Fehlersichere Steuerungen sind in der modernen Prozessindustrie unverzichtbar geworden. Die dortigen immer komplexer werdenden Abläufe sind mit hohen Anforderungen an die funktionale Sicherheit gebunden. In diesem Umfeld kann jede Störung oder jede Fehlfunktion der Automatisierungssysteme ernsthafte Konsequenzen haben. Gerade in der chemischen oder petrochemischen Industrie kann es zu schweren Unfällen bei Fehlfunktionen kommen. In diesem Bereich ist eine effiziente Sicherheitstechnik gefragt, welche im Fehlerfall zuverlässig reagiert.
Sicherheit integriert
Früher war die Steuerung des Prozesses und die des sicherheitstechnischen System (Safety Instrumented System, SIS) in unterschiedlicher Hardware getrennt. Über einen Gateway wurden beide miteinander gekoppelt und mit unterschiedlicher Software projektiert. Wegen der hohen Kosten für getrennte Engineering-, Betriebs- und Wartungs-Tools sowie die getrennte Kommunikation der Gateway-Lösung kommen zunehmend integrierten Lösungen zum Einsatz. Die diversen Hersteller von Prozessleitsystemen wie Emerson, ABB oder Siemens bieten in ihrem Produktspektrum zertifizierte Steuerungen für die Abbildung eines SIS an. Zudem werden auch fehlersichere Signalmodule zur Erfassung von digitalen oder analogen Signalen angeboten. Ein großer Vorteil ist, dass der Ablauf von Sicherheits- und Standardprogrammen auf ein und derselben CPU stattfindet. Dadurch ist ein vereinfachter Daten- und Signalaustausch zwischen den verschiedenen Programmteilen möglich. In der Prozessleitsoftware werden zudem geprüfte und zertifizierte Bausteinbibliotheken für den fehlersicheren Teil genutzt, um systematische Fehler zu vermeiden und eine hohe Eigendiagnose bereit zu stellen.
Safety im Prozessleitsystem
Ein weit verbreitetes Prozessleitsystem ist PCS 7 von Siemens. Der Hersteller bietet mit der Software S7 F Systems ein durchgängiges Engineering für Safety- und Standardprogramme an, die damit beide auf derselben CPU ablaufen können. Die Programmierung erfolgt wie bei einem Standardsystem und alle Step7-Programmiersprachen können genutzt werden. Hierbei können Programmänderungen im laufenden Betrieb wie z. B. ändern und nachladen von Bausteinen direkt umgesetzt werden.
Stufen der Sicherheit
Um eine Anlage sicher und nach Stand der Technik betreiben zu können, müssen verschiedene Normen und Richtlinien beachtet und umgesetzt werden. Die DIN EN61511 (Funktionale Sicherheit sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie) ist eine der Normen, die als Hilfsmittel beim Umsetzen der Anforderungen angewendet wird. Die Basisnorm dazu ist die DIN EN61508. Aus einer Gefahren- und Risikoanalyse werden die Gefahrenpotentiale die von Prozessanlagen, Anlagenteilen oder Maschinen ausgehen identifiziert, bewertet und gemäß einem Sicherheitsintegritätslevel (SIL) (1-4) eingestuft. Der jeweilige SIL wird den Sicherheitskreisen zugeordnet. Ein Sicherheitskreis besteht aus Sensorik, Logik und Aktorik. In der Prozessindustrie besteht oft eine Anforderung bis SIL3. Auch der Datenaustausch zur dezentralen Peripherie muss der SIL Zuordnung entsprechen. Das ist im Fall von PROFIBUS und PROFINET durch Profisafe gewährleistet.
