27.Juni Informationstag/Workshop - Sicherheitssteuerungen - Dipl.Ing. Johannes Kalhoff

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1 27.Juni 2005 Informationstag/Workshop - Sicherheitssteuerungen - Dipl.Ing. Johannes Kalhoff jkalhoff@phoenixcontact.com VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 1 von 35 1

2 PHOENIX CONTACT Ihr Partner für die wirtschaftliche und sichere Automation PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG, Blomberg Phoenix Contact ist weltweiter Marktführer elektronischer Interfaceund industrieller Automatisierungstechnik. Anfang der 20er Jahre in Essen gegründet, hat das Unternehmen heute eine Belegschaftsgröße von 7000 Mitarbeitern weltweit, davon sind mehr als 3000 am Hauptsitz im ostwestfälischen Blomberg tätig. CLIPLINE Industrielle Verbindungstechnik VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 2 von 35 COMBICON und PLUSCON Geräteanschlusstechnik TRABTECH Überspannungsschutz INTERFACE Signalanpassung AUTOMATION WORX Automatisierung 2

3 Aufgabenstellung Anlage - Langfaser-Thermoplast-Direktprozess Firma: Dieffenbacher GmbH + Co. KG Abkühlen Ausschleusen Extruieren Abzugsband Pressen Pressen VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 3 von 35 3

4 Aufgabenstellung Prozess Extruieren Abzugsband Abkühlen Sicherheitsauslegung nach Ausschleusen Kat 4 / DIN EN SIL 3 / IEC Berücksichtigung der ISO EN Vollautomatik Betrieb der Gesamtanlage Einzelne Anlagenteile sind modular nutzbar (Teilautomatik Betrieb / Konstruktiv) Netzwerkkonzept mit sicherer und nicht sicherer Steuerung Lösungskonzept mit ganzheitlicher Betrachtung Pressen Anforderungen: Pressen VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 4 von 35 4

5 Aufgabenstellung Prozess Weitere Betrachtung: Abkühlen Modularität der Gesamtlösung Ausschleusen Produktivität im Lebenszyklus Engineering Inbetriebnahme Verfügbarkeit Handhabung Kommunikation Zukunftssicherheit Berücksichtigung der ISO * Sicherheit von Maschinen Integrierte Fertigungssysteme Berücksichtigung der IEC Komplexe Steuerungstechnik Abzugsband Pressen Pressen Extruieren VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 5 von 35 *derzeit in Vorbereitung 5

6 Aufgabenstellung Ausrüstung Abkühlen Ausschleusen B B B B F B B F F F F F B F F Pressen Abzugsband Pressen Extruieren VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 6 von 35 6

7 Aufgabenstellung Schutzbereiche Berücksichtigung der ISO Abkühlen Schutzbereiche der Funktion Ausschleusen Extruieren VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 7 von 35 Abzugsband Pressen Pressen Schutzbereiche während der Bedienung 7

8 Lösungsansätze Bisherige Lösung: Presse DYU 3000: Standard SPS Sicherheits SPS Presse PO100: Standard SPS Sicherheits SPS Extruderanlage: Standard SPS Hardware-Sicherheits Liniensteuerung: Standard SPS (integriert in Extrudersteuerung) Sicherheits SPS Roboter: eigene Steuerung VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 8 von 35 8

9 Lösungsansätze Möglichkeiten: Zentraler Ansatz Dezentraler Ansatz Hardware Sicherheitslösung Kombinatorik Rahmenbedingung: Vernetzt Roboter haben eigene Steuerung Extruderanlagen ohne Hardware-Sicherheit VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 9 von 35 9

10 Lösungsansätze Möglichkeiten: Zentraler Ansatz Dezentraler Ansatz Hardware Sicherheitslösung Kombinatorik Rahmenbedingung: Vernetzt Roboter haben eigene Steuerung Extruderanlagen ohne Hardware-Sicherheit VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 10 von 35 PSR - Sicherheits-Relais...von Phoenix Contact Für alle standard Sicherheitsfunktionen Drehzahlüberwachung,... Prozess- und Verfahrenstechnik bis Sil 3 nach IEC

11 Lösungsansätze Möglichkeiten: Zentraler Ansatz Dezentraler Ansatz Hardware Sicherheitslösung Kombinatorik Rahmenbedingung: Vernetztes System Roboter haben eigene Steuerung Extruderanlagen ohne Hardware-Sicherheit Auswahlkriterien: Integration Flexibilität Performance Produktivität VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 11 von 35 11

12 Lösungsansätze Möglichkeiten: Zentraler Ansatz Dezentraler Ansatz Hardware Sicherheitslösung Kombinatorik Rahmenbedingung: Vernetzt Roboter haben eigene Steuerung Extruderanlagen ohne Hardware-Sicherheit VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 12 von 35 AUTOMATIONWORX...von Phoenix Contact Inline Control und PCWorX für die nicht sichere Applikation, INTERBUS-Safety für die Vernetzung sicherer und nicht sicherer E/As, PROFINET IO für die Kommunikation über Ethernet 12

13 Lösungsansatz Steuerungstechnik Installationssysteme VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 13 von 35 Vorgeschlagene Lösung: Standard Prozessteuerung über dezentrale ILC 370 Steuerungen INTERBUS & PROFINET IO kurze Reaktionszeiten dezentrale Pressenfunktion Sichere Steuerung durch Anschaltbaugruppe an PROFINET IO mit integrierter Sicherheitssteuerung INTERBUS-Safety einfache Handhabung integrierte Diagnose Vorteile: Ein Feldbus-Netzwerk für sichere und nicht sichere E/As Steuerungsvernetzung über Ethernet/PROFINET Skalierbare Steuerungsleistung (Sichere-/Standard-Steuerung) Universelle E/A Systeme (IP20/67) 13

14 Maschinenkonzept - Konzept - Ethernet PROFINET Extruderanlage Linienfunktion INTERBUS INTERBUS -Safety Vorteile: Einfache Vernetzung der Pressen- Applikationen über Ethernet. Die Sicherheitstechnik der Linie wird durch einen sicheren Netzwerkmaster übernommen. Trennung von Sicherheitstechnik und Standard Applikation. Einheitliche Handhabung VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 14 von 35 14

15 Maschinenkonzept - Konzept - PCWorX SafetyProg Diag+ Ethernet PROFINET Extruderanlage Linienfunktion INTERBUS VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 15 von 35 INTERBUS -Safety Vorteile: Einheitliche Programmierung in moderner Programmierumgebung nach IEC Angepasste Programmierung der Sicherheitstechnik (Sprache: Kontaktplan / Funktionsplan) Integrierte und automatische Diagnose mit Diag+ (Einbindbar in alle Visualisierungen) 15

16 Maschinenkonzept - Konzept - Linienfunktion INTERBUS INTERBUS -Safety Extruderanlage mit Liniensteuerung Presse DVU 3000 Presse PO 100 VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 16 von 35 16

17 Maschinenkonzept - Konzept*- DVU 3000 PO 100 SafetyProg INTERBUS INTERBUS -Safety Extruderanlage mit Liniensteuerung Presse DVU 3000 Presse PO 100 VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 17 von 35 17

18 - Komponenten - PC WORX, die Programmierumgebung für alle Embedded Controller von Phoenix Contact vervollständigt die Steuerungskomponenten mit der geforderten SPS-Funktionalität nach IEC Kontaktplan (KOP) Funktions-BS (FBS) Anweisungsliste (AWL) Strukturierter Text (ST) Ablaufsprache (AS) und zusätzlich: Maschinenablaufsprache (MAS) VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 18 von 35 18

19 - Komponenten im Einsatz - Renault nutzt seit 1996 PC WORX in Pressensystemen PHOENIX CONTACT nutzt PC WORX in eigenen Produktionsmaschinen VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 19 von 35 19

20 - Komponenten - INTERBUS-Safety, Einfachheit bringt Sicherheit Unter diesem Motto wird einfache Planung, Installation und Bedienung der sicherheitsgerichteten Maschinen und Anlagen sowie der Support über den gesamten Lebenszyklus in ein Sicherheitskonzept integriert. Mit INTERBUS-Safety werden die Vorteile eines modernen Feldbusses und die Sicherheitstechnik kombiniert. VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 20 von 35 20

21 - Komponenten - INTERBUS Vorteile bleiben erhalten (effizientes Protokoll, keine Einstellungen, Resistent gegen Umwelteinflüsse) Zustimmverfahren (Verhalten ähnlich bekannter Technik) 1Bit Übertragung (vereinfachte Projektierung und Programmierung) Überwachte Abschaltzeit (vereinfachte Projektierung der Mindestabstände) VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 21 von 35 21

22 - Komponenten - Gesichert Programmieren und Projektiertieren mit... SafetyProg Einfach konfigurieren und programmieren in IEC Für System bis Kat.4 und SIL3 Applikations-Bibliotheken (Not-Aus, Schutztür, Reset,...) VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 22 von 35 22

23 - Komponenten - Sicher bis Kat 4 nach EN Sicher bis SIL 3 nach IEC INTERBUS-Safety ist ein Meilenstein in der Sicherheitstechnik VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 23 von 35 23

24 - Komponenten - INTERBUS-Safety - Einfachheit bringt Sicherheit - VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 24 von 35 24

25 Lösungsansatz - Funktionen Zusammenfassung der sicheren funktionalen Anforderungen: Betriebsartenwahlschalter (bis 1 aus 5) Quittierungsfunktion Not-Aus Lichtschranke Scanner für die Innenraumsicherung 2 Hand Bedienung Überwachung Sicherheitsventil (Stößelsteuerung) Überwachung der Stößelhochhaltung (Absinküberwachung / Bewegungsrichtung /Anzeige) Schutztürüberwachung mit Verriegelung Einbindung der Roboter Entscheidend für: Auswahl und Beschaltung der E/A Geräte Gestaltung der Sicherheitsfunktion Handhabungskonzept VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 25 von 35 25

26 - Komponenten - Installationssysteme Inline IP 20 Vorgeschlagene Lösung: Sichere E/A-Geräte Inline Geräte in IP 20 1 Bit Übertragung 1/2 Kanalig (parametrierbar) 2 Test-Takte (parametrierbar) Diagnose (parametrierbar) Querschluss/Kurzschluss equivalent/antivalent Schaltüberwachung Ausgangs-Leistung bis 2A VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 26 von 35 Ruggedline IP 67 Vorteile: Ein Feldbus-Netzwerk für sichere und nicht sichere E/As Alle Standard Sensoren/Aktoren sind nutzbar Integrierte Diagnosefunktion Sicher bis Kat4 / EN SIL3 / IEC

27 - Ausführung Zwei-Hand-Bedienung S12 S11 S22 S21 S1x S2x 1 Bit (Hand_L) Presse DVU 3000 VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 27 von 35 27

28 - Ausführung Betriebsartenwahlschalter Presse DVU 3000 VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 28 von 35 28

29 F Aufgabenstellung - Ausführung F B B Schnell durch offener Standards mit vorabgenommenen F Bausteinen F F Freiprogrammierbares Sicherheitssystem ermöglicht F B eigene Standards und modularen Programmaufbau F Standard Sensorik / Aktorik wird durch die kanalbezogene Parametrierung abgedeckt Die Parametrierung der Sensoren/Aktuatoren ist wiederverwendbar (Bibliotheksfunktion) Integration in die nicht sichere Automatisierung Unterstützung des gesamten Pressen Lebenszyklus der Abzugsband Maschine Pressen oder Anlage Extruieren B B Abkühlen B Ausführung der Funktionalen Anforderungen: Ausschleusen B VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 29 von 35 29

30 - Ausführung Funktionsbaustein-Diagnose Verfügbarkeit durch Diagnose VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 30 von 35 Gerätediagnose 30

31 -mit AUTOMATIONWORX - PC WORX SafetyProg DIAG+ PLCopen FL IBS PN S-SC/I-T Inline IBS IL S DI IBS IL S DO Extruderanlage mit Liniensteuerung Presse DVU 3000 Presse PO 100 VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 31 von 35 31

32 -mit AUTOMATIONWORX Saftey Management Entscheidend für: Gestaltung der Sicherheitsfunktion Verifizierung und Validierung Handhabung im Lebenszyklus Mit INTERBUS-Safety - Checklisten - Planung Sicherheitsfunktion Programmierung Validierung... VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 32 von 35 Angelehnt an IEC (In EN ISO wird verwiesen) 32

33 -mit AUTOMATIONWORX - Kompetente Unterstützung im gesamten Lebenszyklus... ISO EN IEC EN ISO Vorbereitung Engineering Betrieb IEC Know How, steigert Produktivität Bedarfsgerechte Unterstützung/Training Hotline 24 Stunden / 365 Tage/Jahr Ansprechpartner vor Ort - Weltweit VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 33 von 35 33

34 -mit AUTOMATIONWORX - Steigerung der Produktivität: Einfache Integration der Sicherheitstechnik Durchgängige Kommunikation mit Ethernet, PROFINET IO, INTERBUS-Safety Konsequente Nutzung von Standards (IEC , PLCopen) Unterstützung des gesamten Lebenszyklus der Maschine oder Anlage Abgenommen durch BGIA und TÜV bis SIL3 nach IEC bis Kat4 nach EN Zukunftssicher (ISO EN ,...) Bedarfsgerechte Unterstützung VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 34 von 35 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! VDMA_Phoenix_Contact_V1_00_Druck.ppt, Folie: 35 von 35 35