Kabellose Sicherheit für Lufthansa-Werfthalle

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Steuerung mit integrierter Sicherheit

Distributed Safety bedeutet, dass jede der 15 dezentral eingesetzten CPUs mit integrierten Sicherheitsfunktionen arbeitet. Patric Ryf, Software-Entwickler bei bfag, erklärt es so: «Wird auf einer Plattform eine Not-Aus-Taste gedrückt, geht das Signal über die Steuerung der Plattform via WLAN zur Kopfstation und wieder zurück über WLAN an die entsprechende Kranbrücke, die dann zusammen mit der Plattform abgeschaltet wird.» Dies erfordert eine enorme Schnelligkeit des Gesamtsystems, das heisst, Realtime-Anforderungen kleiner 400 Millisekunden. Diese Konzeption der Sicherheitssteuerung hat auch dazu beigetragen, dass während der Inbetriebsetzung zusätzlich gestellte Forderungen des TÜV problemlos abgedeckt werden konnten, was sonst nur mit grossem Hardware-Aufwand möglich gewesen wäre.

Gleiches Prinzip wie beim Handy

Für die Verlängerung der Ethernetkabelverbindung über die Luftstrecke wurden Scalance-Komponenten als WLAN-Access-points eingesetzt. Die verschiedenen Stationen können sich frei verbinden. Die Clients (Kranbrücken und Plattformen) müssen beim Fahren positionsbedingt zwischen zwei Accesspoints wechseln können. «Dies funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie beim Handy, also ein Roaming zwischen zwei Accesspoints», erklärt Georg Peter. Um dies innert Millisekunden zu gewährleisten, wird das Siemens spezifische Rapid Roaming Verfahren eingesetzt. «Zwei Funkzellen brauchte es, damit die Sendeleistungen nicht zu hoch werden. Wir bewegen uns im Flughafenareal in einem sensiblen Bereich. Die Grenzwerte müssen streng eingehalten werden, damit der Flugfunkverkehr nicht gestört wird.»

Flexible Planung war unerlässlich

Im Laufe des Projektes mussten immer wieder neue Lösungen gesucht und innerhalb kurzer Zeit umgesetzt werden. So konnte beispielsweise die schnelle Datenkommunikation aus Performance-Gründen nicht nach dem ursprünglich geplanten Konzept ausgeführt werden. Diese wurde schliesslich mit einem PN/PN-Koppler gelöst, der auf der Profinet-IO-Ebene Signale austauscht und eine deterministische, fehlersichere Kommunikation zwischen zwei CPUs ermöglicht.

Das enge Zeitfenster des Endkunden war eine sehr grosse Herausforderung. Anfangs November 2007 erhielt Bürge-Fischer von Lufthansa die Freigabe für den Umbau und legte am 1. Dezember 2007 los. Am 7. Januar 2008 musste die fertige Anlage übergeben werden. Das war ein absoluter Muss-Termin, denn auf diesen Zeitpunkt waren zwei Flugzeuge für Lackierarbeiten eingeplant. Eine Verlegung nach extern hätte extrem hohe Kosten zur Folge gehabt.

Nach erfolgreicher Abnahme durch den TÜV konnte die Anlage fristgerecht übergeben werden - mit einigen Verbesserungen für den Kunden. So wurde aufgrund der hohen Verfügbarkeit der Steuerung eine massive Reduktion der Stillstandszeiten erreicht. Das neue industrietaugliche Wireless Panel erlaubt den schnellen Zugang zu präzisen Informationen (Störmeldungen) und bietet die Möglichkeit, augenblicklich auf besondere Gegebenheiten reagieren zu können - anlageweit.

Technik in Kürze

Die Innovation bei dieser Anlage liegt darin, dass sicherheitsgerichtete Informationen (beispielsweise Not-Aus) in Realtime über ein dynamisches Wirelessnetz verteilt werden. Dies wird ermöglicht durch das fehlersichere Profisafe-V2-Protokoll (auf Ethernet basierend). Die Fehlersicherheit auf den Steuerungen wurde mit der speziellen Software «S7 Distributed Safety» projektiert.

Bei Wireless-Industrieanwendungen, bei denen zwischen mehreren Funkzellen gewechselt werden muss, reichen das herkömmliche Know-how und die Roaming-Verfahren aus der Informatik, vor allem bezüglich Geschwindigkeitsanforderungen, nicht aus. Die verwendeten Scalance W-700 sind WLAN-Komponenten, die mit einem speziellen Roaming- und Polling-Verfahren arbeiten. Siemens hebt sich von Mitbewerbern ab mit dem Rapid Roaming.

Mit dem Simatic Mobile Panel PC bietet Siemens Industry Automation and Drive Technologies ein kabelloses Bediengerät mit voller HMI-Funktionalität. Für eine noch robustere Anwendung gibt es das Simatic Mobile Panel 277 IWLAN, das höchste Flexibilität durch WLAN-Kommunikation mit Unterstützung von Profinet und maximalen Bedienkomfort durch seinen ergonomischen Aufbau garantiert. Die geplante Panel-Variante mit Sicherheitsfunktion und höchsten Sicherheitsanforderungen (Safety Integrated) durch zwei dreistufige Zustimmtaster und einen Not-Halt-Taster wurde in diesem Projekt vom Kunden nicht gefordert.

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