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STEUERN · REGELN
Halle 9,
Stand A71
SPS-basierte Sicherheitstechnik
Projektieren statt programmieren
Die Prozesstechnik stellt besonders hohe Anforderungen an die Automatisierungssysteme.
Die dortigen Abläufe sind oft sehr komplex, so dass Ausfälle oder Fehler erhebliche Auswirkungen auf Menschen, Maschinen, Anlagen und/oder die Umwelt haben können.
Schutz bieten in solchen Fällen sichere und gleichzeitig fehlertolerante Safety Instrumented Systems (SIS), die sich u. a. mit den CPUs Simatic S7-414H und S7-417H aufbauen lassen. Noch komfortabler geht dies mit dem neuen Projektierungstool, das Siemens auf der
Hannover Messe vorstellt.
S
icherheitstechnik soll automatisierte Vorgänge in einen sicheren Zustand bringen oder halten, wenn
’unzulässige Zustände‘ auftreten, sich
etwa eine Schutztür öffnet oder sich ein
Kessel über einen zulässigen Grenzwert
erhitzt. Die Integration fehlersicherer
Applikationen mit Standard-Automatisierung in einer CPU bietet gegenüber
einer Lösung mit zwei separaten Komponenten wesentliche Vorteile: vom eingesparten Netzteil über die Kommunikation von fehlersicheren und Standarddaten über das gleiche Profibuskabel bis
zum einheitlichen Engineeringtool für
Programmierung und Diagnose. Jetzt
lässt sich ein sicherheitsgerichtetes Programm ganz einfach projektieren.
Automatisiert programmieren und dokumentieren
Das Projektierungs-Tool Simatic S7-F
Safety Matrix arbeitet nach dem Prinzip
einer Cause&Effects-Matrix, womit sich
Prozessereignissen exakt definierte Reaktionen zuordnen lassen. Wenn zum
Beispiel Sensor X auslöst, schließt oder
öffnet Ventil Y. Dies ist eine bewährte
Methode um Abläufe zu planen und zu
beschreiben. Bisher musste man die Zusammenhänge jedoch erst noch manuell
in fehlersichere Programme überführen
und diese optimieren. Das vereinfacht
die Safety Matrix erheblich.
Die Matrix-Tabelle gleicht dem Arbeitsblatt einer Tabellenkalkulation: In den
Zeilen gibt man zuerst Prozessereignisse
(Eingänge) ein und konfiguriert dann
deren Art und Anzahl, eventuelle Verzögerungen und Verriegelungen sowie
logische Verknüpfungen. Danach folgt
das Konfigurieren und Parametrieren
der Reaktionen (Ausgänge) auf ein Ereignis, in den Spalten. Auch dabei gibt es
diverse Möglichkeiten, etwa Time Delays, Bypassing und Override. Die Verknüpfung von Causes und Effects erfolgt
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Die Safety Matrix für die aktualisierten CPUs S7-414H und S7-417H generiert aus einer
Cause & Effects-Matrix automatisch fehlersichere CFC-Programme
durch Anklicken der Zelle im Schnittpunkt von Zeile und Spalte, worauf sich
ein Fenster zur Wahl der Verknüpfungsart (Normal, Verriegelt, Override, X aus
N, …) öffnet. Einem Ereignis lassen sich
bis zu 15 Reaktionen zuordnen, ebenso
kann auf mehrere Ereignisse auch nur eine Reaktion folgen. So erstellt man alle
für das Sicherheitsprogramm notwendigen Verknüpfungen und speichert die
Safety Matrix ab. Spezielle Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich.
Das
sicherheitsgerichtete
CFC-Programm wird dann automatisch kompiliert und kann am PC getestet und in
Dipl.-Betriebsw. (FH) Sabine Stengel ist MarketingPromotion-Managerin und Dipl.-Ing.(FH) Jürgen
Grauer ist Marketing-Manager im Bereich Automation & Drives der Siemens AG in Nürnberg
49. Jahrgang 2004, Nr. 4
STEUERN · REGELN
KOMPAKT
Mit dem neuen Projektierungstool
Safety Matrix werden Sicherheitsfunktionen für die Prozessindustrie
projektiert – schnell und ohne spezielle Programmierkenntnisse zu
benötigen.
Die
fehlersicheren,
hochverfügbaren
Simatic-S7-400CPUs weisen gegenüber den Vorgängermodellen vor allem eine bis
zu dreimal schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeit aus. Die bessere Performance der CPUs 414H,
417H und 416F steigert sowohl die
Verarbeitungsleistung im Standardteil der Automatisierungsanwendung als auch deren sicherheitsgerichteten Teil. Damit lassen sich die
Maschinentakt- und Reaktionszeiten weiter verkürzen. Speziell für
den maschinennahen Einsatz in
Schutzart IP67 erweitert die fehlersichere ET 200eco das dezentrale Peripheriespektrum.
Safety Matrix
Sicherheitsprojektierung
49. Jahrgang 2004, Nr. 4
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die CPU geladen werden. Das vereinfachte Procedere reduziert den Projektierungsaufwand um mindestens die
Hälfte und schließt Umsetzungsfehler
praktisch aus. Das Tool erstellt auch automatisch Matrix-Reports und enthält eine Versionsverwaltung, was Dokumentation, Programmpflege sowie Wartung
wesentlich vereinfacht. Nach Änderungen in der Safety Matrix wird der Programmcode automatisch generiert und
dokumentiert, wie es die IEC 61511 fordert. Zusätzlich erstellt die Software so
genannte Matrix-Reports, unter anderem zur Versionsverwaltung, Dokumentation und Programmpflege.
Damit die Leistung stimmt
Für das Prozessleitsystem Simatic PCS7
gibt es ein vorgefertigtes Visualisierungs-Faceplate, womit sich Fehlerquellen im Prozess komfortabel analysieren
lassen. Mit diesen Möglichkeiten ist das
Tool Safety Matrix prädestiniert für Applikationen wie Prozess- und Notfall-Abschalt-, Brennermanagement- oder Feuer- und Gas-Erkennungssysteme. Um die
Maschinentakt- und Reaktionszeiten
weiter zu verkürzen, wurden auch die
Prozessoren verbessert. Die Simatic CPUs
S7-414H und S7-417H für die Prozessindustrie sowie die bevorzugt in fertigungstechnischen Anwendungen eingesetzte S7-416F sind jetzt deutlich schneller und verfügen über rund doppelt so
viel Arbeitsspeicher wie ihre Vorgängermodelle. Eine Performancesteigerung,
die sich sowohl auf den Standard- als
auch auf den sicherheitsgerichteten Teil
der Applikation auswirkt.
Auch die Sicherheitsperipherie wurde
aktualisiert. Das neue fehlersichere, digitale Eingabemodul für das dezentrale
Peripheriegerät ET 200eco verfügt über
vier zweikanalige, alternativ acht einkanalige digitale Eingänge für Schutztüren sowie Not-Aus- und weitere Sicherheitskreise nach SIL3/Kat.4 und SIL2/
Kat.3. Das Modul in Schutzart IP67 ist
spritzwasser- und staubgeschützt und
lässt sich außerhalb des Schaltschranks
direkt vor Ort einsetzen. Es überwacht
die Signale auf Fehler, Kurz- und Querschlüsse und bietet umfangreiche Diagnosefunktionen. Kommuniziert wird mit
bis zu 12 Megabit/s über Profibus DP per
fehlersicherem Profisafe-Profil. (no) 쏔
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