Bezpečnost strojů není žádná legrace, můžete si sice vymyslet, co chcete, ale vždy existuje možnost, že nějaká funkce nebo situace nebude dobře odladěna a nemusí v PLC programu správně fungovat. Jestliže se z pohledu poškození zdraví osob nic nestane tak výborně, pokud ale dojde na nejhorší, veškerá legrace končí. Proto si v tomto díle ukážeme jak na to z hlediska ISO 13849 (PL), nebo IEC 61508/IEC 62061 (SIL).
Tyhle bezpečnostní funkce máme v PLC k dispozici plus základní logické příkazy. Z nich bychom měli být schopni vytvořit celý funkční blok pro konkrétní aplikaci.
Protože výše uvedené není zase až tak jednoduché, výrobce FC CPU Siemens poskytuje uživatelům aplikační příručku praktických příkladů a zapojení. V každém případě stáhnout z webu podpory Siemens, odkaz v závěru.
Než se posuneme někam dále, tak si ujasníme vztah mezi PL a SIL podle následující tabulky.
Součástí uvedené aplikační příručky je knihovna do TIA Portal, která obsahuje třicet praktických příkladů. Je nezbytné si tuto knihovnu do TIA Portal přidat.
V knihovně je třicet uvedených projektů seřazených podle složitosti a druhu zapojení.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
V uvedené příručce praktických příkladů jsou přesně jednotlivé bezpečnostní funkce popsány a hlavně v tabulce udělány odkazy na přímý přístup ke kapitole s konkrétním příkladem.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Vše si ukážeme na jednom konkrétním zapojení, včetně nahrání aplikace do PLC a odzkoušení funkce. Tak příklad 2, nouzové zastavení dle PLd/SIL2 s elektromechanickým prvkem. Každý příklad je naprosto detailně rozepsán jak z hlediska hardware tak nutného software.
Součástí příkladu je také detailní zapojení celého obvodu. Je velmi vhodné si jednotlivé příklady projít a podívat se jak je vše zapojeno, když tak minimálně pro inspiraci. Například zpětná vazba stykačů zde není do SAFE vstupu PLC, stejně jako ACK tlačítko. Tyto příklady jsou přesně tak, jak to má být
Pro uvedené konkrétní zapojení je také vytvořený SAFE funkční blok PLC programu a jeho opět detailní popis (na straně 43), včetně vývojového diagramu logické funkce. Tento blok F02EStopSIL2PLd je samozřejmě v instalované knihovně.
Z celé knihovny bezpečnostních příkladů si do projektu TIA Portal vybereme jen výše uvedený projekt F02EStopSIL2PLd.
Projekt z knihovny stačí do našeho projekčního stromu jednoduše přetáhnout myší. Původní pokusný projekt s PLC_1 si pro přehlednost poté umázneme.
Jako příklad máme k dispozici celý projekt včetně hardwarové konfigurace a nastavení, nejedná se jen o software, kde je pouze funkční blok do PLC programu.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
V PLC programu je vše podobně tak jak jsme si ukázali v minulém díle, OB1 neobsahuje také žádné instrukce.
V safety programu máme jediný funkční blok, jehož název koresponduje s názvem v knihovně a v příručce praktických příkladů. Na blok jsou připojeny jednotlivé vstupy přesně podle konkrétního zapojení.
Uvedený funkční blok je opravdu poskládán ze základních příkazů Safety CPU.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Vyzkoušíme si na volný výstup bloku přidat jeden signalizační výstup Q1.0. Safety PLC program je chráněn heslem, které je nezbytné pro aplikaci této změny zadat.
Pro úpravy a odladění je rychlejší požadavek na ochranu heslem vypnout, jinak je ale použití této ochrany nezbytné.
Asi takto. Teď zbývá jen spustit PLC simulátor a postupovat jako v případě použití skutečného PLC.
Proti skutečné aplikaci nám ale tento blok v simulátoru moc fungovat nebude. Proč to je jasné z uvedeného obrázku. Podívejme se na hodnotu "feedback time" kterou v případě klikání myší při nastavování podmínek nejsme schopni dodržet.
Tak a v simulátoru si přesně nastavíme jednotlivé podmínky funkce pro nahození bezpečnostního výstupu a jeho ovládání.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Odladění je velmi důležité, pokud se totiž stane, že nedodržíme správně postup a uděláme něco, co se CPU nelíbí, to spadne do STOP módu. To je v praxi jistě nepříjemné, proto je odladění a hlavně pochopení logiky funkce tak důležité. Zvlášť pokud si do obvodu přidáme nějaké vlastní úpravy. Musíme vhodným zapojením zajistit, aby k podobné situaci v praxi nemohlo dojít.
Potom už bezpečnostní funkce pracuje jak má. Všimněte si upraveného času v parametru funkce, právě pro vyzkoušení v PLC simulátoru.
Závěr:
Tohle byla ukázka jednoduché funkce, jak jsme uvedli minule pro bezpečnostně složité stroje - lisy, je možnost koupení hotové funkce podobně jako třeba programovatelného modulu PILZ se safety programem na paměťové kartě. V každém případě je varianta odladění vlastního safety programu na stole výhodná a jestliže opravdu potřebujeme s bezpečnostním PLC něco dělat, jsou tyto praktické příklady k nezaplacení.
Pro dotazy nebo doplnění využijte možnost komentářů pod článkem.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Výše uvedená knihovna a popis příkladů: ZDE
První část o bezpečnostním PLC Simatic: ZDE
Druhá část o bezpečnostním PLC Simatic: ZDE
Trial verze S7-SAFETY: ZDE
