Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2019/10/woroznione-1200x628-sick-skaner-bezpieczenstwa-s3000-iautomatyka.jpg

Podstawowa konfiguracja skanera bezpieczeństwa Sick S3000 Profinet

autor: Latarnik.

Systemy bezpieczeństwa towarzyszą automatykowi na co dzień. Nikt chyba nie wątpi jak ważną rolę pełnią i jak już wiele żyć uratowały. Cisi bohaterowie pracują w wielu fabrykach na 3 zmiany 7 dni w tygodniu. Zaawansowane systemy bezpieczeństwa powodują niemały strach podczas konfiguracji osobom które mają do czynienia z bezpieczeństwem ludzkim, ale także dlatego że w dokumentacjach wykorzystanych jest wiele trudnych pojęć które dodatkowo komplikują integrację. Jeżeli do tej całej mieszanki doda się komunikację z doświadczenia wiem że powoduje to wiele problemów.

W artykule pokazano jak skonfigurować skaner bezpieczeństwa S3000 firmy SICK wraz ze sterownikiem Siemens S7-1200 po sieci PROFINET. Dodatkowo objaśniono podstawowe parametry Skanera S3000.


Działanie skanera w skrócie

Podstawowym zadaniem skanera bezpieczeństwa w zależności od pełnionej funkcji w konkretnej aplikacji jest wykrycie ciała człowieka lub jego kończyn. Zasada działania skanera polega na wysyłaniu krótkich impulsów światła w przestrzeń w promieniu 190 stopni. Rozdzielczość (wielkość obiektu) może być uzyskana to od 30 do 150 [mm]

Wysłana wiązka światła odbita od obiektu wraca na lustro wewnątrz skanera. Zmierzony czas od wysłania wiązki do jej odebrania pozwala obliczyć odległość na jakiej znajduje się obiekt.

Zasada działania skanera polegająca na metodzie „Time of Light”. Źródło www.sick.pl

Laserowe skanery bezpieczeństwa Sick

Dzięki takiemu działaniu w oprogramowaniu skanera  w dwóch wymiarach konfiguruje się wirtualne pole w którym znajdujący się obiekt będzie traktowany jako naruszenie bezpieczeństwa i skaner przejdzie w „bezpieczny” stan. Dodatkowo istnieje możliwość skonfigurowania pola ostrzegawczego które można wykorzystać np. do zwolnienia pracy maszyny lub ostrzeżenia osoby które to pole narusza. Pole ostrzegawcze nie gwarantuje wykrycia obiektu w zadanej rozdzielczości a co za tym idzie, nie może być wykorzystywane jako pole funkcji bezpieczeństwa.

  • Jeżeli pole ochronne (protective field) jest wolne skaner wystawia TRUE na bicie wyjściowym do sterownika F-PLC.
  • Jeżeli pole ostrzegawcze (warning field) jest wolne skaner wystawia TRUE na bicie wyjściowym do sterownika F-PLC.

Sam skaner bezpieczeństwa występuje w 3 wersjach ze względu na zasięg pola ochronnego (4, 5.5, 7 [m]), wersji głowicy (advanced i professional), która definiuje możliwości konfiguracji skanera oraz rodzaju połączenia – kabel miedziany lub światłowód, który jest idealny do aplikacji gdzie są duże zakłócenia.

Konfiguracja po stronie skanera

Skaner bezpieczeństwa S3000 jest programowany za pomocą darmowego oprogramowania CDS (Configuration & Diagnostic Software). Istnieje możliwość podłączenia się do skanera poprzez wbudowany port RS232, port Ethernet lub bezpośrednio z TIA Portal (port Ethernet, start device tool).

Po dokonaniu poprawnej konfiguracji połączenia online lub offline przechodzimy do pierwszego okna podstawowej konfiguracji tj. nazwy aplikacji, nazwy użytkownika, a także adresu PROFIsafe. Nazwę PROFIsafe możemy także nadać z poziomu Accessible Nodes programu TIA Portal. Adres IP F-PLC (fail safe PLC tj. sterownik PLC bezpieczeństwa) wyśle automatycznie do skanera.

Podstawowa konfiguracja komunikacji PROFINET z PROFIsafe.

Należy zwrócić uwagę, że nazwa urządzenia w sieci PROFINET jak i jego adres PROFIsafe musi być unikatowy w sieci i zgodny z danymi w sterowniku F-PLC.

W kolejnej zakładce wybieramy rozdzielczość skanowania skanera oraz krok kąta skanowania. Jest to bardzo ważny punkt konfiguracji i tutaj potrzebna jest wiedza gdzie skaner będzie pracował, w jakiego typu aplikacji bezpieczeństwa a nawet na jakiej wysokości.

Konfiguracja rozdzielczości skanowania.

Dzięki zakładce „Inputs” definiujemy chęć skorzystania z zaawansowanych możliwości skanera bezpieczeństwa takich jak przełączanie pól. W artykule traktującym o podstawowych funkcjach skanera temat przełączania pól zostanie pominięty.

Konfiguracja funkcji przełączania pól skanera.

Kolejna możliwość konfiguracji to wybór sposobu restartu skanera. Tutaj konfigurujemy w jaki sposób skaner po zwolnieniu pola ochronnego będzie otrzymywał zezwolenie na wysłanie do sterownika F-PLC sygnału o wolnym polu ochronnym jako jeden z warunków ponownego uruchomienia maszyny.

  • „Restart interlock” – Skaner będzie oczekiwał na podanie bitu „restart” aby zezwolić na pracę.
  • „Without restart interlock” – Skaner pracuje w automatycznym restarcie
  • „Delay by„ – Skaner pracuje w automatycznym restarcie, jednak automatyczny restart jest opóźniony o określony czas.

Ostatnia opcja może być bardzo przydatna przy aplikacjach z AGV (autonomous guided vehicle) kiedy po naruszeniu pola ochronnego i jego zwolnienia AGV automatycznie ruszy po zdefiniowanym czasie.

Konfiguracja typu restartu skanera bezpieczeństwa

Problemy ze skanerami S3000 PROFINET diagnozować można także z poziomu F-PLC. Istnieje szereg komunikatów które mogą zostać wysłane do bufora diagnostycznego sterownika. Zakładka „PROFINET alarm” pozwala nam wybrać które komunikaty mają zostać wysłane. Jako przykład posłużyć może zabrudzenie szybki skanera. Kiedy algorytm programu czujników badających poziom światła docierającego do nich uzna, że występuje zabrudzenie wystawi odpowiedni bit „contamination error” a także wyśle do bufora diagnostycznego sterownika F-PLC komunikat. W przypadku Siemensa będzie to także czerwona lampka informacyjna na obudowie CPU, a także sam komunikat w diagnostyce po przejściu w online ze sterownikiem.

Konfiguracja alarmów w sieci PROFINET po stronie skanera S3000

Ten sam błąd widoczny od sterownika F-PLC

Alarm zabrudzenia szybki skanera po stronie sterownika F-PLC

Nazwę w sieci PROFINET i adres IP skanera ustawia się w kolejnej zakładce tutaj można także wysłać same ustawienia sieciowe bez funkcji bezpieczeństwa.

Dodatkowe ustawienia skanera.

W tym momencie można przejść do crème de la crème skanerów bezpieczeństwa.Jest to nieodzowny i najważniejszy element konfiguracji skanerów bezpieczeństwa. Oczywiście piszę tutaj o ustawieniach pola ochronnego. W „overview” jest podgląd na wszystkie skonfigurowane zestawy pól.

Intuicyjnie aby dodać pole należy wybrać symbol + aby wykasować x i aby edytować znak klucza.

W skanerze musi istnieć co najmniej jeden zestaw pól.

Konfiguracja zestawów pól.

Po wybraniu klucza edycji zestawu pól ukaże się okno do rysowania, które zawiera belkę z narzędziami.

Od lewej należy wyróżnić:

  • Rysowanie pola ochronnego;
  • Rysowanie pola ostrzegawczego;
  • Przełączanie widoku online co „widzi” skaner;
  • Narzędzia do ustawień widoczności na ekranie;
  • Przełączanie pomiędzy siatką kartezjańską a siatką biegunową;
  • Narzędzia rysowania;

Belka z narzędziamiPrzykładowe narysowane pole znajduje się na kolejnym rysunku.

Proszę mieć zawsze na uwadze że konfiguracja pól ochronnych skanerów bezpieczeństwa powinna być wykonana przed odpowiednio przeszkolone osoby. A ustalenie długości pola poprzedzone pomiarem czasu dobiegu maszyny.

Przykład narysowanego pola

Ostatnim etapem konfiguracji skanera bezpieczeństwa może być ustawienie przypadków monitorowania i ewentualnie konfiguracja pól symultanicznych.  W najprostszej aplikacji będziemy posiadać jeden zestaw pól (ochronne i ostrzegawcze lub tylko ochronne) i jeden przypadek monitorowania.

Przypadki monitorowania skanera bezpieczeństwa.

Dodatkową funkcjonalnością i jako referencja do instrukcji obsługi skanera jest zakładka z obrazem procesu skanera. Należy w tym przypadku zwrócić uwagę że tabele należy rozpatrywać od strony sterownika F-PLC tj. Inputs do sterownika ze skanera i Outputs ze sterownika do skanera.

Taki sam sposób rozpatrywania dotyczy tabeli z instrukcji obsługi.

Wejścia do sterownika F-PLC i wyjścia ze skanera Wyjścia ze sterownika F-PLC i wejścia do skanera.

Konfiguracja po stronie TIA Portal

Po wgraniu do biblioteki TIA Portal pliku GSDML skanera bezpieczeństwa dodajemy urządzenie do projektu w hardware configuration.Konfiguracja sieci PROFINET

Następnie w „device view” skanera bezpieczeństwa należy skonfigurować nazwę w sieci PROFINET.

Ustawienia komunikacji PROFINET

Adres PROFIsafe skanera można ustawić w linii F_Dest_Add w Properties skanera i wybraniu S3000 IN/OUT.

Ustawienia komunikacji PROFIsafe

Podczas dodawania do hardware configuration skanera automatycznie tworzy się Data Block powiązany z dodanym skanerem. Aby niejako potwierdzić urządzenie i zezwolić na pracę w sieci PROFIsafe należy zrobić reintegrację skanera.Potwierdzenie reintegracji skanera S3000

Korzystając z rozpisanych bitów wejściowych i wyjściowych do F-PLC ze skanera bezpieczeństwa wspomnianych powyżej można dalej je wykorzystać w programie bezpieczeństwa wewnątrz sterownika F-PLC.

Podsumowanie

Jak mam nadzieję powyżej udowodniłem, że można w prosty sposób przejść od skanera bezpieczeństwa wyjętego z pudełka przez podstawową konfigurację aż po skaner gotowy do programowania i realizacji na nim funkcji bezpieczeństwa. W ramach INDUSTRY 4.0 bogata diagnostyka skanera pozwala szybko diagnozować problemy i realizować funkcje predictive maintenance. Nie można także zapomnieć o trendzie gdzie usieciowione urządzenia ograniczają ilość kabli i fizycznych połączeń miedzianych, a co za tym idzie często trudniejszą diagnostykę w razie awarii. Skaner posiada rozbudowane funkcje takie jak pola symultaniczne, przełączenie pól, kontur referencyjny, a także rozbudowaną diagnostykę które nie były tematem poruszanym w tym artykule.

Proszę pamiętać że użycie systemów bezpieczeństwa powinno być poprzedzone przeprowadzoną oceną ryzyka.

Zdjęcia pochodzą ze strony SICK.pl, dokumentacji technicznej skanera S3000 a także zbiorów własnych autora.

 

Artykuł został nagrodzony w Konkursie iAutomatyka – edycja Październik 2019

Nagrodę Voucher na szkolenie + kubek termiczny + zestaw gadżetów

dostarcza ambasador konkursu, firma Mitsubishi Electric.



Utworzono: / Kategoria: , , , ,

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • Nowoczesne dotykowe panele operatorskie HMI firmy WEINTEK Labs. – Bezpłatne oprogramowanie narzędziowe w pełnej wersji – Precyzyjne, dotykowe ekrany wyświetlające szczegółową grafikę – Obszerne biblioteki komponentów grafi...
  • Pomiar odległości to jedna z podstawowych dziedzin w technologii czujników. Do określania położenia w różnorodnych zastosowaniach wykorzystywana jest szeroka gama procesów. Firma Pepperl+Fuchs już teraz – w odróżnieniu od konkurencji ...
  • SICK oferuje całą gamę elektronicznych przetworników pomiarowych ciśnienia i presostatów, które ze względu na inteligentne i wszechstronne możliwości konfiguracji dają się optymalnie dopasować do indywidualnych wymagań klienta. W typowy dla...
  • ROUTER VPN EWON COSY 131 Zapewnia sprawny i prosty w obsłudze zdalny dostęp do dowolnego urządzenia Kompatybilność z najważniejszymi markami i protokołami sterowników PLC (m.in. Siemens, Allen-bradley, Omron…) Szybie zarządzenie roote...
  • Przy użyciu flexROOM® można szybko i łatwo realizować automatykę budynkową na potrzeby biur i budynków administracyjnych, zgodną z obowiązującymi normami i efektywną energetycznie. flexROOM® to szeroki wachlarz rozwiązań dla automatyki budy...
  • Autor: Paweł Wiącek, Kierownik Produktu Czujniki Przemysłowe, SICK Sp. Z o.o. SLT – Smart Light Tower, czyli inteligentna optyczna kolumna sygnalizacyjna pracująca po IO-Link   SLT zapewnia elastyczność w wizualizacji przebiegu procesó...