Safety Integrated ve výrobní automatizaci

Transkript

1 PLC Motion Safety Drives Duben 205 Safety Integrated ve výrobní automatizaci Siemens 205

2 Obsah. Úvod 2. Novinky v Hardwaru a softwaru 3. Porovnání klasického ešení a ešení se Safety Integrated 4. Reference 5. Záv r

3 Focus na Safety Integrated Engineering PLC HMI IO IPC Motion Effizientes Engineering Integrated System diagnostic Security integrated TIA Portal Efficiant Functions Library Concept Teamengineering Common Datebase Integrated Trace Safety integrated

4 Focus na Safety Integrated Detekce vyhodnocení Reakce SIRIUS position switches SIMATIC Failsafe Controller Advanced Controller Distributed Controller SIMATIC Fehlersichere Steuerung Basic Controller SINAMICS Drive SINAMICS Frequenzumrichter SIMATIC S7-500 with Safety integrated ET 200SP F-CPU with Safety integrated SIRIUS SIMATIC Safety Fehlersichere Relays Steuerung SIMATIC S7-200 with Safety integrated SIMAMIC G SIRIUS SIMATIC Contactor Fehlersichere Steuerung SIMAMIC S SIRIUS E-STOPS Safety Relays SIRIUS 3SK Modular Safety system SIRIUS 3RK3 SIRIUS Schütze

5 Jaké použivají zákazníci ešení pro safety/ co použijí v budoucnosi? Safety Relay 47,% 72,7% 86,9% Safety and Standard in one Controller Solution split in Safety and PLC Small Safety PLC 30,2% 40,2% 27,5% 30,7% 22,4% 22,8% 29,4% 26,8% 59,4% in the future Configurable Safety Relay 28,9% 27,% 24,2%. Source: Market study 02/204 by Michaela Rothhöft with 392 customers in germany rothhoeft@marktstudien.org; Internet:

6 Jaká ešení se používají? Standard PLC Safety- Relay Standard PLC Safety PLC Standard PLC konf. Safety Relay Safety Integrated PLC

7 SIMATIC a SINAMICS podporují Safety Integrated Spole jsme ješt siln jší

8 SIMATIC a SINAMICS Safety Integrated Spole siln jší ET200SP F-CPU S7-5F/53F Rozší ení portfolia Safety PLC i pro mén náro né aplikace S7-2xFC Safety v mikroautomatizaci!! PROFINET Bezpe nostní komunikace TIA-Portal Jedno inženýrské prost edí pro všechny Wireless Safety Nap. MP277 IWLAN ET 200MP/SP Safety I/O pro Advanced Controller Drive Safety Safety funkce bez enkodéru, Safety je integrované, není t eba další hw

9 SIMATIC S7-500 CPU Failsafe Portfolio p ehled CPU 50SP CPU 52SP SIMATIC S7-500 Standard CPU CPU 5 CPU 53 CPU 55 CPU 56 CPU 57 CPU 58 CPU 50SP CPU 5SP CPU 5 CPU 53 CPU 55-2 PN CPU 56-3 PN/DP CPU 57-3 PN/DP CPU 58-4 PN/DP KB Prog. 750 KB Data 200 KB Prog. MB Data 50 KB Prog. MB Data 300 KB Prog.,5 MB Data 500 KB Prog. 3 MB Data MB Prog. 5 MB Data 2 MB Prog. 8 MB Data 3 MB Prog. 0 MB Data 72 ns Bit Perf. 48 ns Bit Perf. 60 ns Bit Perf. 40 ns Bit Perf. 30 ns Bit Perf. 0 ns Bit Perf. 2 ns Bit Perf. ns Bit Perf. 85 mm Width 0 mm Width 35 mm Width 35 mm Width 70 mm Width 70 mm Width 75 mm Width 75 mm Width CPU 50SP F CPU 52SP F SIMATIC S7-500 Failsafe CPU CPU 5F CPU 53F CPU 55F CPU 56F CPU 57F CPU 58 F CPU 50SP F CPU 52SP F CPU 5F CPU 53F CPU 55F-2 PN CPU 56F-3 PN/DP CPU 57F-3 PN/DP CPU 58F-4 PN/DP KB Prog. 750 KB Data 72 ns Bit Perf. 85 mm Width 300 KB Prog. MB Data 48 ns Bit Perf. 0 mm Width 225 KB Prog. MB Data 60 ns Bit Perf. 35 mm Width 450 KB Prog.,5 MB Data 40 ns Bit Perf. 35 mm Width 750 KB Prog. 3 MB Data 30 ns Bit Perf. 70 mm Width,5 MB Prog. 5 MB Data 0 ns Bit Perf. 70 mm Width 3 MB Prog. 8 MB Data 2 ns Bit Perf. 75 mm Width 4,5 MB Prog. 0 MB Data ns Bit Perf. 75 mm Width

10 SIMATIC S7-500 / ET 200 SP CPU Portfolio S7-500 Standard & Failsafe CPU FW V.7 PROFIBUS PROFINET / IE V3 SP V3 SP V3 SP CPU 5F CPU 53F CPU 55F CPU 56F CPU 57F CPU 58F CPU 5F- PN 53F- PN 55F-2 PN 56F-3 PN/DP 57F-3 PN/DP 58F-4 PN/DP Rozhraní Program- / Data Memory 50/ 225 KB MB 300/ 450 KB,5 MB 500 / 750 KB 3 MB /,5 MB 5 MB 2 / 3 MB 8 MB 4 / 6 MB 20 MB Bit-Performance 60 ns 40 ns 30 ns 0 ns 2 ns ns Po et I/O modul Velikost procesního image 32 KB 32 KB 32 KB 32 KB 32 KB 32 KB

11 ET 200MP SM 526 Digitální vstupní modul F-DI 6x24VDC PROFIsafe F-DI 6x24VDC PROFIsafe MLFB: 6ES7526-BH00-0AB0 6 vstup (SIL2/Cat.3/PLd) nebo 8 vstup (SIL3/Cat.4/PLe) Sensor evaluation oo a oo2 Bez DIP-switche k nastavení F-Adresy Pasivace modulu nebo kanálu 4 interní nap ové skupiny / externí Nové parametry pulse stretching a chatter monitoring Podporuje FW-Update vyžaduje Safety Advanced V3 SP + HSP

12 ET 200MP SM 526 Digitální výstupní modul F-DQ 8x24VDC / 2A PPM PROFIsafe F-DQ 8x24VDC / 2A PPM PROFIsafe MLFB: 6ES7526-2BF00-0AB0 Bez DIP-switch pro nastavení F-Adresy Pasivace modulu nebo kanálu Nastavitelné pm / pp switching (SIL3/Cat.4/PLe) Výstupní proud 2A na kanál Nový parametr Disable dark test na 48h Podporuje FW-Update vyžaduje Safety Advanced V3 SP + HSP

13 SIMATIC S7-500 / ET 200 SP F CPU Portfolio ET 200 SP Standard & Failsafe CPU FW V.7 PROFINET / IE V3 SP CPU 50SP F V3 SP CPU 52SP F CPU 50SP F- PN 52SP F- PN Rozhraní Program- / Data Memory 00/ 50 KB MB 200/ 300 KB MB Bit-Performance 72ns 48ns Ší ka 00 mm 00mm Number of I/O modules

14 Modulární kontrolér s integrovanou bezpe ností pro distribuované aplikace Bezpe nostní ET 200SP F-CPU Vlastnost / Funkce Kontrolér v designu ET200SP pro standardní i bezpe nostní aplikace Stejné vlastnosti a softwarový koncept jako u bezpe nostního SIMATIC S7-500 CPU Menší rozm ry Benefit Optimalizované ešení pro stroje Minimalizace typ a ástí Stejný sw použitý podle pot eby na r zném HW Úspora místa v rozvad i CPU 50SP F CPU 52SP F Rozši itelné centráln i decentráln moduly pro ET 200SP High functional density and low size on the narrowest space Vývoj v TIA Portal

15 SIMATIC S7-200 se Safety Integrated unikátní, inovativní a výhodné ešení funk ní bezpe nosti i pro segment malých aplíkací Minimalizace typ a ástí Standardní i bezpe nostní aplikace v jednom kontroléru PROFINET integrated + Certifikace dle EN nd Edition a EN ISO PL e + Ov ené vykonání kódu místo víceprocesorového systému Jednoduché použití + Jednoduše p idejte fail-safe moduly do bezp. PLC Jednoduchý p evod aplikací mezi S7-200 <> S7-500 Integrovaná diagnostika Jednoduché a rychlé odhalení chyb hlášení v diagnostickéch bufferu, alarmu ve vizualizaci i webovém serveru Zabezpe ení programu Hesla pro p ístup k F-konfiguraci a F-Programu + +

16 SIMATIC S7-200 Standard & Failsafe Portfolio

17 SIMATIC S7-200 Fail-Safe CPU 478 EUR standardní 33 EUR 703 EUR standardní 472 EUR

18 SIMATIC S7-200 Failsafe Compact CPUs FW4. CPU Features CPU 2C CPU 22C CPU 24 FC CPU 25 FC CPU 27C Standard CPU DC/DC/DC, AC/DC/RLY, DC/DC/RLY DC/DC/DC Failsafe CPU - - DC/DC/DC, DC/DC/RLY - Work Memory, Integrated 50 KB 75 KB 00 / 25 KB 25 / 50 KB 50 KB Load Memory, Integrated MB MB 4 MB 4 MB 4 MB Retentive Memory, Integ. 0 KB 0 KB 0 KB 0 KB 0 KB Bit Memory (M) 4 KB 4 KB 8 KB 8 KB 8 KB Integ. Standard Digital I/O 6 Inputs / 4 Outputs 8 Inputs / 6 Outputs 4 Inputs / 0 Outputs 4 Inputs / 0 Outputs 4 Inputs / 0 Outputs*) Integ. Standard Analog I/O 2 Inputs 2 Inputs / 2 Outputs Process Image Size Signal Board Expansion 024 Bytes for Inputs / 024 Bytes for Outputs max. Signal Module Expansion none 2 max. 8 max. Max. Local I/O Digital Max. Local I/O Analog

19 SIMATIC S7-200 Failsafe CPU CPU Vlastnosti Boolean Execution Speed Move Word Execution Speed Real Math Execution Speed CPU 2C CPU 22C CPU 24 FC CPU 25 FC CPU 27C µs / instruction.7 µs / instruction 2.3 µs / instruction as odezvy ze vstupu na výstup ( x CPU & 2 x F-I/O) 50 ms Max. lokálních F I/O 8 x SM 226 F-DI (6x DI SIL2 / 8x DI SIL3) 28x DI SIL2 / 64 x DI SIL3 8 x SM 226 F-DQ (4x DQ) 32x DQ 8 x SM 226 F DQ Rly (2 x Rly) 6x Rly

20 SIMATIC S7-200 Fail-Safe signální moduly (SM) Vlastnost / Funkce ET 200SP SM 226 F-DI 6 x 24 VDC 6 vstup SIL 2 8 vstup SIL 3 8 vstup SIL 2 4 vstup SIL 3 Pasivace kanálu Pasivace kanálu i modulu Žádný DIP switch Žádný DIP switch 2 napájecí skupiny s ochranou proti zkratu, každá pro 8 vstup 8 napájecích skupin s ochranou proti zkratu pro každý vstup Pouze centrální použití Centrální i decentrální použití Externí napájení je možné Zapnutí/vypnutí testu zkrat na interním sensor supply Externí napájení je možné Zapnutí/vypnutí testu zkrat na interním sensor supply 6ES7226-6BA32-0XB0 60 EUR Max. délka kabelu: 200m stín ný a nestín ný Rozm ry: 70 x 00 x 75 [mm] Max. délka kabelu: 000m stín ný nebo 500m nestín ný Rozm ry: 5 x 70 x 55

21 SIMATIC S7-200 Fail-Safe signální moduly (SM) SM 226 F-DQ 4 x 24 VDC Vlastnost / Funkce ET 200SP 4 výstupy 2A (pm) / SIL3 Pasivace kanálu 4 výstupy 2A (PM) / SIL3 Pasivace kanálu i modulu 6ES7226-6DA32-0XB0 60 EUR Bez DIP switche Bez DIP switche Centraln Centrální i decentrální použití Max. proud 7A Max. proud 6A Test na p erušení vodi e chybí Dark test Délka kabelu: 200m shielded and unshielded Rozm ry: 70 x 00 x 75 [mm] Wire break monitoring enable/disable Dark test i Light test Délka kabelu: 000m shielded or 500m unshielded Rozm ry: 5 x 70 x 55

22 SIMATIC S7-200 Fail-Safe signální moduly (SM) SM 226 F-DQ 2 x Relé Vlastnost / Funkce ET 200SP 2 reléové výstupy / SIL3 reléový výstup / SIL3 Channel passivation --- 6ES7226-6RA32-0XB0-220 EUR PROFIsafe adresa / bez DIP switche Nemá PROFIsafe adresu F- DQ kanál je nutný Centrální Centrální i decentrální použití Rozmezí nap tí 5 až 30VDC nebo 5 až 250VAC Proud na kanál 5A Proud na modul max. 0A Cable length: 200m shielded and unshielded Rozm ry: 70 x 00 x 75 [mm] 24VDC / 24 až 230VAC Proud na kanál/modul 5A Cable length: 500m shielded or 300m unshielded Rozm ry: 5 x 70 x 55

23 Cenová kalkulace: bezpe nostní ešení na S7-200F Bezp. centrála 24FC Je o 65 EUR dražší než standardní verze Safety Basic V3 79 EUR, ale jednorázov Bezpe nostní výstupní karta 4 F-DO za 60 EUR Bezpe nostní vstupní karta 6 F-DI za 60 EUR Celkem 485 EUR za integrovaný bezpe nostní systém

24 STEP 7 Safety Basic s výhodou využívá vlastností TIA portálu i pro Safety Rychlý start se Safety Jednotné použití stejný jako Advanced Struktura F-programu se vytvo í automaticky po vložení F-CPU Integrovaná, certifikovaná knihovna se všemi b žnými safety funkcemi 6ES7833-FB3-0YA5 79 EUR Zjednodušené ov ení Globální koncept knihoven pro IO moduly i funk ní bloky v etn signatury Standardní a pr kazná dokumentace bezpe nostního programu dle normy + + Výhody Využití vlastností TIA Portal je výhodné i pro safety Využití know-how ze STEPU 7 : i pro Safety Efektivita Centrální Safety Administration Editor zobrazení a nastavení safety parametr Test/simulace bezpe nostních program v S7-PLCSIM o Rychlý vývoj aplikací + Využití již vytvo ených knihoven (skládání z hotových komponent etn signatur) Programování ve F-FBD a F-LAD + +

25 STEP 7 Safety V3 SP p ehled nových vlastností Vylepšení Podpora nových bezp. CPU - S7-200F a S7-500F Plná podpora S7-500F v PLCSim Sledování funk ních signatur až na úrove bloku Backup / Restore Logbook pro sledování historie zm n v bezpe nostním programu Run times of the fail-safe run-time groups are accessible ehled F-source/F-destination adres

26 STEP 7 Safety V3 SP new features Changelog pro bezpe nostní program Log historie zm n Signatura bezpe nostního programu Zm ny F-Blok s kontrolním sou tem Time stamp (kdy byla kompilace) Jméno uživatele (Windows User-ID) SAE - nastavení

27 STEP 7 Safety V3 SP nové vlastnosti Informace o b hu bezp. run-time groups Informace jsou dostupné v RTGxSysInfo DB

28 STEP 7 Safety V3 SP nové vlastnosti Zdrojové a cílové adresy jsou zobrazeny v p ehledu za ízení es zobrazit/skrýt sloupec

29 STEP 7 Safety V3 SP výkon Monitorování blok (v etn Go-Online) -4% -53% s CPU 37F Vylepšení pro S7-300F -43% i S7-500F 7 4 s V3 V3 SP CPU 56F

30 STEP 7 Safety V3 SP Performance Malé zm ny v programu, kompilace i download b hem monitoringu 38-7% 4-70% 34 In sec CPU 37F Improvements for S7-300F -53% Významné vylepšení s delta- Compile a delta-download TIA portal udržuje konzistenci dat DS5.4 je rychlejší V3-87% 3 V3 SP In sec CPU 56F

31 SIMATIC Safety Inovace Shrnutí STEP 7 Safety V3 SP New New New New Pohodlná integrace Safety v TIA Portal Logbook pro sledování zm n v F-programu asy b hu F-Programu Plná podpora S7-500F v PLCsim Vylepšený výkon Nové SIMATIC S7-200FC CPU Menší stroje, menší aplikace centrální použitití - Stand alone CPU 24 FC a CPU 25 FC Nové SIMATIC S7-500F CPU Kompletní portfolio S7-500 failsafe CPU s CPU 5F a CPU 53F ET 200SP F pro modulární stroje distribuované architektury s CPU 50SP F a CPU 52SP F Nové SIMATIC ET 200 MP F Centrální (CPU5xxF) a decentrální použití F-DI 6x24VDC, F-DQ 8X24VDC / 2A ppm

32 Co je bezpe nostní funkce? E-STOP dve e/dvouru ní ovládání Area Monitoring

33 Co je bezpe nostní funkce? Speed- Monitoring Standstill- Monitoring Position- Monitoring

34 íklad ešení bezpe nosti stroje Pila s automatickým p ísunem materiálu

35 Process chain Nutné kroky jsou popsány v procesním et zci azení rizik Redukce rizik Prokázání a získání CE

36 Process chain Detailed procedure azení rizik Popis stroje Identifikace Vyhodnocení rizik Risk reduction Definice a vyhodnocení bezpe nostních opat ení (3 stup ová metoda) Návrh a architekura bezpe nostních funkcí Implementace a zprovozn ní bezp. konceptu Proof Dokumentace opat ení Provedení validace Prokázání shody s direktivou Získání známky CE

37 íklad stroj: p ehled 3 bezpe nostní funkce Safety door (SF 2) Safe door monitoring 2-Hand Control (SF 3) Manuální vkládání materiál k ezání E-STOP (SF) Okamžité zastavení pily a dopravníku

38 íklad stroje: vztah mezi funkcemi E-STOP Safety door 2-Hand Pila Dopravník Auto/Manuál

39 ešení s relé: schéma zapojení

40 Zákazník p ijde na poslední chvíli s požadavkem na další funkci Další funkce nap. sv. závora E-STOP Safety Door 2-Hand Pila Dopravník

41 Schéma zapojení po p idání dalšího E-STOPU

42 Zapojení s relé ( asy jsou orienta ní) relé Plánování Výb r komponent, 8:00 Schéma zapojení 2:00 Engineering/ Setup Zapojení 3:00 Diagnostika do nad azeného systému :00 celkem 4:00

43 Diagnostické informace Step : Zpráva ve vizualizaci 0/ Step 2: zpráva ve vizualizaci Step 3: kontrola LED Step 4: Vy tení chybových kod v manuálu Step 5: Oprava chyby To vše stojí n jaký as!!

44 Bezpe nostní PLC S7-2xFC Advanced Controller Distributed Controller Basic Controller SIMATIC S7-500 with Safety integrated ET 200SP F-CPU with Safety integrated SIMATIC S7-200 with Safety integrated

45 Vytvo ení safety programu Vložení Safety-PLC do hardwarové konfigurace PLC obsahuje safety program 2 Vytvo ení struktury safety programu 3 Ready to go! PLC obsahuje safety program

46 S7-2xFC: Safety Library Safety-Functions in Safety Library E-STOP 2-Hand Safety Door Monitoring

47 S7-2xFC: P idání další bezpe nostní funkce Vložení bloku z knihovny Rozší ení podmínky And v log. Funkci pily

48 Porovnání trvání návrhu a realizace Relé as S7-2xFC as Plánování Výb r komponent, vytvo ení návrhu zapojení 8:00 Výb r po tu modul idání požadovaných I/O kanál 0:30 Schéma zapojení 2:00 Schéma zapojení :00 Realizace Zapojení 3:00 Vytvo ení a optimalizace bezepe nostního programu 2:00 Diagnostika v nad azeném systému :00 Zapojení :00 Celkem 4:00 4:30

49 Záv r Standard PLC + relé S7-2xFC Drátování Vyšší náklady na zm ny Diagnostika jen v rozvad i Jeden systém Jedno vývojové prost edí Flexiblilita Diagnostika je integrovaná a p ístupná odevšad

50 S Prog. relé S7-500F S prog. relé + (G20) S7-5xF + (G20)

51 S7-5xF: Diagnostika Standardn zapnuta Diagnostické informace pro HMI, web, displej bez extra náklad Bez práce navíc

52 S7-5xF: Komunikace ístup F-UDT na Sinamics s Controlword_T30 Reprezentace PROFIsafe-Controlword 2 Prom nná datového typu F-UDT s 3 Symbolický p ístup 2 3

53 S7-5xF : Testování Safety Programu S PLCSIM je možné testovat a ladit kompletní sw i hw

54 Záv r S prog. relé + G20 S7-5xF + G Chybí PROFINET Diagnostiku je nutné programovat Chybí simulace Chybí forsování Kompletn na PROFINETU Všude dostupná integrovaná diagnostika Testování v PLCSIM

55 TIA-Reference v etn Safety Cíle zákazníka Informace o projektu Výhody pro zákazníka 2 Snížení náklad standardizací a modularizací Flexibilní ešemí Safetynezávislé na velikosti stroje ModernizaceACx00-Family obráb cích stroj Použité bezpe nostní funkce E-STOP, protecting cap, SS, SLS Použité produkty a nástroje íve Nyní S7-300 CPU55F/ 53F PNOZ Safety relé s Safety Integrated Úspora náklad stejné rozvad e, standardizované eš. Redukce náklad na vývoj a správu jedno prost edí a jeden kód Flexibilní Safetykoncept bez zm ny HW úspora místa PH8 a ET 200SP Option handling s centrálními a decentrálními I/Os CPU5xF a integrované funkce v m ni i S20 3 Diagnostika/ Vzdálený ístup ET 200S ET 200SP + F-I/O MP277/377 KP200 Comfort Masterdrive SINAMICS S20 PROFIBUS/Ethernet PROFINET Integrovaná Diagnostika v etn safety a bez extra námahy System diagnostic Webserver Comfort- Panel ssm@rtserver

56 Starý koncept CPU S F X005 Project layout MP Comfort 377 Panel KP 200 Router Starší Koncept verze ACXX AC000, AC200 a AC500 ET200SP smit PNOZ Optionshandling Masterdrive CU320-2PN... S r zným po tem os PH8,

57 Architektura systému nov CPU 55F X005 Smart Server Comfort Panel KP 200 Router Koncept stroj AC000, AC200 AC500 ET200SP s Optionshandling CU320-2PN s r zným po tem os... PH8, synchronní nebo asynchronní

58 kuji za pozornost! Vojt ch Kubá I IA&DT AS Siemensova Praha 3 Tel: vojtech.kuban@siemens.com PLC Motion Safety Drives