Gegensätze vereinen

Sicherheitskomponenten - Während in der Industrie einerseits der Automationsgrad steigt und zu einer höheren Performance führt, darf sich andererseits das von Maschinen und Anlagen ausgehende Gefahrenpotenzial nicht erhöhen. Produkt- und Prozesskosten werden konsequent hinterfragt. Geht das auf Kosten der Sicherheit?

14. Dezember 2005

Die Automatisierungsbranche ist geprägt von einer hohen Innovationskraft. Wichtige Impulse für neue Entwicklungen kommen dabei unter anderem aus der Ethernet-Technologie, der Funktechnik, der Optoelektronik sowie dem dezentralen Aufbau der Steuerungstechnik. Mit Normen und Richtlinien gibt der Gesetzgeber Schutzziele vor. Diese Ziele sind nicht immer vereinbar mit der Suche nach Einsparpotenzial, die bei allen Herstellern im Blickpunkt steht. Diesen scheinbar gegensätzlichen Herausforderungen muss die Sicherheitstechnik mit der wirtschaftlichen Umsetzung intelligenter Systemlösungen begegnen. Neue Normen beziehungsweise deren Überarbeitung sind zum einen als treibende Kräfte für neue Entwicklungen zu sehen und beschreiben zum anderen den Stand der Technik. Aktuell gibt es zwei entscheidende Änderungen: Wesentliche Neuerung bei der derzeitigen Überarbeitung der EN° 954-1, die als EN ISO 13849-1 neu erscheinen wird, ist die Beurteilung hinsichtlich der statistischen Ausfallwahrscheinlichkeit sicherheitsgerichteter Steuerungssysteme. Die ISO-Norm betrachtet komplette Sicherheitsfunktionen mit allen an ihrer Ausführung beteiligten Geräten. Mit der Norm erfolgt über den qualitativen Ansatz der EN 954-1 hinaus auch eine quantitative Betrachtung der Sicherheitsfunktionen. Parallel dazu stellt die IEC 62061 eine sektorspezifische Auslegung unterhalb der IEC 61508 dar. Sie beschreibt die Realisierung sicherheitsrelevanter elektrischer Steuerungssysteme von Maschinen und betrachtet den gesamten Lebenszyklus von der Konzeptphase bis zur Außerbetriebnahme. Der Maschinenkonstrukteur erhält durch diese komplette Neustrukturierung ein Werkzeug, mit dem er - im Gegensatz zu heute - auch die Bewertung von komplexen Sicherheitstechnologien im Rahmen seiner Risikoanalyse vornehmen kann.

Komplettlösungen für Sicherheit und Steuerung

Der Trend am Markt geht hin zu Komplettlösungen sowohl für die Sicherheitstechnik als auch für die Steuerungstechnik. Vor diesem Hintergrund kommt der Verzahnung von Sicherheits- und Steuerungsfunktionen eine hohe Bedeutung bei, da beide Systemwelten unterschiedliche Anforderungen stellen. Die Forderung nach schnellen Reaktionszeiten lässt sich nur dann umsetzen, wenn bei der Entwicklung von vornherein beide Anwendungsbereiche berücksichtigt wurden. Vor diesem Hintergrund bietet die Sicherheitstechnik dann zusätzliche Vorteile, wenn sie sich standardisieren lässt, indem sie über entsprechende Schnittstellen oder Bussysteme einfach adaptiert und damit verzahnt werden kann. Im Bereich der Vernetzung und Datenübertragung gibt es heute für fast jeden Standardfeldbus auch einen Safety Layer. Mit Blick auf die Ethernet-Technologie läuft gerade eine ähnliche Entwicklung ab, indem bereits bestehende Protokolle nachträglich mit einem Safety Layer erweitert werden. Für den Anwender stellt sich die Frage, welche Protokolle koexistent sind beziehungsweise welche Gateways es geben wird. Als weiterer Trend ist eine Verbreiterung des Produktspektrums sicherer Sensoren zu verzeichnen. Neben zahlreichen mechanischen Varianten rücken elektronische Sensoren in den Vordergrund. Berührungslose, codierte Sicherheitsschalter beispielsweise erfüllen höchste Anforderungen für die Schutztürüberwachung. Die Codierung von Sicherheitsschalter und Gegenstück lässt sich nur sehr schwer manipulieren. Weiterhin werden Sensoren über entsprechende Software noch intelligenter. Die Muting-Funktion ist in die Lichtgitter direkt integriert, ebenso wie die Überwachung der Mutinglampe. Hinsichtlich der sicheren Bussysteme sind die Hersteller gefordert, für die sicheren Sensoren entsprechende Schnittstellen bereitzustellen, die Anwendern damit hohe Funktionalität und eine einfachere Installation bieten. In der Aktorik wird sich die Sicherheit in den Aktor verlagern und sichere Antriebe, Ventilinseln oder Roboter möglich machen. Das Stichwort lautet Safe Motion Control. Die Fähigkeit der Sicherheitstechnik, Stillstand, Drehzahl sowie sicheren Stopp oder Halt zu realisieren, wird zu neuen Funktionen führen, die wiederum in neue Lösungsansätze zum Nutzen der Anwender münden werden. Komplette Lösungen aus Motion Control und sicherer Steuerungstechnik verlangen systemische Betrachtungen.

Verfügbarkeit als Herausforderung

Im Hinblick auf die Forderung nach wirtschaftlichen Lösungen wird für die Hersteller eine wesentliche Herausforderung darin bestehen, die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen weiter zu erhöhen und für jeden Anwendungsfall spezifisch anzupassen. Viel versprechende Ansatzpunkte sind eine schnellere Diagnose und die Entwicklung von Alternativen zum Stopp oder dem kompletten Stillstand der Maschine. Arbeitsprozesse könnten zukünftig in einem überwachten Zustand noch zu Ende laufen, wenn sich dadurch die Beschädigung eines teuren Werkzeugs vermeiden ließe. Vielfalt, Wettbewerb und offene Systemlösungen werden dazu beitragen, in naher und mittlerer Zukunft die Anforderungen im Sinne des Anwenders zu lösen.

Nicole Oberender, Pilz

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2006