Dipl.-Ing. Axel Helmerth realisiert mit seiner ISH Ingenieursozietät seit über 30 Jahren anspruchsvolle Sondermesstechnik- und Automatisierungslösungen z.B. für Berg­bau, Stahlindustrie und Bahntechnik. Als Dienstleister entwickelt er kundenspezifische Hard- und Software und ist Experte für Steuerungstechnik unter dem Aspekt der Funktionalen Sicherheit.

Bild: ISH

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Safety Safety out of the box

13.11.2020

Der Entwicklungsaufwand für Funktionale Sicherheit ist gerade für kleine und mittelständische Unternehmen kaum leistbar – unter wirtschaftlichen wie zeitlichen Aspekten. Mit dem zertifizierten Safety-Baukasten gibt es eine Möglichkeit, Produkte mit den geforderten Sicherheitsfunktionen schnell und preiswert auf den Markt zu bringen.

Axel Helmerth ist mit diesem Beitrag im A&D-Kompendium 2020 als einer von 100 Machern der Automation vertreten. Alle Beiträge des A&D-Kompendiums finden Sie in unserer Rubrik Menschen .

Produkte werden immer „intelligenter“ und „komfortabler“: Der automatische Mähroboter statt des von Hand geschobenen Rasenmähers ist dafür ein Beispiel. Hersteller solcher Systeme stehen vor der vom Gesetzgeber geforderten Herausforderung, die Risiken in der Anwendung zu minimieren. Hier treten im Allgemeinen die Maschinenrichtlinie, im speziellen die „Funktionale Sicherheit“ auf den Plan, die die Basics zu Sicherheits- und Schutzanforderungen regelt. Das Ziel ist klar: Die Zahl der Unfälle beim Umgang mit solchen Maschinen soll minimiert werden. Daher muss der Aspekt der Sicherheit schon in die Konzeption eines Systems einfließen.

Schutz für Mensch, Umwelt und Maschine

Die Richtlinien der Funktionalen Sicherheit – kurz FuSi – zielen auf den zuverlässigen Schutz für Mensch, Umwelt und Maschine ab. Zu den gesetzlichen Regularien gehören die EN ISO 13849-1 und die EN 62061, die regeln, welche Sicherheitsbestimmungen eine Maschine erfüllen muss. Der Sicherheitsintegritätslevel (SIL) und der Performance Level (PL) sind dabei als Größen für die Zuverlässigkeit von Sicherheitsfunktionen definiert.

FuSi bedeutet, einen zusätzlichen, zum Teil beträchtlichen Aufwand in der Entwicklung eines Produktes investieren zu müssen. Wird dies später millionenfach verkauft oder sind diese Zusatzkosten im Vergleich zum Verkaufspreis schwindend gering, ist das für die Hersteller machbar. Aber was ist mit Geräten, die unter Preisdruck verkauft werden müssen oder wo es die Stückzahlen unmöglich machen, den Mehraufwand einzupreisen?

Insbesondere kleinere Unternehmen bekommen also mit dieser Marktentwicklung ein wirtschaftliches Problem. Zum einen treiben die hohen Entwicklungskosten für die FuSi den Produktpreis nach oben, was sich am Markt kaum durchsetzen lässt. Zum anderen verlängern sich die Entwicklungszeiten deutlich auf Kosten des Time to Market. Genau hier setzen wir mit unserem zertifizierten Safety-Baukasten an, der eine kostengünstige FuSi möglich macht.

Umfangreiche Plattform

Der lässt sich verwenden für einfache IO-Module oder Sensoren bis hin zu komplexen Steuerungslösungen. Der SIC (Safety Integrated Core) fungiert dabei als zentrale Plattform für eine 2-kanalige Hard- und Software mit allen Elementen für die Erfassung von sicheren Eingängen und das Schreiben von sicheren Ausgängen. Hier sind alle Prozeduren für das Testen, Filtern und Verknüpfen bis hin zum Erfassen und Testen von analogen Eingängen vorhanden.

Dies lässt sich erweitern durch die Kundenapplikation, die Einbindung der Test-Library für die normativen Tests des Prozessors und des Speichers, die Kopplung verschiedener Feldbusse wie zum Beispiel unseren FSoE-Stack bis zur sicheren SPS. Gut 90 Prozent aller sicheren Anwendungen in der Automatisierungs- und Prozesstechnik sollten sich damit abdecken lassen.

Aktuell gibt es nach unserer Recherche auf dem Markt keine so umfangreiche Plattform zu vertretbaren Kosten. Erfahrungen aus Projekten zeigen, dass ein Produkt binnen 9 bis 12 Monaten nach Festlegung der Spezifikation und des Functional Safety Managements fertig zur TÜV-Begutachtung inklusive der entsprechenden Dokumentation bereitstehen kann. Weil sich dank des Baukastens Zeit und Kosten halbieren, wird FuSi für viele Unternehmen überhaupt erst umsetzbar. Wer das als Entwickler nutzt, kommt schnell zu brauchbaren Ergebnissen, denn in dem FuSi-Baukasten steckt unsere Expertise aus gut 30 Jahren Automatisierung und Mess­technik.

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