Jste zde

Bezpečnostní PLC programované bez PC = Sick Flexi Classic

Antonín Vojáček, 13. Březen 2016 - 18:44

V nabídce společnosti Sick je řada zajímavých jednoduchých PLC pro realizaci bezpečnosti strojů, jejichž funkce se programuje, ale bez použití PC prostřednictvím otočných přepínačů. Jde tedy o systém na pomezí bezpečnostních relé a PLC.

Řídící jednotky pro bezpečnost strojů

Řídící jednotky pro bezpečnost strojů, na které se napojují bezpečnostní snímače či naopak akční prvky, a které vyhodnocují jejich stavy a v případě nebezpečí iniciují vypnutí částí stroje, jsou běžně rozdělovány do dvou kategorií. Na neprogramovatelné jednotky "bezpečnostní relé", které mají přesně výrobcem definovanou funkci vstupů a výstupů a uživatel to nemůže nijak ovlivnit, a na programovatelné jednotky "bezpečností PLC", u nichž uživatel definuje výslednou řídící logiku a přiřazuje funkci univerzálně koncipovaným bezpečnostním vstupům a výstupů. Programování se obvykle provádí prostřednictvím běžného počítače (notebooku či případně tabletu) a výrobcem dodávaného nastavovacího/programovacího softwaru, který bývá obvykle poskytován zdarma.

O obou uvedených typech řídících bezpečnostních systémů jsem již na serveru "automatizace.hw.cz" v sekci "Bezpečnost strojů" napsal několik článků, na nichž je popisovaná funkce je ve většině případů napříč sortimentem různých výrobců plus/mínus dost podobná (viz níže sekce Odkazy).

Příklady použití bezpečnostích řídících jednotek v průmyslu pro ochranu přístupy lidské obsluhy ke strojům.

Neobvyklé programování bezpečnostních PLC Sick Flexi Classic

Na pomezí obou výše zmíněných skupin řízení zabezpečení strojů se pak netypicky vyskytuje řada modulárních bezpečnostních jednotek Flexi Classic německé společnosti Sick GmbH. Tyto bezpečnostní jednotky pro úroveň bezpečnosti PL e (dle normy EN ISO 13849) nebo pro úroveň integrity bezpečnosti SILCL3 (dle normy EN 62061) jsou totiž na jednu stranu programovatelné a konfigurovatelné na různou velikost vstupů a výstupů (na rozdíl o bezpečnostních relé), ale na druhou stranu se neprogramují prostřednictvím softwaru počítače. Programování v podobě nastavení funkce jednotek se provádí prostřednictvím otočných přepínačů umístěných přímo na modulech. Nastavením jejich polohy v rozsahu 1 až 9 přepíná / volí typ uvnitř "předprogramované" funkce. Není tedy jejich použití tak flexibilní jako u PLC programovatelné z PC, ale zase jsou mnohem více univerzální než bezpečností relé.

Čísla programu / řídící logiky pro různé moduly dle vhodnosti pro různé připojené a vyhodnocované bezpečnostní snímače.

I když není zcela úplně pravda, že se u této řady bezpečnostních jednotek nevyužívá PC. Prostřednictvím softwaru "Sick Flexi Classic configurator" se možné si snadno klikáním navrhnout požadovanou bezpečnostní funkci/logiku, přičemž výstupem není program pro nahrání do jednotky, ale schéma zapojení modulů a hlavně nastavení otočných přepínačů na modelech tak, aby ve výsledku byla funkce celého systému dle požadavků uživatele-vývojáře aplikace.

Vývojář/konstruktér tak prostřednictvím počítače navrhne optimální efektivní zapojení a nastavení modulů, sklad objedná verze modulů dle vzniklého seznamu a instalační/servisní technik pak jen podle schéma moduly zapojí a nastaví otočné přepínače. Výhodou zde tedy je, že instalační/servisní technik nemusí disponovat počítačem a nemusí nic programovat. To může být stále v mnoha případech provozní výhoda, stejně tak jako na první pohled z nastavení přepínačů jasná funkce modulů. Lze tak lépe řešit například servis po telefonu nebo při rychlé opravě stroje výměnou modulů.

Přestože počítač neslouží přímo k programování funkce, software Flexi Classic configurator slouží k nalezení nejvhodnější sestavy modulů, jejich zapojení a i nastavení konfiguračních přepínačů do vhodné pozice.

Moduly Flexi Classic

Celou řadu Flexi Classic pak lze dle funkce rozdělit na dvě zásadní skupiny dle zvoleného hlavního řídícího modulu:

Řídící modul MU pro rozsáhlejší centralizované bezpečností systémy.
Řídící moduly GU pro distribuované bezpečnostní systémy.

V prvním případě jde o úzký modul s omezeným počtem vstupů a výstupů, které lze ale vzájemně vzdáleně propojit komunikačním kabelem tak, aby se jejich funkce provázala a například aktivace na daný konkrétním modul připojené nouzové bezpečnostní stop tlačítko současně aktivovalo rozepnutí výstupů o ostatní napojených vzdálených GU modulů. Toto propojení označuje Sick jako integraci do bezpečné kaskády senzorů Flexi Loop.

V druhém případě jde o konfigurovatelný lokální řídící systém, kde hlavním řídícím prvkem je modul MU, který nemá možnost propojení s dalšími řídícími moduly a tedy vytváří jen lokální bezpečnostní systém.

Díky tomu však MU modul poskytuje 4 bezpečnostní vstupy, 2 testovací výstupy a 4 bezpečnostní spínané tranzistorové výstupy, zatímco modul GU jen 1 bezpečnostní výstup, protože potřebuje 4 svorky (dvojici vstupů a výstupů) pro připojení na nejbližší předchozí a nejbližší následující další GU modul globální struktury "Global emergency stop". Velikostně přitom jsou oba moduly stejně malé (šířka 22,5 mm, výška 96,5 mm, zástavbová hloubka do skříně cca 121 mm).

Modularita bezpečnostní jednotky Sick řady Flexi Classic.

Na oba řídící moduly MU a GU lze přímo napojit další rozšiřující moduly bezpečnostních vstupů a výstupů XU, modulů vstupů DI, modulů relé výstupů RO a i komunikačních gateway jednotek průmyslových sběrnic, které sice nezajišťují bezpečnostní funkci, ale umožňují ovládacímu systému strojů sledovat stav bezpečnostního okruhu. K dispozici jsou Gateway modul pro průmyslové sběrnice Modbus-TCP, Profibus-DP, Profinet IO, CANopen, DeviceNet, EtherNet/IP. Komunikaci mezi jednotlivými rozšiřujícími moduly přebírá interní sběrnice, která načte diagnostické informace prostřednictvím bezpečnostního systému.

Vhodnou kombinací základního řídícího modulu GU nebo MU a rozšiřujících modulů s vhodným nastavením programu otočným přepínačem lze bez problémů realizovat logická propojení AND, OR signálů připojených snímačů, včetně režimu muting, bypass, reset nebo kontroly stykačů.

Příklady konfigurace řídícího modulu Flexi Classic MU při nastavení přepínače do polohy 1, 4 nebo 8.

Závěr

Modulární bezpečností řídící systém Sick Flexi Classic představuje zajímavou alternativu k "hloupým" funkcí pevně daným bezpečnostním relé i plně programovatelným bezpečnostním PLC, ke kterým je však již nutné mít počítač. Pokud Vás systém programování prostřednictvím otočných přepínačů zaujal, doporučuji se na podrobnosti podívat do přiloženého anglického manuálu, kde je bližší popis, co které nastavení pozice na přepínačích realizuje za funkci, i pěkné příklady reálných zapojení pro použití s různými bezpečnostními čidly.

V nabídce společnosti Sick je samozřejmě i plně programovatelné provedení PLC softwarem z PC, které má označení Flexi Soft, využívající jinak stejné rozměry pouzder i podobné typy rozšiřujících modulů.