In der Produktion und Logistik tauschen Maschinen, Steuerungen und Sensoren ständig Daten aus. Solange es dabei um den reinen Prozess geht, muss die Verbindung vor allem schnell und zuverlässig sein. Sobald aber Menschen durch einen Not-Aus, eine Schutztür oder das sichere Anhalten eines fahrerlosen Transportsystems geschützt werden müssen, gelten deutlich strengere Anforderungen. Genau hier teilen sich zwei Protokolle die Arbeit: PROFINET und PROFIsafe.
ATLAS von COCUS: PROFINET und PROFIsafe über 5G
Mit ATLAS stellt COCUS eine industrielle 5G-Infrastruktur bereit, über die PROFINET- und PROFIsafe-Kommunikation ohne Änderung an der bestehenden Automatisierungsarchitektur läuft. Für Unternehmen heißt das: Mobile Maschinen und fahrerlose Transportsysteme lassen sich in bestehende Anlagen, ohne feste Verkabelung und ohne Wechsel auf ein neues Kommunikationsprotokoll einbinden.
Warum das funktioniert, zeigt ein Blick auf die beiden Protokolle.
PROFINET und PROFIsafe: zwei Aufgaben, eine Infrastruktur
PROFINET ist der Standard, über den industrielle Anlagen kommunizieren. Es verbindet Steuerungen mit Maschinen, Antrieben und Sensoren und sorgt dafür, dass Befehle, Zustandsmeldungen und Diagnosedaten in Echtzeit übertragen werden. Entscheidend ist die Verlässlichkeit im Takt: Die Daten müssen nicht nur ankommen, sondern pünktlich ankommen.
PROFIsafe ist kein zweites, konkurrierendes Netzwerk, sondern eine zusätzliche Schutzschicht auf PROFINET. Sicherheitsrelevante Signale laufen parallel über dieselbe Infrastruktur wie alle anderen Daten, sie werden lediglich zusätzlich abgesichert. Dazu überprüft PROFIsafe jede sicherheitsrelevante Nachricht darauf, ob sie vollständig, unverändert und tatsächlich vom richtigen Absender an den richtigen Empfänger angekommen ist. Sobald eine dieser Prüfungen nicht eindeutig bestanden wird, wird eine definierte Sicherheitsreaktion ausgelöst. So lassen sich Sicherheitsfunktionen bis zur höchsten in der Fabrikautomation gebräuchlichen Stufe umsetzen. Der praktische Vorteil: kein separates Sicherheitsnetz, eine Infrastruktur, ein Engineering.
PROFIsafe in der Praxis: Sicherer Halt bei fahrerlosen Transportsystemen
Ein Beispiel: Ein fahrerloses Transportsystem erhält seine Fahraufträge über PROFINET und meldet laufend Position, Geschwindigkeit und Zustand zurück. Erkennt sein Sicherheitsscanner eine Person im Fahrweg, wird daraus mehr als eine gewöhnliche Meldung. Das Signal wird als PROFIsafe-Nachricht übertragen, und das Fahrzeug wird sicher verlangsamt oder angehalten.
Entscheidend ist dabei die Reaktionszeit der gesamten Kette, vom Sensor bis zum Stillstand des Fahrzeugs. Bei einem fahrenden Transportsystem ist diese Zeit unmittelbar Bremsweg und damit der Abstand, den es zu einem Menschen einhalten muss.
Dasselbe Prinzip gilt für Not-Aus-Funktionen, Schutztüren, sichere Sensorik und mobile Maschinen.
Anforderungen an das Netz: PROFIsafe schützt die Sicherheit, nicht die Verfügbarkeit
PROFIsafe erkennt Übertragungsfehler zuverlässig, es verhindert sie aber nicht. Die Anforderungen an das Netz verschwinden also nicht, sie verschieben sich: Ein instabiles Netz gefährdet nicht die Sicherheit, wohl aber die Verfügbarkeit.
Denn kommen Signale zu spät oder unregelmäßig an, schaltet die Anlage vorsichtshalber ab. Das ist sicher, bedeutet aber ungeplanten Stillstand. Netz und Sicherheitsfunktion müssen deshalb von Anfang an gemeinsam geplant werden; Verfügbarkeit ist hier direkt Produktivität. Genau an dieser Schnittstelle zwischen Automatisierung und Netz setzen wir bei COCUS an.
Was verändert eine 5G Infrastruktur?
Bei mobilen Maschinen und fahrerlosen Transportsystemen stößt feste Verkabelung an ihre Grenzen. 5G bietet hier einen drahtlosen Weg mit planbaren Reaktionszeiten, hoher Verfügbarkeit und stabilem Übergang zwischen Funkzellen, auch dort, wo klassisches WLAN in der Fabrikhalle an Grenzen kommt.
Wichtig ist die klare Rollenverteilung: 5G ersetzt weder PROFINET noch PROFIsafe. Die Protokolle bilden weiterhin die industrielle und die sicherheitsgerichtete Kommunikation ab, 5G stellt lediglich den Transportweg bereit. Und weil die Sicherheit an den Endpunkten sitzt und nicht im Netz, ist dafür kein Umbau der Sicherheitsarchitektur nötig.
Was Aufmerksamkeit braucht, ist das Zeitbudget: Die Funkstrecke muss so ausgelegt sein, dass Signale zuverlässig innerhalb der erwarteten Zeit ankommen. Das ist eine Frage der Netzplanung, nicht der Protokolle.
ATLAS als Transportweg
Genau diesen Transportweg stellt ATLAS bereit. Etablierte Automatisierung trifft auf flexible drahtlose Anbindung, bei klarer Aufgabenteilung zwischen Protokoll und Infrastruktur.
