SPS ist ein sehr wichtiger Teil der industriellen Automatisierung. Sie ist die Grundlage der Automatisierung und jeder SPS-Programmierer oder Automatisierungsingenieur muss sie richtig entwickeln, damit sie richtig funktioniert. Es geht nicht nur um die Programmierung, sondern letztendlich darum, wie Sie das SPS-System entwickeln.
Sicherheitsaspekte bei der Entwicklung von SPS-Systemen
Wir alle denken, dass unser SPS-System einsatzbereit ist, wenn wir ein Programm mit allen Verriegelungen, Sequenzen und Abläufen richtig schreiben. Es muss jedoch beachtet werden, dass einer der wichtigsten Parameter bei der Entwicklung eines Systems die Sicherheit ist. Daher muss ein SPS-System unter Berücksichtigung der Sicherheit entwickelt werden. In diesem Artikel erfahren wir, welche Sicherheitsaspekte bei der Entwicklung eines SPS-Systems zu berücksichtigen sind.
Stromversorgung
Dies ist der erste und wichtigste Parameter bei der Entwicklung von SPS-Systemen. Es gibt zwei Arten von Stromversorgungen im Panel – Gleichstrom und Wechselstrom. Gleichstrom ist normalerweise 12–24 V Gleichstrom und Wechselstrom ist normalerweise 110 V Wechselstrom oder 230 V Wechselstrom.
Die SPS wird von einer der beiden Stromversorgungen mit Strom versorgt und auch die Feldinstrumente werden von einer der beiden Stromversorgungen mit Strom versorgt. Wenn ein Panel über ein einzelnes SMPS oder eine einzelne 230-V-Sammelschiene verfügt, ist es für Designer einfach, das System zu verdrahten. Wenn ein Panel über mehrere Stromversorgungen verfügt, besteht die Möglichkeit, dass Sie versehentlich ein Pluskabel von einer Stromversorgung und ein Minuskabel von einer anderen Stromversorgung anschließen. Dies macht Ihr System komplizierter und erschwert die Fehlersuche. Eine einzelne Stromversorgung minimiert daher auch Leitungsstörungen und verhindert fehlerhafte Eingangssignale von einer stabilen Wechselstromquelle an die Stromversorgung und CPU.
Mehrere Stromversorgungen sind unerwünscht und erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen und häufigen Ausfällen. Daher ist das Design der Stromversorgung ein sehr wichtiger Faktor für den sicheren Betrieb des SPS-Systems.
Erdung
Wie wir alle wissen, ist eine Erdung erforderlich, um jeglichen Leckstrom zur Erde abzuleiten. Dies verhindert Stromschläge, Lärm und elektromagnetische Störungen. Die Standardspannung zwischen Neutralleiter und Erdung muss in Industriebereichen unter 0,5 V liegen.
Ein etwas höherer Wert als 1 V ist akzeptabel, aber wenn er darüber liegt, bedeutet dies, dass die Erdung nicht richtig ist und Leckagen in elektrischen Signalen die Leistung beeinträchtigen. Die SPS-Stromversorgung und die IO-Kanäle müssen richtig geerdet und mit der Erdungsschiene im Panel verbunden sein.
Außerdem müssen Instrumentenerdung und Stromerdung getrennt sein, da sonst jede Zusammenführung der Erdung Kurzschlüsse oder Signalstörungen verursacht.
Kritische digitale Eingangssignale
Jedes SPS-System muss kritische Eingänge wie Not-Aus, Panel-Stromausfall und Luftdruck haben. Außerdem müssen alle diese Signale im NC-Format (normalerweise geschlossen) angeschlossen sein.
Der Not-Aus wird verwendet, um das System plötzlich anzuhalten, wenn ein Bediener diese Taste drückt, der Panel-Stromausfall wird verwendet, um das System anzuhalten, wenn ein Problem mit der Phasenstromversorgung vorliegt, und das Luftdrucksignal gibt an, ob Luft zum Betätigen von Ventilen oder anderen pneumatischen Ausgängen erforderlich ist oder nicht.
Alle Aktionen sollten sofort angehalten werden, wenn einer dieser Eingänge ausfällt. Bei einigen großen Systemen wird auch beobachtet, dass bei Drücken der Nottaste nicht das gesamte System gestoppt wird, sondern ein Nothalt für einzelne Ausgänge mit hoher Nennleistung bereitgestellt wird. Dadurch kann der Bediener jedes System problemlos isolieren und andere Systeme bedienen, anstatt das gesamte System zu stoppen.
Sperren im manuellen Modus
Programmierer nehmen die Logik im manuellen Modus immer auf die leichte Schulter. Sie schalten lediglich die Ausgänge ein oder aus. Es muss jedoch beachtet werden, dass jede unregelmäßige manuelle Bedienung der Ausgänge die Leistung des Systems beeinträchtigen kann. Wenn das System sehr kritisch ist, kann dies lebensbedrohliche Probleme für das Personal in der Nähe verursachen.
Daher wird empfohlen, auch im manuellen Modus Alarme oder andere kritische Sperren anzuwenden. Dies verhindert, dass der Bediener das System willkürlich bedient. Außerdem wird durch diese Logik die Sicherheit des SPS-Systems gewährleistet.
Alarme
Alle in einem Steuerlogikdokument angegebenen Alarme werden normalerweise von den Programmierern im Programm übernommen. SPS-Programmierer müssen jedoch einige zusätzliche Sicherheitsalarme im System bereitstellen, je nach den in der SPS übernommenen IOs.
Dabei handelt es sich normalerweise um Laufrückmeldungsalarme, Auslöserückmeldungsalarme, Über- oder Unterlaufalarme, Sensorfehleralarme, SPS-Kanalfehleralarme, thermische Überlastungsalarme, Thermostatalarme, Über- oder Unterspannungsalarme usw. Diese Alarme variieren von System zu System, basierend auf den tatsächlich erfassten Eingaben.
Wenn jedoch eine dieser Eingaben nicht vorhanden ist, wird Programmierern empfohlen, den Kunden dies zur Berücksichtigung vorzuschlagen. Dadurch wird verhindert, dass das System fehlerhaft funktioniert.
Auf diese Weise haben wir einige allgemeine Sicherheitsüberlegungen beim Entwurf eines SPS-Systems gesehen.