Durchgängigkeit in allen Bereichen ist das oberste Ziel der Profibus Nutzerorganisation (PNO) bei der Migration von DP auf das Ethernet-basierende Profinet. Um das auch bei Profisafe sicherzustellen, wurde zum bisherigen V1-mode ein aufwärtskompatibler V2-mode spezifiziert. Im Vorfeld der Messe sprachen wir darüber mit Dr. Wolfgang Stripf, Leiter des Bereiches Safety/Security im TC3 der PNO.


Herr Dr. Stripf, was waren denn die Gründe für die Überarbeitung des Profisafe-Profils, damit die Migration zu Profinet klappt?


Bei Feldbussen ist der Adressierraum der Teilnehmer überschaubar und die Profisafe-Maßnahmen gegen Fehladressierungen reichen aus. Ethernet bietet zwar den Vorteil weltweit eindeutiger Teilnehmer-Adressen, dafür ist aber der Adressierraum erheblich größer. Hinzu kommen aktive Netz-Komponenten wie Switches, die Telegramme zwischenspeichern können. Fehlfunktionen sind hier zwar sehr selten, für den Safety-Betrieb müssen aber alle Fehler zu 100 % erkannt werden. Genauer gesagt: Ein Fehler darf höchstens einmal in 100000 Jahren unentdeckt bleiben.


 Wie sehen die Änderungen im Detail aus?


Wegen des Adressierraumes bei Ethernet und damit bei Profinet IO muss der Zähler für die fortlaufende Nummerierung von 8 auf 24 Bit vergrößert werden. Um die bisherige Profisafe-Containergröße nicht zu sprengen, scheidet eine zyklische Übertragung des Zählerwertes wie im V1-mode aus. Im V2-mode hat daher jede Seite ihren lokalen Zähler. Diese Zähler werden über Signale im Steuer- bzw. Status-Byte synchronisiert und der Gleichlauf wird über die CRC-Signatur überwacht. Das spart ein Byte, welches wir für die Vergrößerung der CRC-Signatur auf 3 Byte nutzen.


Welcher Implementierungsaufwand verbirgt sich dahinter?


Der bisher verfügbare und vorzertifizierte Profisafe-Treiber für den V1-mode wurde um den V2-mode erweitert und steht zur Verfügung. Für Profisafe-Geräte am Profibus-DP bedeutet das ein Software-Update. Wegen der Vorzertifizierung dieser Software ist in der Regel nur ein verkürztes Prüfverfahren erforderlich. Profinet-IO-Geräte haben keinen Mehraufwand.


Reicht denn die Prozessorleistung in den Geräte-Anschaltungen für die F-Zähler?


Profisafe-Geräte (Lichtgitter, Laserscanner, Antriebe, etc.) haben von sich aus schon genügend Rechenleistung. Die Profisafe-Software wird hier lediglich mit abgearbeitet. Auch in sicheren E/A-Baugruppen von Remote-I/Os sind 16-Bit- Controller keine Exoten mehr.


Was passiert Master-seitig? Bis wann gibt es für die F-Hosts auch einen Protokoll-Stack?


Die F-Host-Hersteller der Profisafe Working Group haben festgestellt, dass sich ein gemeinsamer Profisafe-Treiber für F-Hosts nicht lohnt. Zum einen ist der Implementierungsaufwand sehr gering und zum anderen bieten die Systemarchitekturen zu wenig Gemeinsamkeiten. Man hat sich jedoch entschlosssen, einen Conformance-Tester für F-Hosts zu entwickeln, der zur HMI 2006 fertig gestellt sein soll.


Was hat die Anschaltung mit der Steuerungsarchitektur zu tun?


Profisafe geht davon aus, dass die Übertragungsstrecke von einer Eingabe-Baugruppe bis zur sicheren logischen Verknüpfung im Anwenderprogramm des F-Hosts gesichert sein soll. Da es aber verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für sichere Steuerungen, z. B. redundante gleiche oder diversitäre Prozessoren, Coded Processing, gibt, muss Profisafe in jeder Architektur am richtigen Ort korrekt implementiert werden. Da dies in den jeweiligen Endpunkten geschieht, gehört die Profinet IO-Anschaltung zum so genannten Black Channel und bleibt damit unberührt.


Funktioniert auch ein gemischter Betrieb von V1 und V2-Komponenten an einem Profibus-Strang?


Ja, solange die Kommunikation reine Profibus DP-Strecken beinhaltet. Für Profinet IO müssen sämtliche Profisafe-Geräte, die an einen Kommunikationskanal angeschlossen sind den V2-mode unterstützen. Ersatzteil-Module eines Remote-I/Os mit Software-Update lassen sich in existierende bzw. neue Anlagen nahtlos einsetzen.


Wie lange wird es dauern, bis die Hersteller den V2- mode in erste Komponenten implementiert haben?


Die Spezifikation V2.0 wurde Ende September freigegeben. Es gibt bereits Hersteller mit lieferbaren Produkten für Profibus DP und Profinet IO. Weitere folgen in Kürze.


Und Masteranschaltungen?


Sie meinen sichere Steuerungen mit Profisafe? Derzeit gibt es einen Hersteller. Der F-Host-Tester wird von weiteren vier WG-Mitgliedern finanziert. Ich gehe gehen davon aus, dass diese Firmen das nicht nur zum Spaß tun.


 


810sps2005