Průmyslová automatizace, odborné texty, recenze

S technologií SafetyBridge probíhá výměna bezpečných datových paketů mezi bezpečnými vstupními moduly a výstupním modulem nezávisle na použité síti a řídicí jednotce, vstupní a výstupní žluté safety moduly mohou být přitom libovolně rozmístěny v zasíťovaných periferiích, nebo osazeny jen v jedné. Inteligentní výchozí modul, nazývaný také logický modul (uprostřed), zajišťuje řízení a monitoring, může přímo zpracovávat nastavené bezpečnostní funkce, jako například nouzové zastavení a protokol SafetyBridge zajišťuje přenos dat v síti. Tolik ofiko.

Ovšem my si vyzkoušíme variantu vše v jednom, přesně podle obrázku. Pokud se Vám zdá oficiální vysvětlení funkce složité, funguje to asi takto. V CPU je datový blok, ve kterém je uloženo nastavení - program pro bezpečnostní moduly. Obslužný programový funkční blok se postará o kontrolu a nahrávání programu do žlutých modulů a také řízení safety komunikace mezi moduly. Vše to pak běží tak nějak nezávisle na vlastním PLC programu. Sestava se dá samozřejmě rozšířit standardními jednotkami, přidat na další interface nějaké safety vstupy a podobně. Jen je potřeba dodržet určitá pravidla, více v manuálu ohledně druhů sestav SafetyBridge. Phoenix Contact pro tyto sestavy používá výraz "island".

Jeden interface s Profinet rozhraním včetně běžných 4xDO a 8xDI, dále dva safety moduly 8xDO a 8xDI. Pozor, funkce SafetyBridge není podporována všemi moduly, proto je třeba použít ty správné, bude o tom zmínka dále.

Pro spojení žlutých a zelených modulů musí být vyjmuta svorkovnice zeleného modulu. 

Další zajímavost, pro programování safety funkcí se používá klasický software SAFECONF, ale nikde se z něj nic nenahrává, jen se vygeneruje zmíněný datový blok pro PLC, kde je vlastně "program" safety modulů.

Nestačí ovšem instalovat jen SAFECONF, je nezbytné jej doplnit o "integration pack". Jinak nepůjde vygenerovat soubor pro vytvoření datového bloku. Tento "pack" je velmi důležitý, obsahuje totiž i knihovny do Step7, bez kterých opět nic neuděláte.

Zmíněné knihovny SBT_V3V1... se instalují zvlášť někde do složky, jsou totiž pro různá PLC a jejich typy.

V neposlední řadě samozřejmě nezbytné GSD soubory pro Phoenix Contact interface a moduly. Jedná se o celý pakl, kde je vše co budeme potřebovat.

Co se týká software SAFECONF, tak to se každý musí naučit sám, není to nic složitého. My si jen ukážeme, co vše budeme potřebovat pro to, aby se vytvořil správný datový blok pro PLC. Nejprve v novém projektu zvolíme master zařízení, poslední verzi V3. Master zařízení může být jen jeden typ modulu, tento uvedený.

Další klíčové nastavení, vybereme formát výstupního souboru, tedy zda jej použijeme v TIA portal, nebo Step7 v5.5.

V SAFECONF jsme vytvořili dva projekty se dvěma jednoduchými programy. Jeden používal dvoukanálové safety výstupy, některé nastavil natvrdo do "H", jiné blikají cca 1Hz.

Druhý program už použil nějaké zpoždění při sepnutí a rozepnutí posledního safe vstupu a také šedé nosafety proměnné. Pozor, tyto šedé proměnné nejsou fyzické a přistupuje se na ně přes rozhraní funkčního bloku v CPU. To ale uvidíme později.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Pokud máme vše OK, tak po spuštění funkce kontroly projektu se vygenerují podklady pro datový blok.

Pro TIA portal je to soubor ve formátu scl, pro Step7 V5.5 pak formát awl. Platí, že pokud budeme mít v CPU dva různé datové bloky s různým safety programem, stačí jen nahrát jeden nebo druhý do modulu a celá sestava se bude chovat úplně jinak. Takže jednu sestavu klidně můžeme mít pro oživování a testováni, druhou pak pro ostrý provoz a podobně. Uvidíme dále.

Na každém safety modulu jsme si nastavili kód na DIP přepínačích a rychlost, je to podobné jako třeba u Siemens safety modulů. Tento kód je zobrazen v software SAFECONF v HW konfiguraci.

Jestliže přepínače nastavíte špatně, nic nebude fungovat.

Přesuneme se do prostředí TIA portal a celkem klasicky vložíme do projektu nejprve interface (hlavní modul), a poté další moduly ze skutečné sestavy. Nejdůležitější kontrola správnosti je podle objednacích čísel modulů, to musí sedět se skutečností. 

Velmi lehce se v tomto udělá chyba, je třeba dávat opravdu pozor, uvidíme dále.

Přesně podle předešlého obrázku jsme si do konfigurace natáhli další moduly. Nyní přeskočíme trochu dopředu s důležitou poznámkou, pokud nebudou moduly stejné, nebo třeba dáte do konfigurace nějaké navíc, nemusí Vás na to TIA Portal vždy upozornit, v online režimu bude klidně vše zelené a sestava přitom nebude odpovídat skutečnosti. Samozřejmě nebude řádně fungovat a LED SF na interface 2703994 hlásí chybu.

Celá periferie u nás pak vypadal takto, kontrola podle objednacích čísel a nezapomeňte si poznačit hardwarové identifikační číslo jednotlivých safety modulů.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

A je to, konfigurace hardware včetně IP adres. To je ale jen začátek.

Pro připojení napájení platí jisté zásady, na rozdíl od některých jiných modulů, nestačí zapojit jen vodiče na červenou a modrou svorku, kupodivu tyto svorky nejsou vnitřně propojeny, je to popsáno v manuálu. Interface je totiž možné napájet podle částí z různých zdrojů, proto je vše zvlášť. Tady jsme manuál nejprve nečetli, zapojili pouze dva vodiče a nic pořádně nefungovalo, proto ty klemy.

Ti co s výrobky Phoenix Contact dělají běžně to znají, my ostatní si to musíme prožít.

Funkční programové bloky do TIA Portal jsou všechny ve zmíněné knihovně. Je vidět, že SafetyBridge podporuje na všechny produkty PLC Simatic, od starší řady 300/400 až po poslední S7-1500. Pozor na správnou verzi hardware. Dále bloky jsou číslem stejné, proto si lehce přepíšete jeden druhým, což není žádoucí. My jsme to vyzkoušeli a je lepší vkládat do projektu jen ty odpovídající použitému hardware.

Tyhle funkce v projektu TIA Portal jsou právě pro S7-1200 firmware 4.0. Potřebovat ale budeme jen některé, záleží na skutečné konfiguraci SafetyBridge. Blok FB65 je určen pro ovládání "ostrova", download projektu a monitorování I/O proměnných. FB66 zajišťuje komunikaci při použití více "ostrovů" a FB67 je nebytný pro výměnu dat v případě více ostrovů na různých PLC. Co se týče datových bloků, již podle názvu je jasné k čemu jsou, pozor do DB70 zapíšeme již zmíněné identifikační hardwarové čísla safety modulů.

Pozor, FB65 je ve verzi V2 a téměř všechny příklady a manuály uvádějí vše pro verzi V1 a to je rozdíl. Tato nová verze je na ovládání mnohem jednodušší, proto raději příklady se starou verzí nečtěte, zbytečně Vás zmatou a k úspěchu nevedou. Jediný a důležitý popis funkce této verze najdete v jedné ze složek s instalovanými knihovnami.

My jsme potřebovali a pro velké množství aplikací bude taky dostačující jen jedna funkce a to FB65. Po vložení do projektu si vytvoří instanční datový blok, u nás DB60. Některé prameny uvádí vyvolávat tento blok ve 20ms interruptu, vyzkoušeli jsme obojí a fungovalo i cyklické vyvolávání bloku. Tento jediný blok opravdu vše řídí a bez něj nic nepojede.

Princip funkce je asi takový: po aktivaci na vstupu "xActivate" blok překontroluje stav safety modulů. Pokud je v nich nahrán program, tento překontroluje, zda je stejný s programem v datovém bloku "iSafetyLogicDB" a spustí jej. Vše zahlásí signály na výstupech "xActive" a "xSBTLogicRunning". V případě že v safety modulech není žádný program nebo jiný (stačí změnit číslo datového bloku na patřičném vstupu), funkce zahlásí detekci rozdílných programů a čeká na signál "xAcceptDiffLogic". Po tomto signálu nahraje do safety modulu program (stav nahrávání v % je vidět na výstupu "iDownloaded"). Jakmile je nahráno 100% programu, automaticky se safety program spustí a funguje.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Zbývá vytvořit datový blok s safety programem. Přidáme si do projektu nové externí soubory, my je tam již máme, ale v případě nových, změněných je lepší si původní vymazat.

A načíst si raději nové. To jsou ty dva naše soubory vygenerované v software SAFECONF, jeden obsahuje program s použitím dvou kanálového zapojení, druhý využívá jen jednokanálové vstupy a výstupy.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Z vložených scl souboru vygenerujeme datový blok s safety programem. Pozor na nechtěné přepsání původních datových bloků v projektu.

Dva datové bloky, v každém je uložen jiný program safety modulů. Je to vidět na videoukázce v dalším článku.

Velmi důležitá věc, vygenerovaný datový blok má povolen atribut optimalizace přístupu, pro správnou funkci je nutné jej zrušit.

To je vše nezbytné k tomu, abychom mohli periferii zapnout, zkusit nahrát všechny konfigurace, programy a oživit celou sestavu. Jak se nám to povedlo, si přečtěte v další části.