SIMATIC S7-1200, ОТКАЗОБЕЗОПАСНЫЙ МОДУЛЬ ДИСКРЕТНОГО ВЫВОДА, SM 1226, F-DQ 4, =24 В/2 А, PROFISAFE, ШИРИНОЙ 75 ММ, УРОВЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ДО PL E (ISO 1

Система ПАЗ S7 Fail-Safe :

Программируемые контроллеры SIMATIC S7 F/FH в сочетании

со станциями распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200S,

ET 200M, ET 200pro и ET 200eco позволяют создавать распределенные системы автоматики безопасности и противоаварийной

защиты (F-системы), в которых возникновение аварийных ситуаций не создает опасности для жизни обслуживающего персонала и угрозы для окружающей природной среды. Подобные

системы обеспечивают:

• Возможность решения стандартных задач автоматического

управления и задач противоаварийной защиты и автоматики

безопасности на базе единой аппаратной платформы.

• Свободно программируемое взаимодействие датчиков и исполнительных устройств, удаленных друг от друга на значительные расстояния.

• Селективное отключение исполнительных устройств при возникновении аварийных ситуаций.

• Возможность использования смешанного состава стандартных

и F-модулей ввода-вывода.

• Передачу стандартных сигналов и сигналов F-систем через

обычную сеть PROFIBUS DP и/или PROFINET IO.

Области применения

F/FH-системы находят применение:

• на нефтеперерабатывающих и химических производствах,

• в автомобильной промышленности,

• в машино- и станкостроении,

• в обрабатывающей промышленности,

• в системах управления пассажирским транспортом,

• в системах управления трубопроводами,

• в системах материально-технического обеспечения,

• в энергетике и т.д.

Основной задачей F/FH-систем является своевременное выявление аварийных ситуаций и, в случае их появления, перевод части или всего технологического оборудования в безопасные состояния. В FH-системах функции противоаварийной защиты и

автоматики безопасности поддерживаются даже в случае выхода

из строя одного из центральных процессоров.

В F/FH контроллерах SIMATIC S7 функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты поддерживаются на уровне операционной системы центральных процессоров (F/FHCPU) и на аппаратном уровне F-модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

Системы SIMATIC F/FH развиваются в рамках единой концепции “Totally Integrated Automation”, что позволяет осуществлять

их эффективное взаимодействие со стандартными системами

автоматизации SIMATIC, использовать F/FH-системы в качестве

подсистем стандартных систем автоматизации, возлагать на F/

FH-системы выполнение, как стандартных функций управления,

так и F-функций. Кроме того, в F/FH-системах обеспечивается

поддержка стандартной концепции диагностики программируемых контроллеров SIMATIC S7.

На основе компонентов SIMATIC S7 F/FH могут создаваться

централизованные и распределенные F/FH-системы, отвечающие требованиям:

• классов безопасности АК1- АК6 по DIN V 19250/DIN V VDE

0801;

• уровней безопасности SIL 1 - SIL 3 стандартов IEC/EN 61508;

• категорий безопасности 1 - 4 стандарта EN 954-1.

Центральные процессоры SIMATIC S7 F/FH

В S7 F/FH системах применяются специализированные центральные процессоры (F/FH-CPU), разработанные на основе соответствующих стандартных моделей и поддерживающие функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты на

уровне своей операционной системы.

Во время работы все F/FH-CPU обеспечивают возможность независимого функционирования двух секций программы:

• S-секции, обеспечивающей поддержку стандартных функций

управления и

• F-секции, обеспечивающей поддержку функций противоаварийной защиты и автоматики безопасности.

Срабатывание системы противоаварийной защиты не отражается на выполнении S-секции программы и наоборот.

IM 151-7 F-CPU по большинству своих функциональных возможностей и параметров аналогичен CPU 314. Он устанавливается в станции ET 200S PROFIsafe и способен поддерживать

функции F-управления на ее уровне. Это позволяет:

• снижать время реакции на аварийные ситуации и разгружать

ведущее DP-устройство в распределенных F-системах;

• использовать ET 200S с IM 151-7 F-CPU и F-модулями в качестве автономной F-системы, не связанной с сетью PROFIBUS;

• использовать ET 200S с IM 151-7 F-CPU в качестве ведущего

DP-устройства распределенной F-системы.

F-CPU программируемого контроллера S7-300F позволяют использовать F-модули как в системах локального, так и в системах распределенного ввода-вывода. F/FH-CPU программируемых контроллеров S7-400F/FH позволяют использовать F-модули только в системах распределенного ввода-вывода.

Системы распределенного ввода-вывода программируемых контроллеров S7-300F и S7-400F могут строиться на основе сетей

PROFIBUS DP, PROFINET IO и AS-Interface.

E x c ellenc e in

A u t o m a tio n & Dr i v e s :

S i e m e n s - 27 -

В программируемых контроллерах S7-400FH преимущественно

используются системы распределенного ввода-вывода на основе

сетей PROFIBUS DP/PA.

Функционирование центральных процессоров в S7-400FH организовано так же, как и в программируемом контроллере S7-

400H. Оно сопровождается выполнением расширенного набора

диагностических функций, контролем хода и времени выполнения программы, а также работоспособности станций распределенного ввода-вывода. Выявление ошибок автоматически сопровождается переводом всего или части технологического оборудования в безопасные состояния.

Дублированная структура S7-400FH позволяет использовать для

построения распределенной F-системы не только стандартные,

но и резервированные каналы связи PROFIBUS DP/PA. Fмодули в этом случае устанавливаются в станции ET 200M с резервированными интерфейсными модулями IM 153-2 или другие

станции ET 200, подключаемые к резервированной сети

PROFIBUS DP через блок связи Y-Link.

Станции распределенного ввода-вывода ET 200

Системы распределенного ввода-вывода F-систем строятся на

базе станций ET 200M/S/pro/eco, оснащенных F-модулями. Три

первые станции могут подключаться к контроллеру через сеть

PROFIBUS DP или PROFINET IO, станция ET 200eco только через PROFIBUS DP.

Для обмена данными между компонентами распределенной Fсистемы через стандартные каналы связи PROFIBUS DP или

PROFINET IO используется специальный профиль PROFIsafe.

Этот профиль позволяет использовать для обмена данными

стандартные фреймы сообщений PROFIBUS DP или PROFINET

IO и не требует применения дополнительных аппаратных компонентов. Необходимое программное обеспечение либо интегрировано в операционную систему соответствующих компонентов, либо загружается в F-CPU в виде сертифицированных TÜV

программных блоков.

F-модули – это модули ввода-вывода дискретных и аналоговых

сигналов, которые характеризуются:

• дублированной внутренней структурой;

• поддержкой большого количества вариантов подключения

датчиков и исполнительных устройств – от обычных до логически связанных схем на базе одного или двух модулей;

• поддержкой F-функций, позволяющих выявлять на аппаратном уровне одного или двух модулей расхождения в считываемых значениях для каждого канала ввода или выводимых

значениях для каждого канала вывода F-системы;

• поддержкой широкого спектра диагностических функций.

Выбор схем подключения датчиков и исполнительных устройств определяется требуемым уровнем безопасности и задается на этапе конфигурирования F-системы.

В зависимости от требований безопасности, предъявляемых к

конкретной системе автоматического управления, на основе

программируемых контроллеров S7 F/FH могут создаваться

распределенные структуры ввода-вывода различной степени сложности.

1-канальная конфигурация

Используется для построения F-систем, в которых нет необходимости применять резервированные контроллеры. Может

создаваться на основе всех перечисленных выше F-контроллеров. Обеспечивается поддержка логически связанных каналов

ввода-вывода на уровне отдельных F-модулей или пар F-модулей, установленных в различных станциях ET 200.

Резервированные системы ввода-вывода

Резервированные системы ввода-вывода поддерживаются только программируемыми контроллерами S7-400FH и строятся на

основе промышленных сетей PROFIBUS DP/PA.

F-каналы ввода-вывода образуются F-модулями станций ET 200,

а также датчиками и исполнительными устройствами сетей

PROFIBUS PA. Между каналами могут устанавливаться логические связи с принципами обработки сигналов 1v1, 1v2, 2v2 или 2v3.

В станциях ET 200S и ET 200pro дополнительно могут использоваться силовые F-модули с встроенными компонентами автоматики безопасности.

Для построения силовых цепей питания пускателей, отвечающих требованиям до 4-й категории безопасности по EN 954-1, в

составе станции ET200pro могут использоваться изолирующий

модуль F-RSM и 400 В модуль отключения ASM.

Модуль F-RSM – это выключатель с электроникой обработки

сигналов датчиков безопасности, параметры настройки которого

задаются DIP переключателями. Модуль ASM предназначен для

отключения 400 В силовой цепи питания пускателей в соответствии с требованиями до 4-й категории безопасности по EN 954-

1 и уровня безопасности до SIL3 по IEC 61508. Он может работать только под управлением модуля F-RSM. Он содержит два

последовательно включенных контактора, предназначенных для

надежного размыкания силовой цепи питания пускателей. Питание вспомогательных цепей прибора выполняется через внутреннюю шину безопасности.

Силовые модули ET200S, дополненные компонентами

SIGUARD, могут использоваться для построения систем, обеспечивающих до 4-й категории безопасности по EN 954-1. Новые

модификации силовых модулей F-DS1e-x и F-RS1e-x оснащены

встроенными компонентами автоматики безопасности, поэтому

компоненты SIGUARD для них не нужны.

Компоненты SIGUARD включают в свой состав:

• Модули контроля питания SIGUARD PM-D F1/F2/F3/F4/F5.

• Терминальные модули TM-PF30.

• Соединительный модуль SIGUARD PM-X.

• Комплекты безопасности для силовых модулей ET200S.

Модули PM-D F выполняют типовые функции мониторинга цепей питания, производят обработку входных сигналов экстренного отключения питания, позволяют формировать потенциальные группы с селективным отключением питания:

• PM-D F1: контроль состояния цепей управления экстренным

отключением питания и поддержка функций управляемого

запуска оборудования.

• PM-D F2: контроль состояния защитных дверей и поддержка

функций управляемого запуска оборудования.

• PM-D F3: модуль расширения для PM-D F1/F2, обеспечивающий задержку отключения питания.

• PM-D F4: для расширения цепей безопасности на другие силовые модули.

• PM-D F5: контактный умножитель для передачи сигналов состояний PM-D F1/F2/F3/F4 во внешние устройства автоматики

безопасности.

Модули PM-D F1/F2 могут использоваться в комбинации с модулями PM-D F3/F4. Каждая цепь автоматики безопасности, начинающаяся с модуля PM-D F1/F2/F3/F4 должна завершаться

модулем SIGUARD PM-X.

Модуль PM-D F5 может устанавливаться в любой позиции между PM-D F1/F2/F3/F4 и SIGUARD PM-X. Модули PM-D Fx осуществляют мониторинг вспомогательных напряжений питания

U1 и U2 и передают диагностические сообщения об их исчезновении через внутреннюю шину станции ET200S.

Терминальные модули TM-PF30 служат для установки модулей

PM-D Fx и позволяют создавать различные конфигурации цепей

автоматики безопасности.

Соединительный модуль PM-X устанавливается на терминальный модуль TM-X и позволяет подключать внешний контактор

питания цепей автоматики безопасности, который необходим в

системах 3-й и 4-й категорий по EN 954-1.

Комплекты безопасности включают в свой состав контактодержатель для терминальных модулей, один (для DS1) или два (для

RS1) блока контактов для контакторов, соединительные кабели.

Таким комплектом оснащается каждый силовой модуль, используемый автоматикой безопасности

Программирование и конфигурирование

Программирование и конфигурирование F-систем выполняется

из среды STEP 7, дополненного программным обеспечением S7

Distributed Safety. Разработка F-программ выполняется на языках F-LAD или F-FBD с использованием специальных Fбиблиотек, сертифицированных немецким техническим инспекторатом (TÜV).

Программирование и конфигурирование FH-систем выполняется стандартными инструментальными средствами пакета STEP

7, опциональным пакетом F-SYS и пакетами проектирования

SCL и CFC.

Для визуального программирования и диагностики F/FH-систем

может использоваться пакет Safety Matrix.