Migracja systemu sterowania odpowiedzialnego za bezpieczeństwo z PSS3000 na PSS4000 na przykładzie linii pras. Dlaczego warto i powinno się ją rozważyć?
Od czasu rozwoju przemysłu i budowy coraz bardziej złożonych maszyn, linii technologicznych oraz procesowych linii technologicznych przed projektantami stawia się większe wymagania dotyczące obsługi zautomatyzowanych procesów oraz zapewnienia bezpiecznego użytkowania maszyn. To zjawisko powoduje, że do projektowania systemów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo nie wystarczy już pojedynczy przekaźnik. Projektanci sięgają po bardziej złożone systemy, dające więcej możliwości obsługi. Tak na rynek automatyki w roku 1969 trafił pierwszy programowalny sterownik bezpieczeństwa firmy Pilz – SYSTEM EUROPILZ, a później sterownik PSS 3000. Przez lata ten system instalowano w wielu maszynach oraz liniach technologicznych. Dawał możliwość budowania rozległych, skalowalnych oraz skomplikowanych układów sterowania łączących i obsługujących dużą ilość funkcji bezpieczeństwa oraz procesów. W 1999 r. firma Pilz wprowadziła pierwszy protokół bezpieczeństwa Fieldbus – SafetyBUS p. Pozwolił on budować bardziej rozległe i zdecentralizowane systemy sterowania. Był to podstawowy sterownik wykorzystywany w przemyśle, aż do roku 2009, kiedy to Pilz zaprezentował jego następcę – sterownik PSS4000.
Sterowniki PSS3000 możemy spotkać w wielu gałęziach przemysłu oraz przeróżnych maszynach. Jednak od 2020 r. nie są one już dostępne w sprzedaży. Obecnie istnieje jeszcze możliwość naprawy komponentów tego systemu, lecz jest to kosztowne, czasochłonne i możliwe w miarę dostępności części zamiennych.
Migracja na przykładzie linii pras jednego z Klientów Pilz Polska
W 2022 r. do firmy Pilz Polska zgłosił się Klient z branży produkcyjnej sprzętu AGD. Posiadał on w swoim zakładzie automatyczną linię pras firmy Schuler z 2005 r. Linia ta składała się z czterech pras automatycznych, zestawionych w ciąg technologiczny z systemem transferu pomiędzy prasami oraz rozwijakiem blachy. Każda z pras posiadała odrębny sterownik standardowy oraz sterownik bezpieczeństwa oparty na sterowniku z rodziny PSS3000. Odpowiadały za każdą prasę z osobna oraz były połączone sieciowo ze sterownikiem centralnym. Sterowniki zarządzały transferem między prasami, podawaniem materiału z rozwijaka oraz tworzyły system bezpieczeństwa obwodowego. Sterowniki PLC komunikowały się poprzez system magistralny Profibus, natomiast sterownik bezpieczeństwa oparty był na sieci SafetyBUS. Sterownik procesowy i bezpieczeństwa wymieniał także sygnały między sobą z użyciem sieci Profibus.
Klient podjął decyzję o konieczności przeprowadzenia migracji po informacji, że sterowniki PSS3000 wycofano ze sprzedaży. W swoim zakładzie posiadał dwie takie linie, które są kluczowe w jego procesie produkcyjnym. Brak możliwości uzupełnienia stanów magazynowych w części zamienne i perspektywa zakupu części używanych na rynku wtórnym lub oczekiwania na naprawę przyspieszyły tę decyzję.
Architektura systemu bezpieczeństwa oparta na PSS3000
Linia pras ma złożoną strukturę sterowania. Każda z pras posiadała sterownik PSS SB 3006 DP-S, 8 lub 9 wysp rozproszonego systemu I/O, a także moduł PSS SB Bridge (pozwalający na połączenie kilku sterowników typu master oraz sieci SafetyBUS w jedną sieć umożliwiającą wymianę danych pomiędzy sterownikami). Tak więc każda z czterech pras posiadała podobną konfigurację, dającą dużo możliwości połączenia wielu urządzeń bezpieczeństwa w jeden system, który pozwala zachować wysoki poziom Performance Level (do PLe) oraz sprawnie realizować nawet wyszukaną logikę systemu bezpieczeństwa.
Czytaj też >> Zastosowanie obrabiarek CNC „niezgodnie z przeznaczeniem” − przegląd rozwiązań
Przebieg procesu migracji
Pomimo że system oparty na PSS3000 działał poprawnie i mimo upływu lat spełniał swoje zadanie, z uwagi na bezpieczeństwo zakładu podjęto decyzję o migracji systemu do nowego rozwiązania opartego na sterowniku PSS4000. Migracja taka wiąże się z całkowitą zmianą podejścia do systemu sterowania. Wymaga zaprojektowania nowej topologii sieci, skonfigurowania sprzętu, który zastąpi obecnie stosowany, i wreszcie napisania programu dla nowego sterownika, opierając się na założeniach i zasadzie działania, jaką przewidział producent maszyny.
Dobór sprzętu
Pierwszym krokiem jest dobór sprzętu. Pilz posiada w swojej ofercie sterowniki PSS4000, które w pełni zastępują stosowane niegdyś sterowniki PSS3000. Swoją sprawnością przewyższają technologicznie stosowane wcześniej. Pozwalają budować wyspy rozproszonego systemu sterowania z elastyczną konfiguracją wejść i wyjść zarówno cyfrowych, jak i analogowych. Dla opisanej powyżej konfiguracji udało się zmniejszyć liczbę wysp z 8 lub 9 do 3 lub 4. Dodatkowo, konfigurując sprzęt na komponentach PSS4000, mamy większą swobodę stosowania dowolnej liczby kart wejść lub wyjść dla pojedynczej wyspy. Gdy sprzęt został dobrany, można było przystąpić do zaprojektowania nowej topologii sieciowej zastępującej sieć SafetyBUS nową technologią SafetyNet, opartą na sieci Ethernet.
Napisanie nowych programów
Pierwsza część prac wiązała się z koniecznością wprowadzenia zmian w oryginalnych schematach elektrycznych. Polegało to na narysowaniu systemu w oparciu o nowe komponenty. Kolejnym krokiem była analiza programów układów sterowania i napisanie nowych programów dla sterowników PSS4000 w oparciu o oryginalną logikę. Pisząc nowy program, mamy do dyspozycji dowolną kombinację języków programowania: IL (lista instrukcji), ST (tekst strukturalny), LAD (język drabinkowy) czy FBD (graficzny język blokowy), wszystkie zgodne z normą PN-EN 61131-3. Na tym etapie kończą się prace koncepcyjne, projektowe, programistyczne. Rozpoczyna się etap prac na obiekcie. Wykonuje się nowe okablowanie, montaż sprzętu a także demontaż już nieużywanych sterowników i wysp. Dokonuje się przepięcia systemu ze szczególną uwagą na wykorzystane wyjścia taktujące. Pełnią one ważną rolę w systemach sterowania związanych z bezpieczeństwem.
Gdy nowy sprzęt zostanie zainstalowany, rozpoczyna się wgrywanie programów, konfigurowanie połączeń oraz integracja nowego sterownika PSS4000 z istniejącym sterowaniem standardowym, jeśli występują takie połączenia (np. poprzez sieć ProfiBUS). Ostatnim etapem jest wykonanie testów funkcjonalnych potwierdzających odtworzenie wszystkich funkcji bezpieczeństwa.
Podsumowanie
Ważne rzeczy w procesie migracji to
- znajomość zasad inżynierskich,
- zasad działania systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem,
- dobre zrozumienie założeń producenta,
tak aby w procesie migracji nie pogorszyć stanu systemu bezpieczeństwa założonego przez producenta. Na życzenie klienta istnieje również możliwość rozbudowy migrowanego systemu o dodatkowe funkcje lub rozszerzenia go o panel operatorski z wizualizacją oraz diagnostyką. To może w znaczny sposób poprawić komfort użytkowania systemu a także skrócić czas usuwania awarii. Warto zaznaczyć, że zastosowane w migracji oprogramowanie PAS4000 umożliwia pełną diagnostykę systemu jak również jest w pełni darmowe.
Po wykonaniu migracji klient zyskał możliwość dalszej stabilnej pracy bez obaw o nieoczekiwane awarie czy też dostępność części zamiennych. Zyskał również pewność, że nowy system sterowania związany z bezpieczeństwem wykonano zgodnie z zasadami dobrych praktyk inżynierskich. Odwzorowuje on też w 100% założenia producenta maszyny, co do zastosowanych funkcji bezpiecznych. Użytkownik końcowy otrzymał także zaktualizowaną dokumentację maszyny, listę niezbędnych części zamiennych oraz kody źródłowe oprogramowania. Otrzymał także wsparcie inżynierów Pilz Polska podczas gwarancyjnego i pogwarancyjnego użytkowania nowego systemu.
Marcin Różyc
Kierownik Działu Wdrożeń
Certified Machinery Safety Expert (TUV Nord/Pilz)
Pilz Polska Sp. z o.o.
ul. Ruchliwa 15, 02-182 Warszawa, Polska
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej