Sieciowe systemy bezpieczeństwa – lepsze i bezpieczniejsze sterowanie

Projektowanie oraz implementacja tradycyjnych, dedykowanych instalacji systemów bezpieczeństwa to zadanie skomplikowane, czasochłonne i sprzyjające powstawaniu licznych błędów. Takie systemy charakteryzują się również ograniczonymi funkcjami diagnostyki. Obecnie użytkownicy mają możliwość wyboru spośród kilku standardów tzw. sieciowych systemów bezpieczeństwa, przeznaczonych do różnego typu aplikacji przemysłowych.

Bezpieczeństwo bez dodatkowych przewodów i połączeń?

Inżynierowie, którzy przywykli do stosowania w instalacjach dodatkowych połączeń kablowych, ze zdziwieniem zastanawiają się, jak to możliwe, by właśnie bez nich budować bezpieczne aplikacje maszyn przemysłowych. Odpowiedź jest stosunkowo prosta: w nowoczesnych sieciach bezpieczeństwa są one zbędne, ponieważ redundancję realizuje się tu przez różne zaawansowane funkcje; w rezultacie zapewniające nawet wyższy poziom bezpieczeństwa i pewności funkcjonowania urządzeń przemysłowych. I choć szczegółowe rozwiązania mogą być różne dla różnych standardów sieci, do typowych możliwości należą: powtarzanie przesyłanych komunikatów, rozszerzone algorytmy sum kontrolnych oraz inne ustalone w standardach elementy komunikatów.

Niezależnie jednak od tego, jaka metoda ostatecznie zostanie zastosowana przed poddaniem systemu testom w agencjach certyfikujących, podlega on licznym badaniom i szczegółowej ocenie w zespole opracowującym standard. 

AS-Interfejs była pierwszą w pełni przebadaną i certyfikowaną siecią, integrującą funkcje automatyki i bezpieczeństwa. Sieć ta opracowana w 1997 roku jest dedykowana do aplikacji przemysłowych maksymalnie do 4. kategorii bezpieczeństwa i pozwala na dołączanie dowolnych urządzeń systemów bezpieczeństwa 

Takie certyfikowane sieciowe systemy bezpieczeństwa mają liczne zalety i coraz szersze grono inżynierów przekonuje się do ich zastosowania w praktyce.

Oto niektóre z nich:

    • Znacznie mniejsza ilość przewodów: Większość tradycyjnych, przewodowych systemów bezpieczeństwa maszyn wykonywanych jest zgodnie z 3. kategorią bezpieczeństwa. Podstawowy powód to znacznie mniejsze koszty i prostota instalacji w porównaniu do zalecanej 4. kategorii. Jednak mimo wszystko kwestia położenia i połączenia wielu wiązek kablowych pomiędzy wejściami sygnałów a przekaźnikami, pomiędzy zespołami przekaźników i pomocniczymi stykami sterowników PLC, pozostaje dość skomplikowana. Systemy sieciowe mają w tym względzie znacznie prostszą architekturę połączeń.
    • Łatwedołączanie nowych urządzeń: Nowe moduły We/Wy bezpieczeństwa mogą być dołączane praktycznie w dowolnym miejscu systemu, co więcej w wielu przypadkach bez dodatkowych przewodów. Ponieważ funkcje bezpieczeństwa związane są bezpośrednio z przesyłanymi siecią danymi, fizyczna lokalizacja urządzeń nie ma większego znaczenia. Zaraz po włączeniu do sieci urządzenia takie są identyfikowane i konfigurowane, po czym stają się integralną częścią logiki funkcjonowania systemu bezpieczeństwa.
    • Prostota aplikacji: W przypadku zastosowania rozwiązań sieciowych skomplikowane połączenia logiczne systemu bezpieczeństwa przestają być problemem. To, co w tradycyjnych, przewodowych systemach było efektem skomplikowanych fizycznych połączeń, w systemach sieciowych jest kwestią konfiguracji za pomocą odpowiednich pakietów programowych. Operacje zaawansowanych wyłączeń stają się tak proste, jak prowadzenie operacji strefowych, np. na wielostrefowym taśmociągu itp.
    • Poprawna i zaawansowana diagnostyka: W systemach tradycyjnych diagnostyka wymaga stosowania dodatkowych styków, przewodów i łączników. Problemem jest jednak to, iż aktualny stan takich pomocniczych styków nie zawsze odpowiada rzeczywistemu stanowi, np. wejścia bezpieczeństwa maszyny w tej samej chwili. W przypadku systemów sieciowych nie ma dodatkowych elementów diagnostycznych, a diagnostyka bazuje na komunikatach danych wysyłanych przez urządzenia do systemu. Dzięki temu sygnały diagnostyczne wiernie przedstawiają aktualny stan maszyny lub jej elementów.
    • Podwójne wykorzystanie: Oprócz oczywistych korzyści opisanych w poprzednich punktach sieciowe systemy bezpieczeństwa mają jeszcze jedną, ważną cechę i zaletę. Ich magistrala komunikacyjna może być wykorzystana również do przesyłania danych niezwiązanych z bezpieczeństwem maszyn i urządzeń, ale np. danych systemu automatyki przemysłowej. To oznacza jeszcze większe oszczędności inwestycyjne w trakcie budowy systemu, przy zwiększonej jego funkcjonalności i elastyczności.

ce

Artykuł pod redakcją
dra inż. Andrzeja Ożadowicza,
adiunkta w Katedrze Automatyki Napędu
i Urządzeń Przemysłowych w Akademii
Górniczo-Hutniczej w Krakowie