Jste zde

TEST - Jak se programuje bezpečnostní systém REER Mosaic ?

V článku "Programovatelný bezpečnostní systém REER Mosaic" jsem již krátce představil bezpečnostní systém Mosaic italské společnosti REER. Jeho základní jednotku M1 jsem měl možnost si osobně vyzkoušet a naprogramovat. Využít ji lze nejen pro bezpečnostní funkce, ale současně i pro ovládání signalizace stavu zařízení či případně i pro jednoduchá nebezpečnostní řízení (jako jednoduché PLC). 

Programování bezpečnostního modulu REER Mosaic M1 není vůbec složité a vývojový PC software kontroluje, zda z bezpečnostního hlediska vše správně použijete. A i když Mosaic je hlavně určen pro bezpečnostní vypínání strojů, lze jej u menších zařízení současně využít i jako jednoduché PLC pro nebezpečnostní funkce. Program totiž umožňuje vytvářet i poměrně složité logické funkce a vkládat i nebezpečnostní "šedé" funkce a bloky. Za cenu kompaktního PLC můžete zvládnout obě funkce současně. To, že jsou moduly certifikovány pro bezpečnost strojů je nijak nelimituje právě i pro současné použití pro potřeby signalizace nebo na jednoduché start/stop řízení (např. stykačů či měničů pohonů dopravních cest).

Mechanické provedení Mosaic M1

Žluté pouzdro s odklopnou průhlednou krytkou, která prakticky chrání  programovací USB konektor, se vyznačuje provedením "na výšku", je tedy umístění na DIN liště poměrně dost úzké, ale na druhou stranu dost vysoké. Výškou koresponduje k podobně řešeným napájecím zdrojům a je vyšší než běžná kompaktní PLC. Obvykle je v rozvaděčových skříních málo místa spíše podélně na DIN liště, takže je toto provedení ideální. S tím koresponduje i umístění připojovacích 24 šroubovacích svorek, které jsou rozděleny do 4 vodorovných nad sebou místěných řad vždy po 4 svorkách na obou úzkých stranách pouzdra. Přístup k nim je dobrý a provedení kvalitní, takže s mechanických upevňováním vodičů až do průměru 2,5mm2 nejsou žádné problémy.

Na čele pod odklápěcím krytem se mimo miniUSB konektor pro připojení k PC nachází již jen různobarevné indikační LED diody. Těch je zde opravdu hodně, protože zde téměř každá svorka má svojí indikační LED stavu, plus navíc 6 LED pro signalizaci vnitřního stavu běhu modulu. Takže po spuštění je nejen z praktického hlediska, ale i z estetického na čelní panel pěkný pohled. Navíc i bez připojeného PC lze pomocí správného čtení světla a také barvy indikačních LED docela podrobně zjistit, jaký je chod programu a například na co modul čeká (reset bezpečnostního vstupu, restart atd.).

Trošku dost neobvyklé je umístění slotu pro speciální flash kartu pro potřeby snadného kopírování programu mezi moduly. Nachází se na zadní straně v místě držáku na DIN lištu.

Základní modul REER Mosaic M1 ze všech stran.

Elektrické provedení Mosaic M1

Z elektrického pohledu je základní bezpečnostní modul REER Mosaic M1 vybaven dvěma kompletními sadami bezpečnostních vstupů a výstupů dle požadavků bezpečnostní kategorie 4, SIL 3 - SILCL3 - PL e " v souladu s normami EN/IEC 61508 a EN/IEC 62061 (Funkční bezpečnost elektrických/elektronických a programovatelných elektronických řídicích systémů souvisejících s bezpečností) a EN/ISO 13849-1 (Bezpečnostní části ovládacích systémů).

Přesněji řečeno obsahuje:

  • 8x dvoustavových vstupů (Input) pro bezpečnostní, ale i pro nebezpečnostní signalizační účely,
  • 2x bezpečnostní OSSD výstupy, každý tvořený dvěma paralelně pracujícími PNP spínacími tranzistory,
  • 2x potvrzovací / resetovací vstupy (Restart FBK) - jeden pro každý OSSD výstup pro potřeby jeho odkvitování zablokovaného stavu (jeho použití závisí na nastavení v programu),
  • 2x stavové signalizační výstupy (Status) pro signalizaci stavu OSSD nebo i nezávislé použití jako další nebezpečnostní výstupy,
  • 2x uvolňovací vstupy (Master Enable) vstupy pro aktivaci funkce bezpečnostního modulu M1,
  • 4x testovací napájecí 24V výstupy (Out test) pro testování zkratu nebo nefunkčnosti výstupů připojených bezpečnostních tlačítek a komponent,
  • 1x napájecí vstup 24 VDC.

Samozřejmě, že použití a funkce vstupů a výstupů se podrobně definuje v ovládacím programu, který se vytvoří ve vývojovém PC programu a přes USB portu nahraje do modulu. Takže ne vždy všechny vstupy a výstupy se využijí nebo jsou aktivovány.

Zde je příklad typického zapojení vstupů / výstupů modulu pro základní bezpečnostní aplikace s bezpečnostní optozáclonou ESPE, jedním kvitovacím/restartovacím a jedním dvojitým bezpečnostním  tlačítkem, kde jeho kontakty jsou hlídané proti zkratu prostřednictvím kontrolních napájecích výstupů OUT_TEST. Po aktivaci bezpečnostního výstupu OSSD1 je následně pro jeho odblokování nutná aktivace kvitovacího vstupu RESTART_FBK1.

Programování modulu Mosaic M1

Programování, co bude bezpečnostní systém provádět a jak bude reagovat na dvoustavové signály na svých vstupech, se provádí pomocí vývojového programu "Mosaic Safety Designer" určeného pro počítače s OS Windows XP a vyšší (až Win8).

Navíc je ještě k dispozici programová utilita s názvem "Bus Configuration" pro nastavení komunikačního sběrnicového modulu MBx, která není bezpečnostního charakteru, ale umožňuje přenášet do nadřazeného systému užitečné informace po některé z průmyslových sběrnic Profibus, Profinet, CANopen, EthernetIP, EtherCAT. 

Software není volně ke stažení ze stránek výrobce, ale oficiálně jej dostanete spolu s pdf dokumentaci na CD disku, který je součástí dodání základního modulu Mosaic M1. Instalace na PC je jednoduchá a obnáší jen klasických několik "instalačních kliků myší".  Pak se vytvoří na ploše spouštěcí ikona "MSD", kterou je možné program spustit. Žádná registrace ani další podobné "blbosti" nejsou požadovány. Po spuštění se zobrazí prázdné základní okno. Zde je možné postupovat prakticky jen jedním krokem, což je zahájení vytvoření nového projektu kliknutím na položku "New Project" v záložce "Project". Následně je vyžádáno zadání názvu projektu, jeho autora a firmy. Vyplnit tyto údaje korektně je pak pro praxi dost důležité, protože budou následně uvedeny v závěrečném bezpečnostním protokolu.

Poté je uživatel vyzván ke specifikaci / výběru hardwarového složení Mosaic systému, tedy jaké komponenty budou připojeny k základní jednotce, která musí být sama přítomna v počtu 1 kus. Rozšiřující moduly již mohou, ale nemusí být přítomny. Ale na základě zde uvedené konfigurace systému pak samozřejmě jsou přístupny příslušné typy a příslušný počet vstupů a výstupů, takže nelze program vytvořit pro více rozšiřujících modulů, aniž by ty nebyly uvedeny v hardwarové konfiguraci systému.

 

Příklad konfigurace hardwarového složení systému Mosaic při zakládání nového projektu - z menu se k defaultně přednastavené základní jednotce M1 (obr. vlevo) případně přidávají další moduly, pokud jsou nutné (viz obrázek vpravo). 

Pak již se obrazí "programovací plocha", seznamy funkčních bloků (Items) a instrukcí (Operator) v levých oknech. Programování (vytváření programové aplikace do modulu M1) totiž probíhá graficky umisťováním a propojováním funkčních bloků s bloky vstupů a výstupů. V levém horním okně "Items" se vybírají typy vstupů a výstupů, zatímco v okně "Operators" pod ním pak logické funkce a operace. Mezi nimi nechybí jak všechny klasické logické obvody (negace, OR, AND, NAND, NOR, XOR atd.), tak i sekvenční funkce RS klopný obvod, D klopný obvod, monostabilní klopný obvod, nebo i například funkce časovačů Timers, čítačů Counters. Lze tak vytvořit i poměrně složitá "logická programová zapojení", které obyčejnými bezpečnostními relé již vytvořit nelze.

Při najetím kurzoru myši na každou položku se zobrazí velmi šikovný krátký, ale výstižný popis daného bloku / funkce. To je velmi důležité zvláště pro ty, co se ještě zcela nevyznají ve správné konfiguraci bezpečnostních prvků (vypínačů, optozávor, čidel), protože různé k modulu M1 připojené bezpečnostní prvky potřebují různé prostředky (restartovací vstupy, testovací napájecí výstupy atd.). Konkrétní vybraný prvek se pak přetáhne myší na plochu. Následně se v pravém svislém okně "Property" zobrazí pro daný blok příslušné nastavovací parametry, které se liší podle typu každého bloku. Propojování bloků se provádí pomocí natažení čas mezi jejich vstupními a výstupními body.

  

Velmi jednoduchý příklad programu pro jednotku Mosaic M1 s dvojitým bezpečnostním nouzovým stop tlačítkem, bezpečnostní optozávorou a dvěma normálními  Start/Stop tlačítky například fungující pro normální zapnutí a vypnutí stroje. Každá do programu vkládaná komponenta má vestavěný poměrně obsáhlý popis, který se objeví hned při najetí kurzoru na položku (viz obrázek vlevo). Nastavovací vlastnosti každého prvku se pak po jeho označení na ploše zobrazuje vlevém okně (viz obrázek vpravo). 

 

Velmi jednoduchý ukázkový příklad programu pro ovládání dopravníku pro modul Mosaic M1 obsahující dvojité bezpečností total stop tlačítko, optozávoru, i nebezpečnostní ovládací tlačítka START/STOP dopravníku, kterými lze současně v Mosaicu realizovat např. základní ovládání zařízení. Vpravo je obrázek s oknem zobrazeného úspěšného provedení validace programu.

Po vytvoření programu je nejdříve nutné jej zkontrolovat, zda vše je umístěné, zapojené a propojené dle potřeby. To se provede stiskem ikony "fajfky" znamenající funkci "Validation". Pokud je vše nastaveno a zapojeno správně v souladu se specifikací bloků a bezpečnostními pravidly. Pokud je vše v pořádku, zobrazí se kontrolní součet programu, který se následně uvádí i v bezpečnostním protokolu. Kontrolní kód umožňuje pozdější kontrolu programu v modulu M1, zda je z pohledu syntaxe kompletní a v pořádku. Následně lze vygenerovat protokol programu stiskem ikony "Print Report" a přistoupit k nahrání do modulu.

Ukázka reportu o systému Mosaic po vytvoření a validaci programu, který se archivuje a slouží jako podklad pro bezpečnostní certifikaci / prohlášení o shodě s danými bezpečnosti normami.

Pro nahrání se nejdříve modul M1 připojí USB kabelem k PC a v softwaru "Mosaic Safety Designer" se vybere položka "Connection" v menu "Communication". Poté se zobrazí okno pro zadání hesla pro přístup. V deafultním stavu je heslo "SAFEPASS", ale samozřejmě je dobré jej změnit na vlastní (menu "Communication->Change Password"). Pokud je s modulem úspěšně komunikace navázána, pak se v menu "Communication" uvolní další položky. Jedna z nich "Send configuration" slouží k nahrání aktuálního programu do modulu. Poté již nás budou zajímat položky "Graphical Monitor" a "Monitor", které zobrazují v reálném čase stavy programu a tam umožňují chod programu odzkoušet.

 

Příklady testování programu v systému Mosaic (v jednotce M1): vlevo -  zobrazení aktuálních stavů proměnných, vpravo - grafické zobrazení vnitřních signálů programu v reálném čase.

Závěr

Programování bezpečnostního modulu REER Mosaic M1 není vůbec složité. Velmi dobře udělaný programovací software s dobře zpracovanými nápovědami práci zvláště začátečníkům velmi ulehčuje, hlavně z pohledu zapojení a použití bezpečnostních prvků (resetovací vstupy, kontrolované napájení kontaktů apod.).

Jinak i když Mosaic je hlavně určen pro bezpečnostní vypínání strojů, lze jej u malých jednoduchých zařízení případně současně využít i jako jednoduché PLC / inteligentní relé pro nebezpečnostní funkce typu signalizace stavů či funkce typu start/stop. Přítomnost nebezpečnostních šedých prvků (bloků) v menu programovacího softwaru k tomu vybízí.

Bezpečnostní systém Mosaic i ostatní bezpečnostní komponenty REER v ČR prodává ostravská společnost REM-Technik s.r.o. Dodací lhůty jsou obvykle pouze několik dní a nákupní ceny i při malém množstevním odběru jsou také velmi zajímavé (aktuální ceník 2014). Také REM-Technik provádí různá školení a poradenství v oblasti použití a naprogramování.

Odkazy:

Hodnocení článku: