Работа сетей безопасности

Недавние изменения в правилах, разрешившие использование полевых шин безопасности в США, помогают разработчикам и пользователям подняться до уровня европейских производителей. Хотя предубеждения все еще мешают их принятию, разработчики показали, что полевые шины безопасности могут обеспечить выполнение всех функций безопасности аппаратуры с проводным монтажом наряду с экономией и новым уровнем гибкости.

Рон Брайт (Salt River Materials Group, производитель цемента) участвует в тесте на сенсорном экране с плоской панелью, установленном на автомате ABB, который демонстрирует, как архитектура Flex Cell от Rockwell Automation и протокол полевой шины CIPsafety от ODVA избирательно включают питание автомата и световой завесы его ограждения. Когда автомат находится в определенной позиции, стандартная сеть сообщает системе безопасности о том, что можно пренебречь разрывами в световой завесе.

Если у вас нет возможности видеть сеть безопасности своими глазами, вам все же лучше найти какой-либо способ убедиться, что она действительно существует и работает должным образом. К счастью, изменения в правилах за последние два года дают конструкторам возможность применять полевые шины безопасности и относящиеся к ним решения, что позволяет пользователю сэкономить материалы и труд, а также повысить эффективность работы. Национальная противопожарная служба (NFPA), например, пересмотрела недавно свои правила и разрешила более широкое применение сетей безопасности и/или ПЛК безопасности. Эта организация в течение долгого времени запрещала применение полевых шин или других электрических сетей на основании пункта 79 правил NFPA, регулирующих использование электрооборудования на промышленном предприятии.

Подобным же образом Международная электротехническая комиссия (IEC) недавно опубликовала стандарт IEC 61508 для связанного с безопасностью электромеханического оборудования, полупроводниковой электроники и компьютеризированных систем. Этот стандарт определяет уровень полноты безопасности (SIL), например, SIL 3, которому должны соответствовать полевые шины безопасности и сопутствующие продукты. Кроме того, IEC недавно разработала проекты стандартов 61511 и 62061 для устройств обработки и управления.

Инерция против экономики

Несмотря на принятие правил, большая часть потенциальных пользователей все еще сопротивляется установке сети безопасности. Вероятно, по той же причине они колеблются относительно замены проводного монтажа на полевую шину с витой парой: смонтированную схему вы можете увидеть своими глазами от и до, в то время как то, что простая схема с малым энергопотреблением выполняет те же самые функции, остается принимать на веру. Вот почему подавляющее большинство промышленных сетей, примерно 75-80%, все еще базируется на проводном интерфейсе 4-20 миллиампер.

Тем не менее эта инерция все больше преодолевается таким же традиционным экономическим давлением на пользователей, которым необходимо выжать все возможное из оборудования, чтобы добиться наивысшей эффективности и сэкономить как можно больше. На деле уже есть доказательства выгоды использования полевых шин безопасности и подтверждение того, что их целостность способствует осуществлению планов установки на предприятии. Недавние исследования, проведенные Открытой Ассоциацией поставщиков DeviceNet (ODVA), показали, что 18,2% пользователей, опрошенных в Северной Америке и Европе, в настоящее время приобретают ПЛК безопасности, а 43,9% планируют приобрести их в последующие три года.Только 9,1% пользователей применяют сети безопасности и более 42% планируют использовать их в последующие три года.

 

SafetyBus p от компании Pilz

Чтобы удовлетворить потребности потребителей, одна из самых признанных полевых шин безопасности SafetyBus p от компании Pilz Automation Safety LP недавно вдвое увеличила свою производительность благодаря выпуску новой программируемой системы безопасности (PSS) SB2. Это позволяет пользователям подсоединять одну PSS к 128 узлам. Хотя в настоящее время количество установленных по всему миру узлов достигло 100 000, ожидается, что использование SafetyBus p будет расширяться, поскольку Pilz выпустила ряд сопутствующих продуктов, включая два интерфейса SafetyBus p и модули. С целью расширения структуры системы Pilz планирует также выпустить в будущем году новую SafetyBus.

SafetyBus p сейчас пять лет, она была создана компанией Pilz, которая начинала с системы полевых шин CANopen, и добавила возможности для проверки сигнала, функции синхронизации для посылки и получения сигнала и другие программные средства. Эти возможности делают трехпроводную изолированную шину безопасной, так как устраняют эхо, фантомы и/или удвоенные сигналы и пропущенные данные. SafetyBus p также добивается одобрения по европейскому стандарту EN-954-1 категории 4, так как микропроцессорный набор с двумя микросхемами во всех ее устройствах основан на программируемой системе безопасности. „Большое число потенциальных пользователей проверяют системы безопасности для себя и видят, сколько времени можно сэкономить на обнаружении неисправностей, – говорит Дино Мариус (Dino Mariuz), технический руководитель Pilz. – Выясняется, что можно сберечь 40% труда на проводном монтаже вместо использования основных реле“.

 

Profisafe

ODVA сообщает, что расширение CIPsafety до общего промышленного протокола (CIP) — это единственный протокол безопасности, который не зависит от среды, что дает возможность «бесшовной» передачи сообщений входов/выходов безопасности из любой точки многосегментной архитектуры в другие точки такой же архитектуры

Другая широко известная полевая шина безопасности – Profisafe от компании Profibus International – базируется на Profibus-DP от PTO и использует несколько сред передачи, включая RS-485 и оптоволоконный кабель. Profisafe сейчас три года Она дополняет протокол Profibus уровнем безопасности, работает через стандартное кабельное соединение Profibus и обеспечивает дополнительные возможности обнаружения ошибок, чтобы достичь уровня безопасности SIL 3 и получать сообщения без необнаруженных ошибок.

Джон Свиндалл (John Swindall), руководитель лаборатории тестирования в Profibus Interface Center, утверждает, что метод разбивки на слои Profisafe создает „черный канал“, который включает данные по безопасности в стандартные телеграммы Profibus. Данные по безопасности содержат циклический контроль с помощью избыточных кодов (CRC), назначенные адреса главный/подчиненный и порядковые номера для проверки потерянных сообщений.

Profisafe была также одобрена германским обществом технического надзора, которое проверяло алгоритмы и полиномы, используемые Profisafe в своих контрольных расчетах. И все же убедить потенциальных пользователей в полезности и возможностях безопасности Profisafe нелегко.

„Инженеры, работающие с полевыми шинами, в большинстве своем очень консервативны, а те, кто занимается вопросами безопасности, консервативны вдвойне, – говорит Свиндалл. – Я думаю, они в какой-то степени начинают преодолевать свое предубеждение, но в США пользователи все еще находятся на начальном этапе осознания важности сетей безопасности. Процессу распространения Profisafe способствует тот факт, что Profisafe достаточно продумана и работает со скоростью 12 Mбит/с, что делает ее самым быстродействующим протоколом в Америке. Это означает, что пользователи могут исполнять часть своей системы как сеть безопасности вместе с некоторыми устройствами, не относящимися к безопасности, и все это происходит на одной шине без потерь в пропускной способности системы“.

Помимо выпуска многочисленных сопутствующих продуктов Profisafe, разработчики и материнская организация PTO трудятся над тем, чтобы добавить возможности Profisafe к Profibus-PA, чтобы защитить приложения процесса.

 

CIPsafety, DeviceNetsafety

Для того, чтобы интегрировать безопасность и стандартные средства управления так, чтобы они влияли друг на друга, ODVA недавно разработала свое расширение CIPsafety к Общему промышленному протоколу (CIP), который является слоем приложения для протоколов DeviceNet ODVA, EtherNet/IP и ControlNet. CIPsafety обеспечивает основу для нового протокола DeviceNetsafety ODVA, что позволяет посылать команды через уже существующую сеть DeviceNet.

„Это означает, что функции безопасности встроены в протокол.Таким образом, безопасность сети обеспечивается не монтажом, а тем, как осуществляется работа с данными, – говорит Кимбер Линн Дрейк (Kimber Lynn Drake), менеджер по маркетингу в компании Rockwell Automation, занимающейся определением присутствия. – Это означает, что ПЛК безопасности могут обмениваться данными как друг с друг8ом, так и с другими компонентами“.

Спецификации CPIsafety вышли в январе 2005 г., тогда же Rhineland провела окончательную сертификацию протокола. ODVA также запланировала расширение безопасности для протоколов EtherNet/IP и ControlNet.

 

Interbus Safety

Interbus Club и Phoenix Contact потратили три года на разработку Interbus Safety, чтобы помочь пользователям определить возможности сети безопасности с протоколом Interbus. Interbus, имеющий скорость передачи данных от 500 кбит/с до 2 Mбит/с, сертифицирован как часть IEC 61158 и служит основанием Interbus Safety.

Этот новый протокол состоит из кода и данных безопасности, которые объединены в один пакет данных в рамках обычного суммирования фрейма протокола Interbus. Лэрри Комарек (Larry Komarek), менеджер по автоматизации маркетинга компании Phoenix Contact, говорит, что для этого метода суммирования требуется меньше данных для передачи служебной информации. Это означает, что Interbus Safety нужно только 500 кбит/с вместо 1,5 Mбит/с для передачи того же объема данных за тот же промежуток времени. Кроме того, в режиме работы 2 Mбит/с время ответа не превышает 10 миллисекунд в типовых условиях, таких как 1000 обычных операций ввода/вывода и 100 операций ввода/вывода безопасности.

Разрешающий блок Interbus Safety программируется вместе с функциональными блоками, одобренными TÜV, таким как E-stop, управление двумя руками или электрочувствительное защитное оборудование, c помощью „Safety Prog“ – программного обеспечения, опирающегося на Windows и совместимого с IEC 61131. Это означает, что пользователям не нужно писать свой собственный код.

Interbus Safety выполняет функции безопасности до категории 4 по EN 954 и SIL 3 по IEC 61508.

Комарек добавляет, что продукты Interbus Safety прошли бета-тестирование, и их выпуск начат в Европе в первом квартале 2005 г. В дальнейшем планируется развертывание производства по всему миру. За более подробной информацией об организациях и компаниях, упомянутых в этой статье, обращайтесь на сайт www.controleng.com

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *