12.Mai.2009

Sicherheitstechnik
Safety auf dem PC - per Software-Controller

Teil 4: Kommunikation auf Basis von Profisafe

Die Kommunikation des fehlersicheren Software- Controllers WinAC RTX F mit der zweikanaligen Peripherie erfolgt auf Basis von Profisafe. Dabei handelt es sich um einen Kommunikationsstandard nach IEC 61508. Diese Sicherheitsnorm lässt Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf ein und derselben Busleitung zu und wurde in der IEC 61784-3-3 als internationale Norm definiert. Das Profisafe-Profil ermöglicht die sichere Kommunikation für Profibus und Profinet auf Basis von Standard-Netzwerk-Komponenten und erreicht die Sicherheitsstufen SIL 3 (Safety Integrity Level). Kommunikationsfehler werden schnell und eindeutig durch entsprechende Maßnahmen aufgedeckt. Um Datenverlust beziehungsweise Datenverfälschungen zu erkennen, wird das Datenpaket über CRC (Cyclic-Redundancy- Check) gesichert und mit einer fortlaufenden Nummerierung versehen.Weiterhin dienen zum Beispiel die Authentizitätsüberwachung mittels eindeutiger Adresse sowie die Zeitüberwachung mittels Timeout der Prüfung auf Adressverfälschungen und Verzögerungen.

Die Kommunikation innerhalb eines Sicherheitskreises läuft wie folgt: Via Profisafe kommen sicherheitsgerichtete Gebersignale eines Busteilnehmers (Client) in die sicherheitsgerichtete Steuerung (Host). Nach Verknüpfung gelangt ein entsprechendes Ausgabesignal zu einem fehlersicheren Profisafe-Busteilnehmer (Client). Der Host und die Clients verfügen über je einen Profisafe-Treiber und führen jeweils die Prüfungen auf Gültigkeit der Kommunikation durch. Die Netzwerk-Komponenten zwischen Host und Client sind nicht sicherheitsgerichtet und werden als „schwarzer Kanal" gesehen, da sie für die Sicherheit der Abschaltung nicht relevant sind. Die Verwendung von Standardkomponenten bietet folgende Vorteile:

Standard-Aufbaurichtlinien gelten unverändert, zum Beispiel für Schirmauflegung und Blitzschutz;

Realisierung von fehlersicheren redundanten Systemen;
keine Auswirkung auf Anzahl der Busteilnehmer und die Kommunikationsleistung;
doppelte Lagerhaltung von Verkabelungskomponenten entfällt.

Weiter ergibt sich ein deutliches Einsparpotenzial bei Verkabelung und Teilevielfalt, wenn für die sicherheitsgerichtete Kommunikation und die Standardkommunikation auf ein und dieselbe Busleitung gesetzt wird.

Ende 2008 lag die Anzahl der installierten Profisafe-Systeme bei 66 000 und die der Profisafe-Geräte bei 630 000. Eine kürzlich veröffentlichte ARC-Studie sieht den Gesamtmarkt an busfähigen Safety-Geräten derzeit bei 700.000.