Fehlersichere Steuerungen. SIMATIC Safety Integrated Einbindung des Rücklesesignals in eine Anwendung in Kategorie 4 nach EN 954-1

Transkript

1 Fehlersichere Steuerungen SIMATIC Safety Integrated Einbindung des Rücklesesignals in eine Anwendung in Kategorie 4 nach EN Funktionsbeispiel Nr.

2 Vorbemerkung Die Funktionsbeispiele zum Thema Safety Integrated sind funktionsfähige und getestete Automatisierungskonfigurationen auf Basis von A&D-Standardprodukten für die einfache, schnelle und kostengünstige Realisierung von Automatisierungsaufgaben in der Sicherheitstechnik. Jedes der vorliegenden Funktionsbeispiele deckt dabei eine häufig vorkommende Teilaufgabe einer typischen Kundenproblemstellung innerhalb der Sicherheitstechnik ab. Neben der Aufzählung aller benötigten Soft- und Hardwarekomponenten und Beschreibung deren Verschaltung miteinander, beinhalten die Funktionsbeispiele getesteten und kommentierten Code. Damit können die hier beschriebenen Funktionalitäten innerhalb kurzer Zeit nachgestellt und so auch als Basis für individuelle Erweiterungen genutzt werden. Wichtiger Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Die Safety Funktionsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Safety Funktionsbeispiele stellen keine kundenspezifische Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich. Diese Safety Funktionsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Safety Funktionsbeispiele erkennen Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Safety Funktionsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesen Safety Funktionsbeispielen und anderen Siemens Publikationen, wie z.b. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Inhaltsverzeichnis 1 Gewährleistung, Haftung und Support Automatisierungsfunktion Beschreibung der Funktionalität Vorteile/Kundennutzen Erforderliche Komponenten Aufbau und Verdrahtung Der Hardwareaufbau in der Übersicht Verdrahtung der Hardwarekomponenten Funktionstest Wichtige Einstellungen an den Hardwarekomponenten Leistungseckdaten Beispielcode Bewertung/Rückmeldung A&D Safety Integrated Seite 2/23

3 1 Gewährleistung, Haftung und Support Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Safety Funktionsbeispiel beschriebenen Beispiele, e, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Copyright 2004 Siemens A&D. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Safety Funktionsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens A&D zugestanden. Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende - Adresse an uns: A&D Safety Integrated Seite 3/23

4 2 Automatisierungsfunktion 2.1 Beschreibung der Funktionalität Was versteht man unter Rücklesen? Der Teil einer Schaltung in dem das Rücklesen realisiert ist, wird als Rückführkreis bezeichnet. Dort werden die Zustände der Schütz-Hilfskontakte ausgewertet, wobei zwangsgeführte Kontakte eingesetzt werden müssen. Das Einschalten einer Sicherheitsanwendung ist nur bei einem geschlossenem Rückführkreis möglich. Verschweißt beispielsweise ein Haupt- oder Freigabekontakt an einem Schütz, ist kein erneutes Aktivieren der Sicherheitsschaltung möglich. Das Rücklesen dient also zur Überwachung des Verbrauchers um ein Wiedereinschalten im Fehlerfall zu verhindern. Dies gilt auch für den Einsatz von Ventilen und ist bereits ab Sicherheitskategorie 2 erforderlich. Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Funktionsbeispiel In dem hier beschriebenen Funktionsbeispiel wird ein Motor an- und ausgeschaltet. An diesem kleinen Beispiel wird gezeigt wie der Rückführkreis in dem Schaltungsaufbau integriert wird und wie mittels STEP 7 dieser ausgewertet wird Nach der Maschinenrichtlinie muss jede Maschine mit einer oder mehreren Not-Halt Befehlseinrichtungen versehen sein. Aus diesem Grund ist auch in diesem Beispiel eine Not-Halt Funktionalität integriert, auf die aber nicht näher eingegangen wird. Erläuterungen zum Thema Not-Halt sind im Safety Integrated Funktionsbeispiel Nr. 1 zu finden. Sicherheitskategorie 4 Reaktionszeiten Für das Erreichen der Sicherheitskategorie 4 ist es zwingend notwendig das Prozesssignal zum Aktor rückzulesen. Das hier vorgestellte Beispiel erfüllt die Sicherheitskategorie 4. Verwenden Sie für die Berechnung der max. Reaktionszeit Ihres F-Systems die Excel-Datei (Cotia-Tabelle), die für S7 Distributed Safety, V 5.3 zur Verfügung steht. Sie finden diese Datei im Internet: unter der Beitrags-ID A&D Safety Integrated Seite 4/23

5 Ablaufdiagramm Nachfolgendes Ablaufdiagramm zeigt den Funktionsablauf des Beispiels. Die dort zu sehende Quittierung ist notwendig vor dem ersten Start des Motors vor einem Start nach Auslösen des Not-Halt nach Reintegration (Ende einer Passivierung) des sicherheitsgerichteten Eingabemoduls der ET 200S Copyright Siemens AG Copyright-Jahr Vorteile/Kundennutzen Geringer Verdrahtungsaufwand durch Verwendung von sicherheitsgerichteter S7-CPU und dezentraler Peripherie. Dieser Vorteil kommt um so mehr zum Tragen, je mehr Sicherheitsfunktionen realisiert werden. Programmierung des sicherheitsgerichteten Programms mit STEP 7 Engineering-Tools Nur eine CPU notwendig, da sicherheitsgerichtete und Standard- Programmteile koexistent in der CPU ablaufen A&D Safety Integrated Seite 5/23

6 3 Erforderliche Komponenten Hardwarekomponenten Komponente Typ MLFB/Bestellangaben Anz Hersteller Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Stromversorgung PS307 5A 6ES73071EA00-0AA0 1 S7-CPU, einsetzbar für Sicherheitsanwendungen CPU 315F-2DP 6ES7315-6FF01-0AB0 1 Micro Memory Card MMC 512 KByte 6ES7953-8LJ10-0AA0 1 Interface Module für ET 200S IM 151 High Feature 6ES7151-1BA00-0AB0 1 Powermodul für ET 200S PM-E DC24..48V AC V 6ES7138-4CB10-0AB0 2 Elektronikmodul für ET 200S 2DI HF DC24V 6ES7131-4BB00-0AB0 3 Elektronikmodul für ET 200S 4/8 F-DI DC24V 6ES7138-4FA01-0AB0 1 Elektronikmodul für ET 200S 4 F-DO DC24V/2A 6ES7138-4FB01-0AB0 1 Terminalmodul für ET 200S TM-P15S23-A0 6ES7193-4CD20-0AA0 2 Terminalmodul für ET 200S TM-E15S24-A1 6ES7193-4CA20-0AA0 3 Terminalmodul für ET 200S TM-E30C46-A1 6ES7193-4CF50-0AA0 2 Profilschiene 482,6 mm 6ES7390-1AE80-0AA0 1 Normprofilschiene 35 mm, Länge:483 mm 6ES5710-8MA11 1 Not-Halt Drucktaster, 1Ö 3SB3801-0DG3 1 Bodenelement (für Not-Halt) 1Ö, Schraubanschluss 3SB3420-0C 1 Drucktaster Grün, 1S 3SB3801-0DA3 2 Drucktaster Rot, 1Ö 3SB3801-0DB3 1 Schütz AC-3, 3KW/400V, 1Ö, DC 24V, 3RT1015-2BB42 2 Überspannungsbegrenzer zum Aufstecken auf das Schütz RC-GLIED AC V, DC V 3RT1916-1CB00 2 Motor Niederspannungsmotor 0,12kW 1LA7060-4AB10 1 Leistungsschalter für den Motorschutz Ausl.0,35...0,5A 3RV1011-0FA1 1 SIEMENS AG Mit den angegebenen Hardwarekomponenten wurde die Funktionalität getestet. Es können dazu auch ähnliche, von obiger Liste abweichende Produkte verwendet werden. Beachten Sie in einem solchen Fall bitte, dass ggf. Änderungen im Beispielcode (z.b. andere Adressen) notwendig werden.! Achtung Prüfen Sie immer ob Schütze und Leistungsschalter auch zum verwendeten Motor bezüglich der Leistungsdaten passen. Sorgen Sie weiterhin für einen sicheren Betrieb am Netz mittels geeigneter Sicherungen. Projektierungssoftware/-tools Komponente Typ MLFB / Bestellangaben Anz Hersteller SIMATIC STEP 7 V5.3 + SP1 6ES7810-4CC07-0YA5 1 SIMATIC Distributed Safety V5.3 6ES7833-1FC01-0YA5 1 SIEMENS A&D Safety Integrated Seite 6/23

7 4 Aufbau und Verdrahtung Beachten Sie zum Aufbau und zur Verdrahtung des Funktionsbeispiels unbedingt nachfolgenden : Für das Erreichen der Sicherheitskategorie 4 ist es zwingend notwendig, das Prozesssignal zum Aktor rückzulesen. 4.1 Der Hardwareaufbau in der Übersicht Gesamtanordnung Die Anordnung zur Demonstration der Signalrückführung besteht aus einer PROFIBUS-Konfiguration. Eine sicherheitsgerichtete S7-CPU wird dabei als DP-Master, eine ET 200S als DP-Slave eingesetzt. Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Zwei 2DI-Elektronikmodule können auch durch ein 4DI-Elektronikmodul ersetzt werden. Die High-Feature -Elektronikmodule können auch durch Standardmodule ersetzt werden. A&D Safety Integrated Seite 7/23

8 Rücklesesignal Die Anbindung der Rücklesesignale an die Hardware geschieht über die Hilfskontakte (NC) der Schütze. Die Hilfskontakte der Schütze werden mit dem Standard-Eingabekanal der ET 200S verbunden. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: So ist es in diesem Beispiel: Möglichkeit 1 Möglichkeit 2 So könnte man es auch machen: Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Das Rücklesen der Signale geschieht einzeln über jeweils einen Eingang. Dadurch ergeben sich bessere Diagnosemöglichkeiten. Das Rücklesen der Signale geschieht über insgesamt einen Eingang. Das unter Möglichkeit 1 zwei Eingabemodule dargestellt sind, liegt lediglich an der Aufteilung der Signale im zugehörigen Beispielprogramm. Generell können die beiden benötigten Eingänge natürlich auch auf einem Eingabemodul liegen. 4.2 Verdrahtung der Hardwarekomponenten Voraussetzung: Die Stromversorgungen werden mit 230V AC versorgt. Kontrollieren Sie vorab die an den nachfolgend genannten Hardwarekomponenten eingestellten Adressen: A&D Safety Integrated Seite 8/23

9 Hardwarekomponente IM 151 High Feature F-DI F-DO Einzustellende Adresse 6 (PROFIBUS- Adresse) Schalterstellung: Schalterstellung: Können Sie abändern Die PROFIsafe-Adressen werden automatisch bei der Projektierung der fehlersicheren Module in STEP 7 vergeben. Zulässig sind die PROFIsafe- Adressen 1 bis Achten Sie bitte darauf, dass die Einstellung am Adressschalter (DIL Schalter) auf der Modulseite mit der PROFIsafe-Adresse in der Hardwarekonfiguration von STEP 7 übereinstimmt. Die DP-Schnittstelle der CPU 315F muss mit der DP-Schnittstelle der IM 151 HF verbunden werden. Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. Im Nachfolgenden wird die Verdrahtung der Hardware gezeigt. Dazu wird nachfolgende Tabelle vorangestellt, in der mehrfach vorkommende Hardwarekomponenten nummeriert werden, damit Sie diese in dem sich dann anschließenden Verdrahtungsplan eindeutig zuordnen können. A&D Safety Integrated Seite 9/23

10 Einbindu ng des Rücklesesignals in eine Anwendung in Kategorie 4 nach EN PM-E PM-E AUX1 4 8 AUX DI HF 2 DI HF DI HF 1 5 Stopp Start Copyright Siemens AG Copyright-Jahr2005. L1 N PE L A 4 IM 151 HF L M M A 8 1 A 4 A 8 2 F-DO A 4 A A 4 7 A 8 4 A A 8 5 A1+ A2-21 Schütz K2 22 Quittierung F-DI A A2-22 Schütz K1 A 4 A 8 A 12 A A 3 A 7 A 11 A A 4 A 3 A 8 A 12 A 16 A 7 A 11 A 15 Not-Halt Taster A&D Safety Integrated Seite 10/23

11 Für den Download des S7-Projektes zur CPU 315F-2DP benötigen Sie eine Verbindung zwischen der MPI-Schnittstelle Ihres PG/PC und der MPI-Schnittstelle der CPU 315F-2DP (MPI-Kabel). Der Lastkreis besitzt folgendes Aussehen: 4.3 Funktionstest Nach dem Verdrahten der Hardwarekomponenten können Sie (nach Laden des S7-Projektes) die verwendeten Ein- und Ausgänge bezüglich der Funktionalität prüfen. Verwendete Ein- und Ausgänge Nr. HW-Komponente Adresse Symbol Signal (Defaultwert) 1 Taster (NO) E 0.0 START 0 Start-Anforderung 2 Taster (NC) E 0.1 STOP 1 Stopp-Anforderung 3 Taster (NO) E 1.0 ACK 0 Quittierung 4 Schütz-Hilfskontakt (NC) E 1.1 K1_HELP 1 5 Schütz-Hilfskontakt (NC) E 2.0 K2_HELP 1 Rücklesesignal 6 Not-Halt Drucktaster E 3.0 ESTP 1 7 Magnetspule Schütz A 9.0 K1_K2 0 A&D Safety Integrated Seite 11/23

12 Testen der Ein- und Ausgänge! Achtung Voraussetzung: Die Ein- und Ausgänge haben die unter Verwendete Einund Ausgänge angegebenen Defaultwerte. Nachfolgende Aktionen sollten Sie zunächst einmal ohne aktiviertem Lastkreis ausführen. Nr. Aktion 1 Drücken Sie den Taster E 1.0 und lassen ihn los 2 Drücken Sie den Taster E 0.0 und lassen ihn los 3 Drücken Sie den Taster E 0.1 und lassen ihn los Reaktion A 9.0 K1 K2 Motor 0 nicht angezogen AUS Quittierung 1 angezogen AN Start-Anforderung 0 nicht angezogen AUS Stop-Anforderung 4 Wiederholen Sie Nr. 2 1 angezogen AN Start-Anforderung 5 Drücken Sie den Not-Halt (E 3.0) Not-Halt auslösen 0 nicht angezogen AUS 6 Entriegeln Sie den Not-Halt 7 Wiederholen Sie Nr. 1 und 2 1 angezogen AN Quittierung und Start- Anforderung 8 Drücken Sie den Taster E 0.1 und lassen ihn los Eine Quittierung ist notwendig beim ersten Start nach dem Entriegeln des Not-Halt 0 nicht angezogen AUS Stop-Anforderung nach Reintegration (Modul war passiviert) des sicherheitsgerichteten Eingabemoduls (F-DI) der ET 200S Nach einer Überschreitung der Rücklesezeit bei der Rückführkreisüberwachung 4.4 Wichtige Einstellungen an den Hardwarekomponenten! Achtung Nachfolgend werden zur Übersicht einige wichtige Einstellungen aus der Hardwarekonfiguration von STEP 7 gezeigt. Diese Einstellungen finden sich in dem mitgelieferten STEP 7-Projekt wieder. Änderungen an diesen Einstellungen (z.b. aufgrund von individuellen Vorgaben) sind grundsätzlich möglich, beachten Sie dazu aber bitte nachfolgenden : Die nachfolgend gezeigten Einstellungen tragen mit dazu bei die Sicherheitskategorie 4 nach EN zu erfüllen. Änderungen an den Einstellungen können zu einem Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Sollten Sie Änderungen durchführen (z.b. ein weiteres Modul hinzufügen), muss auch der Beispielcode entsprechend angepasst werden. A&D Safety Integrated Seite 12/23

13 Übersichtsbild Die PROFIBUS-Adresse wird an dem IM 151 HF mittels DIL-Schalter eingestellt. Einstellungen der CPU 315F-2DP Zu erreichen durch Doppelklick auf CPU 315F-2 DP (siehe Übersichtsbild ). Bild Defaultwert: 100 ms. Zu Beachten ist, dass die F-Baugruppen-Überwachungszeit größer als die Aufrufzeit des OB 35 sein muss. A&D Safety Integrated Seite 13/23

14 Bild Zu finden im Register Schutz. Es muss ein Passwort vergeben werden, um den Parameter CPU Contains Safety Program setzen zu können. Nur in diesem Fall werden bei der Übersetzung der Hardwarekonfiguration von STEP 7 alle erforderlichen F-Bausteine zum sicheren Betrieb der F-Baugruppen generiert. Hier verwendetes Passwort: siemens Einstellungen der sicherheitsgerichteten F-DI Eingestellter Betrieb: Testbetrieb Im Prozessbetrieb werden die Testfunktionen wie Programmstatus oder Variable beobachten/steuern so eingeschränkt, dass die eingestellte zulässige Zykluszeiterhöhung nicht überschritten wird. Das Testen mit Haltepunkten und schrittweise Programmausführung können nicht ausgeführt werden. Im Testbetrieb sind alle Testfunktionen über PG/PC ohne Einschränkung nutzbar, die auch größere Verlängerungen der Zykluszeit bewirken können. Wichtig: Wenn sich die CPU im Testbetrieb befindet, müssen Sie dafür sorgen, dass die CPU bzw. der Prozess große Zykluszeitverlängerungen "vertragen" kann. Zu erreichen durch Doppelklick auf 4/8 F-DI DC24V (siehe Übersichtsbild ). Bild Der 2-kanalige Not-Halt Taster erhält die Spannungsversorgung über die Baugruppe. Kat. 4 wird erreicht, in dem eine Querschlusserkennung möglich ist. Dazu muss der Kurzschlusstest aktiviert sein. DIL switch settings Dieser Wert muss auf dem Modul (F-DI) eingestellt sein. F monitoring time Zu Beachten ist, dass die F- Überwachungszeit größer als die Aufrufzeit des OB 35 sein muss. Ebenfalls im Register Parameter. Kanal 0, 4 Die beiden Öffner-Kontakte des Not-Halt Tasters werden in einer 2v2-Auswertung abgefragt. Alle anderen Kanäle Deaktivieren A&D Safety Integrated Seite 14/23

15 Einstellungen der sicherheitsgerichteten F-DO Zu erreichen durch Doppelklick auf 4 F-DO DC24V/2A (siehe Übersichtsbild ). Bild DIL switch settings Dieser Wert muss auf dem Modul (F-DO) eingestellt sein. F monitoring time Zu Beachten ist, dass die F- Überwachungszeit größer als die Aufrufzeit des OB 35 sein muss. Verwendeten Kanal 0 Aktivieren, nicht verwendete Kanäle (1, 2, 3) deaktivieren. Der Ausgang von Kanal 0 sorgt für das Anziehen/Abfallen der Schützspulen von K1 und K2. Die Rücklesezeit legt die Dauer des Ausschaltvorgangs für den entsprechenden Kanal fest. Sie sollten die Rücklesezeit hinreichend groß einstellen, wenn der betroffene Kanal große kapazitive Lasten schaltet. Wir empfehlen die Rücklesezeit durch Probieren so klein wie möglich, jedoch so groß einzustellen, das der Ausgangskanal nicht passiviert wird. Einstellungen für die Rücklesesignale Bild Die Rücklesesignale (hier im Bild ist K2_HELP dargestellt) werden über ein Standard-Eingabemodul der ET 200S eingelesen; sie brauchen nicht über ein sicherheitsgerichtetes Eingabemodul gelesen werden. A&D Safety Integrated Seite 15/23

16 5 Leistungseckdaten Lade- und Arbeitsspeicher (ohne Programmcode) Gesamt S7-Standardbausteine F-Bausteine (sicherheitsgerichtet) Ladespeicher ca. 37,5 k ca. 0,2 k ca. 37,3 k Arbeitsspeicher ca. 28,2 k ca. 0,09 k ca. 28,1 k Lade- und Arbeitsspeicher (mit Programmcode) Gesamt S7-Standardbausteine F-Bausteine (sicherheitsgerichtet) Ladespeicher ca. 46,3 k ca. 1,0 k ca. 45,3 k Arbeitsspeicher ca. 33,4 k ca. 0,4 k ca. 33,0 k Zykluszeit Gesamtzykluszeit (typisch) ca. 5ms Standard- und Sicherheitsprogramm Max. Laufzeit des Sicherheitsprogramms 6 Beispielcode Vorbemerkung 8 ms Die Berechnung erfolgt mit der Cotia-Tabelle. In Kap. 2 ist angegeben wo Sie diese finden. Beiliegend bieten wir Ihnen das STEP 7 Projekt als Beispielcode, bei dem das Rücklesen demonstriert wird. Der Beispielcode ist immer den in den Funktionsbeispielen verwendeten Komponenten zugeordnet und realisiert die geforderte Funktionalität. Darüber hinaus gehende Problemstellungen sind von Anwenderseite zu realisieren, wobei der Beispielcode als Grundlage dienen kann. Passwort Die für den sicherheitsrelevanten Teil verwendeten Passwörter sind in allen Fällen siemens. Verwendung des STEP 7 Projektes Ein Drehstrom-Asynchronmotor wird über einen Taster (NO) gestartet und über einen Taster (NC) gestoppt. Im Notfall kann der Motor auch über einen Not-Halt Drucktaster gestoppt werden. Diese Funktionalität dient als Rahmen um aufzuzeigen, wie die Signale vom Aktor rückgelesen und innerhalb des STEP 7 Programms ausgewertet werden. A&D Safety Integrated Seite 16/23

17 Download Zum Aufrufen der zugehörigen Projektdatei, öffnen Sie die als getrennter Download (auf der HTML-Seite) angebotene Datei "as_fe_i_007_v10_code_readback.zip" und extrahieren diese in ein beliebiges Verzeichnis. Für den Download des Projektes in die F-CPU gehen Sie bitte wie folgt vor: Laden Sie zuerst die Hardwarekonfigurationen in die S7-CPU Wechseln Sie zum SIMATIC Manager Aktivieren Sie den Ordner Bausteine Menü Extras -> Sicherheitsprogramm bearbeiten Klicken Sie den Button Laden Der Beispielcode mit den angegebenen Konfigurationen ermöglicht folgendes: Start und Stopp eines Drehstrom-Asynchronmotors unter Berücksichtigung der vom Aktor zurückgelesenen Signale. Not-Halt zum Abschalten im Fehlerfall. Im Fokus dieses Funktionsbeispiels steht aufzuzeigen, wie das Rücklesesignal an die Hardware angeschlossen und wie es mittels Software (STEP 7) ausgewertet wird. Der Betrieb des Motors ist dabei Mittel zum Zweck. Die Not-Halt Funktionalität dient zur Sicherheit, falls das Beispiel nachgestellt wird. A&D Safety Integrated Seite 17/23

18 Programmablauf Das Standard-Anwenderprogramm besteht im wesentlichen aus zwei Netzwerken im OB1: Netzwerk 1 Die Hilfskontakte von K1 und K2 werden unter dem Merkerbit FEEDBACK im Sicherheitsprogramm ausgewertet. Netzwerk 2 Die Einschaltbedingung COND= 1 ist nur möglich, wenn der R-Eingang des Flip-Flops 0 -Signal führt (bei 1 -Signal am S- und R-Eingang dominiert bei diesem Flip-Flop die Funktion Rücksetzen). INSTANZ_FB1.EN kennzeichnet den Signalzustand eines Flip-Flops im Sicherheitsprogramm (dort als statische Variable verwendet). Solange dort noch keine notwendige Quittierung abgesetzt wurde, bleibt dieses Bit auf 0 und es kann nicht gestartet werden. Die Information des Merkers COND wird im Sicherheitsprogramm als Merker COND1 gelesen. Diese Zuweisung geschieht im Weckalarm OB 35 und hat nachfolgenden Grund: Nachfolgende Begründung gilt ebenfalls für das Merkerbit FEEDBACK aus Netzwerk 1. Wenn Sie im Sicherheitsprogramm Daten aus dem Standard- Anwenderprogramm (Merker oder PAE von Standard-Peripherie) lesen möchten (hier: COND), die während der Laufzeit einer F-Ablaufgruppe durch das Standard-Anwenderprogramm oder ein Bedien- und Beobachtungssystem verändert werden können, müssen Sie dafür eigene Merker (hier: COND1) verwenden. Diese Merker müssen Sie unmittelbar vor dem Aufruf der F-Ablaufgruppe mit den Daten aus dem Standard- Anwenderprogramm beschreiben. Im Sicherheitsprogramm dürfen Sie dann nur auf diese Merker zugreifen. In diesem Beispiel ist dies schon realisiert. Generell gilt jedoch: Wenn Sie obige Sätze nicht beachten, kann die F-CPU in STOP gehen. A&D Safety Integrated Seite 18/23

19 Das sicherheitsgerichtete Programm besitzt folgenden Programmablauf: F-CALL (FC 1) F-CALL (FC 1) ist die F-Ablaufgruppe und wird aus dem Weckalarm-OB (OB 35) heraus aufgerufen. F-CALL ruft den F-Programmbaustein (hier: FB 1) auf. FB F_PRG (FB 1, DB 1) und FB F_FDBACK (FB 216, DB 216) Netzwerk 1 Der FB F_PRG (FB1, DB1) ruft als erstes den FB F_FDBACK (FB216, DB216) auf. Der FB 216 ist ein zertifizierter Baustein aus der Bibliothek von Distributed Safety, der ab der Version 5.3 zur Verfügung steht. A&D Safety Integrated Seite 19/23

20 Das Quittierungssignal ACK ist sowohl für die Quittierung nach Auslösen und Entriegeln des Not-Halt Tasters als auch nach Überschreiten der Rückführzeit FDB_TIME (am FB 1) zuständig. Letzteres wird angezeigt durch #ERROR= 1. Der Zustand des Flip-Flops wird in der statischen Variablen #EN gespeichert und im OB 1 als Einschaltbedingung gelesen. Mit 1 -Signal am Formalparameter ACK_NEC wird angezeigt, das eine manuelle Quittierung notwendig ist, um Freigabe (Formalparameter Q) zu setzen. Das Bit #ACK_NEC ist eine statische Variable mit der Vorbelegung 0. Der Ausgang Q wird auf 1 gesetzt, sobald der Eingang ON = 1 ist. Dabei muss der Rückleseeingang FEEDBACK = 1 sein und es darf kein Rücklesefehler gespeichert sein. Ein Rücklesefehler ERROR = 1 wird erkannt, wenn der Signalzustand des Rückleseeingangs FEEDBACK (zum Ausgang Q) nicht innerhalb der maximal tolerierbaren Rücklesezeit FDB_TIME dem Signalzustand des Eingangs ON folgt. K1_K2 ist der Ausgang des F-Ausgabemoduls, der die Schütze K1 und K2 ansteuert. Damit bei einer Passivierung der vom Ausgang Q angesteuerten F-Peripherie kein Rücklesefehler erkannt wird und keine Quittierung erforderlich ist, müssen Sie den Eingang QBAD_FIO mit der Variable QBAD des zugehörigen F-Peripherie-DB versorgen. Vor dem Einfügen des F-Applikationsbausteins F_FDBACK müssen Sie den F-Applikationsbaustein F_TOF aus dem Bausteincontainer F-Application Blocks\Blocks der F-Bibliothek Distributed Safety (V1) in den Bausteincontainer Ihres S7-Programms kopieren, wenn dieser dort noch nicht vorhanden ist (in diesem Beispielprojekt schon geschehen)! Warnung Beim Einsatz des F-Applikationsbausteins F_FDBACK muss der F-Applikationsbaustein F_TOF die Nummer FB 186 haben und darf nicht umnummeriert werden! A&D Safety Integrated Seite 20/23

21 ! Warnung Netzwerk 2 FC REINTEGRATION (FC 2) Netzwerk 2 des FB 1 ruft den FC 2 auf, wo im Falle einer Passivierung der F-DI bzw. F-DO die Reintegration realisiert wird. Für die F-DO ist ein Merkerbit REINT vorbereitet, dass mit einer positiven Flanke die Baugruppe wiedereingliedert. In diesem Beispiel geschieht die Reintegration passivierter Baugruppen automatisch. Nutzen Sie die automatische Reintegration für Ihre Anwendungen nur dann, wenn sich daraus keine Gefährdungen ergeben können. Eine Passivierung wird durch leuchten der LED SF auf der Baugruppe angezeigt. Die Reintegration einer F-Baugruppe kann ca. eine Minute dauern. Beispiel Beim Ausschalten ist Schütz K1verschweißt. Dieser Vorgang wird im S7- Programm wie folgt aufgedeckt: Nr. Funktion Anmerkung 1 Das Merkerbit FEEDBACK geht nach dem Ausschalten nicht auf 1, so das die Hilfskontakte von K1 und K2 unterschiedliches Signal führen. 2 Am Eingang FEEDBACK des FB 216 im Sicherheitsprogramm folgt dieses Signal jetzt nicht (innerhalb der parametrierbaren Rücklesezeit FDB_TIME) dem Signal des Zustands des Eingangs ON. 3 Am FB216 wird das Fehlerbit ERROR gesetzt. 4 Erst wenn das Verschweißen des Schützes beseitigt ist, wird mit ACK_REQ= 1 angezeigt, dass der Fehler behoben ist und quittiert werden kann. 5 Nach der Quittierung wird ERROR zurückgesetzt und es kann wieder gestartet werden. OB 1, NW 1 FB 216, Aufruf im FB 1 Bedienungsanleitung Vorraussetzung: Hardwarekonfiguration von STEP 7 und Sicherheitsprogramm befinden sich in der S7-CPU Not-Halt entriegelt Keine Passivierung der F-DI/F-DO! Achtung Nachfolgende Aktionen sollten Sie zunächst einmal ohne aktiviertem Lastkreis ausführen. A&D Safety Integrated Seite 21/23

22 Motor AN/AUS Nr. Aktion Ergebnis / 1 Drücken Sie den Quittierungstaster und lassen ihn los 2 Drücken Sie den Taster für die Start- Anforderung und lassen ihn los 3 Drücken Sie den Taster für die Stopp- Anforderung und lassen ihn los Vor dem ersten Start des Motors notwendig. Schütze K1 und K2 ziehen an, dadurch startet der Motor Schütze K1 und K2 fallen ab, dadurch stoppt der Motor Not-Halt Nr. Aktion Ergebnis / 1 Falls dies der erste Start des Motors ist: Drücken Sie den Quittierungstaster Sonst: Nr. 2 2 Drücken Sie den Taster für die Start- Anforderung und lassen ihn los Vor dem ersten Start des Motors ist eine Quittierung notwendig. Schütze K1 und K2 ziehen an; dadurch startet der Motor 3 Drücken Sie den Not-Halt Drucktaster Schütze K1 und K2 fallen ab: dadurch stoppt der Motor 4 Entriegeln Sie den Not-Halt Drucktaster 5 Drücken Sie den Taster für die Start- Anforderung und lassen ihn los Verschweißen eines Schützes Schütze K1 und K2 ziehen nicht an; der Motor startet nicht. Ein Start des Motors ist erst nach einer Quittierung möglich. Nr. Aktion Ergebnis / 1 Falls dies der erste Start des Motors ist: Drücken Sie den Quittierungstaster Sonst: Nr. 2 2 Drücken Sie den Taster für die Start- Anforderung und lassen ihn los 3 Drücken Sie den STOP-Taster und halten dabei die Spule von Schütz K1 oder K2 angezogen. 4 Drücken Sie den Taster für die Start- Anforderung und lassen ihn los Vor dem ersten Start des Motors ist eine Quittierung notwendig. Schütze K1 und K2 ziehen an; dadurch startet der Motor Simuliertes Verschweißen des Schützes. F-Ausgang für K1 und K2 wird nicht geschaltet A&D Safety Integrated Seite 22/23

23 Bewertung/Rückmeldung A&D AS CS3 KM D Nürnberg-Moorenbrunn Fax.: Mail:: Absender Name: Dienststelle Ort: Telefon: Internetadresse: Bewertung des Papieres Finde ich sehr gut Finde ich gut Finde ich nicht so gut Weil... Sollten Sie beim Lesen dieser Unterlage auf Druckfehler gestoßen sein, bitten wir Sie, uns diese mit diesem Vordruck mitzuteilen. Ebenso dankbar sind wir für Anregungen und Verbesserungsvorschläge. Thema richtig gewählt Thema verfehlt Umfang ausreichend Zu detailliert Zu oberflächlich Verständlich Teilweise verständlich Unverständlich Gestaltung gut Gestaltung mittel Gestaltung schlecht Oft benutzt Selten benutzt Einmal dann nicht wieder Zeitersparnis durch Verwendung des Papiers gegenüber früher: Keine Ersparnis ca. 5% ca. 10% andere...% Anregungen: A&D Safety Integrated Seite 23/23