Applikationsbeispiele: Strukturierte Gestaltung und Umsetzung von Anwender-Software. Stefan Knauf, Mitsubishi Electric Europe B.V.

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1 Applikationsbeispiele: Strukturierte Gestaltung und Umsetzung von Anwender-Software Stefan Knauf, Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen Bei der Integration von Sicherheitstechnik in neue oder bestehende Maschinen muss nicht nur die Sicherheitshardware betrachtet werden, auch die Softwarekomponenten rücken immer mehr in den Vordergrund. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass eine gute hardwaretechnische Umsetzung von Sicherheitstechnik leicht durch schlechte Gestaltung der Anwendersoftware zunichte gemacht werden kann. Die Gestaltung Anwender-Software wird durch verschiedenen Anforderungen und Wissensständen sehr speziell und anspruchsvoll. Wird eine Maschine neu entwickelt kann der gesamte Prozess der Software sauber aufgesetzt und realisiert werden, anders sieht es bei einer Erweiterung einer bestehenden Maschine aus. Wie eine sicherheitstechnische Erweiterung einer bestehenden Maschine umgesetzt wurde, möchte ich anhand eines realen Beispieles erläutern. Dabei handelt es sich um eine Spezial- Papiermaschine installiert bei dem Endkunden. Die Realisierung wurde vom Endkunden durchgeführt und bietet einiges an Verbesserungspotential. Diese Beispiel dient als reales Spiegelbild und zeigt speziell die Problematik einer sicherheitstechnischen Maschinenerweiterung zur Verbesserung der Produktivität! Stefan Knauf arbeitet seit 2006 als Produkt Manager Modular PLC Systems in der Factory Automation - European Business Group bei Mitsubishi Electric. Vor seinem Wechsel zu Mitsubishi Electric sammelte er Erfahrungen im Bereich von Automatisierungslösungen auf Anwender- und Herstellerseite, z.b. bei Axima Refrigeration als Projektingenieur Mess- und Regelungstechnik (kältetechnische Anlagen) stefan.knauf@meg.mee.com INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN IM FOKUS DER NEUEN MRL,

2 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 1 Applikationsbeispiele: Strukturierte Gestaltung und Umsetzung von Anwender-Software Beispiel anhand einer sicherheitstechnischen Erweiterung einer Spezial-Papiermaschine zur Erstellung von Isolationspapier Stefan Knauf, Mitsubishi Electric Europe B.V. Dipl.-Ing. Stefan Knauf (MBM) Product Manager Modular PLC Systems Factory Automation- European Business Group Mitsubishi Electric Europe B.V.

3 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 2 Grundsätzliche Betrachtung zur Gestaltung und Umsetzung OEM oder End-Kunde Neumaschinen oder Erweiterung bestehender Maschinen Hardwarerealisierung Softwarerealisierung Zusammenarbeit Konstruktion/Elektrik/Programmierung Einbindung des Bedienpersonals Zu Beginn sollte man bei der Gestaltung und Umsetzung der Anwender Software einige verschiedene Betrachtungen durchführen. Die Anforderungen sind je nach Kunde und Applikation durchaus verschieden. Nicht nur der OEM als Maschinenhersteller, sondern auch der End-Kunde mit eigener Projektabteilung stehen vor der Herausforderung die neue Maschinenrichtlinie anzuenden. Eine Neuentwicklung bietet die Möglichkeit den gesamten Prozess neu und sauber zu gestalten. Komplizierter wird jedoch bei der Erweiterung oder Modernisierung einer bestehenden Maschine. Dabei bedarf der detaillierten Betrachtung der Hard- und Softwarerealisierung. Eine verbesserte Kommunikation zwischen den einzelnen beteiligten Fachabteilungen. Ebenfalls in Einbindung des Bedienpersonals sollte in Betracht gezogen werden.

4 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 3 Hintergrund Warum Produktivitätssteigerung der Maschine um 50% Interner Sicherheitsbeauftragter verlangt Einsatz von Sicherheitstechnik Was Spezial-Papiermaschine zur Herstellung von Isolationspapier Wie End-Kunde besitzt das Maschinen Know-How Realisierung durch den End-Kunden Kurze Hintergrundinformation zur Anwendung. Spezial Papiermaschine, eines weltweit operierenden Unternehmens. Standort: Schweden

5 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 4 Hintergrund Kurze Erläuterung zum Prozess der Papierherstellung.

6 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 5 Realisierungsschritte Ersetzen von reiner Sicherheitshardware-Lösung durch eine Safety-SPS mit vernetzten Safety-/Standard Remote E/A s Definition von Sicherheitszonen Softwareimplementierung: Safety-SPS in das vorhandene standard SPS Programm Dokumentation!? Es handelt sich in diesem Beispiel um eine bestehende Maschine die mit neuester Sicherheitstechnik ausgerüstet werden soll. Hier eine kurze Darstellung der Realisierung: - Integration der der sicherheitstechnischen Hardware - Definition der Sicherheitszonen - Software Implementierung - Richtige Dokumentation?

7 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 6 Realisierung Hardware Vorher Nachher Kurze grafische Darstellung der hardwaretechnische Realisierung. Klare Vorgabe des Kunden war die hardwaretechnische Trennung von Standard - / und Sicherheits- SPS.

8 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 7 Realisierung Software Normkonform Strukturiert und übersichtlich programmieren Sauber programmieren, z.b. einmalige Verwendung der Ausgänge Trennung von Standard & Safety Anwenderprogramm Diagnose programmieren Simulation Dokumentation Realität Gewachsenes Programm, schwierig realisierbar Sollte bei erfahrenen Programmierer vorausgesetzt werden Hier ja, da getrennte Hardware. Querkommunikation beachten Integrierte Diagnose Funktionen wurden genutzt. Direkt an der Maschine Nein Erläuterung der Software Gestaltung: Eine Gegenüberstellung der Normvorgaben und der eigentlichen Umsetzung. Hier soll nochmals der Unterschied zwischen Theorie und Praxis verdeutlicht werden.

9 VDMA-INFOTAG SICHERHEITSSTEUERUNGEN - STRUKTURIERTE ANWENDERSOFTWARE 8 Fazit Hardwarerealisierung wird in der Regel sauber umgesetzt. Sicherheitsrelevante Anwendersoftware Falsche Programmierung kann Sicherheitstechnik beeinflussen und/oder funktionslos machen. Programmierung von Hardwarediagnose: Zeitaufwendig aber erforderlich. Sauber und strukturiert programmieren, auch die Kollegen/Prüfer müssen es verstehen. Simulation und Dokumentation zwingend erforderlich. Vorher! Bedienpersonal richtig einweisen Fazit: Was muss bei der Gestaltung des sicherheitsbezogenen Anwenderprogramms beachtet werden?

10 Mitsubishi Electric Unternehmensprofil & Fakten Mitsubishi Electric global.mitsubishielectric.com Führendes Unternehmen der Elektrotechnik und Elektronik Seit Länder Mitarbeiter 25 Milliarden Euro Umsatz/Jahr Mitsubishi Electric Europe Mitsubishi Electric Unternehmensprofil & Fakten Factory Automation Produktportfolio in Europa Software MMI SPS Inverter Motion Controller Servo Motor Starter Schalter/Schütze Roboter CNC EDM Laser Processing Mitsubishi Electric Europe