Digitale Sicherheit in der Feldebene
IO-Link Safety bringt mehr Transparenz in Maschinen
Maschinensicherheit beschränkte sich lange auf das zuverlässige Abschalten von Anlagen. Moderne Produktionsumgebungen verlangen mehr: präzise Diagnosen, schnelle Fehlerlokalisierung und flexible Integration. Eine Option ist IO-Link Safety.
IO-Link Safety vernetzt die Roboterzelle durchgängig – für einfachere Integration und schnellere Diagnose.
Euchner
In vielen Maschinen basiert
Sicherheitskommunikation weiterhin auf OSSD-Signalen. Diese übermitteln den
Sicherheitsstatus – typischerweise über zwei Kanäle – an eine
Sicherheitssteuerung. Für die reine Schutzfunktion ist das ausreichend.
Warum reichen reine Abschaltsignale in modernen
Maschinen nicht mehr aus?
Im operativen Betrieb entstehen jedoch Grenzen.
OSSD liefert meist nur die Information „Freigabe oder Abschaltung“.
Kontextdaten wie Fehlerursachen, Geräteinformationen oder Warnmeldungen stehen
häufig nicht zur Verfügung oder müssen über zusätzliche Verdrahtung integriert
werden.
Gerade bei modularen Maschinen, häufigen Umbauten
oder kurzen Inbetriebnahmezeiten wird diese Informationslücke deutlich.
Betreiber benötigen transparente Diagnosen, um Stillstände schnell zu
analysieren und zu beheben.
Vier zentrale Vorteile von IO-Link Safety im Überblick
- Mehr Diagnosefähigkeit: Neben dem Sicherheitsstatus können Geräteinformationen, Fehlerursachen und Zustände übertragen werden.
- Reduzierter Verdrahtungsaufwand: IO-Link Safety nutzt etablierte Sensor-/Aktor-Anschlusstechnik und ermöglicht sichere Punkt-zu-Punkt-Kommunikation ohne zusätzliche komplexe Netzwerke.
- Höhere Anlagenverfügbarkeit: Detaillierte Status- und Warnmeldungen erleichtern Fehlersuche und verkürzen Stillstandszeiten.
- Einfacherer Gerätewechsel: Durch Data-Storage-Funktionen lassen sich Komponenten austauschen, ohne sie neu konfigurieren zu müssen.
Für Maschinenbauer entsteht damit ein
Sicherheitskonzept, das funktionale Sicherheit, Diagnose und
Wartungsfreundlichkeit in einer gemeinsamen Kommunikationsstruktur
zusammenführt.
Wie erweitert IO-Link Safety etablierte Sensor- und
Kommunikationskonzepte?
IO-Link von Euchner ist eine Lösung, die bereits in vielen Maschinen als
standardisierte Punkt-zu-Punkt-Kommunikation für Sensoren und Aktoren
etabliert ist. Der Standard IEC 61131-9 nutzt bekannte Anschlusskonzepte und
ermöglicht digitale Kommunikation bis zur Feldebene.
IO-Link Safety erweitert nun dieses Prinzip um
funktionale Sicherheit. Der internationale Standard IEC 61139-2 beschreibt ein
Safety-Kommunikationsprotokoll, das über der bestehenden IO-Link-Kommunikation
arbeitet. Dabei kommt das Black-Channel-Prinzip zum Einsatz:
Der darunterliegende Kommunikationskanal wird als neutral betrachtet, während
eine zusätzliche Safety-Schicht Integrität, Authentizität und zeitliches
Verhalten absichert. Das System ist für Sicherheitsfunktionen bis SIL 3
beziehungsweise Performance Level e ausgelegt, abhängig von der
Gesamtarchitektur der Sicherheitsfunktion.
Welche neuen Diagnosedaten lassen sich aus
Sicherheitskomponenten gewinnen?
Der wesentliche Mehrwert von IO-Link Safety liegt
in der Kombination aus sicherer Kommunikation und erweitertem Datenzugriff.
Während klassische Sicherheitskonzepte häufig nur
Bitinformationen übertragen, können Safety-Prozessdaten hier auch als
Integer-Werte (Anmerkung der Red. 16 oder 32 Bit) bereitgestellt werden. „Dadurch lassen sich zusätzliche
semantische Informationen integrieren, etwa Zustandskennungen,
Geräteidentifikationen oder Positionsdaten“, erläutert Xabier
Antolin, Head of Product Management bei Euchner. „Daraus
ergeben sich Anwendungen wie sichere Positionsüberwachung beweglicher
Maschinenteile, etwa bei Werkzeugdrehtischen, Robotergreifern oder fahrerlosen
Transportsystemen“, so Xabier Antolin weiter.
Welche Vorteile ergeben sich für Wartung und
Anlagenverfügbarkeit?
Neben der erweiterten Datenbasis bietet IO-Link
Safety auch praktische Vorteile im Betrieb.
Das System kann den Data-Storage-Mechanismus von IO-Link nutzen.
Defekte Geräte lassen sich dadurch austauschen, ohne umfangreiche
Konfigurationswerkzeuge einsetzen zu müssen. Parameter werden automatisch aus
dem Master auf das Ersatzgerät übertragen.
Zusätzliche Status- und Warnmeldungen ermöglichen
außerdem eine deutlich schnellere Fehlereingrenzung. Betreiber erhalten so
nicht nur die Information über eine Abschaltung, sondern auch Hinweise auf
Ursachen oder Zustände einzelner Geräte.
Wann sollten Maschinenbauer IO-Link Safety
strategisch einplanen?
Für
Maschinenbauer eröffnet IO-Link Safety vor allem
architektonische Vorteile. Dazu Xabier Antolin: „ Der Standard reduziert
Verdrahtungsaufwand, unterstützt flexible Variantenkonzepte und ermöglicht eine
konsistente Diagnose bis in die Feldebene.“
Gleichzeitig lässt sich die Technologie
schrittweise integrieren. Einige IO-Link-Safety-Master können sowohl klassische
IO-Link-Geräte als auch konventionelle OSSD-Schnittstellen unterstützen. Damit eignet sich der Ansatz besonders für neue
Maschinenplattformen oder größere Redesign-Projekte, bei denen
Sicherheitsarchitektur, Diagnosekonzepte und Geräteintegration ohnehin neu
bewertet werden.
Xabier Antolin fasst zusammen: „In solchen
Szenarien wird IO-Link Safety weniger zu einer zusätzlichen Technologie –
sondern zu einem Werkzeug, um funktionale Sicherheit, Anlagenverfügbarkeit und
Engineering-Aufwand effizienter auszubalancieren.“
