Armin Glaser von Pilz sieht drei Trends in der sicheren Automation: die Standardisierung und Modularisierung von Anlagen, die Abbildung von Funktionalitäten zunehmend auf Basis von Software-Lösungen sowie die sichere Mensch-Maschine-Interaktion.

Armin Glaser von Pilz sieht drei Trends in der sicheren Automation: die Standardisierung und Modularisierung von Anlagen, die Abbildung von Funktionalitäten zunehmend auf Basis von Software-Lösungen sowie die sichere Mensch-Maschine-Interaktion.Pilz

Automatisierungsprozesse werden flexibler und dynamischer. Dadurch steigt der Bedarf an kontrollierten Eingriffen in den Prozess. Auch die Sicherheitstechnik verändert sich sukzessive. „Die bisherige Strategie des sicheren Abschaltens im Fehlerfall oder bei Anforderung der Sicherheit wird vor diesem Hintergrund künftig noch weniger akzeptiert“, ist Armin Glaser, Leiter Produktmanagement bei Pilz überzeugt. Gefragt sind dynamische Sicherheitsfunktionen, also eine flexible Anpassung der Sicherheitsreaktion an die sich im Fertigungsablauf verändernden Schutzanforderungen. Damit verschmelzen zwangsläufig die Anforderungen der Maschinenfunktion mit denen der Sicherheit. „Wenn Sicherheit von Anfang an im Automatisierungskonzept Berücksichtigung findet, entstehen produktivere Lösungen“, betont Glaser.

Modularisierung erfordert zentrale Betrachtung

Um Engineering-Prozesse und die Wiederverwendbarkeit einzelner Einheiten zu steigern, bauen Konstrukteure ihre Maschinen und Anlagen modular auf. Diese Modularisierung sollte auch die Automatisierungslösung widerspiegeln. „Aktuell überwiegen aber oft noch weitgehend getrennte Einzelfunktionen – für die Sicherheitstechnik, Standard-Steuerungstechnik, Visualisierung und die Bewegungsführung“, skizziert Glaser das prinzipielle Problem. Für den Anwender, der alle Einzelfunktionen im Blick behalten muss, steigt damit die Komplexität. „Bestrebungen zur Optimierung und Standardisierung enden daher häufig genau an den Funktionsgrenzen“, so Glaser. Das Automatisierungssystem PSS 4000 ermöglicht dagegen eine zentrale Sicht auf verteilte Strukturen und den Aufbau von Automatisierungslösungen, die gleichermaßen Standard- und Sicherheitsaufgaben abdecken. Für standardisierbare Aufgabenstellungen stehen vorkonfigurierte Module bereit.

Software: Sicherheit und Standard unter einer Oberfläche

Die Verlagerung von Funktionen in Richtung Software ist nicht neu. Für die Programmierung von Automatisierungsaufgaben stehen die bekannten SPS-Sprachen der IEC 61131-3 zur Verfügung. „Sobald es jedoch um die Sicherheit von Programmiersoftware geht, hört die Flexibilität auf“, sagt Glaser. Entweder stehen funktional gekapselte, dafür aber zertifizierte Funktionsbausteine bereit oder der Anwender muss den beschwerlichen Weg des komplexen Software-Entwicklungs- und Validierungsprozesses nach Sicherheitsvorgaben durchlaufen – ein extrem aufwendiges Vorhaben auf nahezu wissenschaftlichem Niveau.

„Für ein Zusammenwachsen von Standard-Automatisierung und Sicherheit muss es möglich sein, die gewohnten SPS-Sprachen in ihrem kompletten Umfang auch für die Programmierung von Sicherheitsfunktionen einsetzen zu können“, meint Glaser. Dies hat Pilz bei der Programmierplattform PAS teilweise realisiert: Die Editoren PAS STL (Strukturierter Text) und PAS IL (Anweisungsliste) für die EN/IEC-61131-3-Sprachen sind erstmals im Umfeld der industriellen Automatisierung als LVL (Limited Variability Language) eingestuft worden. Glaser: „Dadurch erfüllen die beiden Sprachen komplett die Anforderungen an die Erstellung sicherheitsbezogener Anwendersoftware.“

Sichere Interaktion von Mensch und Maschine

Ein wichtiger Trend der sicheren Automation ist die Mensch-Maschine-Interaktion. Das Ziel: Mensch und Maschine sollen auch ohne trennende Schutzeinrichtungen sicher interagieren können. Der Fokus der Sicherheitstechnik liegt dabei auf Weiterentwicklungen im Bereich der Sensorik.

Neue Sensoren notwendig

„Für dynamische Sicherheitskonzepte braucht es Sensoren, die weit mehr als bisher zu einer abgestuften Betrachtung von Ereignissen fähig sind“, betont der Safety-Experte. Solche Sensoren müssen unterscheiden, ob sich ein Mensch im potenziellen Aktionsraum einer Gefahr bringenden Bewegung aufhält (Warnraum) oder bereits eine Zone mit erhöhter Sicherheitsanforderung betreten hat. Diese Bereiche müssen sich dynamisch der Situation anpassen lassen und den Bewegungen der Maschine oder des Roboters nachgeführt werden.

Letztlich eröffnet nur ein sicherer Verbund von Sensorik, Steuerung und Aktorik neue Freiheitsgrade bei der Planung dynamischer Prozessabläufe und von Arbeitsbereichen in denen Mensch und Maschine gefahrlos interagieren können – zu jedem Zeitpunkt und in jeder Betriebsart.

Auf der SPS: Halle 9, Stand 370

Armin Glaser

ist Leiter Produktmanagement bei der Pilz GmbH & Co. KG in Ostfildern.

(sk)

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Pilz GmbH & Co. KG

Felix-Wankel-Straße 2
73760 Ostfildern
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