Die Wahl zwischen einer Sicherheits-SPS und einer Standard-SPS ist nicht nur eine technische Frage; es geht um den Schutz von Menschen, Anlagen und dem Ruf Ihres Unternehmens. Sicherheits-SPS sind so konstruiert, dass sie im Fehlerfall in einen sicheren Zustand wechseln, während Standard-SPS auf Produktionslogik und Geschwindigkeit ausgerichtet sind. 

Dieser Leitfaden erläutert die praktischen Unterschiede, die Anwendung der Sicherheitsintegritätsstufen (SIL) und wann ein Sicherheitscontroller unerlässlich ist.

Was ist eine Sicherheits-SPS?

Eine Sicherheits-SPS ist eine speziell entwickelte Steuerung für sicherheitskritische Funktionen innerhalb eines Automatisierungssystem. Im Gegensatz zu einer Standard-SPS, Sicherheits-SPS Es nutzt redundante interne Schaltkreise, Mehrkanalverarbeitung und kontinuierliche Selbstdiagnose, um interne Fehler zu erkennen und deterministisch darauf zu reagieren. Zeigt ein Prozessor oder Kanal inkonsistentes Verhalten, löst die Sicherheits-SPS einen sofortigen, kontrollierten Stopp aus, um unvorhersehbares Verhalten zu vermeiden.

Standard-SPSen legen den Fokus auf Leistung und Verfügbarkeit für routinemäßige Produktionsaufgaben. Sie verfügen zwar über Redundanz, um den Systembetrieb aufrechtzuerhalten, sind aber nicht darauf ausgelegt, einen sicheren Ausfallmodus zu gewährleisten. Sicherheits-SPSen hingegen sind durch Redundanz und umfassende Diagnosefunktionen so konzipiert, dass ein “eingefrorener” oder nicht verifizierter Zustand vermieden wird, der gefährliche, unkontrollierte Maschinenbewegungen verursachen könnte.

Warum sind SIL-Bewertungen wichtig?

Der Safety Integrity Level (SIL) ist der von IEC 61508 festgelegte Maßstab zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit eines Sicherheitssystems. SIL-Bewertungen (typischerweise SIL 1 bis SIL 4) entsprechen der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls auf Anforderung. Viele industrielle Sicherheits-SPS sind für SIL 2 oder SIL 3 zertifiziert; höhere SIL-Werte erfordern eine umfassendere Diagnostik und eine geringere tolerierte Ausfallwahrscheinlichkeit.

Standard-SPSen sind nicht SIL-zertifiziert, da ihnen die für sicherheitskritische Anwendungen erforderlichen Fehlererkennungs- und Ausfallsicherheitsfunktionen fehlen. Eine Standard-SPS mag zwar für die Produktion sehr zuverlässig sein, SIL-zertifizierte Steuerungen bieten jedoch einen höheren Schutz: Sie sind so validiert, dass sie auch bei bestimmten Hardware- oder Softwarefehlern einen sicheren Betrieb gewährleisten. Die Bestimmung des korrekten SIL-Werts für Ihre Anwendung erfordert eine Risikobewertung, die auf der potenziellen Schadensschwere und der Häufigkeit gefährlicher Ereignisse basiert.

Wann sollte ein Sicherheitscontroller eingesetzt werden?

 Setzen Sie eine Sicherheits-SPS ein, wenn ein Steuerungsausfall schwere Verletzungen, Todesfälle oder erhebliche Umweltschäden verursachen könnte. Typische Anwendungsfälle sind Roboterarbeitszellen, Hochgeschwindigkeitsförderanlagen, Pressen, Hochdruckhydrauliksysteme und chemische Reaktoren. In diesen Umgebungen muss die Steuerung vorhersehbar auf Notstopps, Lichtschrankendurchbrüche oder unerwartete Zustandsänderungen reagieren.

In einer Roboterzelle beispielsweise regelt die Sicherheits-SPS die sichere Geschwindigkeit und die sichere Position. Wenn eine Person den Bereich betritt, … geschützter Bereich, Die Sicherheitssteuerung reduziert die Geschwindigkeit auf ein unschädliches Niveau oder bringt den Roboter sicher zum Stehen. Standard-SPSen können ihre eigenen Ausgänge und ihren internen Zustand nicht im gleichen Maße zuverlässig überprüfen und bieten daher nicht dieselbe Garantie.

Sicherheits-SPSen sind auch in koordinierten Systemen unerlässlich, in denen der Ausfall einer Maschine mehrere miteinander verbundene Maschinen sofort anhalten muss. Eine Sicherheitssteuerung kann synchronisierte Stopplogik ausführen und so Folgeereignisse verhindern, die andernfalls die Produktion beeinträchtigen könnten.

Integrierte Sicherheit vs. separate Systeme

Moderne Sicherheits-SPS unterstützen häufig integrierte Sicherheitsfunktionen – sie können sowohl Sicherheitslogik als auch konventionelle Steuerungsaufgaben auf derselben Hardwareplattform ausführen. Dadurch reduziert sich die Anzahl der Geräte, und Verdrahtung und Kommunikation werden vereinfacht. Wichtig ist, dass die Sicherheitslogik stets Priorität bei der Ausführung hat und die integrierte Lösung dennoch die erforderlichen Zertifizierungsstandards für die ausgeführten Sicherheitsfunktionen erfüllt.

Unabhängig davon, ob die Sicherheitsfunktionen integriert oder eigenständig sind, muss die Organisation sicherstellen, dass sie ordnungsgemäß dokumentiert, validiert und getestet werden. Die Zertifizierung sowohl der Hardware als auch der Entwicklungswerkzeuge (einschließlich Compiler und Bibliotheken) ist wichtig, da softwarebedingte Fehler aufgrund gemeinsamer Ursachen ein erhebliches Risiko für Sicherheitssysteme darstellen.

Sicherheitssteuerungen mit Zuversicht beschaffen

Die Beschaffung von SIL-zertifizierten Sicherheitssteuerungen von renommierten Anbietern vereinfacht die Einhaltung von Vorschriften und die Beschaffung. Anbieter mit bewährten Marken und technischem Support helfen Ihnen, die passende Steuerung für Ihre Anwendung zu finden. Achten Sie auf Anbieter mit klarer Dokumentation, Materialrückverfolgbarkeit und Unterstützung bei funktionalen Sicherheitsbewertungen. Eine zentrale Beschaffung reduziert die Komplexität der Anbieterauswahl und trägt zur Einhaltung einheitlicher Standards an mehreren Standorten bei.

Abschluss

Die Entscheidung, ob Ihr System eine Sicherheits-SPS benötigt, ist eine grundlegende Ingenieursentscheidung. Wenn die Sicherheit von Personen oder Umweltrisiken gefährdet sind, sind Sicherheits-SPS – mit ihren redundanten Architekturen und zertifizierten Diagnosefunktionen – die geeignete Lösung. Unternehmen, die auf zuverlässige Bezugsquellen angewiesen sind, sollten Lieferanten auswählen, die SIL-zertifizierte Produkte, vollständige Dokumentation und reaktionsschnellen technischen Support bieten.

Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl des richtigen Sicherheitscontrollers oder bei der Beschaffung zertifizierter Hardware benötigen, wenden Sie sich an einen vertrauenswürdigen Lieferanten wie Simply Buy kann die Auswahl vereinfachen, die Einhaltung der Vorschriften gewährleisten und die Integration in Ihre Sicherheitslebenszyklusprozesse unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Kann eine Sicherheits-SPS normale Steuerungsaufgaben übernehmen?

Ja. Viele Sicherheitssteuerungen führen sowohl Sicherheits- als auch Standardlogik aus. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Sicherheitslogik strengen Redundanz- und Diagnoseregeln folgt und bei der Ausführung priorisiert wird.

Was bedeutet “ausfallsicher”? 

Das bedeutet, dass die Steuerung das System in einen sicheren Zustand versetzt (z. B. Bewegung stoppt oder Strom abschaltet), wenn ein sicherheitsrelevanter Fehler erkannt wird.

Warum sollte man Sicherheitssoftware zertifizieren? 

Zertifizierte Entwicklungsumgebungen verringern das Risiko von Programmierfehlern und Ausfällen aufgrund gemeinsamer Ursachen, was für die Erfüllung der SIL-2- oder SIL-3-Anforderungen von entscheidender Bedeutung ist.