IO-Link Safety Device Stack – für Safety-Sensoren und -Aktoren

Sie entwickeln Safety-Sensoren oder -Aktoren und kennen deshalb das Dilemma: Eine eigene Safety-Variante für jeden Feldbus bedeutet getrennte Lagerhaltung, getrennte Versionspflege und getrennten Field Service. Also bleibt Ihr Portfolio bei OSSD und 4–20 mA. Das funktioniert, aber Ihre Geräte bleiben stumm. Es gibt keine Parametrierung per IODD, keinen Gerätetausch ohne Techniker und keine Diagnosedaten für IoT und Industrie 4.0. Nicht-sichere Sensoren kommunizieren dagegen längst über IO-Link.

Die naheliegenden Auswege haben ihren Preis. Wer einen SIL3-fähigen Safety Communication Layer selbst implementiert, muss Protokoll-Know-how, Safety-Softwareprozesse nach IEC 61508-3 und das Assessment bei der benannten Prüfstelle allein stemmen. Monate an Entwicklungszeit fließen in Infrastruktur statt in Ihr eigentliches Produkt, und das volle Zertifizierungsrisiko tragen Sie selbst.

Es geht einfacher. IO-Link Safety (IEC 61139-2) setzt als Black Channel einen schlanken Safety Communication Layer auf Standard-IO-Link auf. Damit erreichen Sie bis zu SIL3 / PLe, bleiben feldbusunabhängig und bedienen mit einem FS-Device den Weltmarkt, egal ob darüber PROFIsafe, CIP Safety oder FSoE läuft. Safety- und Standarddaten teilen sich ein Kabel, und der OSSDe-Betrieb bleibt als Rückfallebene erhalten.

Mit dem TEConcept IO-Link Safety Device Stack integrieren Hersteller von Safety-Sensoren und -Aktoren die IO-Link-Safety-Kommunikation (IEC 61139-2, bis SIL3 / PLe) direkt in ihre Geräte. Der Safety Communication Layer arbeitet über Standard-IO-Link als Black Channel und ist feldbusunabhängig. Ein FS-Device genügt also für alle FSCPs wie PROFIsafe, CIP Safety oder FSoE. Testequipment und Assessment-Begleitung erhalten Sie aus einer Hand.

Machbarkeits-Check für Ihr Safety-Device-Projekt

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Der TEConcept IO-Link Safety Device Stack bringt diesen Layer integrationsfertig in Ihr Gerät

  • Safety Communication Layer (SCL) und Geräte-Zustandsmaschinen gemäß IO-Link-Safety-Spezifikation
  • Aufgebaut auf dem bewährten TEConcept IO-Link Device Stack

Stack, Testequipment und Zertifizierungserfahrung bekommen Sie aus einer Hand. TEConcept liefert auch den IO-Link Safety Master Tester, mit dem benannte Prüfstellen Safety-Assessments unterstützen, und begleitet Sie von der Integration bis zum Assessment.

Das Ergebnis: Ihr Safety-Portfolio wird IO-Link-fähig, ohne dass Sie eine eigene Safety-Protokollentwicklung aufbauen müssen. Ihre Entwickler konzentrieren sich auf die Sensorik statt auf CRCs und Watchdog-Konzepte. Und Ihr Gerät ist bereit für Märkte, die Sie mit OSSD allein nicht mehr erreichen.

Implementierung des IO-Link Safety Device Stack

So sieht die technische Umsetzung aus: Der TEConcept IO-Link Safety Device Stack wird eingebettet in eine Demo-Applikation geliefert, also als voll funktionsfähiges IO-Link-Safety-Device. Die zentralen Safety-Komponenten sind nach IEC 61508-3 (SIL3) entwickelt und bewertet und gehen unverändert in Ihr Assessment ein. Die Demo-Applikation zeigt beispielhaft, wie ein zukünftiges Safety-Device aufgebaut sein kann.

IO-Link Safety Device Stack: Example Hardware Setup
Beispiel Hardware Setup
IO-Link Safety Device Stack: Software Architecture Safety CPU
Software Architektur, Safety CPU

Hardware

Das System lässt sich einkanalig als 1oo1-Architektur oder zweikanalig redundant als 1oo2-Architektur umsetzen. Die 1oo2-Variante mit einer zweiten Safety-CPU (S-Guest) erhöht den Diagnosedeckungsgrad und ist für höhere Sicherheitsanforderungen ausgelegt.

Architektur des IO-Link Safety Device Stack

Die eigentliche Sicherheitsfunktion übernimmt der Safety Communication Layer (SCL), um die Konfiguration kümmert sich der Safety Layer Manager (SLM). Beide Komponenten sind nach IEC 61508-3 entwickelt und werden unverändert übernommen.

Für die Kommunikation zwischen den Prozessoren gibt es fertige Module für den zyklischen und azyklischen Datenaustausch. Sie bilden den Übertragungsweg (Black Channel) und können Sie direkt übernehmen oder durch eigene Komponenten ersetzen.

Die darunterliegende physikalische Schicht ist austauschbar und wird an die jeweilige Hardware angepasst.

Die Safety-Applikation zeigt, wie sich auf dieser Grundlage ein Safety-Sensor oder -Aktor aufbauen lässt. Dieser Teil ist als Vorlage gedacht und wird nach Bedarf angepasst.

Footprint des IO-Link Safety Device Stack

Wie groß der kompilierte Code ist, hängt stark von der gewählten Konfiguration und der Compiler-Optimierung ab. Die folgenden Werte dienen als Orientierung:

S-Host/S-Guest: 38 KB Flash, 6 KB RAM Com-CPU: 23 KB Flash, 4 KB RAM

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