icherheits-steuerungen im vergleich

Automation and Drives

SIMATICSafety Integrated

icherheits-steuerungen im Vergleich

S


Stefan SchaanA&D AS FA PSFehlersichere und hochverfügbare Systeme


A&D AS, 06/2005, Chart 2 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten

VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen

VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen

Informationstag / Workshop

SicherheitssteuerungenSechs Sicherheits-SPS im praktischen Vergleich

27. Juni 2005VDMA-HausFrankfurt am Main

Normen und Zertifikate

Übersicht der Komponenten

Ausgewählte Komponenten

Übersicht PLC Architekturen

Ausgewählte PLC Architektur

PLC Architekturim Anlagelayout

Aktor- / Sensoreinbindung

Zusatzfunktionen - Ausblicke

Konzeptgleiche realisierte Anlagen





SIMATIC Safety IntegratedNormen und Zertifikate

Die fehlersicheren Komponenten erfüllen die höchste Sicherheitsstufe für

Factory Automation IEC 61508 (bis SIL 3)

- Funktionale Sicherheit EN 954-1 (bis Kategorie 4)

- Sicherheit von Maschinen NFPA 79-2002 und NFPA 85

- Relevante US Normen UL 1998, UL 508 und UL 991

- Relevante US Normen EN692, EN693, EN12622

- Pressenormen

und sind vom TÜV zertifiziert

Fehlersichere BausteinbibliothekSIMATIC S7-F/P für Pressensicherheitzertifiziert durch BG BG MHHW, DüsseldorfPrüf- und Zertifizierungsstelle des Fachausschusses Maschinenbau,Hebezeuge, Hütten- und Walzwerksanlagen














SIMATIC Safety IntegratedÜbersicht fehlersichere Komponenten

Process Automation Factory Automation

Controller CPU 414H CPU 417H

Engineering CFC Safety Matrix

Controllerfür PROFIBUS ET 200S F-CPU CPU 315F/317F-2DP CPU 416F-2

für PROFINET CPU 315/317F-2PN/DP CPU 416F/CP443-1ADVEngineering FUP, KOP

PROFIBUS mit PROFIsafe-Profil

Aktoren Sensoren

ET 200MET 200ecoET 200S ET 200pro*)ET 200S ET 200pro

*) für Factory Automation

PROFINET mit PROFIsafe-Profil














SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Hardwarekomponenten

S7-400FFür oberen Leistungsbereich

CPU 416F-2 Schnittstellen: MPI/DP und DP

PROFINET via CP 443-1 Advanced Multiprozessorbetrieb möglich > 1000 F D-I/O-Kanäle

S7-300FFür mittleren Leistungsbereich

CPU 317F-2DP Schnittstellen: MPI/DP & DP > 500 F D-I/O

NEU

NEU

CPU 317F-2PN/DP Schnittstellen: MPI/DP &

PROFINET > 500 F D-I/O

ET200S F-DI / F-DOModulare IP20 F-I/O zum Anschlussdigitaler Sensoren / Aktoren

Module Eigenschaften

4/8 F-DI DC24 V 4 x 2-kanalige Eingänge, SIL 3/Kat. 4 8 x 1-kanalige Eingänge, SIL 2

4 F-DO DC24 V/2A 4 x P-M-schaltende Ausgänge, SIL 3/Kat.4 Anschluss von Muting-Anzeigen














Distributed Safety V5.3Konfiguration der Hardware und Programmierung der sicherheits-gerichteten Applikation mit KOP und FUP in gewohnter STEP-7-Umgebung

Mit integrierterF-Befehlsbibliothek mit TÜV-zertifizierten Funktions-bausteinen und Programmier-beispielen.Davon notwendig:

Not-Halt / Not-Aus Zweihand-Steuerung Muting Schutztür-Überwachung Feedback-Kontrolle

SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Softwarekomponenten














Optionspaket „SIMATIC S7-F/P“ –PressensicherheitsbausteineNotwendige Bausteine für die Aufgabenstellung

FB10 „MODE_SEL“Betriebsartenwahl 1 aus 8

FB21 „EM_OFF_Q“Not-Aus mit Quittierung

FB31 „DOOR_Q“Schutztür mit Quittierung

FB40 „F_2HAND“Zweihandpult

FB76 „DYN_VALV“Dynamische Kontrolle 4 Ventile

FB90 „EN_1_MAN“Freigabe Einmannfunktion

FB100 „EN_4_MAN“Freigabe Mehrmannfunktion

FB112 „VALVE_HY“Pressensicherheits- und Richtungsventile hydraulische Pressen

FB120 „VA_CHECK“Überwachung Ventile / Relais

FB130 „CARTR“Schaltzeit für Cartridge-Ventile

SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Softwarekomponenten














PLC

I/O’s

SIMATIC Safety IntegratedMögliche Steuerungsarchitekturen

PLC

I/O’s

PLC

I/O’s

PLC

I/O’s

Trennung von PLC, I/O und Bus Ein Bus, aber Trennung von PLC und I/O

Eine PLC, aber Trennung von I/O und BusEine PLC, ein Bus und gemischte I/O














Ausgewähltes Steuerungskonzept mit PROFIBUS im Überblick

ET200S

S7 416F

DP/DP Koppler

S7 317F S7 317F

DP/DP Koppler

PROFIBUS DP

SIGUARD LaserscannerLichtvorhang

PROFIBUS DP

SIGUARD Lichtvorhang

DP Master DP Master

DP Master DP Master

ET200S

Presse DYU 3000 begehbar

Presse PO 100


Liniensteuerung Extruderanlag

e Roboter (3 Stück)

ET200S

ET200S

ET200S

B & B

Ethernet














Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt?

Architektur und Steuerungsauswahl S7-416F und S7-317F

Prinzip - “Eine Steuerung – Ein Bus” minimiert das Investment durch Reduzierung von Hardwarekosten, Einbauräumen und Verdrahtung

Leistung der Steuerung nach Mengengerüst und Anforderungen kostenorientiert auswählbar

Durchgängige Diagnose ohne Zusatzaufwand Keine zusätzliche Definitionen von Interfaces

zwischen: Sicherheits- und Standardbus Sicherheits- und Standardsteuerung

Systemintegrierte Busfehlerdiagnose Einheitliche Programmierungsumgebung










Gerd Neeser

diese Folie ist viel zu voll, ich habe zwei Folien daraus gemacht





Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt?

Fehlersichere Kopplung der Steuerungen Verwendung von Standard DP-DP Kopplern Einfacher Aufbau des Buses und der Software Modulare bzw. autarke Inbetriebnahme der

Einzelzellen

Modulare Peripherie Kostenoptimierte Bestückung der I/O Stationen

möglich Nur die benötigten F-I/O werden eingebaut Standard I/O wird für nicht sicherheitsrelevante

Funktionen verwendet Mehrere 24V Einspeisungen pro Teilnehmer sind

möglich










Gerd Neeser

zweite Folie





Steuerungseinteilung im Anlagenlayout

S7 416F

S7 317F S7 317F

F-I/O

DETAILS





Aktor- / Sensor-EinbindungAusrüstung Presse DYU 3000 – ET200S Station 1

S7 317F

Betr

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zu Station 2

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IM151 F-DI F-DI F-DI F-DI F-DI F-DO DI DI DO

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Hin

ten










Weitere Standard-Komponenten

Gerd Neeser

Leerzeichen nach Schrägstrich (wenn schon vor, dann auch nach Schrägstrich), ...Sensor-Einbindung... zur besseren Lesbarkeit

Gerd Neeser

Tippfehler: Sistema





Aktor- / Sensor-EinbindungGründe zur Auswahl und Verschaltung

Wegfall sicherer Eingängeund integrierte Diagnosedurch Direktanschluss des Laserscanners

Einfache Programmierungallein durch Projektierung zweikanaliger Sensorenam Beispiel der NOT-AUS Funktion

F-DO Ausgänge -2A zurAnsteuerung der sicherheits-relevanten Anzeigen(Stößel, Muting)

Verwendung von Standard-eingängen zum Einlesen derMuting Sensoren














Zusatzfunktionen – AusblickeDiagnose mit Diagnose-Repeater

S7 416F


ET200S

ET200S

B & B

Zeit[m:s]

Reflektion[%]

100

50

08:26:17

26:27

26:37

26:47

26:57

27:07

27:17










SporadischeFehler und

Messung im laufenden Betrieb

Gerd Neeser

Verbindung eines deutschen und englischen Begriffs wird mit Bindestrich geschrieben





Zusatzfunktionen – Ausblicke PROFINET Steuerungskonzept im Überblick

ET200S

S7 416F

S7 317F PN/DP S7 317F PN/DP

PROFIBUS DP

SIGUARD LaserscannerLichtvorhang


ET200S

Presse DYU 3000 begehbar

Presse PO 100


Liniensteuerung Extruderanlag

e Roboter (3 Stück)

ET200S

ET200S

ET200S

B & B

Industrial Ethernet

PROFINET IO PROFINET IO PROFINET IO

Industrial Ethernet














Steuerung S7-317FF-I/O Mengengerüst:

Unteres Segment 24 F-DI 24 F-DO Summe: 128DI,

84DO Mittleres Segment

32 F-DI 32 F-DO Summe: 140DI,

92DO

Zeiten: Unteres Segment

Standard + Sicherheit

9-10ms Mittleres Segment

nur Sicherheit 6-7ms

Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept – Tiefziehpressen Fa. Dunkes














EinzelpresseSteuerung:S7-317F

Mengengerüst: 32 F-DI 21 F-DO

Weiter Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept










HochdruckAluminiumFormpresseS7-414F

Mengengerüst: 24 F-DI 20 F-DO Summe:

104DI, 52DO





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