ASi-5 Safety

Det finns redan många olika säkerhetsstyrningar och lösningar på marknaden, men detsamma gäller tyvärr också för antalet funktionssäkra protokoll som används och själva fältbussen.

Fältbussoberoende har alltid varit en stor styrka hos ASi och ASi Safety. Det finns gatewayer för nästan alla relevanta fältbussar och säkerhetsprotokoll. Detta gör systemarkitekturen på I/O-nivån helt oberoende av den använda styrenheten, vilket innebär att den kan standardiseras över alla applikationer.

Naturligtvis gäller denna fördel även ASi-5 Safety. Precis som vid introduktionen av ASi-5 i standardområdet erbjuder ASi-5 Safety också många nya alternativ. Den högre databandbredden och de utökade alternativen för diagnostik och parametrisering är idealiska för resurskrävande tillämpningar. 

Detta gör till exempel den framtida implementeringen av IO-Link Safety möjlig.

ASi-5 Safety har varit en integrerad del av ASi-5 från början: båda använder samma kommunikationsteknik. När det gäller ASi-5 Safety-moduler läggs endast det normativt erforderliga skyddet av data till – med en extra kontrollsumma. Detta gör överföringen av dessa signaler funktionssäker upp till SIL 3/PLe. Detta är avgörande närhelst standarder kräver en sådan funktionssäkerhet för att skydda människor och miljön.

Precis som ASi-3 Safety at Work testades och certifierades ASi-5 Safety återigen externt enligt gällande funktionella säkerhetsstandarder. På samma sätt uppnår den process som används för ASi-5 Safety en prestandanivå upp till PLe enligt ISO 13849-1 eller en säkerhetsintegritetsnivå upp till SIL3 enligt IEC 61508/62061.

Naturligtvis kan även standardsensorer anslutas till ASi-5 Safety-moduler. Med många moduler är det till och med möjligt att konfigurera om anslutningarna så att signalen från standardsensorn endast överförs via standardprotokollet. Detta sparar särskilt kommunikationsresurser såsom adresser och bandbredd för ASi-3 Safety-moduler.

Ytterligare en fördel med ASi-5 Safety är att många säkra signaler och standardsignaler kan anslutas och överföras via en enda adress. Detta sparar resurser och framför allt kostnader.

Ämnet cybersäkerhet är mer relevant än någonsin. Inom industrisektorn blir tillförlitligheten för framför allt processer och tillverkning allt viktigare.

Precis som standardmässig ASi-5-kommunikation är ASi-5 Safety nästan omöjlig att avlyssna tack vare systemets karaktär. Anledningen till detta är  att dataöverföringen via OFDM med dynamisk frekvenstilldelning, gör det mycket komplicerat att fånga in de utväxlade meddelandena. Detta förutsätter hela kontexten av anslutningsuppsättningenmellan ASi-master och ASi-nod. Dessutom måste klockfrekvenserna synkroniseras exakt precis som mellan ASi-mastern och ASi-noden enligt ASi-5-protokollet.

Cybersäkerheten förstärks också av det faktum att gatewayen skapar ett logiskt avbrott mellan TCP/IP, ASi-5 och ASi-5 Safety. Detta innebär att höga säkerhetskrav bara behöver ställas på ASi-5-mastern som upprättar anslutningen till TCP/IP. ASi-5-moduler är däremot mycket mindre problematiska när det gäller säkerhet, eftersom de inte kan kommunicera via TCP/IP-nätverk. De som ansvarar för nätverkssäkerhet kan alltså fokusera på väsentligt färre enheter och kontrollera dessa mer noggrant.

Liksom ASi kännetecknas ASi-5 Safety av maximal stabilitet och tillgänglighet. Defekta mastrar kan därför bytas ut enkelt och utan komplikationer: Tack vare säkerhetskopieringen i ASi-mastern adresseras utbytesenheten automatiskt och parametriseras precis som den ursprungliga enheten.

ASi-5 Safety is very flexible: depending on the profile and application scenario, 1 to 64 safe process data along with additional standard  – each bidirectional – can be exchanged with one module. In the process, cycle times of up to 1.27 ms can be achieved for up to 16 safe inputs and 16 safe outputs each. Available diagnostics and acyclic services have no influence on the cycle times.

Som en integrerad del av ASi-5 kan ASi-5 Safety överföra säkra och standardmässiga data samtidigt. Upp till 32 byte är tillgängligt cykliskt för detta ändamål. Säkra data har alltid en kontrollsumma på 1 byte, vilket möjliggör säker kommunikation upp till nivå SIL3/PLe. Som med rena ASi-5-standardmoduler finns det också en diagnostisk och en acyklisk kanal. Detta gör det också möjligt för ASi-5 Safety-moduler att överföra detaljerade diagnostiska meddelanden i händelse av ett tillbud. Ytterligare en högpresterande metod finns också tillgänglig för att avläsa ytterligare information vid behov – till exempel för förebyggande underhåll eller liknande applikationer.

ASi-5 Safety använder samma mekanismer som alla andra ASi-5-moduler. Detta innebär att den ger cykliska data tillsammans med en händelsebaserad diagnostisk kanal och en acyklisk kanal för att avläsa flera index. Dessa index täcker en stor mängd information: tillverkare, modellnamn, ASi ID för unik identifiering, modultemperatur, uppmätta strömmar eller en timräknare för att bara nämna några. OPC UA gör det möjligt att överföra denna information till IT för utvärdering.

Detta kan spara stora kostnader i applikationer med flera signaler. ASi-3 Safety kan också användas för moduler som har många signaler. I det här fallet upptar emellertid varje säker signal en separat adress. Precis som med ASi-5 kan ASi-5 Safety bearbeta mycket mer data per master och därmed avsevärt minska anslutningskostnaderna – tack vare den betydligt högre databandbredden per adress. Till exempel med ASi-5 Safety-modulen BWU4210, totalt 2 säkra 2-kanalingångar och ytterligare 12 I/O:er finns tillgängliga under bara en ASi-5-adress. Samma mängd data upptar däremot 2 enskilda och 3 A/B-adresser med ASi-3.
 

Emellertid är ASi-5 kanske inte alltid den mest fördelaktiga. Även med ASi-3 Safety upptas endast en adress för ett enda nödstopp med en tvåkanalig säker ingång – och till lägre kostnad. Båda teknikerna kommer därför att användas parallellt i framtiden.

ASi-5 och ASi-3 fungerar oberoende av varandra och parallellt på samma tvåledarkabel med samma elektromekanik. Endast en gateway med en kombinerad ASi-5-/ASi-3-master krävs vid användning av båda protokollen i en installation. Detsamma gäller för ASi-5 Safety och ASi-3 Safety – allt som behövs är en gateway med en kombinerad master och en kombinerad ASi-5-/ASi-3-säkerhetsmonitor. I det enklaste fallet är det därför möjligt att bara ersätta gatewayen i ett befintligt system med ASi-3 Safety. Systemet kan sedan fortsätta att fungera utan förändringar och ASi-5 Safety-moduler kan enkelt läggas till vid behov.