Wie mit einer SIL-zertifizierten Software die sichere Datenübertragung gelingt

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In der sicherheitsgerichteten Steuerung wird durch aufwändige Datenauswertungen die fehlerfreie Übertragung der Polynomdaten geprüft, und falls diese tatsächlich fehlerfrei ist, wieder an das Prozessleitsystem zurückgeschickt. Der Controller des PLS überprüft diese Rückkopplung mit den gleichen Auswertungen. Sind z.B. die Befehlsdaten, die durch den Bediener bei der Auswahl erzeugt wurden, identisch mit denen, die das PLS nach der Auswertung der Rückkopplung wieder erhalten hat, so war die Datenübertragung fehlerfrei. Parallel zu der gesamten Datenübertragung wird auf einem anderen Kommunikationskanal diese Prozedur mit dem Zweierkomplement des Polynoms durchgeführt, sodass die Polynomwerte beider Kommunikationskanäle miteinander vergleichbar sind. Durch diese aufwändigen Überprüfungsmechanismen ist es möglich, Fehler bei der Datenübertragung zu erkennen.

Sicherheitsgerichtete Systeme müssen den Prozess innerhalb eines geforderten Zeitrahmens in einen sicheren Zustand bringen, bevor Gefahr für Personen oder die Umgebung entstehen kann. Für eine korrekte Abschätzung des Zeitrahmens muss der Informationsfluss von der Aktivierung des Sensors A bis zu der entsprechenden Reaktion des Aktors B analysiert werden. Bei Einsatz von Freelance Safe müssen keine weiteren Einstellungen vorgenommen werden, da die sicherheitsgerichtete Datenübertragung (von der Bedienstation in die SSPS) im Durchschnitt die Zykluszeit um etwa 3 bis 4 ms verlängert und gegenüber den Zykluszeiten eines Anwenderprogramms (> 200 ms) vernachlässigbar ist.

50 000 Euro in einem Jahr gespart

Batchprozesse sind in der Verfahrenstechnik ein etablierter Begriff für einen Spezialfall der diskontinuierlichen Produktion. Darunter wird ein Prozess verstanden, der in Teilschritten abläuft, die streng nacheinander abgearbeitet werden müssen. Diese Batches können mehrmals am Tag gestartet werden, unter Umständen auch mit anderen Einsatzstoffen.

Dies bedeutet, dass die Produktion mit unterschiedlichen Prozessvariablen und Sicherheitsgrenzwerten arbeiten muss. Wie Änderungen an Sicherheitskreisen, z.B. an Grenzwerten, durchgeführt werden müssen, ist im „Lebenslauf des Sicherheitsmanagement System“ genau geregelt. Letztendlich kommt auf den Betreiber ein kompletter Funktionstest des PLT-Kreises mit allen seinen organisatorischen Tätigkeiten zu.

Bei Freelance Safe ist dieser Funktionstest nicht mehr nötig. Dadurch lassen sich enorme Zeiteinsparungen erzielen. Als Beispiel wird ein Batchprozess betrachtet, der zweimal täglich mit geänderten Einsatzstoffen abläuft. Durch den Batch müssen die Grenzwerte an fünf PLT-Kreisen geändert werden. Nimmt man an, dass eine Grenzwertumstellung zehn Minuten und eine Funktionsprüfung weitere 20 Minuten Arbeitszeit benötigt, summiert sich die Zeit auf zweieinhalb Stunden, in welcher der Prozess nicht betrieben werden kann. Da der Batch zweimal pro Tag startet, ergeben sich somit fünf Stunden Produktionsausfall.

Bei einem Stundensatz von 50 Euro sind das 250 Euro am Tag. Auf das komplette Jahr hochgerechnet können so mit Freelance Safe bei 200 Arbeitstagen bis zu 50 000 Euro eingespart werden. Bei den Investitionskosten muss man unterscheiden, ob bereits ein PLS mit Fail-Safe-Controller vorhanden ist oder ein System installiert werden muss. Dann können einmalige Hardwarekosten entstehen. Zudem muss sich der Betreiber in keine neue Systemsoftware einarbeiten, da keine weiteren Einstellungen notwendig sind. Somit entfallen Schulungen und andere Einarbeitungsaufgaben.

* Der Autor ist Geschäftsführer von Asia Industrieautomation GmbH, Ketsch am Rhein.Kontakt: Tel. +49-6202-6748

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