Print

Bezpečnostní sítě strojů

-- 16.09.14

Projděte si tento kontrolní seznam síťového zabezpečení. Pomůže vám snížit riziko při zjednodušování designu automatizace. Před deseti a více lety existovalo jen velmi málo bezpečnostních sítí. Ty, které existovaly, byly pokryty nepříliš dobře chápanými bezpečnostními standardy a většina sítí byla specializovaná.

V roce 2014 již jsou nejrůznější nové funkce a koncepce bezpečnostních sítí certifikovány, standardizovány a komerčně dostupné. Dnes máme DeviceNet Safety (CIP Safety), Profisafe, AS-Interface Safety at Work (ASi-SaW), EtherCat FSoE a Powerlink openSafety, abychom jmenovali jen několik bezpečnostních sítí strojů. Jak si vybrat? Díky velkému množství prvků a přínosů je jejich výběr těžký, když nemáte velmi dobré povědomí o bezpečnosti strojů, natožpak o bezpečnostních sítích.

Bezpečnost dříve bývala tématem zcela odděleným od řízení strojů. Samostatný bezpečnostní řídicí systém zajišťoval bezpečnostní funkce pomocí svých vlastních senzorů, řídicích prvků a síťové komunikace. Došlo-li k selhání, bylo úkolem bezpečnostního systému zastavit stroj a rozeznít alarm. I když řídicí systém uměl provádět stejné bezpečnostní funkce, záměrem bylo zajistit redundantní systém pro případ, že by hlavní řídicí systém selhal.

Avšak mít druhý řídicí systém začalo být drahé a těžkopádné. Ve většině případů pocházely ovládací prvky stroje od jednoho dodavatele, zatímco bezpečnostní systém pocházel od jiného, což komplikovalo technické zajištění, integraci a poprodejní podporu. Byly tedy podniknuty kroky ke konsolidaci bezpečnostních funkcí do řídicích systémů strojů.

Bezpečnostní funkce lze začlenit do řídicích systémů s využitím bezpečnostních sítí, které přivedou informace ze senzorů do řídicího systému. Například bezpečnostní PLC mohou provádět řídicí i bezpečnostní funkce a splňují bezpečnostní požadavky norem ANSI a IEC.

Bezpečnost strojů po síti je zajišťována pomocí redundantních nebo dvoukanálových systémů, které monitorují chyby a brání restartu, když dojde k chybě. Jak funguje redundance v síti s jedním párem vodičů nebo jedním komunikačním kanálem? IEC 61508 a další normy uvádějí, že redundance v rámci komunikačních protokolů byla dostatečná pro dosažení stejné úrovně bezpečnosti jako u dvoukanálových, napevno zapojených systémů.

Kontrolní seznam: Otázky o bezpečnostních sítích

Abyste určili, která bezpečnostní síť je nejlepší pro dané prostředí, položte si následující otázky.

1. Čeho chcete dosáhnout? Je cílem: Pouze bezpečně zastavit stroj a nic více? Vědět, proč stroj zastavil, nebo mít kompletní diagnostiku? Konfigurovat nová bezpečnostní zařízení? Konfigurovat i diagnostikovat provozní zařízení? Pro odpovědi na tyto otázky potřebujete informace o rozpočtu projektu, o důležitosti stroje pro proces a o tom, jak dlouhá odstávka je přijatelná.

2. Jaká míra zabezpečení systému se vyžaduje? Jaká je požadovaná rychlost a spolehlivost reakčních dob? Je nesmírně důležité, aby se tyto parametry daly snadno určit a byly v přijatelných mezích.

3. Jsou k dispozici dostatečně vyškolení pracovníci, kteří systému rozumějí?

Vezměte v úvahu složitost konfigurování a údržby systému. Podle mých zkušeností je právě toto faktorem, který se nejvíce podceňuje. Viděl jsem systémy, které již od začátku nebyly správně nakonfigurované nebo byly po  uvedení do provozu pozměněny na úkor bezpečnosti. Jako vodítko zde slouží dvě normy. Úvod do úrovní bezpečnostních vlastností v normách ISO13849-1 a -2 a nedávno přijatá norma ANSI/RIA15.06. Roboty a robotické systémy uvádějí požadavky na navrhování, implementaci, validaci a údržbu bezpečnostních sítí a dalších programovatelných bezpečnostních systémů.

Bezpečnostní funkce po síti

Technická definice bezpečnostní funkce dle normy ISO12100 zní – „funkce stroje, jejíž selhání může způsobit okamžité zvýšení rizika“. Tyto funkce zajišťuje řídicí část systémů, která souvisí s bezpečností a snižuje tím riziko pro uživatele. Většina bezpečnostních funkcí je jednoduchá, např. nouzové vypínače a ochranné vypínače.

Ale co další bezpečnostní komponenty, jako jsou světelné závory, vypínače závor, bezpečnostní rohože a skenery prostoru, nebo funkce, jako je ztlumení (muting), přemostění (bypass) nebo iniciace zařízení se snímáním přítomnosti (Presence-Sensing Device Initiation – PSDI) apod.?

Ty jsou snadno implementovány pomocí bezpečnostního řídicího prvku, avšak některé funkce může být obtížné zajišťovat spolehlivě prostřednictvím bezpečnostní sítě, jednoduše z důvodu reakčních dob. Například u vysokorychlostní balicí linky, kde systém vyžaduje vstup nebo výstup produktu přes světelnou závoru nebo PSDI, může výstupní rychlost produktu představovat problém i pro ty nejrychlejší síťové systémy. Pokud se ztlumení světelné závory provede přes bezpečnostní síť, světelná závora se nemusí vyřadit dostatečně rychle a dojde k jejímu přerušení. Viníkem je obvykle síť a bezpečnostní PLC. Dohromady mají reakční dobu přesahující čas, po který se produkt nachází před ztlumovacími senzory, a k přerušení ochranného prvku tedy dojde dříve než k jeho ztlumení. To je příkladem stavu, kdy chceme po systému příliš mnoho.

Řešením může být přesun této funkce mimo síť pevným připojením jejích vstupů a výstupů k bezpečnostnímu PLC nebo samostatnému bezpečnostnímu relé. Vyspělé bezpečnostní sítě mohou provozovat i ty nejsložitější stroje. Náklady na implementaci, programování, technické zajištění a hardware mohou v takovém systému přesáhnout to, co je zapotřebí. Smyslem nových úrovní bezpečnostních vlastností je dát uživateli větší flexibilitu při výběru hardwaru a umožnit tak snížení nákladů a zvýšení efektivity.

V mnoha případech nejsou stroje tak velké a složité, jak by se mohlo zdát, takže je možné střežit tyto systémy v menším měřítku pomocí vyhrazeného samostatného bezpečnostního systému.

Samostatný bezpečnostní systém se nestará o řízení stroje a bezpečnost najednou. Namísto toho se vrací ke koncepci samostatného bezpečnostního systému a sítě využívané v minulosti. Díky pokroku v oblasti řídicích systémů strojů, bezpečnostních systémů a sítí je integrace samostatných systémů jednodušší, a proto je v mnoha případech reálnou možností.

Novější, jednodušší sítě umožňují používání aplikací v malém měřítku. Například ASi-SaW poskytuje zjednodušenou bezpečnost v menším měřítku bez dodatečných nákladů nebo vyšší složitosti související se zpracováním většího množství diagnostických nebo konfiguračních dat po bezpečnostních kanálech, čímž udržuje systém rychlý a relativně snadno nastavitelný. Dalším příkladem je řešení bezpečnostní sítě (obrázek 1) umožňující připojení až 32 bezpečnostních senzorů prostřednictvím uzlů. Je to levnější, zajišťuje se tak nezávislost sítě bezpečnostních zařízení a poskytuje dostatek diagnostických informací pro minimalizaci doby odstávek. Systémy nevyžadují žádné adresování nebo konfiguraci dat, což zjednodušuje instalaci a šetří náklady na technické zajištění a instalaci.

http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/Casopis_zari_2014/sick1.JPG

Další nedávno představené řešení (obrázek 2) dovoluje připojení až 32 bezpečnostních řídicích prvků a sdílení informací z nouzových ochranných bezpečnostních vypínačů připojených do sítě mezi pracovními buňkami nebo stroji. Tyto novější systémy si udržují tu nejvyšší úroveň bezpečnostní klasifikace a zachovávají jednoduchost, což je důležité pro snižování výrobních nákladů, zvyšování flexibility a zkracování doby pro uvádění produktů na trh. Budoucnost slibuje bezpečnostní systémy, které budou jednodušší na implementaci a cenově dostupnější. ce

Ian Brough je národní produktový manažer pro bezpečnostní rozhraní společnosti Sick.

http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Barca_Karchova/Casopis_zari_2014/sick2.JPG

Autor: Ian Brough, Sick


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Trendy v robotizaci 2020
2020-01-28 - 2020-01-30
Místo: Best Western Premier / Avanti, Brno
DIAGO 2020
2020-01-28 - 2020-01-29
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy automobilové logistiky 2020
2020-02-20 - 2020-02-20
Místo: Parkhotel Plzeň
Úspory v průmyslu
2020-03-03 - 2020-03-03
Místo: Ostrava
AMPER TOUR 2020
2020-03-17 - 2020-03-19
Místo: Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI