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Automation and Drives SIMATIC Safety Integrated icherheits- steuerungen im Vergleich S Automation and Drives Stefan Schaan A&D AS FA PS Fehlersichere und.

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Präsentation zum Thema: "Automation and Drives SIMATIC Safety Integrated icherheits- steuerungen im Vergleich S Automation and Drives Stefan Schaan A&D AS FA PS Fehlersichere und."—  Präsentation transkript:

1 Automation and Drives SIMATIC Safety Integrated icherheits- steuerungen im Vergleich S Automation and Drives Stefan Schaan A&D AS FA PS Fehlersichere und hochverfügbare Systeme

2 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart2 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Informationstag / Workshop Sicherheitssteuerungen Sechs Sicherheits-SPS im praktischen Vergleich 27. Juni 2005 VDMA-Haus Frankfurt am Main Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

3 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart3 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen SIMATIC Safety Integrated Normen und Zertifikate Die fehlersicheren Komponenten erfüllen die höchste Sicherheitsstufe für Factory Automation IEC (bis SIL 3) - Funktionale Sicherheit EN (bis Kategorie 4) - Sicherheit von Maschinen NFPA und NFPA 85 - Relevante US Normen UL 1998, UL 508 und UL Relevante US Normen EN692, EN693, EN Pressenormen und sind vom TÜV zertifiziert Fehlersichere Bausteinbibliothek SIMATIC S7-F/P für Pressensicherheit zertifiziert durch BG BG MHHW, Düsseldorf Prüf- und Zertifizierungsstelle des Fachausschusses Maschinenbau, Hebezeuge, Hütten- und Walzwerksanlagen Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

4 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart4 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen SIMATIC Safety Integrated Übersicht fehlersichere Komponenten Process AutomationFactory Automation Controller CPU 414H CPU 417H Engineering CFC Safety Matrix Controller für PROFIBUS ET 200S F-CPU CPU 315F/317F-2DP CPU 416F-2 für PROFINET CPU 315/317F-2PN/DP CPU 416F/CP443-1ADV Engineering FUP, KOP PROFIBUS mit PROFIsafe-Profil Aktoren Sensoren ET 200MET 200ecoET 200SET 200pro *) ET 200SET 200pro *) für Factory Automation PROFINET mit PROFIsafe-Profil Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

5 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart5 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen SIMATIC Safety Integrated Ausgewählte Hardwarekomponenten S7-400F Für oberen Leistungsbereich CPU 416F-2 Schnittstellen: MPI/DP und DP PROFINET via CP Advanced Multiprozessorbetrieb möglich > 1000 F D-I/O-Kanäle S7-300F Für mittleren Leistungsbereich CPU 317F-2DP Schnittstellen: MPI/DP & DP > 500 F D-I/O NEU CPU 317F-2PN/DP Schnittstellen: MPI/DP & PROFINET > 500 F D-I/O ET200S F-DI / F-DO Modulare IP20 F-I/O z um Anschluss digitaler Sensoren / Aktoren ModuleEigenschaften 4/8 F-DI DC24 V 4 x 2-kanalige Eingänge, SIL 3/Kat. 4 8 x 1-kanalige Eingänge, SIL 2 4 F-DO DC24 V/2A 4 x P-M-schaltende Ausgänge, SIL 3/Kat.4 Anschluss von Muting-Anzeigen Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

6 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart6 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Distributed Safety V5.3 Konfiguration der Hardware und Programmierung der sicherheits- gerichteten Applikation mit KOP und FUP in gewohnter STEP-7- Umgebung Mit integrierter F-Befehlsbibliothek mit TÜV-zertifizierten Funktions- bausteinen und Programmier- beispielen. Davon notwendig: Not-Halt / Not-Aus Zweihand-Steuerung Muting Schutztür-Überwachung Feedback-Kontrolle SIMATIC Safety Integrated Ausgewählte Softwarekomponenten Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

7 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart7 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Optionspaket SIMATIC S7-F/P –Pressensicherheitsbausteine Notwendige Bausteine für die Aufgabenstellung FB10 MODE_SEL Betriebsartenwahl 1 aus 8 FB21 EM_OFF_Q Not-Aus mit Quittierung FB31 DOOR_Q Schutztür mit Quittierung FB40 F_2HAND Zweihandpult FB76 DYN_VALV D ynamische Kontrolle 4 Ventile FB90 EN_1_MAN Freigabe Einmannfunktion FB100 EN_4_MAN Freigabe Mehrmannfunktion FB112 VALVE_HY Pressensicherheits- und Richtungsventile hydraulische Pressen FB120 VA_CHECK Überwachung Ventile / Relais FB130 CARTR Schaltzeit für Cartridge-Ventile SIMATIC Safety Integrated Ausgewählte Softwarekomponenten Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

8 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart8 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen PLC I/Os SIMATIC Safety Integrated Mögliche Steuerungsarchitekturen PLC I/Os PLC I/Os PLC I/Os Trennung von PLC, I/O und Bus Ein Bus, aber Trennung von PLC und I/O Eine PLC, aber Trennung von I/O und Bus Eine PLC, ein Bus und gemischte I/O Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

9 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart9 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Ausgewähltes Steuerungskonzept mit PROFIBUS im Überblick ET200S S7 416F DP/DP Koppler S7 317F DP/DP Koppler PROFIBUS DP SIGUARD Laserscanner Lichtvorhang PROFIBUS DP SIGUARD Lichtvorhang DP Master ET200S Presse DYU 3000 begehbar Presse PO 100 SIGUARD Lichtvorhang Liniensteuerung Extruderanlage Roboter (3 Stück) ET200S B & B Ethernet Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

10 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart10 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt? Architektur und Steuerungsauswahl S7-416F und S7-317F Prinzip - Eine Steuerung – Ein Bus minimiert das Investment durch Reduzierung von Hardwarekosten, Einbauräumen und Verdrahtung Leistung der Steuerung nach Mengengerüst und Anforderungen kostenorientiert auswählbar Durchgängige Diagnose ohne Zusatzaufwand Keine zusätzliche Definitionen von Interfaces zwischen: Sicherheits- und Standardbus Sicherheits- und Standardsteuerung Systemintegrierte Busfehlerdiagnose Einheitliche Programmierungsumgebung Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

11 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart11 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Aus welchen Gründen wurde das vorgeschlagene Steuerungskonzept gewählt? Fehlersichere Kopplung der Steuerungen Verwendung von Standard DP-DP Kopplern Einfacher Aufbau des Buses und der Software Modulare bzw. autarke Inbetriebnahme der Einzelzellen Modulare Peripherie Kostenoptimierte Bestückung der I/O Stationen möglich Nur die benötigten F-I/O werden eingebaut Standard I/O wird für nicht sicherheitsrelevante Funktionen verwendet Mehrere 24V Einspeisungen pro Teilnehmer sind möglich Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

12 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart12 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Steuerungseinteilung im Anlagenlayout S7 416F S7 317F F-I/O DETAILS

13 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart13 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Aktor- / Sensor-Einbindung Ausrüstung Presse DYU 3000 – ET200S Station 1 S7 317F Betriebsarten- wahlschalter NOT-HALT an den vier Seiten NOT-HALT Hydraulik u. Bedienpult Lichtschranken LV1 u. LV2 zu Station 2 Muting-Lampen (klar) vorne u. hinten Muting-Sensoren 1- 8 vorne u. hinten Quittieren 1- 4 IM151 F-DI F-DI F-DI F-DI F-DI F-DO DI DI DO Presse EIN (grün) Presse AUS (rot) Presse QUIT (klar) SIGUARD Laserscannerv DP/DP Koppler Stößelhochhaltung Vorne u. Hinten Überwachung Sitema Stößelhochhaltung Vorne und Hinten Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen Weitere Standard- Komponenten

14 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart14 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Aktor- / Sensor-Einbindung Gründe zur Auswahl und Verschaltung Wegfall sicherer Eingänge und integrierte Diagnose durch Direktanschluss des Laserscanners Einfache Programmierung allein durch Projektierung zweikanaliger Sensoren am Beispiel der NOT-AUS Funktion F-DO Ausgänge -2A zur Ansteuerung der sicherheits- relevanten Anzeigen (Stößel, Muting) Verwendung von Standard- eingängen zum Einlesen der Muting Sensoren Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

15 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart15 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Zusatzfunktionen – Ausblicke Diagnose mit Diagnose-Repeater S7 416F SIGUARD Lichtvorhang ET200S B & B Zeit [m:s] Reflektion [%] :26: 17 26: 27 26: 37 26: 47 26: 57 27: 07 27: 17 Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen Sporadische Fehler und Messung im laufenden Betrieb

16 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart16 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Zusatzfunktionen – Ausblicke PROFINET Steuerungskonzept im Überblick ET200S S7 416F S7 317F PN/DP PROFIBUS DP SIGUARD Laserscanner Lichtvorhang SIGUARD Lichtvorhang ET200S Presse DYU 3000 begehbar Presse PO 100 SIGUARD Lichtvorhang Liniensteuerung Extruderanlage Roboter (3 Stück) ET200S B & B Industrial Ethernet PROFINET IO Industrial Ethernet Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

17 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart17 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Steuerung S7-317F F-I/O Mengengerüst: Unteres Segment 24 F-DI 24 F-DO Summe: 128DI, 84DO Mittleres Segment 32 F-DI 32 F-DO Summe: 140DI, 92DO Zeiten: Unteres Segment Standard + Sicherheit 9-10ms Mittleres Segment nur Sicherheit 6-7ms Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept – Tiefziehpressen Fa. Dunkes Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen

18 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart18 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Einzelpresse Steuerung: S7-317F Mengengerüst: 32 F-DI 21 F-DO Weiter Beispiele vorhandener Anlagen nach dem gezeigten Steuerungskonzept Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen Hochdruck Aluminium Formpresse S7-414F Mengengerüst: 24 F-DI 20 F-DO Summe: 104DI, 52DO

19 Automation and Drives A&D AS, 06/2005, Chart19 © Siemens AG Änderungen vorbehalten VDMA Workshop Sicherheitssteuerungen VDMA Workshop Sicherheits- steuerungen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Noch Fragen ? Normen und Zertifikate Übersicht der Komponenten Ausgewählte Komponenten Übersicht PLC Architekturen Ausgewählte PLC Architektur PLC Architektur im Anlagelayout Aktor- / Sensoreinbindung Zusatzfunktionen - Ausblicke Konzeptgleiche realisierte Anlagen


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