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Wireless Safety

Sicher bedienen via Funk - (wie) geht das?

19. September 2019, 02:30 Uhr   |  Dr. Christian Hüttner


Fortsetzung des Artikels von Teil 3 .

Die Umsetzung am Beispiel KeTop T15x safe wireless

Vor dem Hintergrund der in diesem Artikel diskutierten Überlegungen ist bei Keba das Konzept der mobilen Bediengerätegeneration KeTop T150/T155 safe wireless entstanden. Um die im Safety-Umfeld geforderten Reaktionszeiten einhalten zu können, werden bei dieser Lösung alle Visualisierungsdaten über eine WLAN-Verbindung zwischen einer sogenannten ‚Connection Box‘ und dem Handbediengerät übertragen, alle Sicherheitsdaten hingegen via Bluetooth. Die bestehenden WLAN-Infrastrukturen sind dabei weiterhin verwendbar, Betrachtungen zur Netzauslastung oder weitere besondere Vorkehrungen bezüglich Industrial WLAN müssen nicht getroffen werden.  

WifFi-Optionen, Keba
© Keba

WiFi-Optionen sorgen dafür, dass das HMI-Gerät mit inaktivem Not-Halt und Zustimmtaster im Tablet Mode nutzbar ist.

WiFi-Optionen sorgen dafür, dass das HMI-Gerät mit inaktivem Not-Halt und Zustimmtaster im Tablet Mode nutzbar ist. Falls dies nicht gewünscht ist, entsteht erst nach dem Pairing – also dem Initiieren der Punkt-zu-Punkt Verbindung mit der Basisstation – ein lokaler, dedizierter Funkmodus. Das lokale WiFi der Basisstation ist für andere Geräte nicht sichtbar und somit nur mit einem KeTop T15x zu verbinden. Vor und nach dem Pairen/Unpairen ist es möglich, das WiFi inaktiv zu setzen. Diese Funklösung wurde geschaffen, um Security-Richtlinien Rechnung tragen zu können. Durch die Trennung von WLAN für Visualisierungsdaten und Bluetooth für Security-Daten wird ein Eindringen von außen zusätzlich erschwert. Für das Pairen an sich wurde eine weitere Verbindung geschaffen (RFID), um auch hier höchste Sicherheitsstandards gewährleisten zu können. Zusammengefasst bedeuten diese abgetrennten Funkverbindungen, dass selbst ein temporärer Ausfall der Applikation keinen Not-Halt auslösen oder den Zustimmtaster auf inaktiv setzen würde.

Zum Thema Wirkbereichsbegrenzung: WLAN oder Bluetooth bieten auch die Grundlage, um Entfernungen zu ermitteln. Feldstärkenmessungen sind dafür nicht zuverlässig beziehungsweise nicht genau genug, da beispielsweise Temperatur- oder Luftfeuchte-Veränderungen bereits den gemessenen Wert um mehr als den Toleranzbereich verändern können. Seitens Keba wird aus diversen Gründen eine Technologie zur Distanzmessung und damit zur Wirkbereichseinschränkung realisiert, die von den im Bereich der Maschinen zu installierenden Komponenten unabhängig ist. Dabei wird eine maximale Distanz definiert und es ergibt sich dadurch ein theoretischer Kreis um die Basisstation ähnlich wie bei einem kabelgebundenen Gerät um die Steckstelle.

Indem nun der Bediener dadurch geführt werden kann, dass ihm eine Warnung zur Kenntnis gebracht wird, sobald er die Wirkbereichsgrenzen erreicht, kann man von einem tatsächlichen Kabelersatz aus der Sicht der sicheren Maschinenbedienung sprechen. Wird eine erste definierte Schwelle überschritten, soll die kontinuierliche Bedienung weiter möglich sein. Ein Not-Halt oder ein unmittelbares Wegnehmen der Zustimmung hingegen mag zulässig erscheinen, aber nicht akzeptabel sein – schließlich ist das Motto Usability und Safety, nicht vice versa. Bei der Keba-Lösung lässt sich nun zusätzlich ein Warnbereich parametrieren, der als ‚Puffer‘ zwischen Wirkbereich und Übertretungsbereich dient. Des Weiteren sieht das Konzept einen pulsierenden Not-Halt und Vibration des Bediengerätes vor. Dies soll den Bediener dazu veranlassen, sich in einem konfigurierbaren Zeitraum wieder näher an die Maschine zu begeben. Sollte der Bediener trotz optischer und haptischer Warnungen unbelehrbar sein und sich aus den Warnbereich hinaus entfernen, so wird die Zustimmung weggenommen und ein Not-Halt ausgelöst.

Last but not least hat sich am Ort der (sicheren) Bedienung laut Norm immer ein funktionsfähiger Not-Halt zu befinden. Daher sieht die Keba-Lösung – auch aus Gründen der einfacheren Installation an der Basisstation – immer einen funktionsfähigen Not-Halt vor. Das Konzept des KeTop T15x safe wireless ist vom TÜV Rheinland geprüft und entspricht den Sicherheitsstandards gemäß SIL3 sowie Kat4/PLe.

Autor: Dr. Christian Hüttner ist Produktmanager bei Keba.

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1. Sicher bedienen via Funk - (wie) geht das?
2. Funktionale Tasten via Funk
3. Wirkbereich der sicheren Bedienung
4. Die Umsetzung am Beispiel KeTop T15x safe wireless

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