Wireless Kommunikation mit SafetyNET p
In industriellen Automatisierungssystemen wird heute mehr und mehr drahtlose Funkkommunikation eingesetzt. Dieser Trend ist auch bei sicherheitsgerichteten Steuerungssystemen erkennbar. Bei mobilen Anwendungen, wie fahrerlose Transportsysteme, ist Funkkommunikation oft die einzige Möglichkeit sicherheitsgerichtete Signale, wie Not Aus vom oder zum Fahrzeug, zu übertragen. Weitere Anwendungen sind bewegliche Maschinenteile, dort werden häufig verschleißanfällige Schleifringe zur Datenübertragung eingesetzt. Mit dem Ethernet basierten Kommunikationssystem SafetyNET p kann in Verbindung mit WLAN (Wireless LAN) eine sicherheitsgerichtete Kommunikation Funk realisiert werden. Möglich macht dies das Black Channel Prinzip von SafetyNET p. Das heißt, die Sicherheitsmechanismen sind so realisiert, dass die gesamte Übertragungsstrecke zwischen Sender und Empfänger als nicht sicherheitsrelevant betrachtet werden kann. Somit hat die Übertragung über WLAN keinen Einfluss auf die Sicherheit. Mit SafetyNET p wird über WLAN der selbe Sicherheitslevel wie über Kabel erreicht. Diese Sicherheit der Datenübertragung entspricht SIL 3 nach IEC 61508 und kann in Applikationen bis PL e nach EN ISO 13849-1 bzw. SIL CL 3 nach EN / IEC 62061 eingesetzt werden.
WLAN ist standardisiert in der IEEE 802.11 Reihe. Heute stehen verschiedene Standards zur Verfügung welche Frequenzbereiche im 2.4 GHz und mittlerweile auch im 5GHz Band nutzen. Insbesondere durch die Nutzung des 5 GHz Bandes und dem 802.11 n Standard sind nun Datenraten bis zu 300 Mbit/s möglich.
Geräte für den industriellen Einsatz sind als hutschienen- montierbare IP20 Ausführungen sowie als IP67 Varianten verfügbar. Die Antennentechnik spielt für die Zuverlässigkeit der Funkverbindung eine entscheidende Rolle. Hier stehen verschiedenste Ausführungen für die jeweiligen Anwendungsfälle zur Verfügung: Von einfachen Standardantennen bis zu Antennen mit einer ausgeprägten Richtcharakteristik welche Funkstrecken über mehrere Kilometer ermöglichen.
Auch wenn die WLAN Technik sich in den Vergangenen Jahren sehr stark weiterentwickelt hat, gibt es Randbedingungen, die beim Einsatz in Verbindung mit Sicherheitstechnik berücksichtigt werden müssen. Für die Verfügbarkeit der Applikation ist die Qualität der Funkstrecke von wichtiger Bedeutung. Werden aufgrund von schlechten Funkverbindungen SafetyNET p Datenpakete gestört, oder verloren, so kann dies zum sicherheitsgerichteten Abschalten der Sicherheitssteuerung führen. Der Empfänger von SafetyNET p Nachrichten erwartet in bestimmten Zeitabständen eine gültige Nachricht vom Sender. Dieser SafetyNET p Timeout kann erhöht werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich dann die garantierten sicherheitsgerichteten Reaktionszeiten erhöhen. Um die Verfügbarkeit zu steigern, kann SafetyNET p Datenpakete mehrfach versenden, somit muss der Verlust einzelner Nachrichten nicht zum Abschalten führen. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Funkverbindung umso stabiler sein muss, je kürzer die Reaktionszeit sein soll. Um die Verfügbarkeit der Applikation zu gewährleisten, kommt der Auswahl eines für die Applikation geeigneten WLAN Standards und der Antennentechnik eine besondere Bedeutung zu.
Mit WLAN steht für SafetyNET p eine standardisierte Funklösung zur Verfügung. In der Kombination beider Technologien erhält der Anwender eine Lösung für Sicherheitsfunktionen in mobilen Anwendungen und zur Reduzierung von Verkabelungsaufwand.