Safety bei Feldbussen setzt sich durch

Bei komplexen Automatisierungslösungen stößt die heute in der Sicherheitstechnik überwiegend anzutreffende Parallelverkabelung zunehmend an ihre Grenzen. Die Hersteller und Anwender haben das erkannt und zeigen richtungsweisende Konzepte auf. Aufwendige Sicherheitssteuerungen markierten den Anfang, von dem aus sich die Integration proprietärer Sicherheitsbussysteme in die Steuerungen fortsetzte. Da hier oft nur Sicherheitssignale übertragen werden können, wird das System immer noch parallel zum Standard-Feldbus installiert.

Der Einsatz von unterlagerten Sicherheitssystemen führt überdies dazu, dass sich die Reaktionszeiten der Teilsysteme summieren und schließlich zu nicht mehr akzeptablen Prozessreaktionszeiten führen. „Safety first“ bedeutet dann oft, dass im Notfall zwar sicher abgeschaltet, im Prozess aber nicht schnell genug auf Ereignisse reagiert werden kann.

„Im Interbus-Safety-Konzept der Phoenix Contact GmbH dagegen übernimmt die Prozesssteuerung auch weiterhin die Regelung der Standard-Applikation“, sagt Karsten Meyer-Gräfe von dem Blomberger Feldbus-Hersteller. Für den Fachmann war dies der einfachste Weg, um Sicherheitstechnik zu integrieren. Dazu fügte er eine Einheit in den Bus, die lediglich die sicherheitsgerichteten Signale überwacht und auswertet. Der Aufbau heutiger Feldbussysteme lässt aber eine direkte Übertragung dieser Daten nicht zu. Der Hauptgrund liegt in der nicht ausreichenden Restfehlerwahrscheinlichkeit. Es ist daher notwendig, die Daten zusätzlich abzusichern.

Nach Aussagen des Blomberger Sicherheits-Experten besitzt Interbus die Eigenschaft, dass zeitlich nach der Prozesssteuerung alle an den Prozess ausgegebenen und vom Prozess eingelesenen E/A-Signale mitgehört werden können. Die hier integrierte Überwachungseinheit erzeugt ohne Beteiligung der Standardsteuerung ihr eigenes Prozessabbild. Andererseits fügt sie zusätzliche Sicherheitsinformationen in den Bitstrom und erreicht so die geforderte Restfehlerwahrscheinlichkeit.

Diese zusätzlichen Informationen integriert die zentrale Überwachungseinheit genau dort in das Interbus-Protokoll, wo sich die Daten der jeweiligen Sicherheitsteilnehmer befinden. „Mit dem geschilderten Verfahren lassen sich Sicherheitsdaten im Interbus-System übertragen und gleichzeitig vorhandene Standard-Komponenten wie Master oder Slave-Teilnehmer betreiben“, ist sich Meyer-Gräfe sicher. Das Sicherheitsprotokoll wird ausschließlich von der Überwachungseinheit und den sicheren E/A-Komponenten ausgewertet.

Tritt ein sicherheitsrelevantes Ereignis auf oder wird beispielsweise Not-Aus gedrückt, kommuniziert nur noch die Überwachungseinheit mit dem Sicherheitsteilnehmer. Egal, was die Prozesssteuerung an die betreffende Komponente ausgeben will, die Priorität über den Teilnehmer hat ausschließlich die Überwachungseinheit. Fehler der Standardsteuerung können sich so nicht auf die Sicherheit auswirken.

Sicherheitsrelevante Ausgänge lassen sich im Interbus-Safety einzeln, segmentweise oder zentral ausschalten. Durch Programmieren auf der Überwachungseinheit kann der Anwender darüber hinaus flexible Gruppen definieren und so vorbestimmte Gruppen abschalten.

Neben der Möglichkeit, ein einziges Interbus-System mit integrierter Überwachungseinheit aufzubauen, kann der Anwender über Systemkoppler eigenständige Subsysteme schaffen. „Hier spielen jedoch Philosophien und Vorlieben der Anlagenbetreiber eine Rolle“, weiß Meyer-Gräfe zu berichten. wm

Interview zum Thema auf Seite 46

– Host- oder Steuerungssystem sind unabhängig,

– Sicherheits- und Standarddaten sind getrennt,

– Übersichtliches und flexibles Gesamtkonzept,

– Schnelle Prozessreaktionszeiten,

– Keine Technologiebrüche und damit keine aufwendige Parametrierung und Programmierung,

– Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten,

– Verbriefte Sicherheit durch BG-Zulassung.