Durchgängige Kommunikation für sicherheitsgerichtete Feldgeräte mit Ethernet-APL
Ethernet war in der Prozessindustrie lange auf höhere Anlagenebenen beschränkt. Mit Ethernet-APL steht nun eine Infrastruktur bereit, die auch explosionsgefährdete Bereiche einschließt. In Verbindung mit dem Schwarzer-Kanal-Prinzip lässt sich funktionale Sicherheit bis SIL3 unabhängig von der Kommunikationsinfrastruktur realisieren.
Autor: Andreas Hennecke, Team Lead PA Product Marketing Manager, Pepperl+Fuchs
Das Schwarzer-Kanal-Prinzip entkoppelt funktionale Sicherheit von der Kommunikationsinfrastruktur.
Prozesssignale und funktional sichere Signale verwenden dieselbe physikalische Infrastruktur und das gleiche industrielle Protokoll, um Signale zwischen Leitsystem und Feldgeräten zu übertragen. Zentrales Werkzeug für die Nutzung digitaler Kommunikation in sicherheitsgerichteten Anwendungen ist das Konzept des „schwarzen Kanals“. Durch Standardisierung definierte zusätzliche Mechanismen auf Protokollebene erkennen und beherrschen mögliche Übertragungsfehler mit einer für SIL3 geeigneten Sicherheit. Beispielsweise erkennen Telegrammzähler eine zeitlich falsche Reihenfolge in der Übertragung von Prozesswerten.
Dieses Prinzip bewirkt eine entscheidende Entkopplung: Die Sicherheitsfunktion bleibt unabhängig von der zugrunde liegenden Kommunikationsinfrastruktur. Dadurch wird die Infrastruktur selbst nicht Teil der sicherheitstechnischen Bewertung. Für die Praxis bedeutet das eine klare Vereinfachung: Bei der Analyse eines Sicherheitskreises zählen nur die funktionalen Komponenten – Sensor, Steuerung und Aktor. Die Kommunikationsinfrastruktur dient lediglich als Transportkanal und bleibt von der sicherheitstechnischen Bewertung ausgenommen.
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