Schlüsselschalter mit IO-Link

Kleines Gerät,

Für mehr Qualität und Sicherheit setzt der Maschinenbauer Benteler auf den ID-Key mit IO-Link-Kommunikation aus dem Befehls- und Meldegeräte-Programm von Siemens. Von diesem flexiblen und skalierbaren Schlüsselschalter-Konzept profitiert die Automatisierung mit Standardlösungen vor allem bei der Berechtigungskontrolle für Bearbeitungszellen.
Benteler setzt den Sirius Act ID-Key mit IO-Link-Kommunikation von Siemens für die Authentifizierung innerhalb der Produktion ein.
Benteler setzt den Sirius Act ID-Key mit IO-Link-Kommunikation von Siemens für die Authentifizierung innerhalb der Produktion ein.Bild: Benteler International AG

„Nach einer einfachen und effektiven Schlüsselschalter-Lösung haben wir lange gesucht“, betont Christian Schmidt, Projektmanager für Software-Entwicklung bei Benteler. Das Bewusstsein für Qualität und Produktionsleistung des Maschinenbauers beginnt bereits beim Schlüsselschalter. „Im übertragenen Sinn ist der Schlüsselschalter mit IO-Link der Zugang zur Maschine“, fährt Schmidt fort. „Mit den Möglichkeiten des ID-Key weiß die SPS, wer an der Maschine welche Arbeiten verrichten will und kann prüfen, ob er dazu autorisiert ist.“ Die Firmware des RFID-Schlüsselsystems 3SU wurde speziell an die Kundenforderung angepasst. Die Berechtigung kann vom ID-Key ohne Zusatzprogrammierung über das Elektronikmodul gelesen werden. Dabei wird ein dünner Stift (ID-Key) in die Schlüsselschalter-Aufnahme geschoben, dessen Kennung erfasst und die entsprechende Freigabe an der Maschinensteuerung durchgeführt.

In einer zentralen Liste sind die einzelnen ID-Key-Inhaber und deren Berechtigungslevel übersichtlich dargestellt. Sobald ein Schlüssel in den Schlüsselschalter geschoben wird, wird automatisch eine entsprechende Authentifizierung durchgeführt.
In einer zentralen Liste sind die einzelnen ID-Key-Inhaber und deren Berechtigungslevel übersichtlich dargestellt. Sobald ein Schlüssel in den Schlüsselschalter geschoben wird, wird automatisch eine entsprechende Authentifizierung durchgeführt.Bild: Benteler International AG

Unterschiedliche Freigabeszenarien

Verschiedene Farben des ID-Keys (rot, grün, gelb, blau) haben unterschiedliche Freigabeszenarien hinterlegt. Die Farbcodierung kann ein Produktionswerk nutzen, um bestimmten Personenkreisen die Farben zuzuordnen (z.B. Gelb = Elektriker; Grün = Mechaniker; Blau = Roboterprogrammierer). Das tatsächliche Zugriffslevel für jeden ID-Key wird über die Software bestimmt. Diese Farben haben in der beschriebenen Anwendung bzw. Funktion jedoch keine Bedeutung, auch bei ihnen wird nur die User-ID gelesen. Das bedeutet: Jeder kann nur diejenigen Arbeitsschritte durchführen, für die er auch geschult und qualifiziert ist. Zusätzlich gibt es jedoch einen Master-Stick / ID-Key, der innerhalb des programmierten Freigabe-Levels die höchste Stufe darstellt. Durch diese einfache Kommunikation auf Maschinenebene in Verbindung mit der Identifikation der Schlüssel-ID lässt sich flexibel und individuell eine Vielzahl von Freigabeszenarien parametrieren.

Durch die eindeutige Identifikation des ID-Keys lässt sich auf Knopfdruck feststellen, wer sich in einer Sicherheitszone befindet und wer diese nach einem Serviceeinsatz bereits wieder verlassen hat.
Durch die eindeutige Identifikation des ID-Keys lässt sich auf Knopfdruck feststellen, wer sich in einer Sicherheitszone befindet und wer diese nach einem Serviceeinsatz bereits wieder verlassen hat.Bild: Benteler International AG

Authentifizierung ohne Passwortvergabe

Parametrieren bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in einer Liste notiert ist, welcher ID-Key welche Berechtigungen besitzt. Die Programmierung einer solchen Liste inklusive der Eingabemaske wurde bei Benteler im Engineering-Framework TIA Portal einmalig durchgeführt und ist die Basis für die Parametrierung der Zugriffslevel zu einer UID des ID-Keys. Künftig werden durch entsprechende Eintragungen in dieser Liste direkt am Bedien-Panel neue Schlüsselberechtigungen vorgegeben bzw. diese bei Schlüsselverlust sofort wieder entzogen – ähnlich einer Hausschließanlage mit elektronischen Schlüsseln. „Auf diese Weise erreichen wir eine hundertprozentige Ablösung der sonst üblichen Passwortvergabe, die zudem noch einfach zu pflegen ist“, so Schmidt. Möglich wurde dieses intelligente Berechtigungskonzept, das bei Benteler in einem Pilotprojekt eingesetzt wird, durch die IO-Link-Kommunikation. Für den Projektmanager eine wesentliche Voraussetzung: „Wir versuchen auf der Maschinenebene so viele Sensoren und Aktoren mit IO-Link-Kommunikation wie möglich einzusetzen; sie bilden das Grundgerüst für einen intelligenten Maschinenbetrieb.“ Deshalb setzt er die Befehls- und Meldegeräten von Siemens mit Buskommunikation ein.

Der Aufbau der zentralen Authentifizierungsliste wird individuell programmiert und am HMI von der berechtigten Person schnell und einfach aktiviert.
Der Aufbau der zentralen Authentifizierungsliste wird individuell programmiert und am HMI von der berechtigten Person schnell und einfach aktiviert.Bild: Benteler International AG

Garant für Mitarbeiterqualifikation

Besonders bei Just-in-Time-Konzepten müssen sämtliche Montage-, Transport- und Logistikprozesse einem besonderen Qualitätsniveau entsprechen. „Als Entwicklungsabteilung in der Sparte Plant-Engineering im Maschinenbau sind wir mit dafür verantwortlich, dass dort und natürlich auch in allen anderen Werken ein Höchstmaß an technischer Unterstützung garantiert ist“, berichtet der Projektmanager. Insofern arbeitet Schmidt mit seinem Team an standardisierten Funktionslösungen mit einheitlichem und einfachem Aufbau, die neben der Eindeutigkeit ein schnelles Handeln im Servicefall ermöglichen. Durch die flexible Programmierung der ID-Keys kann die Berechtigung der Mitarbeiter an die Qualifikation und den Ausbildungsstand angepasst werden. Freigaben können an die tatsächliche Notwendigkeit angepasst werden. Dabei ist der Konzeptaufbau recht übersichtlich und teilt sich in zwei generelle Ansätze: Die Stand-alone-Maschine oder die Maschinen, die in einer Verkettung mit einer übergeordneten Linien-Steuerung stehen. Letztere umfasst auch die Berechtigungsliste (Master-Liste), und nur dort kann diese auch modifiziert werden. Bei jeder Änderung erhalten die einzelnen Steuerungen die aktualisierte Liste (Slave). Bisher haben sich bereits knapp ein Dutzend unterschiedlicher Berechtigungen herauskristallisiert. „Damit können wir die Vielfalt der unterschiedlichen Aufgabenstellungen gut abbilden, und besitzen genügend Spielraum, um bei gewünschten Feinjustierungen individuell auf jede Anforderung sofort reagieren zu können“, erklärt Schmidt.

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