SIMATIC Safety Integrated pro stroje s různými strukturami a flexibilními požadavky na bezpečnostní funkce

Transkript

1 SIMATIC pro stroje s různými strukturami a flexibilními požadavky na bezpečnostní funkce Využijte větší flexibilitu ve strojní bezpečnosti. Jan Kváč jan.kvac@siemens.com Ivo Žižka ivo.zizka@siemens.com

2 SIMATIC Strana 2 SIMATIC

3 SIMATIC Flexibilní konfigurace přizpůsobená požadavkům Struktura Strana 3 Jeden automat, jeden inženýrský nástroj, a jedna sběrnice pro standardní a bezpečnostní automatizaci Dva různé automaty Různé inženýrské nástroje Dvě oddělené sběrnice Složitá synchronizace mezi automaty Další I/O moduly pro komunikaci diagnostických dat Jeden automat Jeden inženýrský nástroj Jedna sběrnice pro standardní a bezpečnostní komunikaci Jednoduchá koordinace bezpečnostních a standardních programů Systematická, centrálně přístupná diagnostika SIMATIC Standard PLC Integrované řešení F-SIMATIC Konvenční řešení Emerg. stop PROFIBUS Office environment via Ethernet Emergency stop PROFINET "Safety bus" Fail-safe I/O Standard I/O Emerg. stop Fail-safe PLC Emergency stop Emergency stop Interface with Office environment

4 SIMATIC Flexibilní konfigurace přizpůsobená požadavkům Struktura Identická funkce postavená na různých systémových architekturách PLC level PLC level I/O level I/O level PLC, I/O, a sběrnice jsou oddělené PLC level Jeno PLC, ale oddělené I/O a sběrnice PLC level I/O level I/O level Strana 4 Jedna sběrnice, ale oddělené PLC a I/O SIMATIC Jedno PLC, jedna sběrnice, a smíšené I/O

5 Flexibilní řídicí architektury oddělené PLC, I/O a sběrnice Struktura Standardní a bezpečnostní funkce implementované s oddělenými automaty Snadné rozšiřování stávajících standardních konfigurací o komponenty bezpečnostního řízení PLC level I/O level Standardní PLC PROFINET PROFIBUS S7 300F ET 200pro ET 200S ET 200S ET 200pro Strana 5 SIMATIC

6 Flexibilnířídicí architektury jedna sběrnice, ale oddělené PLC a I/O Struktura Standardní a bezpečnostní funkce implementované pomocí dvou oddělených CPU Distribuované standardní a F I/O připojené přes společnou sběrnici Jedna sběrnice pro standardní a bezpečnostní komunikaci Standardní PLC PROFINET PROFIBUS S7 300F PLC level I/O level ET 200pro ET 200S ET 200S ET 200pro Strana 6 SIMATIC

7 Flexibilnířídicí architektury jedno PLC, ale oddělené I/O a sběrnice Struktura Standardní a bezpečnostní program jsou zpracovávány v jednom bezpečnostním CPU Oddělené standardní/bezpečnostní I/O a sběrnice S7 300F PROFINET PROFIBUS ET 200pro ET 200S ET 200S ET 200pro Strana 7 SIMATIC

8 Flexibilnířídicí architektury jedno PLC, jedna sběrnice, smíšené I/O Struktura Standardní a bezpečnostní funkce jsou implementován v jednom automatu a na jedné sběrnici Smíšená konfigurace standardních a bezpečnostních I/O v jedné ET 200 stanici PLC level I/O level S7 300F PROFINET PROFIBUS ET 200pro ET 200S ET 200S ET 200pro Strana 8 SIMATIC

9 SIMATIC - komunikace Flexibilní konfigurace přizpůsobená požadavkům Struktura Jednoduchá instalace liniových, hvězdicových a kruhových struktur PROFIBUS Liniové struktury PROFINET Liniové struktury za pomoci portů integrovaných switchů v zařízeních Stromová, kruhová a hvězdicová struktura Kruh Linie Strom Hvězda Strana 9 Redukce nákladů a zvýšení flexibility SIMATIC

10 SIMATIC Potřebné komponenty pro tvorbu bezpečnostní aplikace Standardní inženýrský nástroj STEP 7 Standardní aplikační program F-Hardware Standardní vzdálené I/O Bezpečnostní inženýrský nástroj Bezpečnostní aplikační program Bezpečnostní I/O moduly Standardní PROFIBUS DP Strana 10 SIMATIC

11 SIMATIC Koexistence standardního programu a bezpečnostního programu v jednom program on one CPU Změny standardního programu nemají vliv na integritu bezpečnostní části Standardní program Bezpečnostní program Standardní program Strana 11 SIMATIC Back-up

12 SIMATIC Bezpečnostní komunikace přes První komunikační standard vyvinutý v souladu s bezpečnostní normou IEC s více než nody implementovanými ve více než 41,000 systémech S IEC je mezinárodní standard čelí potencionálním poruchám (např. neplatné adresy, zpoždění, ztráta dat) pomocí Sériového číslování Monitorováním času Monitorováním pravosti Záložní kontrolní CRC Schváleno u a Safetyrelated data layer Standard bus protocol Standard data Safetyrelated data PROFIBUS or PROFINET layer Standard bus protocol Standard data "Black channel" podporuje standardní a bezpečnostní komunikaci přes jednu fyzickou sběrnici Strana 12 SIMATIC

13 Bezpečnostní komunikace přes pro PROFIBUS & PROFINET PROFIBUS Standard sběrnice s více než 25 miliony instalovanými body Mnoho výrobců s mnoha produkty Široká báze know-how Vysoká akceptace trhu PROFINET Moderní standard průmyslového Ethernetu s více než 2 miliony instalovaných bodů IT integrace (např. web server, diagnostika sítě) Distribuovaná automatizace Použití průmyslové bezdrátové LAN, také pro bezpečnostní komunikaci Real time PROFINET dovoluje hladkou integraci systémů polních sběrnic a nabízí ochranu již provedených investic. Strana 13 SIMATIC

14 Standardní vs. Bezpečnostní komunikace po kabelu vs. bezdrátová Rozdíl mezi bezpečnostní a standardní komunikací Žádné další požadavky Nemá vliv na výkon Rozdíl mezi bezdrátovou a kabelovou komunikací Čím delší je komunikační cesta, tím nižší je přenosová rychlost Čím je horší kvalita signálu, tím více komunikačních poruch, a tím více je opakování dat Pro komunikaci přes Není rozdíl mezi kabelovou a bezdrátovou komunikací Jediný požadavek black channel Strana 14 SIMATIC

15 Bezpečnostní komunikace přes pro PROFINET a PROFIBUS I/O-Controller I/O-Controller PROFIBUS I/O-Device PROFINET PN/PB-Link Master-/Slave- Communication I/O-Controller <-> DP Slave PN-PN-Coupler DP-DP-Coupler I/O-Device I-DP Slave DP Master DP Master DP Slave ASIsafe AS-Interface DP Slave Strana 15 SIMATIC

16 Neomezená, bezpečnostní komunikace i přes IWLAN Účastníci se pohybují v rámci radiového spojení přístupového bodu Aplikace Nahrazení složitých, nestabilních datových přenosů přes sběrný kroužek bezdrátovou komunikací (např. pro rotační stoly) Mobile panel wireless Výhody Vyšší dostupnost Nižší náklady na údržbu Strana 16 SIMATIC

17 Neomezená, bezpečnostní komunikace i přes IWLAN Účastníci se mohou pohybovat napříč různými přístupovými body Aplikace Snadná integrace mobulních komponent (např. jeřábů, automatických transportních systémů, elektrických závěsných jednokolejných systémů) Výhody Vyšší spolehlivost rychlých tažných řetězů Vyšší mobilita Strana 17 SIMATIC

18 Bezpečnostní, modulární a softwarový automat - Jeden inženýrský systém pro všechny automaty Jeden inženýrský systém Stejný bezpečnostní program pro V5.4 SP5 Strana 18 Bezpečnostní PLC SIMATIC WinAC RTX F

19 Bezpečnostní, modulární a softwarový automat Jeden inženýrský nástroj pro standardní a Bezpečnostní programy Programování s F-LAD nebo F-FBD ve známém STEP 7 prostředí Integrované, certifikované knihovny pro všechny standardní bezpečnostní funkce (např. nouzový stop, dvou ruční ovládání, muting, monitorování dveří) Signální testy (např. přerušení vedení, short/cross-circuit) nebo monitorování diskrepance, bez nutnosti programování Systematická správa dat s konzistentními projektovými daty Strana 19 F-programování: stejný "look and feel" jako standardní programování SIMATIC

20 Podpora během akceptačního testu bezpečnostního programu Automatické generování programové dokumentace v souladu s normou Dokumentace pro bezpečnostní program je součástí akceptační dokumentace v souladu se Strojním nařízením, IEC 61508, ANSI a dalšími aplikovatelnými normami. Součást dokumentace: Funkční bloky / kontaktní plán (= žebříkový diagram) Bezpečnostní program (F bloky) Hardwarová konfigurace Symbolická tabulka Strana 20 SIMATIC

21 Doplňkové aplikace F-knihovny pro S7 F-knihovna pro Burner Management Burner package obsahuje F knihovnu s bloky pro průmyslové planové a olejové hořáky. Bloky jsou otestovány TÜV a jsou certifikované podle EN SIL 3 a TRD norem 411 a 412 pro tepelné a parní kotle. F-knihovna pro lisy Uzavřené funkční bloky pro implementaci bezpečnostních funkcí lisů, certifikované podle EN kategorie 4. Jsou použity následující specifické standardy pro lisy EN 692 Mechanické lisy - bezpečnost" EN 693 Strojní nástroje bezpečnost Hydraulické lisy" EN Bezpečnost strojních nástrojů Brzdy hydraulických lisů" EN " Bezpečnost strojních nástrojů Pneumatické lisy" Strana 21 SIMATIC

22 Využívejte výhod původních investic Upgrade funkcí existujících systémů s minimem výdajů Standardní automat Bezpečnostní relé PROFINET PROFIBUS Standardní F automat automat PROFINET PROFIBUS Standardní automat ET 200 F-CPU PROFIBUS IO IO IO IO IO Slave Počáteční situace Standardní CPU Externí bezpečnostní relé Integrované řešení Standardní CPU nahrazeno pomocí F-CPU Žádná změna ve standardním programu Autonomní řešení Oddělené CPU pro F a standardní program Žádná změna ve standardním programu Čas cyklu standardního programu není ovlivněn Strana 22 SIMATIC

23 Od standardní k bezpečnostní automatizaci ve 3 krocích Detekce Vyhodnocení Odezva Standardní automat Krok 1 Krok 2 Senzory I/O Hardware/firmware CPU a program F-CPU Standardní CPU Standardní I/O I/O Standardní komunikace přes PROFIBUS nebo PROFINET Akční členy Upgrade hardware a firmware Fail-safe I/O moduly Krok 3 Uživatelský program F program Standardní program STEP 7 Bezpečnostní program STEP 7 a Detekce Vyhodnocení Odezva Bezpečnostní automat Senzory & F senzory I/O & F I/O F- CPU a program & F program I/O & F I/O Akční členy Strana 23 SIMATIC

24 SIMATIC Produktové portfolio

25 Jeden automat, jeden inženýrský nástroj, a jedna sběrnice pro standardní a bezpečnostní automatizaci Bezpečnostní a vysoce dostupné Automaty CPU 412H CPU 414H CPU 417H Inženýring F systems CFC, safety matrix PROFIBUS & Bezpečnostní Automaty ET 200S F-CPU CPU 315F/317F/319F CPU 416F S7-mEC-RTX F IPC 427C-RTX F WinAC RTX F pro Windows XP embedded - SIMATIC PC nebo standardní PC Inženýring Distributed safety FBD, LAD PROFINET & I/O ET 200M ET 200eco ET 200S ET 200pro ET 200S ET 200pro Senzory: Akčníčleny: Strana 25 SIMATIC

26 Bezpečnostní automaty jsou v souladu se všemi základními bezpečnostními standardy Použití centralizovaných a distribuovaných ET 200S, ET 200M, ET 200pro a ET 200eco I/O přes Programování ve STEP 7 a S7 v FBD a LAD Knihovna bloků s příklady certifikovanými u německého technického inspektorátu (TÜV) Ve shodě se všemi zásadními bezpečnostními standardy IEC až SIL 3 IEC až SIL 3 EN až Kategorie 4 EN ISO : 2006 až PL e UL 1998, UL 508 a UL 991 NFPA (US) a NFPA 85 (US) Strana 26 SIMATIC

27 Bezpečnostní, modulární automaty - Škálovatelnost S7-400F Pro horní výkonové rozsahy CPU 416F-2 CPU 416F-3PN/DP MPI/DP & DP MPI/DP & Ethernet Multiprocesorový provoz > 1000 F D-I/O > 500 F D-I/O S7-300F Pro nižší a střední výkonové rozsahy CPU 315F-2PN/DP CPU 317F-2PN/DP MPI/DP & Ethernet 300 F D-I/O > 500 F D-I/O CPU 315F-2DP CPU 317F-2DP MPI & DP MPI/DP & DP CPU 319F-3PN/DP MPI, DP & Ethernet 1000 F D-I/O WEB server Strana 27 ET 200 Pro distribuované aplikace nižšího výkonového rozsahu ET 200S F-CPU DP IM F-CPU MPI/DP 100 F D-I/O SIMATIC ET 200S F-CPU PN IM F-CPU Ethernet (3 porty) 300 F D-I/O WEB server

28 Bezpečnostní softwarový automat WinAC-RTX F pro embedded a PC-based automatizaci Modulární bezpečnostní Modulare automaty Controller Embedded bezpečnostní automaty PC based bezpečnostní automaty WinAC RTX F B+B S7-200S S7-300F S7-400F S7-mEC-RTX F IPC 427C-RTX F SIMATIC Panel PC SIMATIC PC Standard PC Robustnost PROFIBUS Akční členy Senzory Otevřenost PROFINET ET 200M ET 200eco ET 200S ET 200pro Strana 28 SIMATIC

29 Bezpečnostní embedded automaty s Windows XP embedded a WinAC RTX F S7-mEC, EC31-RTX F Současné Intel Core Duo 2 GB Flash disk Paměť pro datovou remanenci, 512 kb 1 x MMC slot 3 x Ethernet ( 2x PROFINET ); 2 x USB Rozšiřitelné o SIMATIC I/O (P-bus) Standardní a bezpečnostní moduly IPC 427C-RTX F Intel Core 2 Duo 1,4 Ghz 8 GB flash disk (CF) Paměť pro datovou remanenci, 128 kb 2 x Ethernet (1 x PROFINET), 1 x PROFIBUS 4 x USB 1 x DVI/VGA, 1 x serial 3 x PC/104+cards EM PC EM PCI-104 mec-rtx F SM 3xx P-Bus Software Microsoft Windows XP embedded WinAC RTX F Softnet Lean (OPC server) 1 x Serial 1 x DVI-I 1 x Ethernet 2 x USB 1 x SD/MMC Strana 29 SIMATIC

30 Bezpečnostní softwarový automat WinAC-RTX pro PC-based Automation WinAC RTX F Na SIMATIC Panel PC Na SIMATIC PC Na standardním PC B+B Snadná integrace bezpečnostních systémů do PC systémů s TÜV certifikovaným WinAC RTX F Strana 30 SIMATIC

31 Bezpečnostní softwarový automatwinac-rtx F pro embedded a PC-based automatizaci Standardní: SoftPLC B+B PC-based automatizace plus bezpečnost IO Controller USB IO Devise Ethernet IO Devise Non ET 200 ET 200 F- CPU Bezpečnostní: WinAC-RTX F PC-based Automation se WinAC RTX F IO Controller USB IO Device PROFINET s IO Devise komunikace Strana 31 SIMATIC

32 Bezpečnostní softwarový automat WinAC-RTX F - Hlavní vlastnosti na PROFINET IO a PROFIBUS DP Snadná integrace bezpečnostní funkcionality do PC systémů pomocí TÜV certifikovaného WinAC RTX F Použití dvou jader pro zvýšení výkonu Jedno jádro Windows - aplikace Jendo jádrowinac RTX F Volitelně přístup do PLC runtimových dat přes ODK (Open Development Kit) Podporovaný systémový software jako u WinAC RTX 2009 např. Windows XPe, Windows XP SP2 / 3 Podporované hardwarové platformy všechny x86 platformy (všechny SIMATIC PC, například) Strana 32 SIMATIC

33 Bezpečnostní I/O ET 200 Pro řídicí rozvaděč Bez řídicího rozvaděče ET 200S Vysoce universální zařízení s širokým spektrem modulů ET 200M Více kanálové S7-300 I/O ET 200 pro Malé a multifunkční ET 200eco Digitální blok I/O s IP65/67 Systematická konfigurace, množství funkcí Snadná instalace a diagnostika kanálů SIMATIC ET 200: To pravé, bezpečnostnířešení pro každou aplikaci Strana 33 SIMATIC

34 ET 200M ET 200S ET 200pro ET 200eco Bezpečnostní I/O ET Podporované sběrnice SIMATIC moduly Stejné moduly mohou být použity pro PROFIBUS a PROFINET Koexistence standardních a bezpečnostních modulů v jedné stanici Parametrizace signálních testů namísto jejich programování Sběrnicový systém Výrobní bezpečnost PROFIBUS X X X X PROFINET -- X X -- Strana 34 SIMATIC

35 DI DO DI/DO AI Relé Motorové spouštěče Frekv. měniče Bezpečnostní I/O ET Moduly SIMATIC moduly Integrované monitorování diskrepance, short/crosscircuit a přerušení vedení Parametrizace ve STEP 7 Bezpečnostní I/O Charakteristika IP 20 ET 200M ET 200S X X X X -- X X X -- X -- X Modulární I/O pro aplikace s mnoha kanály s až 24 kanály na modul Jemně modulární I/O s až 8 kanály na modul IP 65/67 ET 200pro ET 200eco X X X X -- X -- X -- Modulární, multifunkční I/O s vysokým stupněm krytí Nízkonákladový I/O blok s vysokým stupněm krytí Strana 35 SIMATIC

36 Bezdrátové ovládání a monitorování s integrovanou bezpečnostní funkcí Strana 36 Mobilní panel 277F IWLAN HMI funkce a výkon Vysoká úroveň funkčnosti jako u Mobilního panelu MP 277 Bezpečnostní řízení Bezpečné stop tlačítko Potvrzovací tlačítka Identifikace transpondéru a měření vzdálenosti pro bezpečné přihlášení a ovládání Certifikované u TÜV v souladu s IEC až SIL 3, IEC 62061:2005 až SIL 3, EN do kategorie 4, EN ISO : 2006 až PL e, UL 508 IWLAN a/b/g/h Podporuje PROFINET a Projekty mohou být nahrávány přes WLAN/USB/Ethernet Konfigurovatelné s WinCCflexible 2007 Inženýring HMI, efektivních rozsahů a zón SIMATIC

37 SIMATIC Ukázka Previous solution "Safety bus" Fail-safe I/O Standard PLC Emerg. stop PROFIBUS Standard I/O Office environment via Ethernet Emerg. stop Fail-safe PLC Integrated solution Emergency stop Emergency stop F-SIMATIC PROFINET Emerg. stop Interface with Office environment Strana 37 SIMATIC

38 SIMATIC - Vaše výhody Strana 38 Nižší náklady Jeden systém pro standardní a bezpečnostní automatizaci Jeden inženýrský nástroj pro centrální uložení dat a celo-systémovou diagnostiku Standardní a bezpečnostní komunikaci přes stejnou síť Méně samostatných komponent a rozhranní Používání globálně uznávaných standardů: PROFIBUS, PROFINET, Ochrana investic Dlouhodobá dostupnost použitých komponent Použití nových inovací ve stávajících systémech IWLAN, Web server... Certifikované pro nejpřísnější bezpečnostní požadavky podle nových standardů EN a EN ISO SIMATIC Standard PLC Previous solution Emerg. stop PROFIBUS "Safety bus" Fail-safe I/O Standard I/O Office environment via Ethernet Emerg. stop Fail-safe PLC Integrated solution F-SIMATIC Emergency stop PROFINET Emergency stop Emerg. stop Interface with Office environment