Sichere AGV-Steuerung mit PLCnext Control: FSoE und Profisafe flexibel kombinieren
Die in der Intralogistik eingesetzten fahrerlosen Transportsysteme (FTS) oder Automated Guided Vehicles (AGV) müssen eine wesentliche Anforderung erfüllen: Sie sollen sicher, schnell und interoperabel in der bestehenden Infrastruktur arbeiten. Dies gilt von den sicheren Komponenten innerhalb des Fahrzeugs bis zur sicheren Übergabe der Transportgüter an stationäre Anlagen. Hier sorgen sichere Steuerungssysteme über die Protokolle FSoE (FailSafe over Ethercat) oder Profisafe (Safety over Profinet) für hohe Kompatibilität und Flexibilität.
Als zentrale Steuerungsplattform erlaubt PLCnext Control die parallele Nutzung von Ethercat/FSoE und Profinet/Profisafe in einem Fahrzeug. Im Ergebnis zeichnet es sich durch Effizienz und eine nahtlose Integration in die gewachsenen Anlagenwelten aus. Die Übertragungsstandards gehören heute zu den wichtigsten industriellen Ethernet-basierten Feldbussystemen für die sichere Kommunikation in mobilen und stationären Automatisierungsumgebungen. Beide unterstützen das Black‑Channel‑Prinzip und entsprechen den Anforderungen der funktionalen Sicherheit bis SIL3. Dennoch unterscheiden sie sich deutlich im Hinblick auf Performance, Topologie und bevorzugte Verwendungsbereiche.
Vorteile von Ethercat und Profinet kombinieren
Ethercat überzeugt besonders in dynamischen Anwendungen wie der Steuerung von elektrischen Antrieben. Durch kurze Zykluszeiten und geringe Latenzen eignet sich das Protokoll für präzise Bewegungssteuerungen. Die lineare Daisy‑Chain‑Topologie ermöglicht eine einfache, platzsparende Verkabelung und reduziert den Installationsaufwand. Ethercat lässt sich zudem ohne komplexes Netzwerk‑Engineering erweitern. Ein zusätzlicher Vorteil im Vergleich zu Profinet stellt die oft kostengünstigere Implementierung in Slave‑Geräte dar. Ethercat‑Slaves benötigen in der Regel weniger komplizierte Hardware, wodurch sich die Entwicklung beschleunigt und die Gerätepreise sinken.
Einschränkungen bestehen vor allem in stark verzweigten oder sehr großen Anlagen, da Ethercat primär für lineare Strukturen ausgelegt ist.
Profinet wird insbesondere in der stationären Fabrikautomation eingesetzt. Die Stärke des Standards liegt in der breiten Herstellerunterstützung und der zertifizierten Interoperabilität sämtlicher Geräte. Daraus ergeben sich hohe Zuverlässigkeiten und einfache Integration. Ein weiterer Vorteil resultiert aus der guten Nutzbarkeit für die funkbasierte Kommunikation, was gerade in mobilen Anwendungen erforderlich ist. Durch die verpflichtende Profinet‑Zertifizierung sind viele Komponenten gegenüber Ethercat‑Geräten teurer in der Anschaffung. Weiterhin zeigen sich die Nachteile bei Anwendungen mit besonders harten Echtzeitanforderungen, weil Profinet typischerweise höhere Latenzen aufweist als Ethercat. Der Engineering-Aufwand kann ferner steigen, sofern umfangreiche Netzwerke segmentiert oder aufwendig geroutet werden müssen.
Einbindung in vielfältige Infrastrukturen
Mit der PLCnext Technology profitieren Anwender von den Vorteilen beider Feldbusse. Insbesondere, wenn die Protokolle parallel betrieben werden, erhöht sich die Flexibilität. Als offene Steuerungsplattform des Ecosystems PLCnext Technology bietet PLCnext Control bei der Verwendung in FTS entscheidende Vorteile. Aufgrund der Unterstützung verschiedener Feldbusprotokolle lassen sich die Fahrzeuge in viele vorhandene Infrastrukturen einbinden. Darüber hinaus können die FTS mit den unterschiedlichen in ihnen verbauten Sensoren und Aktoren kommunizieren. Die vielfältigen Anforderungen der Fahrzeuge werden durch ein breites Steuerungsportfolio mit verschiedenen Performance-Klassen in Kombination mit sicheren und nicht-sicheren I/O-Modulen abgedeckt.
Komplexität der Sicherheitslogik steigt im Dark Warehouse
In hochautomatisierten Intralogistikumgebungen wie dem Dark Warehouse ist eine sichere und zonenabhängige Steuerung unerlässlich. Da in diesen Bereichen im Normalbetrieb keine Personen anwesend sind, dürfen FTS mit höheren Geschwindigkeiten und engeren Schutzfeldern arbeiten. Gleichzeitig steigt jedoch die Komplexität der Sicherheitslogik, weil Fahrzeuge dynamisch zwischen vollständig automatisierten Bereichen, Servicezonen und begehbaren Korridoren wechseln müssen. Sobald ein Techniker eine zuvor menschenfreie Zone betritt, muss das FTS unverzüglich in ein personenfähiges Sicherheitsprofil überführt werden. Dieses umfasst erweiterte Schutzfelder, eine reduzierte Geschwindigkeit oder sichere Stopps.
Über Ethercat/FSoE können Laserscanner, Encoder und Antriebe ihre sicherheitsrelevanten Daten deterministisch austauschen. Das erlaubt dynamische Feldwechsel, eine SLS‑Überwachung und zonenabhängige Schutzfunktionen in Echtzeit. Parallel ermöglicht Profinet/Profisafe eine funkbasierte sichere Kommunikation zwischen dem FTS und der übergeordneten Anlagensteuerung oder den Leitstandsystemen. So kann das Fahrzeug auch bei sich ändernden WLAN‑Zellen sicherheitsgerichtete Freigaben, den Zonenstatus oder Zustandsübergänge erhalten und an die Anlage zurückmelden. Die sichere Funkübertragung ist besonders wichtig, wenn Servicepersonal kurzfristig in eine Dark‑Warehouse‑Zone eintritt und das FTS automatisch auf ein strengeres Sicherheitsprofil umschalten muss.
PLCnext Control als Vermittler
In typischen Materialflussketten docken FTS an Übergabestellen wie Fördertechnik, Pufferplätzen oder Ladestationen an. Hier zeigt Profisafe seine Stärke. Da viele stationäre Anlagen bereits Profinet/Profisafe nutzen, kann das Fahrzeug ohne zusätzliche Gateways Daten sicher mit der vorhandenen Infrastruktur austauschen. Über Profisafe werden beispielsweise folgende Funktionen realisiert:
- sichere Freigaben und Quittierungen: „Förderer bereit“, „Übergabeposition frei“
- sichere Zustandsmeldungen des FTS: „In Position“, „Last gesichert“, „Übergabe abgeschlossen“
- Einbindung in bestehende Not‑Halt‑Ketten oder Sicherheitslogiken
Die Steuerung PLCnext Control übernimmt dabei die Rolle des Vermittlers zwischen der internen Sicherheitstechnik im Fahrzeug via FSoE und der externen Profisafe‑Kommunikation. Das FTS kann sicher ankoppeln, die Übergabe ausführen und danach wieder automatisch in sein mobiles Sicherheitsprofil zurückkehren. Diese Trennung zwischen interner FSoE-Logik und externer Anlagenkompatibilität (Profisafe) erlaubt eine flexible, skalierbare und effiziente Integration in intralogistische Gesamtsysteme.
Basis für erweiterbare Flottenstrategien
Mit PLCnext Control als zentraler Steuerung lassen sich Ethercat FSoE und Profisafe parallel, regelkonform und wirtschaftlich im FTS einsetzen. Der Anwender kann somit die interne Safety-Performance (FSoE) mit der externen Anschlussfähigkeit (Profisafe) verbinden. Das entspricht genau den Anforderungen von Intralogistikumgebungen: sicher, schnell, interoperabel. Betreiber profitieren von der Zukunftsfähigkeit ohne Lock-in, geringeren Einbindungskosten und einer robusten Basis für erweiterbare Flottenstrategien.
Engineering-Aufwand wird deutlich reduziert
Sichere Ethernet-basierte Protokolle sind in modernen FTS unschlagbar, weil sie technische und wirtschaftliche Vorteile vereinen. Sie reduzieren den Engineering‑Aufwand deutlich, da die sichere und nicht-sichere Kommunikation über eine gemeinsame Infrastruktur laufen. Dadurch gestalten sich Verdrahtungen einfacher, günstiger und weniger fehleranfällig, denn komplexe Punkt‑zu‑Punkt‑Leitungen entfallen. Über einheitliche Netzwerke lassen sich Laserscanner, Antriebe oder Encoder leichter integrieren, Varianten schneller erstellen und Inbetriebnahmen beschleunigen. Gleichzeitig sinkt das Risiko klassischer Verdrahtungsfehler, weil die Komplexität in die Software verlagert wird. Sichere Ethernet-basierte Protokolle bieten zudem umfangreiche Diagnosemöglichkeiten zu Geräten, Kommunikationspfaden und Telegrammen. Fehler wie CRC‑Verstöße oder Unterbrechungen sind klar erkennbar, wodurch Stillstandszeiten minimiert werden. Insgesamt ermöglichen diese Protokolle robuste, skalierbare und servicefreundliche FTS‑Architekturen.
