX F: Fehlersicherer embedded Hutschienen PC, vorinstalliert mit Windows Embedded Standard 2009 und S7 Software-Controller WinAC RTX F HMI IPC477C Bundle mit WinAC RTX F: Embedded Panel PC, vorinstalliert mit Windows Embedded Standard 2009 und fehersicherem S7 Software-Controller WinAC RTX F Als fehlersichere Peripherie werden dezentrale Feldgeräte aus dem ET 200-Spektrum verwendet. Es gibt Ausführungen für den Schaltschrank oder in hoher Schutzart für den schaltschranklosen Einsatz sowohl modular als auch in Blockbauform: ET 200S ET 200M ET 200pro ET 200eco Innerhalb einer ET 200-Station können sowohl Standard- als auch fehlersichere Module betrieben werden. SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation 15
Engineering Die Programmierung der fehlersicheren Systeme erfolgt mit STEP 7 und S7 Distributed Safety. STEP 7 STEP 7 bietet Funktionen für alle Phasen eines Automatisierungsprojektes von der Projektierung bis hin zu Inbetriebnahme, Test und Service. Damit unterstützt STEP 7 den gesamten Engineering-Workflow. STEP 7 umfasst sowohl die Hardware-Konfiguration der Anlage als auch die Parametrierung der Baugruppen. Daher müssen keine Hardware-Einstellungen mehr vorgenommen werden. Die Projektierung der F-Module erfolgt genau wie bei der Standard-Peripherie mit HW-Konfig, dem Konfigurationstool von STEP 7. Mit STEP 7 werden die Kommunikationsverbindungen innerhalb eines Projektes über eine grafische Bedienoberfläche festgelegt. S7 Distributed Safety S7 Distributed Safety bietet Befehle, Operationen und Bausteine zur Realisierung sicherheitsgerichteter Programme in F-KOP und F-FUP. Dazu steht eine Bibliothek mit vorgefertigten und vom TÜV abgenommenen Bausteinen für sicherheitsgerichtete Funktionen zur Verfügung. Anwender benötigen kein zusätzliches Engineering-Know-How, da die Programmierung im gewohnten STEP 7-Umfeld erfolgt. S7 Distributed Safety umfasst auch Fehlererkennungsfunktionen und Sicherheitsprüfungen bei der Generierung des Sicherheitsprogramms. Über den so genannten F-Call wird das Sicherheitsprogramm aus dem Standard-Anwenderprogramm aufgerufen (z. B. aus einem WeckAlarm-OB wie OB 35). Neben dem Sicherheits- Programm kann auf einer CPU koexistent auch ein Standardprogramm ablaufen. S7 Distributed Safety unterstützt den Vergleich von Sicherheits-Programmen und vereinfacht mit dem generierten Programmausdruck die Abnahme der Anlage. Parametrierung eines F-Moduls in STEP 7 Die strukturierte Programmierung erleichtert es wesentlich, ein Anwenderprogramm zu entwerfen. Dazu wird es in überschaubare, leicht testbare Einheiten untergliedert, sogenannte Bausteine. Eine umfangreiche Bibliothek an Standardbausteinen macht die Programmerstellung sehr effizient. S7 Distributed Safety: Die komplette Programmierung erfolgt in Funktionsplan (F-FUP, hier gezeigt) oder Kontaktplan (F-KOP) Alle Projektier- und Programmierwerkzeuge sind über den SIMATIC Manager (STEP 7) in eine Bedienoberfläche eingebunden und nutzen eine gemeinsame Projektstruktur. Der Zugang zu den jeweiligen Zielgeräten erfolgt von einer zentralen Station aus. Auch die Ablage unterschiedlicher Projektierungsdaten beispielsweise für Panel, Controller, Antrieb und Netzwerk können zeitsparend in einem Projekt organisiert werden. 16 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation
Optionen-Handling ohne RESERVE-Module Durch das Optionen-Handling ohne RESERVE-Module können feinmodulare Peripheriesysteme realisiert werden, bei denen sich Anzahl und Typ der Ein- und Ausgangskanäle exakt an die Anforderung der ausgelieferten Anlage bzw. Maschine angepasst lassen. Mit dem Optionen-Handling ohne RESERVE-Module lässt sich die gesamte SIMATIC ET 200S Station projektieren, einschließlich aller Optionen. Module für nicht benötigte Optionen entfallen. Die Aktivierung optionaler Funktionen erfolgt ohne Neukonfiguration im laufenden Betrieb. Vorteile: Nachrüsten von Optionen ohne Änderung der Projektierung im laufenden Betrieb Freischalten von Optionen durch das S7-Programm Werkzeugwechsel im Betrieb Einfache Diagnose, unabhängig von der Ausbauvariante Grundausbau Abfüllen/Dosieren STEP 7 Projekt mit Steuerungssoftware und Hardware-Konfiguration Option 1 Verpacken Option 2 Etikettieren G_ST70_XX_00678 Funktionsbeispiele Im Internet finden Sie praxisnahe Funktionsbeispiele, die typische Anforderungen innerhalb der industriellen Sicherheitstechnik abdecken. Sie beschreiben, wie bestimmte Sicherheitsfunktionen mit S7 Distributed Safety umgesetzt werden können und welche Komponenten dafür benötigt werden. Die Beispiele enthalten Funktionsbeschreibungen, Komponentenlisten und Schaltpläne sowie ein ladbares STEP 7-Projekt. Sie erleichtern Ihnen die einfache und schnelle Realisierung der beschriebenen Aufgabenstellung. Beispiele dafür sind: Schutztür mit Zuhaltung durch Federkraftverriegelung Not-Halt mit Quittierung Lichtvorhang mit Mutingfunktion Sichere Stillstandserfassung und sicher reduzierte Geschwindigkeit mit F-CPU und MASTERDRIVES Diese und weitere Beispiele finden Sie im Internet unter www.siemens.de/safety-functional-examples Web-based Training Im neuen Web-based Training lernen Sie die fehlersichere SIMATIC sowie Ihre Vorteile und Möglichkeiten genauer kennen. Sie erfahren, wie Sie die Hardware richtig konfigurieren, wie fehlersichere Programme strukturiert sind und wie der Datenaustausch zwischen Standard- und fehlersicherem Programm funktioniert. www.siemens.de/simatic-safety-integrated/e-learning Branchenspezifische F-Softwarepakete Das optionale Brennerpaket enthält eine F-Bibliothek mit Bausteinen für industrielle Gas- und Ölbrenner. Die Bausteine sind vom TÜV für Thermo- und Dampfkessel zertifiziert (siehe Tabelle). Das ebenfalls optionale Pressenpaket enthält abgeschlossene Funktionsbausteine, um Pressensicherheitsfunktionen nach EN 954-1, Kat.4 und EN 61508 zu realisieren beispielsweise für mechanische, hydraulische oder pneumatische Pressen. Software für fehlersichere Anwendungen Paket S7 Distributed Safety Optionspaket Brenner Optionspaket Pressen Bibliothek Zertifizierte Bausteine, z. B. Not-Aus, Zweihandsteuerung, Zertifizierte Brenner-Bausteine Zertifizierte Bausteine Muting, Türüberwachung Zertifikate IEC 61508: 2000 SIL 1-3 EN 594-1: 1997 Kat. 2-4 IEC 61508: 2000, Teil3, SIL3 DIN EN 676: 2003 EN 954-1, Kat. 4 EN 61508 IEC 61511: 2003 EN 60204-1: 1997 EN 62061: 2005 NFPA 79-2002, NFPA 85 ISO 13849: PL a - e DIN EN 267: 1999 DIN EN 12952-8: 2002 DIN EN 12953-7: 2002 TRN 411: 1997, TRN 412: 1997 DIN EN 746-2: 1997 DIN VDE0116: 1989 Voraussetzung STEP 7 S7 Distributed Safety S7 Distributed Safety Engineering-Paket 1 Lizenz pro Engineering-Platz Runtime-Paket 1 Lizenz pro CPU Bestell-Nr.-Rumpf 6ES7 833-1FC. 9AL3 100-1AD5. 6AU1 837-0EA. SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation 17
Diagnose Betriebsführungsebene SIMATIC WinCC Maintenance Station Anlagenweite Diagnose Übernahme der Konfiguration aus STEP 7 Steuerungsebene PROFINET Industrial Ethernet Engineering SIMATIC STEP 7 Linienweite Anzeige der Information Diagnose aktivieren HMI Controller Erkennen der Störung PROFIBUS Feldebene Antriebe Dezentrale Peripherie G_ST70_XX_00170 Minimierung von Stillstandzeiten durch effiziente Diagnosekonzepte Alle SIMATIC Produkte besitzen integrierte Diagnosefunktionen, mit denen sich eine Störung aufspüren und effizient beheben lässt für eine erhöhte Systemverfügbarkeit. Selbst für größere Anlagen steht Ihnen mit der Maintenance Station eine einheitliche Sicht der instandhaltungsrelevanten Informationen aller Automatisierungskomponenten zur Verfügung. Dadurch lassen sich die Overall Equipment Efficiency (OEE) steigern, Stillstandszeiten minimieren und Kosten sparen. Integrierte Diagnose Totally Integrated Automation bietet Produkte und Baugruppen mit integrierter Diagnose-Funktion an. Anlagenweite Systemdiagnose zur Erkennung und automatischen Meldung von Störungen Zusätzliche Meldungen zur Überwachung der Anwendung/des Prozesses (Prozessdiagnose) können einfach projektiert und automatisch generiert werden. Diagnose aktivierbar, kein Programmieraufwand Diagnose-Funktion der Baugruppen wird komfortabel in SIMATIC STEP 7 aktiviert Meldetexte stehen in fünf Sprachen zur Verfügung. Vordefinierte Meldefenster/-ansichten für die Visualisierung am HMI-Gerät Durchgängige Diagnose von der Feldebene bis in die Management-Ebene Systemstati (Baugruppen- und Netzwerkstatus, Systemfehler-Melden) stehen anlagenweit in einer einheitlichen Darstellung zur Verfügung. Die Diagnosebilder mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad (Hierarchie) werden automatisch aus Projektierungsdaten (HW-Konfig) generiert. Diagnose mit Anzeige relevanter Informationen Fehlertextinformation Eindeutige Modulkennzeichnung (Nummer) Adresse/Steckplatzinformation Chronologischer Zeitstempel 18 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation
Architekturen Fehlersichere Anwendungen lassen sich auf verschiedene Arten realisieren. Hierbei lassen sich vier verschiedene Möglichkeiten unterscheiden. Trennung von SPS, I/O und Bus Bei dieser Konfiguration liegen komplett getrennte Systeme für den Standardbereich und den Sicherheitsbereich vor (eine heute sehr weit verbreitete Lösung). Eine SPS, aber Trennung von I/O und Bus Bei dieser Konfiguration sind eine gemeinsame Steuerung, jedoch getrennte Bussysteme und getrennte Peripherie für Standard- und Sicherheitsbereich vorhanden. SPS-Ebene SPS-Ebene I/O-Ebene I/O-Ebene Trennung von SPS, I/O und Bus Ein Bus, aber Trennung von SPS und I/O Bei dieser Konfiguration stehen getrennte Steuerungen und getrennte Peripherie für Standard- und Sicherheitsbereich zur Verfügung. Die Kommunikation erfolgt über ein gemeinsames Bussystem. Eine SPS, aber Trennung von I/O und Bus Eine SPS, ein Bus und gemischte I/O Bei dieser Konfiguration bedienen eine gemeinsame Steuerung, ein gemeinsames Bussystem und gemeinsame Peripherie sowohl den Standard- als auch den Sicherheitsbereich. SPS-Ebene SPS-Ebene I/O-Ebene I/O-Ebene Ein Bus, aber Trennung von SPS und I/O Eine SPS, ein Bus und gemischte I/O SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation 19
Kommunikation PROFIsafe PROFIsafe war der erste Kommunikationsstandard nach der Sicherheitsnorm IEC 61508, der standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf ein und derselben Busleitung zulässt. Das bringt nicht nur ein enormes Einsparpotenzial bei Verkabelung und Teilevielfalt mit sich, sondern auch den Vorteil der Nachrüstbarkeit (Retrofit). Sicherheitsgerichtete Daten Standard- Daten Sicherheitsgerichtete Daten Standard- Daten PROFIsafe zählt zu den offenen Lösungen bei sicherheitsgerichteter Kommunikation über Standardfeldbusse und ist in der Norm IEC 61784-3-3 als internationaler Standard gelistet. Zahlreiche Hersteller von Sicherheitskomponenten und Endanwender aus der Sicherheitstechnik haben im Rahmen der PROFIBUS Nutzer-Organisation (PNO) an der Erstellung dieses herstellerunabhängigen und offenen Standards mitgewirkt. Das PROFIsafe-Profil ermöglicht die sichere Kommunikation für die offenen Standardbusse PROFIBUS und PROFINET auf Basis von Standard-Netzwerk-Komponenten. PROFIsafe unterstützt in Verbindung mit PROFINET auch die fehlersichere Wireless-Kommunikation via IWLAN. Wie PROFIsafe den unterschiedlichen potenziellen Fehlerquellen beim Übertragen von Nachrichten begegnet, zeigt die unten stehende Tabelle. PROFIsafe- Layer Standard- Bus-Protokoll PROFIBUS DP oder PROFINET PROFIsafe- Layer Standard- Bus-Protokoll Sicherheitsgerichtete und Standard-Daten werden mit PROFIsafe über dieselbe Busleitung übertragen. Schwarzer Kanal bedeutet, dass die sicherheitsgerichtete Kommunikation unabhängig vom Bussystem und den unterlagerten Netzwerk-Komponenten ist. Schwarzer Kanal G_ST70_XX_00617 PROFIsafe Maßnahmen gegen Übertragungsfehler Maßnahme Fehler Laufende Nummer Zeiterwartung mit Quittierung Kennung für Sender und Empfänger Datensicherung CRC Wiederholung Verlust Einfügung Falsche Abfolge Datenverfälschung Verzögerung Kopplung von sicherheitsgerichteten und Standard-Nachrichten (Masquerade) FIFO-Fehler (First In-First Out-Datenregister zur Einhaltung der Reihenfolge) 20 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation
Kommunikation PROFIBUS, PROFINET und IWLAN Die folgenden Grafiken zeigen, welche Kommunikationsmöglichkeiten mit dem PROFIsafe-Profil über PROFIBUS, PROFINET und IWLAN bestehen. Fehlersichere S7-Kommunikation IO-Controller IO-Controller PROFIBUS PROFINET 2 PROFIBUS bietet folgende Möglichkeiten für die fehlersichere Kommunikation: Master-/Master-Kommunikation zwischen DP-Mastern über Subnetzgrenzen hinweg beispielsweise zwischen fehlersicheren CPUs über DP-DP-Koppler Master-/I-DP Slave-Kommunikation zwischen DP-Master und I-DP Slave im gleichen Subnetz beispielsweise zwischen fehlersicherer CPU und ET 200S-CPU Master-/Slave-Kommunikation zwischen DP-Master und DP-Slave im gleichen Subnetz beispielsweise zwischen fehlersicherer CPU und ET 200-System mit fehlersicheren Modulen Querverkehr zwischen I-DP-Slave und DP-Slave ohne Einschaltung des DP-Masters beispielsweise zwischen intelligentem Slave (fehlersichere CPU) und Slave (ET 200 mit fehlersicheren Modulen). Dazu wird kein fehlersicherer DP-Master benötigt (fehlersichere CPU), ein Standard DP-Master ist ausreichend. 1 SINAMICS PROFIBUS DP/DP-Koppler 1 Industrial Ethernet IO-Device Fehlersichere Kommunikation über PROFINET Netzübergänge PN/PN-Coupler 1 IO-Controller / IO-Device-Kommunikation 2 IO-Controller / IO-Controller-Kommunikation Netzübergänge ermöglichen die fehlersichere Kommunikation zwischen verschiedenen Bussystemen: Kommunikation zwischen IO-Controller und DP-Slave beispielsweise über IE-/PB-Link Master-/Slave-Kommunikation zwischen IO-Controller und intelligentem DP-Slave, beispielsweise über IE-/PB-Link Kommunikation zwischen CPU und AS-Interface: mit dem DP/ASi F-Link können fehlersichere Signale am AS-Interface eingelesen und der fehlersicheren CPU über PROFIsafe zur Verfügung gestellt werden Alle SIMATIC Komponenten sind systemweit auch über Bussysteme hinweg erreichbar. Sie können von jedem Zugangspunkt in der Anlage auf alle Geräte zugreifen. 1 IO-Device G_ST70_XX_00619 I-DP-Slave DP-Slave 2 Fehlersichere Kommunikation über PROFIBUS PROFINET DP-Slave 1 2 3 4 DP-Master DP-Master 3 4 Master- / I-DP Slave-Kommunikation Querverkehr I-DP-Slave / DP-Slave Master- / Slave-Kommunikation Master- / Master-Kommunikation PROFINET bietet folgende Möglichkeiten für die fehlersichere Kommunikation: Kommunikation zwischen IO-Controllern über Subnetzgrenzen hinweg beispielsweise zwischen fehlersicheren CPUs über PN/PN-Coupler Kommunikation zwischen IO-Controller und IO-Device im gleichen Subnetz (auch wireless) beispielsweise zwischen fehlersicherer CPU und ET 200-System mit fehlersicheren Modulen G_ST70_XX_00618 1 2 3 IO-Controller / I-DP-Slave-Kommunikation IO-Controller / DP-Slave-Kommunikation CPU / AS-Interface-Kommunikation PROFIBUS I-DP-Slave IO-Controller 1 DP-Slave AS-Interface IE/PB-Link PN IO IO-Controller PROFINET Industrial Ethernet DP/AS-i F-Link DP-Slave DP-Master Fehlersichere Kommunikation zwischen PROFIBUS und PROFINET 3 2 G_ST70_XX_00620 SIMATIC Safety Integrated for Factory Automation 21