Sterowniki logiczne znajdujące się w zakładach produkcyjnych mają zazwyczaj różne parametry, w zależności od wymagań danego układu. Mniejsza lub większa liczba analogowych i cyfrowych wejść i wyjść? Proszę bardzo. Zwiększona względem średniej pamięć sterownika? Również da się załatwić. Szybki procesor? Nie ma sprawy. A co z bezpieczeństwem? Ze strefami w których pracuje człowiek, a ogromne, szybkie i nieposkromione maszyny grasują na danym obszarze? Tam również pojawiają się sterowniki o specyficznych, innych niż wszystkie, właściwościach. To seria sterowników Siemensa z Safety Integrated – oznaczone żółtą etykietą urządzenia są inne niż wszystkie [1].
Czym jest bezpieczeństwo maszyn i układów? Pewne aspekty bezpieczeństwa obwodów elektrycznych zawarte są w normach PN-EN ISO 13849-1 i PN-EN 62061. Inne poruszone zostały w dyrektywie 2006/42/WE, w wymaganiach zasadniczych dotyczących maszyn. Minimalne wymagania stawiane pracodawcom w zakresie sprzętu wykorzystywanego przez pracowników znajdują się zaś w dyrektywie 2009/104/WE [3]. Poziom Safety Integrity zaś przedstawia norma PN-EN 62061. Ten dyskretny poziom bezpieczeństwa od SIL 1 do SIL3 określa zdolność układu do realizacji funkcji bezpieczeństwa. Jest określany przez pewne parametry składowe, do których można zaliczyć architekturę podsystemów wchodzących w skład obwodu i ich wskaźniki uszkodzeń bezpiecznych SFF, współczynnik uszkodzeń spowodowanych wspólną przyczyną β, strumienie uszkodzeń λ czy pokrycie diagnostyczne DC [3].
Uczestnicy szkolenia powinni mieć możliwość wykonania wielu ćwiczeń na indywidualnych stanowiskach roboczych [1].
Co zaliczamy do najczęstszych przykładów funkcji bezpieczeństwa [1, 3]?
- Zatrzymanie awaryjne.
- Zatrzymanie ruchu niebezpiecznego, wyzwolonego przez techniczny środek ochronny.
- Reset manualny celem anulowania wcześniejszej komendy zatrzymania; wyzwalany przez zamierzone działanie na przycisk, przed ponownym restartem określonych ruchów;
- Monitorowanie przełączania takich elementów, jak styczniki czy elektrozawory.
- Muting – celową i okresową dezaktywację danego technicznego środka ochronnego (np. kurtyn świetlnych) w celu umożliwienia wykonania określonej operacji technologicznej dzięki wykorzystaniu innych odpowiednich czujników;
- Monitorowanie prędkości ruchu elementów niebezpiecznych przy jednoczesnej pracy z urządzeniem zezwalającym, wyposażonym w dodatkowe przyciski pełniące rolę urządzeń sterowanych podtrzymywanych.
Programy standardowe podobnie jak te zorientowane na bezpieczeństwo pracują na jednostkach CPU. Jednostki te nie różnią się od siebie znacząco. Systemy standardowe i bezpieczne są również tworzone za pomocą tego samego narzędzia projektowego. Distributed Safety to narzędzie opcjonalne sterownika S7. Pozwala na tworzenie części programu odpowiedzialnej za bezpieczeństwo obok standardowo wykorzystywanych języków LAD i FBD. W celu ułatwienia procesu programowania, pakiet Distributed Safety zawiera bibliotekę poleceń wraz z zatwierdzonymi przez TÜV blokami programowymi. Przykładem mogą być EMERGENCY-OFF, wyciszanie, sterowanie dwuręczne, monitoring bramy/wejścia [2].
Udział w szkoleniu pozwala poznać najczęściej wykorzystywane funkcje bezpieczeństwa sterowników [1].
Użytkownicy mogą również tworzyć własne bloki. Znacznie upraszcza to możliwość ponownego użycia i / lub rozbudowę istniejących projektów. Podczas generowania programu zorientowanego na bezpieczeństwo, pakiet S7 Distributed Safety automatycznie przeprowadza kontrolę bezpieczeństwa oraz łączy w dodatkowych blokach bezpieczeństwa opcje rozpoznawania i obsługi błędów.
Dzięki blokom kontrolnym, rozpoznaje się błędy programowe oraz sprzętowe. Następnie podejmowane są odpowiednie akcje, mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa systemu. Pakiet S7 Distributed Safety umożliwia także porównywanie programów bezpieczeństwa oraz testy odbiorcze urządzeń poprzez generowanie wydruków projektu [2].
Szkolenie z projektowania z Distributed Safety jest więc istotne szczególnie dla pracowników firm produkcyjnych i zakładów, gdzie występują etapy newralgiczne, które należy zabezpieczyć. Od specjalnych funkcji przez podwójne okablowanie i elementy wykonawcze sterowników buduje się większą niezawodność układów z Distributed Safety.
Bramki, czujniki, sygnalizatory świetlne i grzybki bezpieczeństwa – to charakterystyczne elementy układów bezpiecznych [1].
Szkolenie powinno skupiać się na przekazaniu wiedzy nt. wykorzystania PLC Simatic S7 w wersjach F (FailSafe) do zadań związanych z różnymi funkcjami bezpieczeństwa, objaśnianiu idei Safety Integrated oraz Distributed Safety w rodzinie Siemens Simatic, poznawaniu certyfikowanej biblioteki „S7 Distributed Safety” oraz zasad tworzenia programów bezpiecznych poprzez praktyczne zadania, a także poznaniu i wykorzystaniu norm ISO-EN powiązanych z bezpieczeństwem funkcjonalnym oraz omówieniu funkcji bezpieczeństwa dostępnych w falownikach oraz ćwiczenia z przykładowymi zastosowaniami [1]. Podczas doboru szkolenia tego typu należy przede wszystkim zwrócić uwagę na układ wykonawczy, który obrazuje projektowane w środowisku programistycznym procesy. Dzięki obecności bramek bezpieczeństwa, grzybków, czujników, sygnalizatorów świetlnych i innych elementów składowych możliwe jest pełne zobrazowanie warunków produkcyjnych w swoistej miniaturze. To o tyle istotne, że szkolenie bez układu wykonawczego jest suche i ograniczone w przekazie. Istotna jest tutaj także wiedza trenera oraz jego doświadczenie praktyczne. Bezpieczeństwo to bowiem de facto sama praktyka i bez odpowiedniej liczby ćwiczeń nie można mówić o osiągnięciu odpowiedniego poziomu wiedzy i umiejętności.
Autor: mgr inż. Agnieszka Hyla, konsultantka ds. optymalizacji produkcji w Centrum Szkoleń Inżynierskich EMT-Systems Sp. z o. o., doktorantka Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
Źródła:
[1] Programowanie i projektowanie z Distributed Safety, http://emt-systems.pl/kurs_programowanie_i_projektowanie_distributed_safety.html, dostęp z dnia 03.12.2017
[2] Distriuted Safety Siemens, https://www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/8832.htm#op, dostęp z dnia 03.12.2017
[3] Głowicki M.: Sterowniki bezpieczeństwa, przegląd właściwości pod kątem funkcji bezpieczeństwa, Automatykaonline.pl, http://automatykaonline.pl/Artykuly/Bezpieczenstwo/Sterowniki-bezpieczenstwa-przeglad-rozwiazan, dostęp z dnia 03.12.2017
