Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sicherheit durchgängig implementieren

01.05.2009
Mit den heutigen Architekturen lassen sich unterschiedliche Konzepte in der Automatisierung sehr erfolgreich abbilden - ob zentral, dezentral oder hybrid.

Nur hinsichtlich einer durchgängigen Kommunikation durch alle Ebenen der Maschine stoßen sie an ihre Grenzen. Das macht sehr oft den Einsatz mehrerer Bussysteme erforderlich und erhöht die Systemkosten. Der Beitrag zeigt eine Echtzeit-Ethernet Lösung, dessen Protokoll deutliche Vorteile bietet - auch wirtschaftlich.

Die individuellen Anforderungen der unterschiedlichsten Maschinenarchitekturen lassen sich mit den heute am Markt verfügbaren Komponenten vergleichsweise einfach in leistungsfähige Automatisierungskonzepte umsetzen.

Wie auch immer diese Lösung aussieht, ein Problem ließ sich bislang kaum umgehen: In einem Antriebs- und Automatisierungssystem war in der Vergangenheit abhängig vom Maschinentyp meist der Einsatz mehrerer Bussysteme erforderlich, da die verwendeten Bussysteme wie CANopen, CANsync oder Profibus zwar viele Vorteile aufweisen, aber keine deterministische Datenübertragung in Echtzeit ermöglichen. Sichere und nicht sichere Daten konnten folglich nicht über dasselbe Bussystem, sondern nur getrennt voneinander erfolgen.

Daraus resultierte sowohl bei einfachen als auch bei komplexen Maschinen der Einsatz von mehreren getrennten Steuerungen, die jeweils Automatisierungs-, Antriebs- und Sicherheitsfunktionen übernahmen. Anwendungstechnik und Sicherheitstechnik wurden deswegen bislang meist klar voneinander getrennt.

Der Einsatz unterschiedlicher Bussysteme ist somit dazu geeignet, die Automatisierungsaufgaben individueller Maschinenkonzepte zu lösen, erweist sich aber auch aus Kostensicht als nachteilig: So sind beispielsweise für Steuerung, Antrieb und Sicherheitstechnik jeweils separate Tools zu Programmierung und Implementierung notwendig. Die unterschiedlichen Kommunikationsschichten und der notwendige Kommunikationswandel zwischen den einzelnen Bussystemen führen daher zu höheren Systemkosten.

Daraus ergibt sich ein weiterer Nachteil heutiger Automatisierungsarchitekturen: So genannten Gateway-Funktionen, mit Hilfe derer die unterschiedlichen Arten der Signalübertragung zwischen den verschiedenen Bussystemen ineinander konvertiert werden, führen zu langen Signallaufzeiten und nehmen einen großen Teil der Steuerungskapazitäten in Anspruch. Folglich haben die Steuerungen wenig Platz für zusätzliche Funktionalitäten zur Verfügung; ihre Leistungsfähigkeit sinkt. Zudem macht der Einsatz mehrerer unterschiedlicher Bussysteme eine durchgängige Diagnose unmöglich. Auch der Zertifizierungsprozess für die jeweilige Automatisierungsarchitektur einer Maschine gestaltet sich entsprechend aufwändig und komplex.

Alle Daten parallel und schnell verarbeiten

Echtzeit-Ethernet überwindet diese Nachteile und hebt die bislang vorhandene Engstelle der unterschiedlichen Kommunikationsarten zwischen Antrieb, Steuerung und Sicherheitsfunktionen auf. Sowohl zeitkritische Daten als auch große Datenmengen können über dasselbe Bussystem gesendet werden. Gateway- und Interface-Funktionen werden nicht mehr benötigt, woraus weniger Kapazitätsbedarf in den Steuerungen resultiert - ein entscheidender Grund dafür, weshalb sich Automatisierungsarchitekturen bei Verwendung von Echtzeit-Ethernet und dem zertifizierten FSoE-Protokoll in der Regel mit einer Steuerung realisieren lassen. Steuerungen sind damit in der Lage, parallel zu den vom Antrieb kommenden Informationen und Signalen auch Automatisierungs- und Sicherheitsinformationen schnell zu verarbeiten. Dabei spielt nicht zuletzt die Entwicklung immer leistungsfähigerer Steuerungen eine wichtige Rolle. Darüber hinaus lassen sich dann auch sicherheitsgerichtete Funktionen einfach implementieren, was vor allem im Hinblick auf die ab Ende des Jahres gültige neue Maschinenrichtlinie von großer Bedeutung für den Maschinenbauer und Maschinenanwender ist. Ein einziges Softwaretool reicht aus, um das System effizient zu programmieren, wobei die Programmierung wie bei den sonst üblichen Funktionen zur Bewegungssteuerung erfolgt. So wird der Zeitbedarf enorm verringert. Standard- und sichere Automatisierungstechnik lassen sich also ohne Mehraufwand miteinander kombinieren sowie für einfache bis komplexe Maschinen skalieren. Das Konzept der Antriebsautomatisierung gewährleistet somit auch die Konformität zu den zukünftig europaweit geltenden Sicherheitsnormen.
Auch aus Kostensicht erweist sich die Antriebsautomatisierung als rentabel: Betrachtet man die Gesamtkosten, weisen diese Architekturen geringere Systemkosten auf: Nur ein Bussystem und die Konvertierungs- und Übersetzungsfunktionen fallen weg. Echtzeit-Ethernet gewährleistet auf diese Weise die Durchgängigkeit der Kommunikation von der Leit- bis in die Feldebene, was sowohl zu kürzeren Reaktionszeiten im System führt als auch wesentlich zu einer effektiven Diagnosemöglichkeit beiträgt. Zertifizierung und Inbetriebnahme solcher Systeme werden also deutlich vereinfacht.
Regina Elzenbeck, Baumüller/st

| SCOPE
Weitere Informationen:
http://www.scope-online.de/xist4c/web/Sicherheit-durchgaengig-implementieren_id_161__dId_422960_.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht rollFEED® Turning auf EMAG Maschinen: Tempomacher für die Drehbearbeitung
17.10.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Schuler-MSC2000-Dual-Servopresse am Fraunhofer IPT für Werkzeugtests und Entwicklungsprojekte
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise