Część 4: Bloki i elementy w SISTEMA

Aby oszacować, na jakim poziomie pokrycia diagnostycznego jest część mechaniczna blokady bezpieczeństwa B1, należy skorzystać z załącznika E normy PN-EN ISO 13849-1. Załącznik E zawiera tabele szacowanego pokrycia diagnostycznego DC dla układów wejściowych, logicznych i wyjściowych.

Wróćmy do elementu. Jeśli została zaznaczona opcja „Enter DC value directly” (1), wartość DC możemy wpisać ręcznie (2).

SISTEMA jest wyposażona w „ściągawkę” i jeśli nie mamy przed oczami normy PN-EN ISO 13849-1, można zaznaczyć opcję „Select applied measures to evaluate DC” (1). Kliknij na przycisk „Library” (2).

Pojawi się tabela, taka sama, jak w załączniku E normy PN-EN ISO 13849-1.

Spróbujmy teraz przyporządkować to, co widzimy w tabeli z tym, co cechuje blokadę bezpieczeństwa B1. Zauważmy na schemacie ideowym, że mechaniczne ułożenie styków blokad B1 i B2 jest monitorowane przez sterownik PLC. Program diagnostyczny może monitorować czas przełączania się styków. Zawsze, kiedy osłona jest otwarta, następuje niemal jednoczesne zamknięcie się styku blokady B1 podłączonego do wejścia I0.1 i otwarcie się styku B2 podłączonego do wejścia I0.0 sterownika PLC (na schemacie poniżej styki te zaznaczone są na żółto). Zatem sterownik PLC jest w stanie monitorować mechaniczne, krzyżowe przełączanie się styków zarówno dla blokady B1 jak i dla blokady B2. Wystarczy napisać odpowiedni program, który sprawdza jednoczesność przełączania się sygnałów na wejściach I0.0 i I0.1 z odpowiednim odstępem czasu.

 

Możemy zatem dla układu wejściowego wybrać  monitorowanie krzyżowe wejść bez testu dynamicznego. Zwykły sterownik PLC nie monitoruje stanu układów wejściowych w sposób dynamiczny. DC dla monitorowania krzyżowego wejść bez testu dynamicznego wynosi od 0 do 99%, zależnie od tego, jak często w danej aplikacji następuje zmiana sygnałów. Wg naszych wcześniejszych założeń ustaliliśmy, że drzwi będą otwierane co godzinę. Zatem zmianę sygnałów można oszacować na bardzo częstą. Zaznacz „Cross monitoring of inputs without dynamic test” (1) i wciśnij „Load selection” (2).

Jeśli oszacowaliśmy zmianę sygnałów wejściowych na bardzo częstą, to w polu „Diagnostic coverage(DC):” wpisz 99.

Na podstawie tej wartości, pokrycie diagnostyczne zostało oszacowane na wysokie. Blok BL po wykonaniu tych czynności został zaznaczony zielonym markerem, co oznacza, że na tym etapie wszystko zostało w oprogramowaniu SISTEMA wprowadzone prawidłowo.

Ale to jeszcze nie wszystko dla kanału 1. Wcześniej założyliśmy, że blokada bezpieczeństwa składa się z dwóch elementów – części mechanicznej i elektrycznej. Dołóż zatem ten element do projektu (1) i nazwij go np. „Część elektryczna B1” (2).

Założyliśmy, że dla styku poruszanego w sposób wymuszony możliwe wykluczenie błędu dla kontaktu elektrycznego. SISTEMA umożliwia dla takiego elementu zaznaczenie wykluczenia błędu. Przejdź do zakładki „MTTFD” (1) i zaznacz „Fault exclusion”  (2). Element ten nie będzie miał w tym momencie wpływu na wynik obliczeń.

W tym momencie zakończyliśmy wprowadzanie danych dla blokady bezpieczeństwa w kanale 1. Zgodnie z wyznaczonym na podstawie schematu ideowego schematem blokowym, w kanale tym znajduje się jeszcze stycznik Q2. Kliknij zatem prawym przyciskiem myszy Channel 1 (1) i wybierz „New” (2).

Pojawi się nowy blok BL (1) w kanale 1, który nazwij np. „Stycznik Q2” (2).

W zakładce „MTTFD” zaznacz „Determine MTTFD value from elements”, a w zakładce „DC” zaznacz „Determine DC value from elements”.

Rozwiń blok BL (1). Pojawi się element, który nazwij tak samo, jak blok (2).

Przejdź do zakładki „MTTFD” (1), zaznacz „Determine MTTFD from B10D / B10 value” (2) i kliknij na „Calculate nop” (3).

Pokaże się znany nam już wzór. Pola należy wypełnić. Jeśli każde zadziałanie układu wejściowego (blokady B1) powoduje reakcję (odłączenie zasilania stycznika Q2), to poniższe wartości wprowadzone dla blokady bezpieczeństwa będą takie same dla stycznika Q2. Zamiast wpisując te same wartości, nożna kliknąć na przycisk „Load last values”. Pola wypełnią się danymi poprzednio wpisanymi.

Wartość B10D (1), jeśli jej nie znamy, lub producent stycznika nie podaje tej wartości, to można ją wprowadzić z tabeli typowych wartości komponentów (2). Pamiętaj jednak, żeby zawsze w pierwszej kolejności starać się poszukać danych dostarczanych przez producenta komponentu. Wartości z tej tabeli są zaniżone, a wybór ma ogromny wpływ na wynik obliczeń.

Przez stycznik przepływa prąd potrzebny do uruchomienia silnika M1. Zakładamy, że projektant układu sterowania dobrał stycznik odpowiednio do obciążenia. Zatem powinniśmy wybrać „Contactors with nominal load”.

Dla elementu należy oszacować pokrycie diagnostyczne. Analizując schemat ideowy można zidentyfikować styk NC stycznika Q2 podłączony do wejścia PLC. Styk ten przełącza się za każdym razem, gdy przełącza się stycznik, gdyż wszystkie styki są mechanicznie ze sobą sprzężone. Mamy zatem możliwość ciągłego nadzorowania stanu stycznika.

Przejdź teraz do zakładki „DC” (1) i kliknij „Library”. W tabeli, która się pojawi zjedź na dół do elementów wyjściowych, zaznacz „Direct monitoring (…)” i kliknij „Load selection” (3).

W tym momencie wykonaliśmy wszystko, co było niezbędne dla kanału 1. W kanale występują 2 bloki: blokada bezpieczeństwa B1 i stycznik Q2, zgodnie ze schematem blokowym funkcji bezpieczeństwa.

Zielone markery obok kanału 1 (CH), bloku BL i elementów EL oznaczają brak ostrzeżeń i można przystąpić do wprowadzania bloków i elementów dla kanału 2.

W kolejnej części kursu zajmiemy się drugim kanałem funkcji bezpieczeństwa. W drugim kanale bloki i elementy w SISTEMA funkcjonują trochę inaczej, gdyż w kanale tym krańcówka B2 wykorzystuje styk prowadzony w sposób niewymuszony,  co oznacza, że prawdopodobieństwo niepowodzenia funkcji bezpieczeństwa będzie zależało również od części elektrycznej styku. W kanale tym pojawia się również sterownik PLC, który nie jest sterownikiem bezpieczeństwa, a został użyty do realizacji funkcji bezpieczeństwa. Opiszę również, jakie dane dotyczące niezawodności dostarczają producenci dla zwykłych sterowników PLC (niezaprojektowanych do realizacji funkcji bezpieczeństwa), a które możemy wykorzystać w oprogramowaniu SISTEMA.