EtherCAT Technology Group (ETG) TÜV-Stempel für Safety-over-EtherCAT Conformance Test Tool

Redakteur: Sariana Kunze

Zur Abrundung des Rundum-Sorglos-Pakets für die Safety-over-EtherCAT-Technologie (FSoE) steht ein weiterer Baustein zur Verfügung: Das vom TÜV Süd geprüfte und qualifizierte Konformitäts-Testtool ermöglicht die automatische Überprüfung der Implementierung des sicheren Übertragungsprotokolls.

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Gegenüber herkömmlicher sicherer E/A-Verdrahtung ermöglicht der Einsatz von Safety-over-EtherCAT wesentlich einfachere und flexiblere Architekturen.
Gegenüber herkömmlicher sicherer E/A-Verdrahtung ermöglicht der Einsatz von Safety-over-EtherCAT wesentlich einfachere und flexiblere Architekturen.
(ETG)

Safety-over-EtherCAT wird von namhaften Firmen der Steuerungs- und Antriebstechnik, der Robotik und der Sensorik in Europa, den USA und Asien implementiert. Zur Unterstützung bei der Zertifizierung dieser Geräte bietet Beckhoff Automation nun ein spezielles FSoE Conformance Test Tool an. Dieses Tool bietet die Möglichkeit, automatisch die FSoE-Protokollfunktionalität vollständig zu überprüfen und somit den Nachweis der konformen Implementierung der Spezifikation zu führen.

Ergänzendes zum Thema
Kurzinterview mit Dr. Guido Beckmann, Safety-Experte bei der EtherCAT Technology Group

Die EtherCAT Technology Group hat 2010 ein Rundum-Sorglos-Paket für Safety-over-EtherCAT angekündigt. Wie passt das nun verfügbare Konformitäts-Testtool in dieses Paket?

Beckmann: „Wenn es um die möglichst einfache Implementierung eines offenen sicheren Kommunikationsprotokolls geht, sind die Gerätehersteller in der Regel auf die Unterstützung des Technologie-Providers angewiesen. Grundvoraussetzung ist eine zertifizierte Protokollspezifikation, die eine einfache und schlanke Umsetzung des Protokolls ermöglicht. Code-Umfang und Stack-Laufzeiten liegen bei Safety-over-EtherCAT erfahrungsgemäß signifikant unter denen vergleichbarer Protokolle. Der Sicherheits-Container von minimal 6 Bytes erlaubt auch die problemlose Nutzung auf klassischen Feldbussystemen oder auf internen Geräteschnittstellen.

Verfügbare, vorzertifizierte Software-Stacks helfen zudem, die Zeiten zur Integration zu reduzieren. Dank der vielfältigen Unterstützungs-Angebote verschiedener Service-Provider ist es einfach, Safety-over-EtherCAT ins Produktprogramm zu integrieren: ‚Make or Buy‘ – Bei Safety-over-EtherCAT hat man die Wahl.

Jeder Gerätehersteller muss aber auch immer den Nachweis führen, dass die Protokollspezifikation vollständig und richtig im Gerät umgesetzt und integriert ist. Genau hierfür steht das FSoE Conformance Test Tool zur Verfügung. Es hilft dem Hersteller, bereits während der Entwicklung Fehler in der Implementierung zu erkennen. Zudem muss der Test für die Freigabe des Geräts obligatorisch durchgeführt und natürlich bestanden werden.“

Safety-over-EtherCAT ist bereits seit 2005 auf dem Markt. Wieso gibt es gerade jetzt das Konformitäts-Testtool?

Beckmann: „Wir haben bereits kurz nach Veröffentlichung des Safety-over-EtherCAT-Protokolls eine Testcase-Spezifikation für den Konformitätsnachweis erstellt und vom TÜV abnehmen lassen. Diese stand seitdem allen Geräteherstellern zur Verfügung; die Testcases mussten in die vorhandene Testumgebung integriert werden.

Nachdem dann das Standard-EtherCAT-Konformitäts-Testtool fertig gestellt war, haben wir dieses erweitert und die Safety-Testcases in das Tool integriert, um einen automatisierten Testlauf zu ermöglichen. Für den Nachweis der Vollständigkeit wurden umfangreiche Gegentests der Tool-Umsetzung gefordert: So haben wir beispielsweise einen Test-Slave entwickelt, der für jeden der etwa 300 Testcases erwartete und unerwartete Antworten liefert, um im Tool den ‚grünen‘ und den ‚roten‘ Testzweig zu prüfen. Der Entwicklungsprozess, die Implementierung und die Nachweisprüfungen wurden vom TÜV Süd teilweise begleitet und final gesichtet. Der TÜV Süd bestätigt nun, dass sich das Tool für die Validierung der Konformitätsprüfung von FSoE Slave-Geräten entsprechend der FSoE-Spezifikation eignet.“

Wird es nun bei der ETG auch ein spezielles Safety Test Center geben?

Beckmann: „Ja. Die Zusammenarbeit mit dem TÜV Süd hat gezeigt, dass es für die Wahrung der Integrität einer Safety-Technologie notwendig ist, Test Center zu akkreditieren, die unabhängig die Implementierungen überprüfen. Im Moment sind wir dabei, das EtherCAT Test Center in Nürnberg zu einem Safety-over-EtherCAT Test Center auszubauen. Auch hierbei ist der TÜV Süd involviert, um die Prozesse der Testvorbereitung, Durchführung und Ergebnissicherung zu auditieren.

Unsere Erfahrungen in den bestehenden EtherCAT Test Centern bestätigen übrigens den Vorteil einer unabhängigen Prüfstelle: Trotz vollständiger Veröffentlichung aller Tests, die dort durchgeführt werden, können immer wieder Verbesserungsvorschläge an die Gerätehersteller zurückgegeben werden, die eine kompatible Verwendung im Feld gewährleisten.“

Die Testcases, die im Tool umgesetzt werden, wurden in der ETG definiert und bereits im Vorfeld vom TÜV Süd auf Vollständigkeit begutachtet. Dieser bestätigt nun abschließend, dass sich das Tool für die Validierung und Konformitätsprüfung von FSoE Slave-Geräten entsprechend der FSoE-Spezifikation eignet. Hierfür wurden der Entwicklungsprozess, die Implementierung sowie die Umsetzung der Testumgebung des Tools vom TÜV Süd begleitet und die Ergebnisse gesichtet.

Implementierungsfehler frühzeitig aufdecken

Das Tool steht allen Nutzern der Safety-over-EtherCAT-Technologie zur Verfügung und wird künftig auch für den offiziellen FSoE-Konformitätstest verwendet. Dr. Guido Beckmann, Safety-Experte bei der ETG, unterstreicht den konkreten Nutzen des Tools: „Das FSoE Conformance Test Tool hilft Herstellern, bereits frühzeitig in der Entwicklung Implementierungsfehler aufzudecken. Für die offizielle Abnahme der sicherheitsrelevanten Geräte wird zudem ein Konformitätsnachweis der Implementierung gefordert. Ohne das FSoE Conformance Test Tool müsste jeder Gerätehersteller diesen Nachweis selbst implementieren.“

Eine schlanke Protokollspezifikation, vorzertifizierte Software-Stacks, vielfältige Support-Angebote verschiedener Service-Anbieter sowie nicht zuletzt das TÜV-qualifizierte FSoE Conformance Test Tool vereinfachen die Integration von Safety-over-EtherCAT erheblich.

Das Protokoll Safety-over-EtherCAT (FSoE) ist für die Übertragung sicherheitsrelevanter Nachrichten spezifiziert. FSoE ist internationaler Standard (IEC 61784-3 Ed. 2) und wird verwendet, um Eingangsinformationen verschiedener Sicherheitssensoren wie beispielsweise Lichtgitter oder Not-Aus-Taster, an eine Sicherheitslogik zu übertragen. Diese Logik kombiniert aus den Eingangsinformationen die Befehle für die sicheren Ausgänge wie etwa den Netzschutz oder sicherheitsrelevante Antriebe und steuert damit die Sicherheitsfunktion der Maschine.

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