Průmyslová automatizace, odborné texty, recenze

Takhle vypadá IM151-7 F-CPU, za který připojíme jednotlivé ET200S moduly. "F" v názvu u všech dílů Siemens znamená, že se jedná o bezpečný Fail-safe prvek. Vše je ale nutno nejdříve naparametrizovat, vyzkoušet, a protože jde o bezpečnostní aplikaci, nestačí jen Step7, ale je nutný další software, a sice S7 Distributed Safety. Ten se celý instaluje do Stepu7, takže si ukážeme, jak to udělat bez potíží.

Spustíme řádnou instalaci poslední verze S7 Distributed Safety, kterou si stáhneme z webu Siemens z odkazu na konci článku.

Spolu s S7 Distributed Safety se nainstaluje i S7 F Configuration Pack. Vše ale proběhne automaticky, nic nemusíme potvrzovat. Nedá se ani zvolit cesta kam se co nainstaluje, jedná se totiž o plnou implementaci do Stepu7.

Po instalaci a před samotným spuštěním Stepu7 nezapomeneme na autorizaci, tahle na verzi 5.4 stačila.

V Simatic Manageru není na první pohled žádná změna, na druhý si všimneme nové "žluté" ikony vedle simulátoru. Tou budeme později spouštět editaci a konfiguraci bezpečné části PLC a programu.

Vytvoříme si pokusnou HW kombinaci. 1x IM151-7 F-CPU , 1x power modul a 1x modul se safe 4xDI/3xDO. Pokud si myslíme že je vše OK, spustíme kompilaci projektu.

Do čtyř safe vstupů můžeme zapojit hřibové dvoukanálové ovladače, koncové spínače dveří a třeba havarijní polohy pohyblivé části stroje. Kombinace jedno a dvou kanálových prvků je možná, záleží na bezpečnostní kategorii.

Nesmíme zapomenout v HW konfiguraci nastavit ve vlastnostech IM151-7 F-CPU povolení pro safety část. Všechny safety části vyžadují pro nastavení nejdříve zadání hesla, jinak se nedá nic změnit. To je ale nutná praxe u bezpečnostních prvků.

Takže neváháme a upravíme přístup na Fail-safe PLC, jinak by nám nic safety nejelo. Hlavně si zapamatujeme heslo!

Dáme celou sestavu uložit a zkompilovat. Chvilku to trvá, jedná se přece jen o více dat než u běžné HW kombinace.

Taky místo skutečného PLC můžeme použít simulátor a vše, včetně bezpečné části, vyzkoušet s ním. Tedy zapneme PLC simulátor a nahrneme všechno do něj.

Tím je celá HW konfigurace hotova a správně naparametrizována.

Po návratu do Simatic Manageru je vidět, že po správné HW kompilaci safety PLC se objeví mnohem více žlutých programových bloků. Například dole v rámečku jdou dva datové bloky s parametrizací Power modulu a I/O modulu safety části sestavy. Globální parametry IM151-7 F-CPU jsou v DB408.

OB1 je klasický, z něj se bude jen vyvolávat FC100 běžným příkazem CALL, který je tady nastaven jako hlavní "OB" blok pro safety část.

Žlutý FB1 je náš otevřený blok pro safety uživatelský program. Tam si budem psát všechny naše příkazy.

Můžeme si vytvořit další obyčejné FB, FC a DB bloky pro standardní program, a v nich si řešit úlohy běžného PLC.

Pokud potřebujeme, nebo spíš musíme vytvořit safety datový blok, konkrétně pro časovač, musí být instanční a spřažen s FB186, tedy OFFdelay timerem. Je to stejné jako vytvoření časovače v PLC kde nám chybí timery. Pomůžeme si časovačem přes datový blok, kde jeden timer obsadí jeden datový blok. Spousta lidí tohle vůbec nezná, ale je to často používané.

Už jsme v našem FB1 kde si píšeme safety program. Ukázka je pro časovač, ale v knihovně aplikačních bloků máme k dispozici všechny možné bloky pro různé HW komponenty seřazené od FB187 do FB217, což je mimochodem bezpečný monitoring polohy dveří. Další bloky jsou třeba pro práci s proměnými, DP komunikace, converty atp.

Důležitá poznámka. Nelze v safe části pracovat s proměnými z běžných částí programu, ale naopak můžete si přečíst třeba stav bezpečnostních vstupů pro nějaký monitoring, status atp. Ani nejde nikam odkládat výsledky operací. Proto je vhodné si naparametrizovat v FB1 oblast proměnných pro instanční datový blok, já jsem si udělal 16bitových proměných, 8 integer a 8 wordů pro nějaké pokusy. Zapoměl jsem ovšem na byte, ale pro pokusy to tolik nevadí, jak uvidíme dále.

DB10 je datový blok pro timer FB186, což je OFF delay timer.

Pokud se náhodou spleteme a použijeme v bezpečné části programu adresu z nosafe části, upozorní nás na to Step7 červeným podkladem proměnné. Proto ta vnitřní oblast proměnných z předchozího obrázku.

Tady už je ukázka bloku FB217 (F_SFDOOR) pro bezpečný monitoring dveří. Připomínám, že se jedná o certifikované bloky z nainstalované knihovny "Distributed Safety (V1)". Opět je vidět, že každý FB blok vyžaduje vlastní DB! Tady mě chybí výše zmíněný byte, kde by byla vidět diagnostika modulu, naštěstí FB jej nevyžaduje.

Trochu jsem tady přeskočil dopředu, tuhle funkci jsem totiž přidával až na závěr, kdy už byl článek napsán, takže je vidět i v on-line režimu.

Teď už konečně zavřeme editor a použijeme novou ikonu v Simatic Manageru, nebo přes horní menu Options - Edit safety program spustíme Safe konfiguraci a kompilaci. Všechny objekty které můžeme přidat do spouštěcího "OB" jsou v patřičné složce "All objects". Přes "F-Runtime groups.." zvolíme vytvořenou spouštěcí funkci, tady FC100. Je to intuitivní a nelze to splést. Tady už je vše buď OK a nebo nelze použít, prostřední možnost totiž neexistuje.

Potom  ve složce F-runtime máme přidané bloky safe programu, kde editovatelný náš je FB1.

Jakákoliv další změna v parametrizaci, či struktuře se musí provést přes tuto funkci, zkompilovat a uložit do PLC IM151-7 F-CPU. Tedy i přidání dalšího modulu do našeho FB1 se musí zde zkompilovat a nahrát do PLC.

Není to ale nic složitého, otevře se znovu tento editor a spustí se jen kompilace s následným downloadem do PLC. Jen je třeba znát heslo.

Kompilace je nezbytná, jinak nic do IM151-7 F-CPU nenahrajeme. 

Pro download programu do IM151-7 F-CPU bude od nás vyžadováno heslo. To je obvyklé při programování všech bezpečnostních aplikací.

Nahrávání funguje taky do simulátoru a můžeme provádět i komparace mezi PG a PLC IM151-7 F-CPU.

Jestliže máme vše v pořádku, otevřeme ze Simatic Manageru v editoru bloků ten náš volný FB1, a zkusíme on-line režim. Vše se nám zobrazí stejně jako v PLC Simatic.

V simulátoru sepneme bezpečný vstup I35.0, a podle podmínek z PLC programu nám spínají safe výstupy Q35.0,1,2.