automation and drives simatic safety integrated icherheits- steuerungen im vergleich s automation...
TRANSCRIPT
Automation and Drives
SIMATICSafety Integrated
icherheits-steuerungen im Vergleich
S
Automation and Drives
Stefan SchaanA&D AS FA PSFehlersichere und hochverfügbare Systeme
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 2 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Informationstag / Workshop
SicherheitssteuerungenSechs Sicherheits-SPS im praktischen Vergleich
27. Juni 2005VDMA-HausFrankfurt am Main
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 3 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
SIMATIC Safety IntegratedNormen und Zertifikate
Die fehlersicheren Komponenten erfüllen die höchste Sicherheitsstufe für
Factory Automation IEC 61508 (bis SIL 3)
- Funktionale Sicherheit EN 954-1 (bis Kategorie 4)
- Sicherheit von Maschinen NFPA 79-2002 und NFPA 85
- Relevante US Normen UL 1998, UL 508 und UL 991
- Relevante US Normen EN692, EN693, EN12622
- Pressenormen
und sind vom TÜV zertifiziert
Fehlersichere BausteinbibliothekSIMATIC S7-F/P für Pressensicherheitzertifiziert durch BG BG MHHW, DüsseldorfPrüf- und Zertifizierungsstelle des Fachausschusses Maschinenbau,Hebezeuge, Hütten- und Walzwerksanlagen
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 4 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
SIMATIC Safety IntegratedÜbersicht fehlersichere Komponenten
Process Automation Factory Automation
Controller CPU 414H CPU 417H
Engineering CFC Safety Matrix
Controllerfür PROFIBUS ET 200S F-CPU CPU 315F/317F-2DP CPU 416F-2
für PROFINET CPU 315/317F-2PN/DP CPU 416F/CP443-1ADVEngineering FUP, KOP
PROFIBUS mit PROFIsafe-Profil
Aktoren Sensoren
ET 200MET 200ecoET 200S ET 200pro*)ET 200S ET 200pro
*) für Factory Automation
PROFINET mit PROFIsafe-Profil
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 5 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Hardwarekomponenten
S7-400FFür oberen Leistungsbereich
CPU 416F-2 Schnittstellen: MPI/DP und DP
PROFINET via CP 443-1 Advanced Multiprozessorbetrieb möglich > 1000 F D-I/O-Kanäle
S7-300FFür mittleren Leistungsbereich
CPU 317F-2DP Schnittstellen: MPI/DP & DP > 500 F D-I/O
NEU
NEU
CPU 317F-2PN/DP Schnittstellen: MPI/DP &
PROFINET > 500 F D-I/O
ET200S F-DI / F-DOModulare IP20 F-I/O zum Anschlussdigitaler Sensoren / Aktoren
Module Eigenschaften
4/8 F-DI DC24 V 4 x 2-kanalige Eingänge, SIL 3/Kat. 4 8 x 1-kanalige Eingänge, SIL 2
4 F-DO DC24 V/2A 4 x P-M-schaltende Ausgänge, SIL 3/Kat.4 Anschluss von Muting-Anzeigen
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 6 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Distributed Safety V5.3Konfiguration der Hardware und Programmierung der sicherheits-gerichteten Applikation mit KOP und FUP in gewohnter STEP-7-Umgebung
Mit integrierterF-Befehlsbibliothek mit TÜV-zertifizierten Funktions-bausteinen und Programmier-beispielen.Davon notwendig:
Not-Halt / Not-Aus Zweihand-Steuerung Muting Schutztür-Überwachung Feedback-Kontrolle
SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Softwarekomponenten
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 7 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Optionspaket „SIMATIC S7-F/P“ –PressensicherheitsbausteineNotwendige Bausteine für die Aufgabenstellung
FB10 „MODE_SEL“Betriebsartenwahl 1 aus 8
FB21 „EM_OFF_Q“Not-Aus mit Quittierung
FB31 „DOOR_Q“Schutztür mit Quittierung
FB40 „F_2HAND“Zweihandpult
FB76 „DYN_VALV“Dynamische Kontrolle 4 Ventile
FB90 „EN_1_MAN“Freigabe Einmannfunktion
FB100 „EN_4_MAN“Freigabe Mehrmannfunktion
FB112 „VALVE_HY“Pressensicherheits- und Richtungsventile hydraulische Pressen
FB120 „VA_CHECK“Überwachung Ventile / Relais
FB130 „CARTR“Schaltzeit für Cartridge-Ventile
SIMATIC Safety IntegratedAusgewählte Softwarekomponenten
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 8 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
PLC
I/O’s
SIMATIC Safety IntegratedMögliche Steuerungsarchitekturen
PLC
I/O’s
PLC
I/O’s
PLC
I/O’s
Trennung von PLC, I/O und Bus Ein Bus, aber Trennung von PLC und I/O
Eine PLC, aber Trennung von I/O und BusEine PLC, ein Bus und gemischte I/O
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 9 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Ausgewähltes Steuerungskonzept mit PROFIBUS im Überblick
ET200S
S7 416F
DP/DP Koppler
S7 317F S7 317F
DP/DP Koppler
PROFIBUS DP
SIGUARD LaserscannerLichtvorhang
PROFIBUS DP
SIGUARD Lichtvorhang
DP Master DP Master
DP Master DP Master
ET200S
Presse DYU 3000 begehbar
Presse PO 100
SIGUARD Lichtvorhang
Liniensteuerung Extruderanlag
e Roboter (3 Stück)
ET200S
ET200S
ET200S
B & B
Ethernet
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 10 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt?
Architektur und Steuerungsauswahl S7-416F und S7-317F
Prinzip - “Eine Steuerung – Ein Bus” minimiert das Investment durch Reduzierung von Hardwarekosten, Einbauräumen und Verdrahtung
Leistung der Steuerung nach Mengengerüst und Anforderungen kostenorientiert auswählbar
Durchgängige Diagnose ohne Zusatzaufwand Keine zusätzliche Definitionen von Interfaces
zwischen: Sicherheits- und Standardbus Sicherheits- und Standardsteuerung
Systemintegrierte Busfehlerdiagnose Einheitliche Programmierungsumgebung
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 11 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt?
Fehlersichere Kopplung der Steuerungen Verwendung von Standard DP-DP Kopplern Einfacher Aufbau des Buses und der Software Modulare bzw. autarke Inbetriebnahme der
Einzelzellen
Modulare Peripherie Kostenoptimierte Bestückung der I/O Stationen
möglich Nur die benötigten F-I/O werden eingebaut Standard I/O wird für nicht sicherheitsrelevante
Funktionen verwendet Mehrere 24V Einspeisungen pro Teilnehmer sind
möglich
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 12 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Steuerungseinteilung im Anlagenlayout
S7 416F
S7 317F S7 317F
F-I/O
DETAILS
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 13 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Aktor- / Sensor-EinbindungAusrüstung Presse DYU 3000 – ET200S Station 1
S7 317F
Betr
ieb
sart
en
-w
ah
lsch
alt
er
NO
T-H
ALT
an
den
vie
r S
eit
en
NO
T-H
ALT
Hyd
rau
lik u
. B
ed
ien
pu
lt
Lic
hts
ch
ran
ken
LV
1 u
. LV
2
zu Station 2
Mu
tin
g-L
am
pen
(kla
r)vorn
e u
. h
inte
n
Mu
tin
g-S
en
sore
n 1
- 8
vorn
e u
. h
inte
n
Qu
itti
ere
n 1
- 4
IM151 F-DI F-DI F-DI F-DI F-DI F-DO DI DI DO
Pre
sse E
IN (
grü
n)
Pre
sse A
US
(ro
t)P
resse Q
UIT
(kla
r)
SIG
UA
RD
Lasers
can
nerv
DP/DP Koppler
Stö
ßelh
och
halt
un
gV
orn
e u
. H
inte
n
Üb
erw
ach
un
g S
item
aS
töß
elh
och
halt
un
gV
orn
e u
nd
Hin
ten
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Weitere Standard-Komponenten
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 14 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Aktor- / Sensor-EinbindungGründe zur Auswahl und Verschaltung
Wegfall sicherer Eingängeund integrierte Diagnosedurch Direktanschluss des Laserscanners
Einfache Programmierungallein durch Projektierung zweikanaliger Sensorenam Beispiel der NOT-AUS Funktion
F-DO Ausgänge -2A zurAnsteuerung der sicherheits-relevanten Anzeigen(Stößel, Muting)
Verwendung von Standard-eingängen zum Einlesen derMuting Sensoren
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 15 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Zusatzfunktionen – AusblickeDiagnose mit Diagnose-Repeater
S7 416F
SIGUARD Lichtvorhang
ET200S
ET200S
B & B
Zeit[m:s]
Reflektion[%]
100
50
08:26:17
26:27
26:37
26:47
26:57
27:07
27:17
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
SporadischeFehler und
Messung im laufenden Betrieb
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 16 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Zusatzfunktionen – Ausblicke PROFINET Steuerungskonzept im Überblick
ET200S
S7 416F
S7 317F PN/DP S7 317F PN/DP
PROFIBUS DP
SIGUARD LaserscannerLichtvorhang
SIGUARD Lichtvorhang
ET200S
Presse DYU 3000 begehbar
Presse PO 100
SIGUARD Lichtvorhang
Liniensteuerung Extruderanlag
e Roboter (3 Stück)
ET200S
ET200S
ET200S
B & B
Industrial Ethernet
PROFINET IO PROFINET IO PROFINET IO
Industrial Ethernet
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 17 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Steuerung S7-317FF-I/O Mengengerüst:
Unteres Segment 24 F-DI 24 F-DO Summe: 128DI,
84DO Mittleres Segment
32 F-DI 32 F-DO Summe: 140DI,
92DO
Zeiten: Unteres Segment
Standard + Sicherheit
9-10ms Mittleres Segment
nur Sicherheit 6-7ms
Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept – Tiefziehpressen Fa. Dunkes
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 18 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
EinzelpresseSteuerung:S7-317F
Mengengerüst: 32 F-DI 21 F-DO
Weiter Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen
HochdruckAluminiumFormpresseS7-414F
Mengengerüst: 24 F-DI 20 F-DO Summe:
104DI, 52DO
Automation and Drives
A&D AS, 06/2005, Chart 19 © Siemens AG 2005 - Änderungen vorbehalten
VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen
VDMA WorkshopSicherheits-steuerungen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Noch Fragen ?
Normen und Zertifikate
Übersicht der Komponenten
Ausgewählte Komponenten
Übersicht PLC Architekturen
Ausgewählte PLC Architektur
PLC Architekturim Anlagelayout
Aktor- / Sensoreinbindung
Zusatzfunktionen - Ausblicke
Konzeptgleiche realisierte Anlagen