Ein Blick in das BASF-Testlabor in Ludwigshafen (Quelle: BASF)
Die Sicherheitskonzepte in der Prozessautomatisierung sind seit Jahren etabliert. Allerdings wird wohl niemand bestreiten, dass der Aufwand für deren Umsetzung – von der Planung über die Installation und Wartung bis hin zur Lagerhaltung – beträchtlich ist. Dies liegt nicht zuletzt an der jeweils separaten Technologie und Infrastruktur für die Prozessführung (Feldbus) und die Safety-Anwendungen (4-20 mA). Gleichzeitig werden diese Technologien modernen Automatisierungslösungen nicht mehr gerecht.
Nun wird mit der Einführung von Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) eine einheitliche technologische Basis für Safety- und Non-Safety-Systeme geschaffen. Gerade, weil das Thema Ethernet-APL mit Profinet als Industrial-Ethernet-Protokoll derzeit bei vielen Unternehmen diskutiert wird, ist der Zeitpunkt günstig, um eine tragfähige Lösung für Safety-Anwendungen zu entwickeln. „Wir wollen keine Sonderlösungen. Profisafe ist ein TÜV-geprüftes SIL3-Sicherheitsprotokoll und bewährt sich seit vielen Jahren in der Automobilindustrie. Daher war dieser Weg für uns naheliegend“, erklärt Gerd Niedermayer, Senior E&I Engineering Manager bei BASF. Typische Anforderungen der Prozessindustrie für Safety-Anwendungen sind darin berücksichtigt. Dazu zählen:
- Erfüllung aktueller Anforderungen gemäß IEC 61784-3 (Industrial Communication Networks),
- für den Prozess ausreichende Reaktionszeiten, selbst bei zusätzlichem azyklischen Datenaustausch,
- für das Ansteuern und Abfragen von Aktorik und Sensorik ausreichende konsistente Datenmengen.
„Derzeit werden viele Ethernet-APL-Geräte neu entwickelt. Diese können nun gleich so konstruiert werden, dass der Profisafe-Stack bei Bedarf später einfach aktiviert werden kann“, erklärt G. Niedermayer weiter.
Vorteile in der Praxis
Eine Einigung auf eine einheitliche Safety-Kommunikation bei der Anwendung von Ethernet-APL bietet Vorteile für alle Beteiligten – Komponentenhersteller und Anlagenbetreiber. So müssen Hersteller von Sensorik, Aktorik und Steuerungen lediglich ein Protokoll implementieren, zertifizieren und pflegen. Betreiber und Integratoren müssen ausschließlich das Inbetriebnahme- und Wartungs-Know-how für eine Infrastruktur und eine Protokollfamilie vorhalten.
Mit einem neuen Standardgerät, das sowohl für die betriebliche Automatisierung als auch für Safety-Anwendungen geeignet ist, wird die Grundlage für ein durchgängiges Automatisierungskonzept gelegt. Weiter wird die Vielfalt von Geräten und Technologien in einer Produktionsanlage verringert. Diagnosen und Wartungsinformationen stehen dort zur Verfügung, wo sie die größte Einsparung in einer Anlage erzielen können – in den PLT-Sicherheitseinrichtungen.
Es ergeben sich auch noch weitere Vorteile. So gibt es Sensoren, die erst nach einiger Zeit in einer Safety-Funktion zum Einsatz kommen. Dies liegt daran, dass im Lauf des Lebenszyklus einer Anlage immer wieder neue Hazop-Studien durchgeführt werden. Daraufhin kann es zu einer Umfunktionierung der Betriebsmesspunkte hin zu Safety-Messpunkten kommen. In der aktuellen Situation bedeutet das den Rückbau von einem digitalen Kommunikationsmedium auf Analogtechnik. „Das bedeutet, dass Feldgeräte, die Verdrahtungsebene und Automatisierungssysteme komplett ausgetauscht werden müssen“, erklärt G. Niedermayer. „Verfügt das Messgerät über einen Profisafe-Stack, entfiele der mühsame Hardware-Umbau und es müsste nur die Profisafe-Software aktiviert werden.“
Und generell werden Wartung, aber auch Beschaffung und Lagerhaltung, mit einheitlichen Feldgeräten, die für Non-Safety- und Safety-Anwendungen offen sind, im gesamten Lebenszyklus vereinfacht.