Funktionale Sicherheit für Maschinen und Geräte mit Profisafe

Das Plus an Sicherheit

In der Produktion von heute wird es immer wichtiger, dass Maschinen und Menschen interagieren. Um Gefahren für beide Seiten vorzubeugen, die Maschinenkomplexität nicht zu erhöhen und gesetzliche Vorgaben einzuhalten, bieten sich integrierte Sicherheitsfunktionen an. Profinet-Geräte lassen sich auf applikativer Ebene mit Safety-Funktionen erweitern, um aktuelle sicherheitstechnische Anforderungen zu erfüllen.

Die funktionale Sicherheit spielt in Produktionsstätten eine wichtige Rolle: Der Einsatz von feldbusbasierter, funktionaler Sicherheit ermöglicht zum einen die Einrichtung von einfachen Sicherheitsfunktionen, die ein sicheres Anhalten von Teilsystemen oder kompletten Anlagen in Gefahrenmomenten initiieren, um Mensch und Maschine vor Schäden zu schützen. Zum anderen bietet sie zusätzlich intelligente Methoden zur Verhinderung von Gefahren, ohne dass die Produktion durch einen Abschaltvorgang gestoppt werden muss. Das kann beispielsweise die Reduktion der Geschwindigkeit von Roboterbewegungen beziehungsweise von selbstfahrenden Fahrzeugen sein, sodass ein sich in der Umgebung bewegende Mensch ausweichen kann. Profisafe bietet hierfür die technologische Basis und unterstützt diese Funktionen im Rahmen von Profinet-Profilen für den einkanaligen und den zweikanaligen Betrieb.

Die Bedeutung von Profisafe

Profisafe ist als Safety-Standard für Anwendungen in allen Industrien geeignet – von der diskreten Fertigung bis hin zur Prozessautomatisierung. Dabei integriert Profisafe Sicherheitsfunktionen in Profinet und Profibus. Mit über 5,4Mio. Knoten hat sich Profisafe zu einem etablierten Safety-Werkzeug am Markt entwickelt und erfüllt die aktuelle internationale Norm IEC61508. In der Automatisierungstechnik haben sich Mikrocontroller und Software in Millionen von Anwendungen bewährt. Die Voraussetzungen für deren Einsatz in fehlersicheren Anwendungen sind in der Norm IEC61508 dargelegt worden. In vielen digitalen Kommunikationssystemen wurden die Mechanismen zur Fehlererkennung untersucht und vertieft. Normen wie die IEC62280-1 helfen dabei, die Standardtechnik mit funktionaler Sicherheit auszustatten. Die IEC62280-1 ist die internationale Norm zur Entwicklung von elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen Systemen, die eine Sicherheitsfunktion ausführen. Die Integration dieser Funktionen und damit die Erfüllung der Norm ist mit dem Profisafe Starter Kit von Siemens möglich.

Zertifzierte Basis

Das vom TÜV bereits zertifizierte Profisafe Starter Kit für fehlersichere Slaves (F-Slaves) reduziert Entwicklungs- und Zertifizierungsaufwand bei F-Geräte-Herstellern. Das Siemens Profisafe Starter Kit besitzt dabei folgende Eigenschaft: Die F-Kommunikation funktioniert in allen F-Slaves gleichartig. Beispielsweise nutzt die Simatic-Familie den gleichen Aufbau des Codes, daher ist der Code des Starter Kits bestens erprobt. Der Aufwand für Implementierung, Test und Zertifizierung des Starter-Kit-Codes entsteht nur einmal und erfolgte bereits durch den TÜV. Das Starter Kit kommt in Profibus- und Profinet-Anwendungen mit sicherheitsgerichteten Feldgeräten zum Einsatz, z.B. bei Remote-I/Os, Laser-Scannern, Lichtgittern, Antrieben, Ventilen, Robotern, Bediengeräten, Drucktransmittern, Überfüllsicherungen oder Gateways.

Sicherheitsgerichtete Kommunikation

Das Starter Kit ist ein Firmware-Modul für F-Slaves. Darin sind die Überwachungsmechanismen zur sicheren Kommunikation nach Vorgabe des Dokuments \’Profisafe – Profile for Safety Technology on Profibus DP and Profinet IO\‘ realisiert. Seine Verwendung erlaubt Herstellern von fehlersicheren Geräten eine Anbindung ihres F-Devices an Standard-Profibus sowie Standard-Profinet und die sicherheitsgerichtete Kommunikation mit einem F-Kommunikationspartner (F-Host). Mit dem Starter Kit können Gerätehersteller ein F-Device mit fehlersicherer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation über Profibus oder Profinet entwickeln. Das Starter Kit arbeitet dabei rein applikativ im C-Code und lässt sich durch Generierung in unterschiedliche Ablaufumgebungen (HW-/FW-Umgebungen) einbinden. Für die Schnittstellen zu Profibus und Profinet sind alle verfügbaren ASICs, FPGAs und Kommunikations-Stacks für Standard-Ethernet einsetzbar. Die Kernaufgabe des Starter Kits besteht im fehlersicheren Austausch von Nutzdaten mit einem F-Host und der dafür erforderlichen F-Parametrierung gemäß den Vorgaben aus dem Profisafe-Profil. Das Starter Kit dient der F-Applikation, die der Gerätehersteller spezifisch anpasst und die außerhalb des Starter Kits erstellt wird, dem Slave Stack und dem Stack Interface.

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Siemens AG
http://www.siemens.de/profinet-technologie

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