TIA Portal STEP 7 Safety V11

Transkript

1 TIA Portal Nahtlose Integration von Safety in das TIA Portal Christian Beerli

2 TIA Portal Highlights Kommunikation Projektieren Programmieren Seite 2

3 Anwendung mit einer Fehlersicheren Steuerung Wo ist es sinnvoll eine fehlersichere Steuerungen einzusetzen? - dort wo mehrere unabhängige Sicherheitsfunktionen an einer Maschine greifen müssen - dort wo ein System flexibel sein muss (z.b. bei einem Prototypen) - dort wo verschiedene Steuerungen über Bussysteme vernetzt werden - dort wo ein möglichst hoher Grad an Diagnose genutzt werden soll - dort wo ein All in One System gewünscht wird (Durchgängigkeit) - dort wo Sicherheitsfunktionen nachträglich implementiert werden Seite 3

4 Anwendung mit einer Fehlersicheren Steuerung Welche Controller gibt es? Modular Fail-safe Controller ET 200F S7-300F S7-400F PC-based Automation mit WinAC RTX F S7-mEC-RTX F IPC 427C/477C-RTX F SoftSPS WinAC RTX F IEC bis SIL 3 EN bis SIL 3 EN ISO : 2006 bis PL e NFPA (US) und NFPA 85 (US) UL 1998, UL 508 und UL 991 Ein Engineering auf Basis SIMATIC SIMATIC Fail-safe Controller: Für jede Anforderung die passende Steuerungslösung Seite 4

5 Anwendung mit einer Fehlersicheren Steuerung Welche Möglichkeiten von Safety zu integrieren? Trennung von Controller, I/O und Bus Ein Controller, ein Bus und gemischte I/O Trennung von Controller, ein Bus und gemischte I/O Seite 5

6 Anwendung mit einer Fehlersicheren Steuerung Ihre Vorteile Kostenreduzierung da ein System für Standard und sicherheitsgerichtete Automatisierung Reduzierung eingesetzter Komponenten und Schnittstellen Ein Engineering mit zentraler Datenhaltung und durchgängiger Diagnose Standard- und fehlersichere Kommunikation über dasselbe Netzwerk Standard- SPS Bisherige Lösung Not- Halt PROFIBUS Office World via Ethernet Safety Bus Fehlersichere Peripherie Standard- Peripherie Not- Halt Fehlersichere SPS Vermarktungsvorteil durch Nutzung weltweit akzeptierter Standards PROFIBUS, PROFINET, PROFIsafe Höchstmögliche Flexibilität Zertifizierung für höchste Sicherheitsanforderungen nach den neuesten Normen Integrierte Lösung Not-Halt Not-Halt F-SIMATIC PROFINET Not-Halt Seite 6 Anbindung Office World

7 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Brauche ich für Safety ein zusätzliches Engineering System? Sicherheitstechnik ist integraler Bestandteil der Automatisierung und somit auch im Engineering voll integrierbar. Ein Engineering für Standard- und sicherheitsgerichtete Programme Intuitive Bedienung und gleiches Bedienkonzept wie für die Erstellung von Standardprogrammen Die Eigenschaften von STEP 7 V11 sind auch für das Optionspaket verfügbar Programmierung in den Programmiersprachen KOP und FUP Neu: Unterstützung von DINT-Datentypen (32 Bit) Integrierte, zertifizierte Bibliothek für alle gängigen Sicherheitsfunktionen Controller ET 200 F-CPU ET 200S & ET 200pro CPU 315F/317F/319F CPU 414F/416F EC31-RTX F IPC 427/477C-RTX F WinAC RTX F Engineering PROFINET & PROFIsafe Peripherie ET 200M ET 200S PROFIBUS & PROFIsafe ET 200pro ET 200isp ET 200eco Seite 7

8 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Muss Safety kompliziert sein? Konfiguration Einheitliches Look-and-Feel für alle fehlersicheren Baugruppen Ablage von Baugruppen mit kundenspezifischen Parametern in einer Bibliothek Ready-to-Start: F-Ablaufgruppe wird automatisch mit Einfügen der F-CPU angelegt Kein F-Call erforderlich Verschaltung aus Programmeditor auf Baugruppe per Drag & Drop möglich Abnahmeausdruck Seite 8

9 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Woran erkenne ich safety relevante Ressourcen in meinem Programm? Die safety relevanten Ressourcen sind einheitlich Gelb markiert In der Netzsicht In der Gerätesicht Im Projektbaum Im HW-Katalog Im Sicherheitsprogramm Eindeutige Trennung von anwender- und systemspezifischen Bausteinen Alle vom System automatisch generierten Systembausteine werden automatisch in einem Systemordner abgelegt Seite 9

10 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Woran erkenne ich Safety relevante Ressourcen in meinem Programm? Netzsicht Devices/Slaves mit fehlersicheren Modulen werden mit einem kleinen E-STOP-Symbol markiert. Variablentabelle und Beobachtungstabelle Safety Variablen werden in den Variablen- und Beobachtungstabellen gelb dargestellt. Seite 10

11 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Was gibt es sonst noch an Neuheiten? Safety Bausteine Bausteinbeschreibung wird bereits bei Mouse over der einzelnen Bausteine angezeigt Neu: Freie FB-Nummernvergabe für F-Bibliotheksbausteine Datenzugriffe Neu: DIAG-Ausgänge direkt mit Standardoperanden beschalten Neu: schreibende Standardzugriffe auf F-Daten werden on-the-fly als Fehler markiert Neu: Zugriff auf Standard-DBs aus dem F-Programm heraus (ab V12) Seite 11

12 Lückenlose Integration von Safety in das STEP 7 - Engineering System Was gibt es sonst noch an Neuheiten? Handling Baugruppen-Parkplatz Inkonsistente Bausteine speichern Unverschaltete Slaves und Devices können im Projekt bestehen Gleiches Bedienkonzept wie bei Standard, d.h. gleiches Generieren und gleicher Download Seite 12

13 TIA Portal Highlights Kommunikation Projektieren Programmieren Seite 13

14 Sicherheitsgerichteten Kommunikation PROFIBUS DP Welche Kommunikationsmöglichkeiten gibt es bei PROFIBUS DP? A: Master Master B: Master I-Slave C: I-Slave I-Slave D: I-Slave Slave Seite 14

15 Sicherheitsgerichteten Kommunikation PROFINET IO Welche Kommunikationsmöglichkeiten gibt es bei PROFINET IO? A: IO-Controller IO-Controller B: IO-Controller I-Device C: IO-Controller I-Slave D: I-Slave I-Slave Seite 15

16 Kommunikation projektieren und programmieren Welche Möglichkeiten der sicherheitsgerichteten Kommunikation gibt es? Sicherheitsgerichtete Kommunikation I-Slave-Slave-Kommunikation Sicherheitsgerichtete CPU-CPU-Kommunikation: Master-Master-Kommunikation Master-I-Slave-Kommunikation I-Slave-I-Slave-Kommunikation IO-Controller-IO-Controller-Kommunikation IO-Controller-I-Device-Kommunikation IO-Controller-I-Slave-Kommunikation CPU-CPU-Kommunikation über S7-Verbindungen CPU-CPU-Kommunikation zu S7 Distributed Safety bzw. S7 F Systems Über Subnetz PROFIBUS DP PROFIBUS DP PROFIBUS DP PROFIBUS DP PROFINET IO PROFINET IO PROFINET IO und PROFIBUS DP Industrial Ethernet Industrial Ethernet Zusätzlich benötigte Hardware - DP/DP-Koppler - - PN/PN Coupler - IE/PB-Link - - Seite 16

17 TIA Portal Highlights Kommunikation Projektieren Programmieren Seite 17

18 Live Demo Praktische Umsetzung Projektieren der Hardware Seite 18

19 Projektieren der F-CPU Was muss man beim Projektieren beachten? Sie projektieren ein F-System grundsätzlich wie ein Standard-Automatisierungssystem S7-300, S7-400, ET 200 bzw. PC-Systeme mit WinAC RTX in STEP 7 Professional. Seite 19

20 Projektieren der F-CPU Welche F-Komponenten lassen sich projektieren? Folgende Hardware-Komponenten projektieren Sie für ein F-System SIMATIC Safety V11 1. F-CPU S7-300F, S7-400F, ET 200F-CPUs, PC-Systeme mit WinAC RTX F 2. F-Peripherie fehlersichere Module ET 200S, ET 200M, ET 200pro, ET 200eco, ET 200iSP fehlersichere Slaves am PROFIBUS fehlersichere Devices an PROFINET Seite 20

21 Projektieren der F-Peripherie Wie wird die F-Peripherie projektiert? Projektierung anlegen Nachdem Sie die F-Peripherie in den Arbeitsbereich der Geräte- oder Netzsicht eingefügt haben, erreichen Sie die Projektierdialoge über die Anwahl der jeweiligen F- Peripherie und das Register "Eigenschaften im Inspektor- Fenster. Seite 21

22 Projektieren der F-Peripherie Was passiert bei einem Kanalfehler? Kanalgranulare Passivierung oder Passivierung der gesamten Baugruppe Sie legen fest, ob nach aufgetretenen Kanalfehlern, wie z. B. Kurzschluss, Überlast, Diskrepanzfehler oder Drahtbruch die gesamte F-Baugruppe passiviert wird oder nur der/die fehlerhaften Kanäle. NEU: Name und Nummer des F-Peripherie-DB werden automatisch beim Konfigurieren der F-Peripherie vergeben. Wenn Sie die DB-Nummer selbst bestimmen wollen dann können Sie dies hier definieren. NEU: Mit dem Parameter "Zentrale F-Überwachungszeit" in den Eigenschaften der F-CPU ist die Überwachung der Kommunikation zwischen F-CPU und F-Peripherie bereits projektiert. Sie können in den Eigenschaften der F-Peripherie unter "F-Parameter" die F-Überwachungszeit individuell ändern. Seite 22

23 Safety Administration Editor Wo findet man den Safety Administration Editor? Option "F-Fähigkeit aktiviert muss angewählt sein 1. Öffnen Sie in der Projektnavigation den Ordner Ihrer F-CPU. 2. Doppelklicken Sie auf "Safety Administration" oder wählen Sie das entsprechende Kontextmenü zum Safety Administration Editor über die rechte Maustaste. Seite 23

24 Safety Administration Editor Was ist der Safety Administration Editor? Der Safety Administration Editor unterstützt Sie bei folgenden Aufgaben Anzeigen des Status und der Signatur Ihres Sicherheitsprogramms Anzeigen des Status des Sicherheitsbetriebs Anlegen/Organisieren von F-Ablaufgruppen Informationen zu Ihren F-Bausteinen Festlegen/Ändern des Zugriffsschutzes Festlegen/ändern von allgemeinen Einstellungen für das Sicherheitsprogramm Seite 24

25 Zugriffschutz Ist ein Zugriffschutz für den Produktivbetrieb notwendig? Für den Zugriff auf das F-System ist für den Produktivbetrieb ein Zugriffschutz zwingend notwendig. Der Zugriffschutz muss nicht zwingend durch ein Passwort realisiert werden, wird aber empfohlen. Für Testzwecke, Inbetriebsetzung, etc. ist zunächst kein Zugriffschutz notwendig. D. h., Sie können sämtliche Offline- und Online-Aktionen ohne Zugriffschutz, d. h. ohne Passwortabfrage ausführen. Seite 25

26 Zugriffschutz Wo werden die Passwörter eingerichtet? Für die F-CPU im Hardware- und Netzwerk-editor bei der Projektierung der F-CPU, Inspektorfenster, im Register "Eigenschaften" unter "Schutz", entsprechende Schutzstufe, z. B. "Schreibschutz für F-Bausteine Für das Sicherheitsprogramm im Safety Administration Editor unter "Zugriffschutz" Seite 26

27 Bibliotheken Wie lassen sich die Bibliotheken nutzen? Sie haben die Möglichkeit Elemente wie F-Bausteine, Stationen, Module, Variablentabellen usw. einfach per Drag & Drop in globalen Bibliotheken oder in der Projektbibliothek abzulegen. In globalen Bibliotheken können Sie Elemente ablegen, die Sie projektübergreifend wiederverwenden möchten. Globale Bibliotheken müssen Sie explizit anlegen. In der Projektbibliothek können Sie Elemente ablegen, die Sie innerhalb des Projekts mehrfach verwenden möchten. Die Projektbibliothek wird automatisch mit dem Projekt erzeugt und gespeichert. Seite 27

28 Bibliotheken Wo finde ich die Bausteine aus der Distributed Safety-Bibliothek? Eine eigene Bibliothek für die F-Programmbausteine und Operationen gibt es bei nicht mehr. Diese finden Sie neu direkt in der Taskcard Anweisungen, wenn Sie bei der projektierten CPU die F-Funktionalität aktiviert haben. Seite 28

29 Sicherheitsausdruck Wie werden Dokumentinformationen für den Sicherheitsausdruck hinterlegt? 1. Aus den Bibliotheken unter Dokumentation einen Layout-Typen auswählen und per Drag & Drop in der Projektnavigation den Dokument-Informationen hinzufügen. 2. Mit einem Doppelklick die neue Dokument-Information öffnen. 3. Die Projektdaten wie Titel, Daten zu Änderungen und Benutzer in dem Dialog zu den Dokument-Informationen eintragen. Seite 29

30 Sicherheitsausdruck Wie ist die Vorgehensweise zum Erstellen eines Sicherheitsausdrucks? 1. F-CPU oder den Safety Administration Editor markieren, deren Sicherheitsausdruck Sie erstellen möchten. 2. "Projekt > Drucken" in der Menüleiste oder das Druckensymbol in der Funktionsleiste wählen. 3. Wählen Sie als Layout die erstellte Dokumenten- Information aus. 4. Aktivieren Sie die Option "Alles", wenn im Ausdruck der Quellcode der F-Bausteine dargestellt werden soll. 5. Aktivieren Sie die Schaltfläche "Drucken". Als Ergebnis erhalten Sie den Sicherheitsausdruck für das Projekt. Seite 30

31 Sicherheitsausdruck Seite 31

32 Sicherheitsausdruck Welche Daten werden festgehalten? Alle Sicherheitsrelevanten Daten werden mit dem Ausdruck mitgeliefert Seite 32

33 Migration von S7 Distributed Safety auf STEP 7 Safety Können bestehende S7 Distributed Safety Projekte weiterverwendet werden? In können Sie Projekte aus S7 Distributed Safety V5.4 SP5 weiterverwenden. Sie müssen dafür die Projekte in S7 Distributed Safety V5.4 SP5 übersetzt haben und dann migrieren. Sie haben eine Möglichkeiten, Projekte zu migrieren mit STEP 7 Professional Seite 33

34 Migration Voraussetzungen Migrationsfall: TIA Portal und Classic Software auf einem PC Programmiergerät mit Classic Software und TIA Portal (Distributed Safety und ) Seite 34

35 Migration von S7 Distributed Safety auf STEP 7 Safety Was passiert nach der Migration? Sie erhalten ein vollständiges STEP 7 Safety Projekt, welches die Programmstruktur von S7 Distributed Safety und die Gesamtsignatur beibehalten hat. OB35 F-Call F-FB Das migrierte Projekt muss also nicht neu abgenommen werden und kann direkt ohne erneute Übersetzung in die F-CPU geladen werden. Wird das migrierte Projekt mit STEP7 Safety übersetzt, erhält es die neuen Programmstrukturen und eine neue Gesamtsignatur. OB35 Main- Safety Seite 35

36 TIA Portal Highlights Kommunikation Projektieren Programmieren Seite 36

37 Übersicht zum Programmieren Allgemein Ein Sicherheitsprogramm besteht aus F-Bausteinen, die Sie mit der Programmiersprache FUP oder KOP erstellen und F-Bausteinen, die automatisch ergänzt werden. Damit wird das von Ihnen erstellte Sicherheitsprogramm automatisch um Fehlerbeherrschungsmaßnahmen ergänzt und es werden zusätzliche sicherheitsrelevante Überprüfungen durchgeführt. Außerdem haben Sie die Möglichkeit, vorgefertigte Funktionen für Safety in Form von Anweisungen in Ihr Sicherheitsprogramm einzubauen. OB FC FB FB Global Local Die gelb markierten Bausteine sind der Main-Safety Baustein und der OB der ihn aufruft. Seite 37

38 Programmstruktur des Sicherheitsprogramms Standard- Anwenderprogramm Sicherheitsprogramm Task Card Anweisungen Main Safety-Block Anweisungen F-Anwenderprogramm OB35 Aktualisierung fehlersicheres PAE Anwendersicherheitsprogramm Generiertes Sicherheitsprogramm FB/ FC RCVDP FB/ FC SENDDP DB FB/ FC Kommunikation Bedienen Zeiten und Zähler Vergleicher Mathematische Funktionen Verschieben Umwandler Programmsteuerung Wortverknüpfungen Safety Aktualisierung fehlersicheres PAA Automatisch generierte und F-Systembausteine zur Fehlererkennung und Fehlerbeherrschung Kommunikation Seite 38

39 Einschränkungen in den Programmiersprachen FUP und KOP Einschränkungen bei Anweisungen und Datentypen Unterstützte Daten- und Parametertypen: BOOL INT Neu: DINT WORD TIME Nicht zulässige Daten- und Parametertypen: oben nicht aufgeführte elementare Datentypen (z. B. BYTE, REAL) zusammengesetzte Datentypen (z. B. STRING, ARRAY, STRUCT, UDT) Parametertypen (z. B. BLOCK_FB, BLOCK_DB, ANY) Seite 39

40 Live Demo Praktische Umsetzung Sicherheit auf der Steuerung aktivieren F-Programm erstellen Bibliotheksfunktionen Ausdruck Seite 40

41 F-Ablaufgruppen festlegen Wie wird eine F-Ablaufgruppe angelegt? Defaulteinstellung ist eine F-Ablaufgruppe fügt defaultmäßig F-Bausteine für eine F-Ablaufgruppe in die Projektnavigation ein, wenn im Register "Eigenschaften" der F-CPU das Optionskästchen "F-Fähigkeit aktiviert" ist (Defaulteinstellung). Sie sehen die (F-)Bausteine der F-Ablaufgruppe (OB 35, FB 1 und DB 200) in der Projektnavigation, wenn Sie den Ordner "Programmbausteine" öffnen. Seite 41

42 F-Ablaufgruppen festlegen Wie ist die Vorgehensweise zum Festlegen einer F-Ablaufgruppen? 1. Safety Administration Editor öffnen 2. "F-Ablaufgruppe markieren 3. "Max. Zykluszeit der F-Ablaufgruppe definieren 4. Einen nicht vorhandenen F-DB bei "DB für F-Ablaufgruppenkommunikation angeben, wenn eine F-Ablaufgruppe Daten zur Auswertung für eine andere F-Ablaufgruppe des Sicherheitsprogramms zur Verfügung stellen soll. Seite 42

43 F-Ablaufgruppen festlegen Wie ist die Vorgehensweise zum Festlegen einer F-Ablaufgruppen? 5. Ordnen Sie einen F-FB oder F-FC als Main-Safety-Block einem aufrufenden Baustein zu. Dieser F-FB oder F-FC wird automatisch in der Projektnavigation angelegt, sofern er nicht schon vorhanden ist. 6. Wenn der Main-Safety-Block ein F-FB ist, dann ordnen Sie dem Main-Safety-Block einen Instanz-DB zu. Der I-DB wird automatisch in der Projektnavigation angelegt. Seite 43

44 Sicherheitsprogramm übersetzen Wie wird ein Sicherheitsprogramm übersetzt? Sie gehen zum Übersetzen eines Sicherheitsprogramms im Wesentlichen genauso vor, wie zum Übersetzen eines Standard-Anwenderprogramms,. Es bekommen nur die F-Bausteine das F-Attribut, die zum Sicherheitsprogramm gehören. Nach einem erfolgreichen Übersetzen des Sicherheitsprogramms befindet sich immer ein konsistentes Sicherheitsprogramm im Ordner "Programmbausteine", das aus allen F-Bausteinen mit F-Attribut besteht. Ob die Übersetzung erfolgreich war, können Sie an der Meldung im Inspektorfenster unter "Info > Übersetzen" erkennen, Fehler-meldungen bzw. Warnungen werden ausgegeben. Seite 44

45 Sicherheitsprogramm laden Welche Möglichkeiten gibt es für das Laden in eine F-CPU? Für das Laden in die F-CPU stehen Ihnen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Laden der Hardwarekonfiguration Laden des Standard- Anwenderprogramms Laden des gesamten Sicherheitsprogramms Seite 45

46 Sicherheitsprogramm laden Wie erfolgt die Passwortabfrage? Wenn Sie eine Schutzstufe für die F-CPU vergeben haben (in den Eigenschaften der F-CPU im Register "Schutz") wird das entsprechende Passwort im Dialog "Lade-Vorschau" abgefragt. Ohne Passwortvergabe sind nur Aktionen möglich, die ohne Passwort erlaubt sind. Sobald die Bedingungen für das Laden erfüllt sind, wird die Schaltfläche "Laden" aktiv. Seite 46

47 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Christian Beerli Applikationsingenieur IA & DT APC 1 Freilagerstrasse 28 CH-8047 Zürich Telefon: +41 (0) christian.c.beerli@siemens.com