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Funktionale Sicherheit: Sicher abschalten über IO-Link Safety

Vor rund einem Jahr wurde die Version1.0 der technischen Spezifikation 'IO-Link Safety – System Extensions' veröffentlicht, an deren Erarbeitung mehr als 20 Firmen aus dem Umfeld der funktionalen ­Sicherheit beteiligt waren. Was hat sich seither getan?

Safety über IO-Link Bildquelle: © Profibus Nutzerorganisation

Die Technologie IO-Link zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an Automatisierungssysteme hat sich im Maschinen- und Anlagenbau mittlerweile fest etabliert: Ende 2016 waren bereits 5,3 Mio. Knoten installiert, Ende 2017 über 8 Mio. Knoten. Ursprünglich für die Kommunikation im Umfeld nicht sicherheitsbezogener Applikationen entwickelt, hat sich die hinter IO-Link stehende Community seit ein paar Jahren auch systematisch mit dem Thema ‚Functional Safety‘ befasst. Im April 2017 ist schließlich die Version 1.0 der technischen Spezifikation ‚IO-Link Safety ‒ System Extensions‘ erschienen. Davor war das entsprechende Konzept der sicheren Kommunikation vom TÜV-SÜD bestätigt worden.

1_Funktional sichere Module am Remote IO Bildquelle: © Profibus Nutzerorganisation

Bild 1: Funktional sichere Module am Remote I/O: Durch IO-Link Safety ist künftig die Vielzahl von FS-Modultypen auf einen FS-Master reduzierbar. Dies ist insbesondere für Kompakt-Remote I/O mit höherer Schutzart – zum Beispiel IP67 – vorteilhaft.

Zum besseren Verständnis seien die Technik von IO-Link Safety und einige wichtige Vorzüge kurz vorgestellt. Ausgangspunkt ist die klassische Anbindung von einfachen Sicherheitsgeräten an Remote-I/O-Systeme am Feldbus mit einem funktional sicheren Kommunikationsprofil (FSCP), wie in Bild 1, links dargestellt: Je nach Typ des Sensors oder Aktors wird ein FS-AE (Analogeingang), FS-AA (Analogausgang), FS-DE (Digitaleingang) oder FS-DA (Digitalausgang) benötigt, um moderne Sicherheitslösungen realisieren zu können. Wie bereits bei Basis-IO-Link, wird mit IO-Link Safety die Vielfalt der E/A-Module auf einen Typ – den FS-Master – reduziert (siehe Bild 1, rechts). 

Bisher war die funktionale Sicherheit in der Automatisierung geprägt durch Abschaltfunktionen wie ‚Not-Aus‘ beziehungsweise ‚Not-Halt‘, und entsprechende binäre Sensoren wie Taster, Lichtgitter oder auch Laserscanner sind weit verbreitet. Mit IO-Link Safety ist es nun möglich, mehr analoge Messungen sicher zu erfassen und dann die Sicherheitssteuerung entscheiden zu lassen, ob abgeschaltet beziehungsweise sicher angehalten werden muss.

Prinzipiell lassen sich solche Applikationen auch schon auf der Feldbus-Ebene mit einem FSCP durch sichere Feldgeräte lösen. Allerdings: Mittlerweile gibt es weltweit bereits mehr als zehn FSCPs mit regionalen Schwerpunkten. Für Gerätehersteller, die eine weltweite Vermarktung anstreben, wären somit die Entwicklungsaufwände für die Kommunikationsanschaltungen größer als für die eigentliche Sicherheitstechnologie.