Aktuální vydání

celé číslo

11

2018

SPS IPC Drives 2018

Elektrické, hydraulické a pneumatické pohony

celé číslo

Sysmac Safety – integrované řešení bezpečnosti strojů

Nedílnou součástí návrhu a vývoje strojů je zajištění funkční bezpečnosti. Volba vhodné bezpečnostní strategie je rozhodující při vývoji každého stroje a měla by být zvážena již v počáteční fázi návrhu. Její správná volba může výrazně ovlivnit náklady v celém životním cyklu stroje, zejména náklady na vývoj, údržbu stroje a identifikaci poruch při provozu.

 
Představení bezpečnostní řídicí jednotky Sysmac NX (obr. 1) v kombinaci s novým systémem vzdálených vstupů a výstupů Sys­mac NX I/O (obr. 2) od společnosti Omron je důležitým a rozhodujícím krokem k vytvoření jednotné platformy automatizace strojů a vý­robních linek. Platforma Sysmac zahrnuje kro­mě nástrojů pro zajištění funkční bezpečnosti strojů také funkce pro logické řízení a řízení pohybu, řízení robotických úloh, strojové vidě­ní a komunikaci s relačními databázemi SQL.
 
Bezpečnostní řídicí jednotka NX byla vy­vinuta s využitím nejmodernější techniky a může být instalována kdekoliv v rámci sys­tému vzdálených vstupů a výstupů Sysmac NX I/O. V jednom uzlu je možné kombino­vat moduly pro připojení běžných i bezpeč­nostních signálů. Komunikace s nadřazeným systémem NJ je zajištěna pomocí komunikač­ní brány NX EtherCAT (obr. 3). Bezpečnost­ní řídicí jednotka NX může využívat signály jak z lokálních, tak i vzdálených I/O modulů. Bezpečnostní data jsou přenášena protokolem FSoE (Functional Safety over EtherCAT), který dovoluje využívat jednu sběrnici pro přenos bezpečnostních i běžných dat. FSoE vyhovuje podmínkám pro úroveň funkční bezpečnosti SIL 3 s pravděpodobností ne­detekovaných poruch převyšující 105 roků.
 
Bezpečnostní řídicí jednotka NX je do­stupná ve dvou variantách. NX-SL3300 je určena pro menší úlohy s maximálním po­čtem 256 bezpečnostních signálů. Podporuje komunikaci s až 32 bezpečnostními I/O mo­duly a obsahuje 512 kB programové pamě­ti. Pro rozsáhlé bezpečnostní úlohy je urče­na jednotka NX-SL3500 s programovou pa­mětí velikosti 2 048 kB. Podporuje připojení až 128 bezpečnostních I/O modulů s celko­vým počtem 1 024 bezpečnostních signálů.
 
Nedílnou součástí bezpečnostního systému jsou moduly bezpečnostních vstupů a výstu­pů. Modul NX-SIH400 umožňuje připojit čty­ři bezpečnostní signály, modul NX-SID800 až osm bezpečnostních signálů. Moduly podporují vyhodnocení duálních komplemetárních nebo ekvivalentních signálů včetně vyhodnocení je­jich časové neshody přímo ve vstupním modu­lu. Každý bezpečnostní signál má přímo na mo­dulu k dispozici svorku se zdrojem testovacího signálu. Moduly bezpečnostních výstupů jsou k dispozici ve dvou variantách: NX-SOH200 pro dva bezpečnostní výstupy a modul NX-SOD400 pro čtyři bezpečnostní výstupy.
 
Bezpečnostní řídicí jednotka NX je plně in­tegrována do platformy Sysmac, včetně mož­nosti využít jednotné vývojové prostředí Sys­mac Studio. Sysmac Studio zjednodušuje počá­teční návrh systému, konfiguraci jednotlivých komponent a údržbu. Díky tomuto integrova­nému nástroji se konstruktéři strojů mohou více soustředit na zlepšování výkonu a bezpečnos­­ti strojů než na konfigurování systému. Bez­pečnostní řídicí jednotka NX je programová­na v souladu se standardem IEC 61131-3 a vy­užívá bezpečnostní funkční bloky s certifikací PLCopen. Sysmac Studio podporuje integra­ci proměnných z bezpečnostní jednotky NX do tabulky globálních proměnných nadřaze­ného systému Sysmac NJ. Sysmac Studio za­jišťuje stejný přístup ke konfiguraci, programo­vání a údržbě běžných i bezpečnostních úloh.
 
Nadřazený řídicí systém Sysmac NJ zajiš­ťuje funkci řídicí jednotky (master) na sběrni­ci EtherCAT. Bezpečnostní řídicí jednotka NX tedy zajišťuje vykonávání bezpečnostní logické funkce systému, NJ EtherCAT Master je zod­povědný za bezpečnostní i běžnou komunikaci. Výhodou je, že Sysmac NJ má neustálý přístup k datům z bezpečnostního systému, a může je tedy využít v rámci běžného řízení stroje.
 
Hlavní výhodnou použití pokročilých bez­pečnostních řídicích jednotek ve srovnání s bezpečnostními reléovými jednotkami, po­užívanými v minulosti, je výrazně větší fle­xibilita celkového systému a možnost pro­gram opakovaně využít. Kombinace integrovaných bezpečnostních modulů Sysmac a ostatních bez­pečnostních komponent společnosti Omron (bez­pečnostní spínače, závo­ry, pohony s integrovanou bezpečnostní funkcí) po­skytuje výrobcům strojů výhodu jednotného řešení celého řízení stroje.
 
Platforma Sysmac od společnosti Omron je jed­notný výkonný koncept řízení strojů a výrobních linek, jehož klíčovou součástí je nový řídicí systém Sysmac NJ. Tento řídicí systém zajiš­ťuje integraci ostatních komponent platformy Sysmac pomocí rychlé komunikační sběrnice EtherCAT. Doplnění platformy o bezpečnost­ní řídicí jednotku NX v kombinaci s novým systémem vzdálených I/O modulů Sysmac NX I/O výrazně přispívá ke zvýšení bezpeč­nosti a výkonnosti stroje.
 
Kombinace výkonné řídicí techniky a in­tegrace mechatronických systémů včetně sys­témů pro řízení delta robotů, zpracování ob­razu, komunikaci s relační databází a zajiš­tění funkční bezpečnosti v jeden homogenní celek vytvářejí z platformy Sysmac systém, který je určen zejména k automatizaci strojů a výrobních linek.
Ing. Zdeněk Havlíček,
OMRON Electronics spol. s r. o.
 
Obr. 1. Bezpečností řídicí jednotka Sysmac NX
Obr. 2. Moduly bezpečnostních vstupů a vý­stupů Sysmac NX I/O
Obr. 3. Integrovaný systém pro řízení stroje a zajištění jeho bezpečnosti