AS-i/Sercos III Safety Gateway BWU 2984 von Bihl+Wiedemann - Geräteintegration

Dieses Thema enthält folgende Informationen:

• Zweck der AS-i Gateway-Integration

• AS-i/Sercos-Datenaustausch (I/O-Mapping der AS-i-Daten)

• Hinweise zu verteilten Automatisierungssystemen

• Diagnose des AS-i Gateway

• Anwendungsfälle

Begriffsdefinition: In dieser Dokumentation wird das AS-i/Sercos III Safety Gateway BWU 2984 von Bihl+Wiedemann kurz als AS-i Gateway bezeichnet.

Das am Sercos-Bus angeschlossene AS-i Gateway ermöglicht die Kommunikation zwischen Sicherem Logik-Controller (SLC) und AS-i-Systemkomponenten, Sensoren und Aktoren. Die sicherheitsbezogene Kommunikation zwischen dem Sicheren Logik-Controller und dem AS-i Gateway erfolgt gemäß der Spezifikation openSafety over Sercos III.

Das AS-i Gateway ermöglicht:

• Integration von AS-i-Sensoren und Befehlsgeräten (wie Lichtvorhänge, NOT-HALT-Befehlsgeräte, etc.) sowie AS-i-Aktoren (z.B. Schütze) in die sicherheitsbezogene PacDrive 3-Systemarchitektur.

• Überwachung und Auswertung von AS-i-Sensoren/Befehlsgeräten in der sicherheitsbezogenen SLC-Applikation.

• Reagieren auf Sicherheitsanforderungen von AS-i-Sensoren/Befehlsgeräten, indem sicherheitsbezogene Sercos-Antriebe sowie AS-i-Aktoren in den definierten sicheren Zustand geschaltet werden.

Somit integriert das AS-i Gateway AS-i als zweite Feldgeräteebene neben den Sercos III-Feldgeräten (Lexium 62/Lexium 62 ILM und sicherheitsbezogene TM5/TM7-Module).

Bis zu fünf AS-i Gateways können an einen Sicheren Logik-Controller (welcher als ein Maschinenmodul oder eine Sicherheitsarchitektur betrachtet werden kann) angeschlossen werden.

Die elektrischen bzw. umgebungsbezogenen Charakteristiken des AS-i Gateway können von den Eigenschaften der sicherheitsbezogenen Schneider Electric-Module abweichen, da es zu Ihrem Steuerungssystem gehört. Validieren Sie deshalb, dass das AS-i Gateway nur in Umgebungen integriert wird, die geeignet und somit kompatibel mit dem Schneider Electric-System sind.

Lesen Sie hierzu die entsprechende AS-i Gateway-Dokumentation oder Spezifikation von Bihl+Wiedemann.

Aus Sicht der Applikation im Sicheren Logik-Controller ist ein AS-i Gateway ein sicherheitsbezogener 64-Bit (8 Bytes) großer I/O-Datenbereich. Diese sicherheitsbezogenen 64 I/O-Bits werden zwischen dem AS-i Gateway und dem SLC via openSAFETY over Sercos ausgetauscht. Sicherheitsbezogene AS-i-Daten können anwenderdefiniert in diesen 64-Bit I/O-Datenbereich gemappt werden.

In EcoStruxure Machine Expert - Safety und EcoStruxure Machine Expert sind diese 64 I/O-Bits als Geräteobjekt mit der Bezeichnung '8 Bytes Safe Sercos Data' vorhanden. Nach dem Einfügen dieses Geräteobjekts in den EcoStruxure Machine Expert-'Geräte'-Baum (unter dem Gateway-Knoten), ermöglicht es den Zugriff auf die sicherheitsbezogenen AS-i-Daten, die in das Geräteobjekt gemappt und vom/an das AS-i Gateway übertragen wurden (Nur-Lese-Zugriff in EcoStruxure Machine Expert und Lesen/Schreiben in EcoStruxure Machine Expert - Safety).

Zusammensetzung der sicherheitsbezogenen AS-i-Daten: Mit Hilfe eines speziellen, gerätespezifischen Algorithmus wird das AS-i-Kommunikationstelegramm jedes verbundenen sicherheitsbezogenen AS-i-Slave in ein sicherheitsbezogenes Datenbit pro AS-i-Slave permutiert. Dieses sicherheitsbezogene Datenbit kann in ASIMON in den 64-Bit I/O-Bereich (Geräteobjekt) gemappt werden. Standard (nicht-sicherheitsbezogene) AS-i-Slaves können nicht in das Geräteobjekt '8 Bytes Safe Sercos Data' gemappt werden. Folglich stellt das Geräteobjekt Statusinformationen der sicherheitsbezogenen AS-i-Eingangsslaves und Steuerdaten für sicherheitsbezogene AS-i-Ausgangsslaves bereit. Außerdem sind je nach anwenderdefiniertem Mapping eventuell auch andere sicherheitsbezogene AS-i-Daten eingebunden (wie z.B. Diagnose- oder Freigabe-Bits für Ausgänge).

Mapping der sicherheitsbezogenen AS-i-Daten: Die sicherheitsbezogenen AS-i-Daten müssen auf die Bits des Geräteobjekts '8 Bytes Safe Sercos Data' gemappt werden. Dieses Mapping führen Sie in der Bihl+Wiedemann-Software ASIMON durch. Ein eindeutiges Datenmapping ist das 1:1-Mapping: AS-i-Slave 1 im AS-i-Kreis 1 ist auf Eingangs- oder Ausgangsbit 1 des Geräteobjekts gemappt (je nachdem, ob der Slave ein Eingangs- oder Ausgangsgerät ist). AS-i-Slave 2 ist auf Bit 2 gemappt, usw.

Die vorliegende Dokumentation basiert auf der Annahme, dass in der Applikation ein 1:1-Mapping umgesetzt ist. Überdies wird angenommen, dass die Diagnose-Statussignale der AS-i-Kreise 1 und 2 (diese werden vom AS-i Gateway bereitgestellt) sowie die Freigabesignale für die Ausgänge der AS-i-Slaves verwendet werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Konfigurieren der AS-i-Funktionalität in ASIMON".

Das Geräteobjekt '8 Bytes Safe Sercos Data' wird via openSafety over Sercos zwischen AS-i Gateway, SLC und LMC ausgetauscht. Im Sicheren Logik-Controller können die sicherheitsbezogenen Datenbits gelesen und geschrieben werden. Dies ermöglicht das sicherheitsbezogene Überwachen, Auswerten und Steuern der AS-i-Applikation. Im LMC werden die sicherheitsbezogenen Datenbits gespiegelt und können gelesen werden, um die nicht-sicherheitsbezogene LMC-Applikation über den sicherheitsbezogenen AS-i-Status zu informieren.

Darstellung des AS-i-Datenmapping:

Für das Geräteobjekt '8 Bytes Safe Sercos Data' gilt:

• Das Geräteobjekt besteht aus 64 Eingangsdatenbits und 64 Ausgangsdatenbits, unabhängig von der Anzahl der AS-i-Eingangsslaves und -Ausgangsslaves, die am AS-i-Bus angeschlossen sind. Beachten Sie im Bezug auf nicht verwendete Bits den letzten Punkt in dieser Liste.

• Das SafeGatewayOK-Statusbit zeigt den Kommunikationsstatus via openSafety over Sercos an. SafeGatewayOK = SAFETRUE bedeutet, dass die Kommunikation zwischen SLC und AS-i Gateway möglich ist.

• AS-i-Kreis-Statusbits: Das AS-i Gateway liefert ein Diagnose-Statussignal für jeden seiner beiden AS-i Kreise. Indem diese Statussignale auf Eingangsbits des Geräteobjekts '8 Bytes Safe Sercos Data' gemappt werden, können sie als Statusbits verwendet werden (ähnlich wie das SafeModuleOK-Signal der sicherheitsbezogenen TM5-Module).

  Die vorliegende Dokumentation geht von der Best-Practice-Applikation aus, in der die Statussignale auf die Eingangsbits 0 und 32 gemappt sind. Mit Bit 0 = SAFETRUE zeigt das AS-i Gateway dann an, dass AS-i-Kreis 1 korrekt kommuniziert. Bit 32 = SAFETRUE zeigt entsprechend die korrekte Kommunikation im AS-i-Kreis 2 an.

• Freigabebits für Ausgänge: Die vorliegende Dokumentation geht von der Best-Practice-Applikation aus, in der ein in der sicherheitsbezogenen SLC-Applikation erzeugtes, separates Signal als Freigabesignal für jeden der Ausgangs-AS-i-Kreise verwendet wird. Mappen Sie diese Freigabesignale für Ausgänge auf die Ausgangsbits 0 und 32 des Geräteobjekts und verarbeiten Sie sie entsprechend in der ASIMON-Applikation. Auf diese Weise können die Ausgangsbits 0 und 32 ähnlich verwendet werden, wie die ReleaseOutput-Signale der sicherheitsbezogenen TM5-Module: Mit Bit 0 = SAFETRUE schaltet das AS-i Gateway den AS-i-Kreis 1 frei und mit Bit 32 = SAFETRUE den Kreis 2.

• Abzüglich der beiden Diagnose-Statusbits und der beiden Freigabe-Steuerbits für Ausgänge (wie oben beschrieben) enthält sowohl die Eingangsgruppe als auch die Ausgangsgruppe jeweils 62 Datenbits, die in ASIMON frei gemappt werden können (zu Eingangs- oder Ausgangs-AS-i-Slaves).

• Standard-AS-i-Slaves (nicht sicherheitsbezogen) werden im Geräteobjekt nicht dargestellt.

• Es wird das gesamte Geräteobjekt, d.h. 64 Eingangs- und 64 Ausgangsbits plus das SafeGatewayOK-Signal vom/zum AS-i Gateway übertragen. Das Geräteobjekt kann nicht verwendete Bits enthalten, beispielsweise wenn auf ein sicherheitsbezogenes Bit keine AS-i-Daten gemappt wurden oder wenn bei einem 1:1-Datenmapping kein AS-i-Slave an der betreffenden Busadresse angeschlossen ist. Ein nicht verwendetes Eingangsbit wird vom AS-i Gateway nicht geschrieben und bleibt dauerhaft SAFEFALSE. Das Schreiben eines nicht verwendeten Ausgangsbits in der SLC-Applikation hat keine Auswirkungen auf AS-i-Seite.

Das Mapping der AS-i-Daten auf das '8 Bytes Safe Sercos Data'-Geräteobjekt muss in ASIMON erfolgen und kann mit Hilfe der ASIMON-Projektdokumentation bestimmt werden. Stellen Sie sicher, dass in EcoStruxure Machine Expert - Safety die korrekten Datenbits verwendet werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Lesen und Schreiben der AS-i-Datenbits in EcoStruxure Machine Expert - Safety".

Safe Logger-Diagnose

Wie jeder andere Sercos-Subscriber lädt das AS-i Gateway Sercos-konforme Diagnosemeldungen zum LMC hoch. Diese Diagnosemeldungen werden vom Safe Logger und vom Meldungslogger protokolliert.

Das Format der AS-i Gateway-Diagnosemeldungen in den Protokollen weicht etwas von den Standardmeldungen der Sercos-Teilnehmer ab. Die Nachrichten-ID in AS-i Gateway-Meldungen lautet immer EF01 hex.

Im Safe Logger zeigt das Feld 'Info 1' die vom AS-i Gateway gemeldete Fehlernummer. Weitere Informationen und Abhilfe-Möglichkeiten für die gemeldeten Fehlercodes finden Sie in der Bihl+Wiedemann-Dokumentation.

Gateway-Diagnose-Bits

Das AS-i Gateway verfügt über Diagnose-Bits, die in der Standard-EcoStruxure Machine Expert-Applikation gelesen und ausgewertet werden können. Für weitere Informationen lesen Sie das Thema "AS-i Gateway-Diagnose".

Durch Integration von AS-i Gateways in Embedded Safety Systeme von Schneider Electric lassen sich folgende Anwendungsszenarien realisieren:

• Modulare Maschine bestehend aus und gesteuert durch einen LMC, einen SLC und ein AS-i Gateway (mit seinen AS-i I/O-Slaves). Der Sichere Logik-Controller deckt eine Sicherheitsarchitektur ab.

• Modulare Maschine bestehend aus und gesteuert durch einen LMC, einen SLC und maximal fünf AS-i Gateways (jeweils mit AS-i I/O-Slaves).

  Falls mehrere AS-i Gateways an den Sercos-Bus angeschlossen sind, kann ein SLC mehrere AS-i-Sicherheitsarchitekturen überwachen. Folglich kann eine Sicherheitsanforderung aus einer AS-i-Sicherheitsarchitektur (z.B. von einem AS-i-NOT-HALT-Befehlsgerät) die gesamte SLC-Architektur mit allen beteiligten sicherheitsbezogenen Antrieben und AS-i-Kreisen in den definierten sicheren Zustand versetzen.

  Weitere Informationen:

  Lesen Sie hierzu das Thema "Anwendungsfall: Mehrere AS-i Gateways in einer SLC-Sicherheitsarchitektur".