In der Prozessindustrie spielen Mensch-Maschine-Schnittstellen eine zentrale Rolle für den sicheren Anlagenbetrieb. Viele Sicherheitsfunktionen werden jedoch noch immer über fest verdrahtete Leuchten, Taster und Wahlschalter realisiert. Diese Architektur bietet zwar ein deterministisches Verhalten und hohe Diagnoseabdeckung, bringt aber auch Nachteile mit sich. Alle Bedienelemente sind dauerhaft sichtbar, unabhängig vom aktuellen Anlagenzustand. Bediener müssen selbst entscheiden, welche Informationen relevant sind. Komplexe Zustände werden häufig über wenige Signale dargestellt, wodurch Interpretationsspielräume entstehen. Gleichzeitig lassen sich moderne Konzepte wie dynamische Benutzerführung, rollenbasierte Bedienung oder geführte Arbeitsabläufe kaum umsetzen.
Moderne TFT-basierte HMIs bieten hier deutliche Vorteile. Sie können Informationen kontextbezogen darstellen, den Bediener gezielt unterstützen und die Oberfläche an Anlagenzustand sowie Benutzerrolle anpassen. In sicherheitskritischen Anwendungen war ihr Einsatz bislang jedoch begrenzt, da die Anforderungen an SIL3, Diagnoseabdeckung und Fehlersicherheit nur schwer realisierbar waren.
Sicherheitskern und HMI konsequent getrennt
Die Grundlage des IconTrust-Konzepts, das Deuta-Werke auf der Hannover Messe vorstellte, bildet die Trennung zwischen einem sicherheitszertifizierten Kern und einem nicht sicherheitsrelevanten HMI-Frontend. Sämtliche sicherheitsgerichteten Funktionen – etwa die Verifikation sicherheitskritischer Anzeigen oder die Validierung von Benutzereingaben – werden innerhalb einer nach IEC61508 bis SIL3 zertifizierten Sicherheitsdomäne ausgeführt. Der nicht sicherheitsrelevante Bereich übernimmt die grafische Darstellung, Kommunikation und Benut-zerinteraktion. Änderungen an Visualisierung, Kommunikationsschnittstellen oder Cybersecurity-Funktionen beeinflussen dadurch nicht die Sicherheitsfunktionen des Systems. Gleichzeitig können moderne HMI- und IT-Technologien genutzt werden, ohne die Zertifizierungsbasis des Sicherheitskerns zu verändern.
Kontextbezogene Bedienung statt statischer Anzeigen
Die sichere IconTrust-Technologie überwacht definierte Bereiche des TFT-Displays und validiert sowohl Anzeigen als auch Eingaben. In jedem Bildzyklus werden die dargestellten Inhalte mit den zugrunde liegenden Sicherheitsdaten verglichen. Werden Abweichungen erkannt, löst das System eine sicherheitsgerichtete Reaktion aus. Dadurch lassen sich sicherheitsrelevante Anzeige- und Bedienelemente flexibel auf dem Display realisieren. Leuchtmelder, Taster, Betriebsartenwahlschalter, Texte oder Bereiche mit HTML5 (non-SIL Kontent) können softwarebasiert konfiguriert werden. Die Projektierung erfolgt über einen browserbasierten Editor, zusätzliche Konfigurationssoftware ist nicht erforderlich. Mit Hilfe qualifizierter Tools erzeugt das IconTrust HMI automatisiert einen Functional Safety Konfigurations Report. Dies ermöglicht einen vereinfachten Nachweis der Konformität.
Ein wesentlicher Vorteil liegt in der kontextabhängigen Darstellung. Im Gegensatz zu klassischen Bedienfeldern werden nur die aktuell relevanten Informationen angezeigt. Nicht benötigte oder potenziell kritische Funktionen können ausgeblendet bzw. deaktiviert werden. Das reduziert die visuelle und kognitive Belastung des Bedienpersonals. In Alarmsituationen kann die Oberfläche automatisch umorganisiert werden. Kritische Meldungen, relevante Prozesswerte und empfohlene Maßnahmen rücken in den Vordergrund. Dadurch verbessert sich das Situationsbewusstsein des Bedieners und die Reaktionszeit kann verkürzt werden.
Geführte Abläufe erhöhen die Sicherheit
Neben der Anzeige unterstützt das System auch strukturierte Bedienabläufe. Für sicherheitsrelevante Aktionen können definierte Prozessschritte, Bestätigungen und Plausibilitätsprüfungen vorgegeben werden. Typische Anwendungen sind die sichere Betriebsartenwahl, Rezept- und Chargenauswahl, Prozesswertanzeigen, Alarmlisten oder Wartungsfunktionen. Auch sicherheitsrelevante Alarmbearbeitungen lassen sich gezielt unterstützen. Neben Priorisierung und Farbcodierung können zusätzliche Informationen wie Fehlerbeschreibungen, Handlungsempfehlungen oder Prozessdaten eingeblendet werden. Das System kann zudem sicherstellen, dass Quittierungen oder Rücksetzungen erst nach definierten Prüfungen erfolgen. Dadurch wird die Alarmbearbeitung deutlich strukturierter als bei klassischen Lösungen mit einzelnen Quittiertastern.
Einfache Integration über Profinet und Profisafe
Für die Anbindung an bestehende Automatisierungsumgebungen nutzt das IconTrust HMI den etablierten Kommunikationsstandard Profinet. Sicherheitsgerichtete Informationen werden über Profisafe übertragen und bleiben dadurch durchgängig bis zur Sicherheitssteuerung abgesichert. Da sowohl sicherheitsrelevante als auch Standarddaten über dieselbe Ethernet-Verbindung übertragen werden können, reduziert sich der Verkabelungsaufwand gegenüber klassischen Panel-Lösungen deutlich. Gleichzeitig erleichtert die Architektur spätere Erweiterungen und Anpassungen der HMI-Funktionalität.
Damit wird aus dem klassischen Safety-Panel eine digitale Bedienplattform, die funktionale Sicherheit und moderne HMI-Konzepte miteinander verbindet.
Digitale Safety-HMI für die Prozessindustrie
Mit IconTrust HMI steht erstmals eine nach IEC61508 zertifizierte Safety-HMI-Lösung für die Prozessindustrie zur Verfügung. Das Systemunterstützt sicherheitsgerichtete Anzeigen bis SIL3 und Eingaben bis SIL2. Änderungen an Layout oder Prozessvarianten erfolgen per Konfiguration statt Neuverdrahtung. Typische Anwendungen sind Alarmpanels, Betriebsarten-,Rezeptur- und Chargenauswahl sowie geführte Bedienabläufe über Profinet/Profisafe.
Praxisbeispiel Betriebsartenwechsel
Soll ein Reaktor von der Produktion in den Reinigungs- oder Wartungsmodus wechseln, müssen häufig bestimmte Prozessbedingungen erfüllt sein. Eine Safety-HMI zeigt die zulässigen Übergänge übersichtlich an und überwacht die erforderlichen Voraussetzungen. Erst danach kann der Bediener den Moduswechsel ausführen. Das reduziert das Risiko von Fehlbedienungen und erhöht die Transparenz gegenüber herkömmlichen Lösungen mit Wahlschaltern, Kontrollleuchten und Arbeitsanweisungen.
