Jak diagnozować pracę przekaźnika? Cz.2 Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.6

Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych

• 1. Wstęp: Czym są i jak działają przekaźniki bezpieczeństwa? Podstawowe informacje, które każdy automatyk znać powinien
• 2. Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1
• 3. Funkcje trybu start – czym są? Którą funkcję wybrać pod konkretne zastosowanie? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.2
• 4. Jak podłączyć kurtynę laserową? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.3
• 5. Jak podłączyć stację sterowania oburęcznego? Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.4
• 6. Jak diagnozować pracę przekaźnika? Cz. 1 | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.5
• 7. Jak diagnozować pracę przekaźnika? Cz.2| Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.6
• 8. Jak podłączyć wyłączniki krańcowe? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.7
• 9. Jak podłączyć zamek ryglowany? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.8
• 10. Jak podłączyć moduł rozszerzeń i skonfigurować opóźnienie wyjść? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.9

Bloki funkcyjne przekaźników bezpieczeństwa

Na początek przygotujesz oprogramowanie Codesys do pracy z przekaźnikami bezpieczeństwa. Firma Schneider Electric przygotowała gotowe rozwiązanie w postaci biblioteki składającej się z dwóch bloków funkcyjnych: FB_PreventaDiag oraz FB_PreventaMain.

Pracę rozpocznij od pobrania i wgrania tej biblioteki, a potem poznasz obydwa bloki funkcyjne.

Preventa Support Library

Biblioteka Preventa Support Library służy do obsługi wyjścia diagnostycznego Z1 przekaźników bezpieczeństwa Preventa XPS Universal.  Jak wiesz z poprzedniego odcinka kursu, przekaźniki bezpieczeństwa potrafią za pomocą tego wyjścia przesyłać kodowaną informację o swoim aktualnym stanie. Niska częstotliwość sygnału pozwala na podłączenie go do zwykłego wejścia cyfrowego tranzystorowego sterownika, bez znacznego obciążenia procesora.

Dzięki bibliotece Preventa Support Library potrafi możesz: odkodować sygnał diagnostyczny, określić zużycie przekaźnika i podłączonych urządzeń oraz zaplanować i przeprowadzić rutynowe testy systemu bezpieczeństwa.

Dokładny opis biblioteki możesz znaleźć w dokumencie:
https://download.schneider-electric.com/files?p_enDocType=User+guide&p_File_Name=EIO0000004435.00.pdf&p_Doc_Ref=EIO0000004435

Zacznij pracę od wgrania biblioteki do oprogramowania Codesys:

Po dodaniu biblioteki do środowiska dodaj ją do projektu:

Biblioteka Preventa Support Library składa się z 4 struktur danych oraz następujących 2 bloków funkcyjnych:

• FB_PreventaDiag – blok służący do odkodowania cyfrowego sygnału
• FB_PreventaMain – blok służący do kalkulacji żywotności przekaźnika i podłączonych urządzeń oraz planowania i przeprowadzania okresowych testów zadziałania systemu bezpieczeństwa.

Wybierając bibliotekę w Library Manager możesz podejrzeć pełen opis dostarczanych bloków oraz struktur.

Opis bloków funkcyjnych w Codesys, źródło: ASTOR

Blok funkcyjny FB_PreventaDiag

Przejdź teraz do bloków funkcyjnych. Blok FB_PreventaDiag służy do odkodowania sygnału diagnostycznego przesyłanego przez wyjście Z1 przekaźnika bezpieczeństwa.

Blok ten posiada 3 wejścia:

• i_xEnable – aktywacja bloku
• i_xDiagSignal – sygnał z wejścia przekaźnika
• i_timTaskCycle – okres wywoływania taska w którym znajduje się blok

Ważne: Blok ten należy wywoływać cyklicznie i nie rzadziej niż co 50 ms, w przeciwnym wypadku zgłoszony zostanie błąd.

Blok ten posiada także 8 wyjść oznaczających:

• q_xBusy – przetwarzanie sygnału przez blok,
• q_xError – wystąpienie błędu,
• q_wErrorId – numer błędu,
• q_xValid – wartość TRUE ustawiania jest na jeden cykl w momencie poprawnego zdekodowania sygnału,
• q_stDiagCode – struktura stanów,
• q_dwStatus – wartość ostatnich 6 bitów zdekodowanego sygnału,
• q_xComWireInShort – wykrycie ciągłego zwarcia do stanu wysokiego na wejściu i_xDiagSignal,
• q_xComWireInOpen – wykrycie ciągłego zwarcia do stanu niskiego na wejściu i_xDiagSignal.

Pierwsze 4 wyjścia informują o stanie procesu odczytywania kodu. W momencie wystąpienia błędu w funkcjonowaniu bloku, ustawiany jest sygnał wysoki na wyjściu q_xError, a na wyjściu q_xErrorId podawany jest kod błędu. Dokładne opisy kodów błędów możesz znaleźć w dokumentacji biblioteki.

Jak to działa? Wyjście q_xBusy jest w stanie wysokim w trakcie przetwarzania sygnału wejściowego. W momencie poprawnego zdekodowania sygnału oraz odczytania kodu na jeden cykl w stan wysoki, ustawiane jest wyjście q_xValid.

Na wyjście q_stDiagCode podawana jest struktura ST_DiagCode, w której zawarta jest informacja diagnostyczna. Na wyjście q_dwStatus podawana jest wartość ostatnich 6 bitów wiadomości kodujących stan przekaźnika.

Ponadto, jeśli na wejściu wykryty zostanie sygnał stały zamiast impulsów, to zostaną ustawione:

• w stan wysoki wyjście q_xComWireInShort – jeżeli sygnał jest stale wysoki lub
• q_xComWireOpen – jeżeli sygnał jest stale niski.

Blok funkcyjny FB_PreventaMain

Przejdź teraz do drugiego bloku funkcyjnego. FB_PreventaMain służy do ewaluacji cyklu zużycia przekaźnika oraz podłączonych do niego komponentów. Ponadto pozwala na planowanie i przypominanie o rutynowych testach zadziałania systemu bezpieczeństwa.

Ważne: Blok ten musisz umieścić w tym samym programie, po bloku FB_PreventaDiag – w przeciwnym wypadku zostanie zgłoszony błąd konfiguracji.

Posiada on 12 wejść i 11 wyjść. Jak to działa? Podobnie jak w bloku FB_PreventaDiag, blok posiada wejście i_xEnable służące do aktywacji bloku oraz 3 wyjścia określające jego stan.

Wyjście q_xActive oznacza, że blok jest aktywny, a wyjścia q_xError oraz q_wErrorId oznaczają odpowiednio wystąpienie błędu oraz kod błędu. Kolejne wejścia służą do konfiguracji bloku – poznasz je w dalszej części kursu.

Struktury do konfiguracji wejść i wyjść bezpieczeństwa

Skąd przekaźnik ma wiedzieć, ile cykli ma wykonać dane wejście bądź wyjście? Będziesz musiał/musiała go poinformować o tym sam/a. Służą do tego dwie struktury:

• ST_InputControl – struktura do konfiguracji wejść bezpieczeństwa. Struktura zawiera pola:
  • udiMaxNumOp – oznaczającą ilość cykli pracy podłączonego urządzenia do wejść bezpieczeństwa, 0 oznacza brak zliczania.
  • byMonitorInput1 oraz byMonitorInput2 –  numer pierwszego oraz drugiego wejścia bezpieczeństwa podłączonego urządzenia. Np. dla wejść S12 oraz S22 wartości wejść będą miały 12 oraz 22. 0 jeśli urządzenie jest nie podłączone.
  • xReset – resetowanie licznika, np. w momencie wymiany urządzenia.
• ST_DevControl – struktura do konfiguracji wyjść bezpieczeństwa. Zawiera pola:
  • udiMaxNumOp – maksymalna ilość cykli pracy urządzenia, 0 oznacza brak zliczania.
  • xReset – resetowanie licznika, np. w momencie wymiany urządzenia.

Struktury te podawane są na wejścia bloku:

• i_stControlProc – określa maksymalną liczbę cykli zadziałania przekaźnika,
• i_astControlInp – tablica określająca konfigurację urządzeń podłączonych do wejść bezpieczeństwa przekaźnika,
• i_astControlOut – tablica określająca konfigurację urządzeń podłączonych do wyjść bezpieczeństwa przekaźnika oraz opcjonalnego modułu rozszerzającego.

Jeśli licznik cyklu pracy któregoś z komponentów osiągnie 0, wyjście q_xOpExceeded zostanie ustawione w stan wysoki, a na wyjściu q_wExceededId podany zostanie numer urządzenia dla którego licznik osiągną wartość zerową.

Wyjścia przekaźnika oznaczone są kodem 16#1005. Wejścia numerowane są kolejno od 16#101x, a wyjścia 16#102x. Dokładny opis kodów znajdziesz w sekcji q_wExceededId dokumentacji biblioteki, podanej na początku tego artykułu

Wyjście q_udiNumOpSystem określa liczbę cykli zadziałania systemu bezpieczeństwa. Na wyjściu q_stRemainNumOp podawana jest struktura ST_RemainNumOp określająca pozostałą ilość cykli pracy każdego z podłączonych urządzeń i posiada pola:

• udiNumRemainingProc – pozostała ilość cykli pracy przekaźnika,
• audiNumOpRemainInp – tablica wartości pozostałych ilości cykli pracy urządzeń wejściowych,
• audiNumOpRemainOut – tablica wartości pozostałych ilości cykli pracy urządzeń wyjściowych.

Przykładowa aplikacja – cykliczne testy systemu bezpieczeństwa

W celu utrzymania poprawności działania systemów bezpieczeństwa, konieczne jest okresowe wykonywanie testów systemu. Jest to bardzo ważna rutynowa czynność, do której możesz wykorzystać system diagnostyczny Preventa XPS Universal.

Już za chwilę stworzysz od podstaw program, który pozwoli na wykonywanie takich testów, a także umożliwi ciągłe monitorowanie przekaźnika, dzięki czemu zwykły przekaźnik bezpieczeństwa możesz zintegrować z większym systemem sterowania tak jak sterownik safety.

Przygotowanie przekaźnika bezpieczeństwa i sterownika PLC do testów

Przykład omówimy na podstawie najbardziej popularnego systemu bezpieczeństwa, a więc przycisku E-STOP. Jako przekaźnik bezpieczeństwa wykorzystamy model XPSUAF13AP. Diagnostykę będzie obsługiwał sterownik Astraada One Compact ECC2150 programowany w Codesys.

Podłączanie komponentów

Zacznij od podłączenia komponentów. Wyłącznik E-STOP podłącz pomiędzy zaciskami S11 i S21, a także S12 i S22. W zaciski Y1 oraz Y2 podłącz przycisk resetujący działanie sterownika. Wyjście diagnostyczne Z1 podłącz do wejścia cyfrowego sterownika.

Na sam koniec do styków wyjściowych podłącz elementy umożliwiające zasymulowanie pracy przekaźnika. Na potrzeby tego przykładu w schemacie zawarliśmy dwa styczniki oraz lampkę. Wybierz na przekaźniku 1 funkcję aplikacji oraz 1 tryb start.

Jeżeli jest to Twoje pierwsze podłączenie przekaźnika bezpieczeństwa, wróć do pierwszych odcinków kursu , gdzie szerzej opisujemy podłączenie wyłącznika E-STOP, a także poszczególne tryby i funkcje na pokrętle przekaźnika Preventa XPS Universal.

Tworzenie programu w Codesys

Po podłączeniu układu przejdźmy do tworzenia programu. Uruchom Codesys, utwórz projekt i skomunikuj się ze sterownikiem.

Jeżeli nie pracowałeś jeszcze z oprogramowaniem Codesys, sprawdź nasz kurs, w którym poznasz podstawy pracy z tym środowiskiem.

Następnie dodaj nowy Task z odpowiednim czasem cyklu. W tym wypadku będzie to 25 ms.

Zobacz pełną wersję artykułu na Poradniku Automatyka
www.astor.com.pl

źródło: ASTOR