Hajtástechnika \ Hajtásautomatizálás \ Rendszerintegráció \ Szolgáltatások Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz Kiadás: 2012. 05. 19419767/HU
SEW-EURODRIVE Driving the world
Tartalomjegyzék 1 Általános tudnivalók... 6 1.1 A dokumentáció felépítése és használata... 6 1.2 Célcsoport... 7 1.3 Megjelenítési egyezmények... 7 1.4 A biztonsági tudnivalók felépítése... 7 1.4.1 A jelzőszavak jelentése... 7 1.4.2 Az adott fejezetre vonatkozó biztonsági tudnivalók felépítése... 7 1.4.3 A beágyazott biztonsági tudnivalók felépítése... 8 1.5 Szavatossági igények... 8 1.6 A felelősség kizárása... 8 1.7 További vonatkozó dokumentáció... 8 1.8 Szerzői jogi megjegyzés... 9 1.9 Terméknevek és márkanevek... 9 2 Rendszertulajdonságok... 10 2.1 Az üzemi feszültség felügyelete... 10 2.2 A hőmérsékleti állapot felügyelete... 10 2.3 Riasztás- és eseményrögzítés... 11 2.3.1 Riasztások és események... 11 2.3.2 Események képzése... 11 2.3.3 Események feljegyzése... 12 2.3.4 Események továbbadása... 12 3 Kommunikáció... 13 3.1 Ethernet... 13 3.1.1 SNTP protokoll... 14 3.2 Kommunikáció a programozóeszközzel... 17 4 safeethernet... 18 4.1 Mi az a safeethernet?... 19 4.2 safeethernet Editor... 21 4.3 A safeethernet Editor részletes nézete... 22 4.3.1 System variables (rendszerváltozók) fül... 22 4.4 safeethernet paraméterek... 24 4.4.1 A biztonsági vezérlés maximális ciklusideje... 24 4.4.2 Receive timeout (vételi időtúllépés)... 25 4.4.3 Response time (válaszidő)... 25 4.4.4 Sync/Async... 26 4.4.5 ResendTMO... 26 4.4.6 Acknowledge timeout (nyugtázási időtúllépés)... 26 4.4.7 Production rate (előállítási gyakoriság)... 27 4.4.8 Memória... 27 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 3
Tartalomjegyzék 4.5 A safeethernet maximális reakcióideje... 27 4.5.1 A maximális reakcióidő számítása... 28 4.5.2 safeethernet profilok... 28 4.5.3 I. profil (Fast & Cleanroom)... 29 4.5.4 II. profil (Fast & Noisy)... 30 4.5.5 III. profil (Medium & Cleanroom)... 30 4.5.6 IV. profil (Medium & Noisy)... 31 4.5.7 V. profil (Slow & Cleanroom)... 32 4.5.8 VI. profil (Slow & Noisy)... 32 4.6 Projekteken átnyúló kommunikáció... 33 4.6.1 A projekteken átnyúló kommunikáció változatai... 33 4.7 Vezérlőpult (safeethernet)... 34 4.7.1 Kijelzőmező (safeethernet kapcsolat)... 35 4.8 Maximális kommunikációs időszelet... 36 4.9 A safeethernet/ethernet csatlakozásai... 36 5 Modbus TCP/UDP... 37 5.1 Modbus master... 37 5.1.1 Modbus master létrehozása... 37 5.1.2 A Modbus master menüfunkciói... 38 5.1.3 A master Modbus funkciókódjai... 40 5.1.4 A Request (kérés) és Response (válasz) fejléc formátuma... 41 5.1.5 Olvasási kérésüzenetek... 42 5.1.6 Olvasási és írási kérésüzenet... 43 5.1.7 Írási kérésüzenet... 44 5.1.8 Ethernet slave-ek (TCP/UDP slave-ek)... 45 5.1.9 Vezérlőpult (Modbus master)... 47 5.1.10 Vezérlőpult (Modbus master->slave)... 47 6 Com-User Task (CUT)... 48 6.1 A CUT tulajdonságai... 48 6.2 Feltétel... 48 7 Operációs rendszer... 49 7.1 A processzor operációs rendszerének funkciói... 49 7.2 Viselkedés hibák fellépése esetén... 49 7.2.1 Állandó hiba a bemeneteknél és kimeneteknél... 49 7.2.2 Átmeneti hiba a bemeneteknél és kimeneteknél... 50 7.2.3 Belső hibák... 50 8 Felhasználói program... 51 8.1 A felhasználói program üzemmódjai... 52 8.2 Általános tudnivalók az erőltetésről (forcing)... 52 8.3 Forcing (erőltetés)... 53 8.3.1 Időkorlátozás... 53 8.3.2 Force Editor... 54 8.3.3 Az erőltetés (forcing) korlátozása... 54 4 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Tartalomjegyzék 9 Üzembe helyezés... 55 9.1 Tervezési, programozási és üzembe helyezési ellenőrzőlista... 55 9.2 Konfigurálás SILworX-szel... 55 9.2.1 Processzormodul... 55 9.2.2 Kommunikációs modul... 59 9.2.3 Az erőforrás konfigurálása... 59 9.2.4 A be- és kimenetek konfigurálása... 65 9.2.5 Erőforrás-konfiguráció generálása... 65 9.2.6 Rendszerazonosító és kapcsolati paraméterek konfigurálása... 66 9.2.7 Erőforrás-konfiguráció betöltése a programozó készülékről... 67 9.2.8 Az erőforrás-konfiguráció betöltése a kommunikációs rendszer flash memóriájából... 68 9.2.9 Az erőforrás-konfiguráció törlése a kommunikációs rendszer flash memóriájából... 68 9.2.10 A dátum és az időpont beállítása... 69 9.3 Felhasználó-nyilvántartás SILworX-szel... 69 9.3.1 Felhasználó-nyilvántartás a SILworX projektnél... 69 9.3.2 Felhasználó-nyilvántartás a vezérléshez... 70 9.4 A kommunikáció konfigurálása SILWorX-szel... 71 9.4.1 Ethernet interfészek konfigurálása... 72 9.5 Riasztások és események konfigurálása... 73 9.6 A felhasználói program kezelése... 75 9.6.1 Paraméterek és kapcsolók aktiválása... 75 9.6.2 A program indítása STOP/VALID CONFIGURATION (leállítás/érvényes konfiguráció) állapotból... 75 9.6.3 A program újraindítása hibát követően... 76 9.6.4 A program leállítása... 76 9.6.5 A program teszt üzemmódja... 76 9.6.6 Online teszt... 76 10 Üzemeltetés... 77 10.1 Kezelés... 77 10.2 Diagnosztika... 77 10.2.1 LED kijelző... 77 10.2.2 Diagnosztikai előzmények... 78 10.2.3 Diagnosztika a SILworX-ben... 80 10.3 Paraméterek és hibakódok a be- és kimeneteknél... 80 10.3.1 A PFF-HM31A digitális bemenetei... 80 10.3.2 A PFF-HM31A digitális kimenetei... 82 10.3.3 PFF-HM31A számláló... 83 11 Karbantartás... 85 11.1 Hibainformáció... 85 11.2 Operációs rendszerek betöltése... 85 11.2.1 Operációs rendszerek betöltése a SILworX-szel... 86 12 Függelék... 87 12.1 Értelmező szótár... 87 Index... 89 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 5
1 Általános tudnivalók A dokumentáció felépítése és használata 1 Általános tudnivalók Ez a kézikönyv a biztonsági vezérlés rendeltetésszerű használatáról tartalmaz információkat. A veszélytelen telepítés, üzembe helyezés és az biztonságos üzemeltetés és karbantartás feltételei az alábbiak: az előírások ismerete a jelen kézikönyv biztonsági tudnivalóinak szakképzett személyzet általi, műszakilag kifogástalan megvalósítása A következő esetekben a biztonsági funkciók zavarai vagy beszűkülése miatt súlyos személyi sérülések, anyagi vagy környezeti károk keletkezhetnek, amelyekért az SEW-EURODRIVE nem tud felelősséget vállalni: szakképzetlen személy beavatkozása a készülékekbe biztonsági funkciók lekapcsolása vagy kiiktatása (megkerülése) a jelen kézikönyv tudnivalóinak figyelmen kívül hagyása Az SEW-EURODRIVE a biztonsági vezérléseket a vonatkozó biztonsági szabványok figyelembevételével fejleszti, gyártja és ellenőrzi. A készülékek használata csak akkor megengedett, ha az összes alábbi feltétel teljesül: csak a leírásban előirányzott alkalmazási esetekre csak a meghatározott környezeti feltételek mellett csak engedélyezett idegen készülékekkel együtt 1.1 A dokumentáció felépítése és használata Ez a rendszerkézikönyv a következő témákat tartalmazza: Általános tudnivalók Rendszertulajdonságok Kommunikáció Safeethernet Modbus TCP/UDP Com-User Task (CUT) Operációs rendszer Felhasználói program Üzembe helyezés Üzemeltetés Karbantartás A kézikönyv az alábbi változatokat írja le: Programozóeszköz Processzor operációs Kommunikáció operációs rendszere rendszere SILworX V.8 vagy későbbi verzió V.13 vagy későbbi verzió 6 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Általános tudnivalók Célcsoport 1 1.2 Célcsoport Ez a dokumentum az automatizálási berendezések tervezőihez, projekttervezőihez és programozóihoz szól, valamint azokhoz a személyekhez, akik a készülékek és rendszerek üzembe helyezésére, üzemeltetésére és karbantartására jogosultak. Feltételezzük a biztonsági automatizálási rendszerek területének speciális ismereteit. 1.3 Megjelenítési egyezmények A jobb olvashatóság és érthetőség érdekében ebben a dokumentumban a következő írásmódokat használtuk: Írásmód Félkövér [ ] Dőlt Courier RUN Jelentés A fontos szövegrészek kiemelése. A programozóeszköz gombjainak és menüpontjainak elnevezése. Paraméterek és rendszerváltozók. Szöveges felhasználói bevitel. Az üzemállapotok elnevezései, nagybetűkkel. 1.4 A biztonsági tudnivalók felépítése 1.4.1 A jelzőszavak jelentése Az alábbi táblázat a biztonsági tudnivalókra, az anyagi károkkal kapcsolatos figyelmeztetésekre és az egyéb tudnivalókra utaló jelzőszavak besorolását és jelentését mutatja be. Jelzőszó Jelentés Következmények a figyelmen kívül hagyása esetén VESZÉLY! Közvetlenül fenyegető veszély Halál vagy súlyos testi sérülések VIGYÁZAT! Lehetséges veszélyhelyzet Halál vagy súlyos testi sérülések FIGYELEM! Lehetséges veszélyhelyzet Könnyebb testi sérülések FIGYELEM! Lehetséges anyagi károk A hajtásrendszer vagy környezetének károsodása MEGJEGYZÉS Hasznos tudnivaló vagy tanács: Megkönnyíti a hajtásrendszer kezelését. 1.4.2 Az adott fejezetre vonatkozó biztonsági tudnivalók felépítése Az adott fejezetre vonatkozó biztonsági tudnivalók nemcsak egy adott cselekvésre érvényesek, hanem a témához kapcsolódó több cselekvésre. Az alkalmazott piktogramok vagy általános vagy meghatározott veszélyre utalnak. Itt az adott fejezetre vonatkozó biztonsági tudnivalók alaki felépítését láthatja: JELZŐSZÓ! A veszély jellege és forrása. Lehetséges következmény(ek) figyelmen kívül hagyása esetén. Intézkedés(ek) a veszély elhárítására. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 7
1 Általános tudnivalók Szavatossági igények 1.4.3 A beágyazott biztonsági tudnivalók felépítése A beágyazott biztonsági tudnivalók közvetlenül be vannak építve a cselekvés útmutatójába, a veszélyes cselekvési lépés elé. Itt a beágyazott biztonsági tudnivalók alaki felépítését láthatja: JELZŐSZÓ! A veszély jellege és forrása. A figyelmen kívül hagyás lehetséges következménye(i). Intézkedés(ek) a veszély elhárítására. 1.5 Szavatossági igények A dokumentáció betartása a zavarmentes üzemeltetés és az esetleges szavatossági igények érvényesítésének feltétele. Ezért a készülék használatának megkezdése előtt olvassa el a dokumentációt! 1.6 A felelősség kizárása A dokumentáció figyelembevétele a biztonságos üzemeltetés és a megadott terméktulajdonságok ill. teljesítményjellemzők elérésének alapfeltétele. Az üzemeltetési utasítás figyelmen kívül hagyásából eredő tárgyi és vagyoni károkért, valamint személyi sérülésekért az SEW-EURODRIVE nem vállal felelősséget. A szavatosság ilyen esetekben kizárt. 1.7 További vonatkozó dokumentáció Kérjük, vegye figyelembe a további vonatkozó dokumentációkat: "PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz" üzemeltetési utasítás "PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz" biztonsági kézikönyv A hajtástechnika gyakorlata Elektromágneses összeférhetőség a hajtástechnikában Amennyiben használni kívánja a CUT-funkciókat, kérjük, vegye figyelembe a következő vonatkozó dokumentációkat is: "Com-User Task PFF-HM31A-hoz" kézikönyv "MOVIVISION paraméterező és diagnosztikai eszköz, 2.0 verzió" kézikönyv Szükség van a szállítási terjedelembe nem tartozó szoftverre is. A szoftver a dokumentációval együtt adathordozón (CD/DVD) megvásárolható az SEW-EURODRIVE-tól, a következő rendelési adatokkal: Megnevezés SILWorX a PFF-HM31A-hoz Hardver: SILWorX hardverkulcs Szoftver: SILWorX, 4.64.0 vagy újabb PFF-HM31 Motion Library Modulkönyvtár biztonságos útméréshez /Function block library for safety related position detection Cikkszám 1 950 011 4 1 710 640 0 Ezen túlmenően vegye figyelembe a további vonatkozó dokumentációkat, a csatlakoztatott hajtástechnika függvényében. Az SEW honlapján (http://www.sew-eurodrive.de) a "Dokumentationen" pontnál megtalálható a dokumentáció/szoftver aktuális verziója. 8 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Általános tudnivalók Szerzői jogi megjegyzés 1 1.8 Szerzői jogi megjegyzés 2012 SEW-EURODRIVE. Minden jog fenntartva. Mindenféle akár kivonatos sokszorosítás, feldolgozás, terjesztés és egyéb hasznosítás tilos. 1.9 Terméknevek és márkanevek A jelen dokumentációban található terméknevek az adott név tulajdonosának márkanevei vagy bejegyzett márkanevei. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 9
2 Rendszertulajdonságok Az üzemi feszültség felügyelete 2 Rendszertulajdonságok A biztonsági vezérlés a házában egy biztonsági processzorrendszert, bizonyos számú bemenetet és kimenetet, valamint kommunikációs csatlakozót tartalmaz. Részletek a "PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz" üzemeltetési utasításban találhatók. 2.1 Az üzemi feszültség felügyelete A készülék üzem közben felügyeli a 24 VDC feszültséget. A reakciók a felsorolt feszültségszinttől függenek: Feszültségszint A készülékek reakciója DC 24 V -20 % / +25 % (19,2 V 30 V) Normál üzem < 18,0 V Riasztási állapot (a belső változók írása és átadása a (az áramköri lap szoftveroldali kiolvasott feszültsége) bemenetekre és kimenetekre) < 12,0 V A bemenetek és kimenetek lekapcsolása (az áramköri lap szoftveroldali kiolvasott feszültsége) Az áramellátás állapota rendszerváltozó lehetővé teszi, hogy a programozóeszközben vagy a felhasználói programban kiértékeljék az üzemi feszültség állapotát. 2.2 A hőmérsékleti állapot felügyelete A hőmérsékletet a rendszer vagy a készülék belsejének lényeges pontjain érzékelők mérik és szoftveresen kijelzik. Ez a környezeti hőmérséklettől sok tényező szerint eltérő delta-értéket ad. Az áramköri lap meghatározott hőmérsékletein (két kapcsolási küszöbértéknél) a biztonsági vezérlés biztonságos állapotra vált. Ha a készülék belső hőmérséklete túllépi a meghatározott kapcsolási küszöbértéket, akkor a "hőmérsékleti állapot" rendszerváltozó a következőképpen változik: Hőmérséklet (készüléken belüli) Hőmérséklet-tartomány Hőmérsékleti állapot [BYTE] < 60 C normál 0x00 60 C 70 C magas hőmérséklet 0x01 > 70 C nagyon magas hőmérséklet 0x03 Visszatérés 64 C 54 C-ra 1) magas hőmérséklet 0x01 Visszatérés < 54 C-ra 1) normál 0x00 1) Az érzékelők hiszterézise 6 C. Elégtelen vagy hiányzó légkeringetés és elégtelen saját konvekció esetén a biztonsági vezérlés már < 35 C környezeti hőmérséklet esetén is átlépheti a "magas hőmérséklet" tartomány küszöbértékét. Ennek oka a helyi felmelegedés vagy a kedvezőtlen hőelvezetés lehet. A felmelegedés különösen a digitális kimeneteknél erősen függ a terheléstől. A hőmérsékleti állapot rendszerváltozó lehetővé teszi a felhasználó számára a belső hőmérséklet kiolvasását. MEGJEGYZÉS A magas hőmérséklet vagy a nagyon magas hőmérséklet állapotra váltás nem jelenti a rendszer biztonságának csökkenését. 10 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Rendszertulajdonságok Riasztás- és eseményrögzítés 2 2.3 Riasztás- és eseményrögzítés A biztonsági vezérlés rendelkezik a riasztások és események feljegyzésének képességével (Sequence of Events Recording, SER). 2.3.1 Riasztások és események Az események a berendezés vagy a vezérlés időbélyegzővel ellátott állapotváltozásai. A riasztások a veszélypotenciál növekedését jelző események. A biztonsági vezérlés az állapotváltozásokat fellépésük időpontjával együtt eseményként jegyzi fel. A biztonsági vezérlés bool és skalár típusú eseményeket különböztet meg. Bool típusú események: A bool típusú változók, pl. digitális bemenetek változásai. Riasztási és normál állapot, ezek a változók állapotaihoz tetszőlegesen hozzárendelhetők. Skalár típusú események: A skalár változóhoz definiált határértékek túllépése. A skalár változók numerikus adattípusúak, pl. INT, REAL. Két felső és két alsó határ lehetséges. A határértékekre igaznak kell lennie az alábbiaknak: legfelső határ = felső határ = normál tartomány = alsó határ = legalsó határ. Hiszterézis a következő esetekben lehet: Felső határ lefelé történő átlépése. Alsó határ felfelé történő átlépése. A hiszterézis megadásával elkerülhető a szükségtelenül nagy mennyiségű esemény, amikor a globális változó erősen ingadozik a határérték körül. A biztonsági vezérlés csak akkor tud eseményt képezni, ha definiálták azt a SILworXben, lásd a "Riasztások és események konfigurálása" c. fejezetet. Max. 4 000 riasztás és esemény definiálható. 2.3.2 Események képzése A processzorrendszer képes események képzésére. A processzorrendszer a globális változókból eseményeket képez és elhelyezi őket a pufferben, lásd "Események feljegyzése". Az eseményképzés a felhasználói program ciklusában történik. Minden beolvasott esemény felülírható egy újonnan fellépett eseménnyel. Rendszeresemények: A globális változók vagy bemeneti jelek változását regisztráló eseményeken kívül a processzorrendszerek a következő rendszeresemény-fajtákat képzik: Túlcsordulás: puffertúlcsordulás következtében egyes események tárolása nem történt meg. A túlcsordulási esemény időbélyegzője megfelel a túlcsordulást kiváltó eseményének. Init: az eseménypuffer inicializálása megtörtént. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 11
2 Rendszertulajdonságok Riasztás- és eseményrögzítés A rendszeresemények tartalmazzák az őket kiváltó készülék SRS-azonosítóját. Az állapotváltozók skalár események eseményállapotát bocsátják a felhasználói program rendelkezésére. A következő állapotok mindegyikéhez hozzárendelhető egy BOOL típusú globális változó, állapotváltozóként: Normál. Alsó határt lefelé túllépték. Felső határt felfelé túllépték. Felső határt felfelé túllépték. Legfelső határt felfelé túllépték. A hozzárendelt állapotváltozó TRUE értéket kap, ha elérték a megfelelő állapotot. 2.3.3 Események feljegyzése A processzorrendszer gyűjti az eseményeket: a processzorrendszer minden eseményt eltárol a pufferében. Az 1000 esemény méretű puffer nem felejtő memóriában található. Ha tele a puffer, akkor új esemény nem tárolható el, amíg további eseményeket el nem olvasnak és ezáltal ki nem jelölnek felülírásra. 2.3.4 Események továbbadása Az események a MODBUS protokollal átvihetők a hajtásvezérlésre (Beck PC) vagy safeetherneten át a fölérendelt biztonsági vezérlésre. Ehhez a felhasználói programban előzőleg össze kell kapcsolni a megfelelő változókat. A kiterjesztett diagnosztika PADT-n át történik (SILworX). 12 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Kommunikáció Ethernet kva i P f n Hz 3 3 Kommunikáció A biztonsági vezérlés az alábbi protokollok használatával kommunikál: safeethernet Biztonsági protokoll a vezérlések egymás közötti kommunikációjára Modbus TCP/UDP terepibusz-protokoll külső készülékek vagy rendszerek csatlakoztatására Kommunikáció a programozó készülékkel A kommunikációs rendszer a biztonsági processzorrendszerre van csatlakoztatva. A terepibusz-interfészekkel Dual Port RAM-on át kapcsolódik a biztonságos mikroprocesszor-rendszerhez. A csatlakozókra csak olyan készüléket szabad csatlakoztatni, amely biztonságos elektromos leválasztást szavatol. A kommunikációs rendszer vezérli a vezérlés más rendszerekkel nagy teljesítményű interfészeken át folytatott kommunikációját: Rendelkezésre álló protokollok Az alábbi protokollok állnak rendelkezésre: Protokoll Interfészek Aktiválás safeethernet Ethernet Ez a funkció a PFF-HM31A1-E61-I111-00/000/000 SNTP Server/Client Ethernet készülékopció esetében alapkivitelben engedélyezett. Modbus TCP Master Ethernet Com-User Task CAN (X4111_1/2) RS-485 (X4011) Opcionális protokollok Az alábbi protokollok kérésre készülékopcióként állnak rendelkezésre: Protokoll Interfészek Aktiválás Modbus TCP Slave Ethernet Kérésre új készülékopciót hozunk létre, amelyben TCP Send/Receive PROFINET IO Controller PROFINET IO Device OPC Server (a gazdaszámítógépen fut) engedélyezett a kívánt protokoll. MEGJEGYZÉS Az opcionális protokollok a PFF-HM31A1-E61-I111-00/000/000 készülékopcióban 5000 üzemórán át tesztcélokra aktiválás nélkül használhatók. A nem aktivált protokollok használatakor folyamatosan piros fénnyel világít az "ERROR" rendszer-led. Az 5000 üzemóra leteltével a vezérlés már nem indul el. Időben rendelje meg a szükséges protokollokat tartalmazó készülékopciót. 3.1 Ethernet A biztonsági vezérlés tartalmaz egy csatlakozókkal ellátott Ethernet switchet. Ezeken a csatlakozókon át Ethernet kábelekkel más készülékek csatlakoztathatók a vezérlésre. Az alábbi interfészek állnak rendelkezésre: 2 Ethernet interfész: X4233_1 és X4233_2 Mindkét interfész a készülék csatlakozósorán található 1 Ethernet szervizinterfész: X4223 Programozó készülék csatlakoztatására (PADT) Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 13
3 kva i P f n Hz Kommunikáció Ethernet Switch A switch a hubbal ellentétben képes az adatcsomagok elemzésére és rövid idejű tárolására, hogy azután ideiglenesen célzott kapcsolatot hozzon létre két kommunikációs partner (küldő/fogadó) között, az adatok átvitelére. Ezáltal elkerülhetők a hub esetében szokásos ütközések, és tehermentesül a hálózat. Az adatok célzott továbbításához minden switchnek cím-/port-hozzárendelési táblázatra van szüksége. A switch egy öntanuló folyamat során automatikusan létrehozza ezt a táblázatot. A MAC-címek a switch meghatározott portjához vannak hozzárendelve. A beérkező adatcsomagokat e táblázat alapján közvetlenül továbbítja a megfelelő portra. A switch automatikusan átkapcsol mind a 10 és 100 MBit/s átviteli sebesség, mind a teljes és félduplex kapcsolat között. Így az adatátvitel minden irányában rendelkezésre áll a teljes sávszélesség (teljes duplex üzem). A switch a különböző végkészülékek közötti kommunikációt szabályozza. A switch ennek során legfeljebb 1000 abszolút MAC-címet tud megszólítani. Az autocrossing felismeri a keresztezett erű kábelek csatlakoztatását, és a switch automatikusan ennek megfelelő beállítást választ. MEGJEGYZÉS A biztonsági kommunikáció konfigurálása során figyelembe kell venni a biztonsági kézikönyv tudnivalóit. 3.1.1 SNTP protokoll Az SNTP protokollal (Simple Network Time Protocol) az Etherneten át az SNTP kliensek órája szinkronizálható az SNTP szerverrel. A biztonsági vezérlés konfigurálható SNTP szerverként és/vagy SNTP kliensként. Az RFC 2030 (SNTP 4-es verzió) SNTP szabvány érvényes, azzal a korlátozással, hogy csak a Unicast üzemmód támogatott. Ez a funkció alapkivitelben engedélyezett. A hálózat átviteli szabványaként Ethernet 10/100/-BaseT szükséges. SNTP kliens Az SNTP kliens az időszinkronizálásához mindig csak a legnagyobb prioritású elérhető SNTP szervert használja. Minden erőforrásnál konfigurálható egy SNTP kliens az időszinkronizálásra. MEGJEGYZÉS A biztonsági vezérlés időszinkronizálása másik biztonsági vezérléssel. Ha a biztonsági vezérlésen SNTP klienst rendeznek be, akkor a biztonsági vezérlés belső SNTP szervere lekapcsol. Annak érdekében, hogy továbbra is biztosítsák a biztonsági vezérlés másik biztonsági vezérlés általi időszinkronizálását, a remote I/O kapcsolódására használt kommunikációs modulon SNTP szervert kell berendezni. Így hozható létre új SNTP kliens: 1. Nyissa meg a faszerkezetű menüben a [Configuration] (konfigurálás) / [Resource] (erőforrás) / [Protocols] (protokollok) pontot. 2. Kattintson az egér jobb gombjával a [Protocols] (protokollok) pontra és a helyi menüben válassza a [New] (új) / [SNTP client] (SNTP kliens) pontot. Megtörténik az új SNTP kliens hozzáadása. 3. Az [SNTP client] / [Properties] (SNTP kliens / Tulajdonságok) helyi menüjében válassza ki a COM modult. 14 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Kommunikáció Ethernet kva i P f n Hz 3 Az SNTP kliens párbeszédablaka a következő paramétereket tartalmazza: Paraméter Type (típus) Name (név) Modul Behavior if CPU/COM connection is lost (viselkedés a CPU/COM kapcsolat elvesztése esetén) Activate max. μp budget (max. μp budget aktiválása) Max. μp budget in [%] (max. μp budget %-ban) Description (leírás) Current SNTP version (aktuális SNTP verzió) Reference stratum (rétegreferencia) Client time query interval (kliens időlekérdezésének gyakorisága) [s] Leírás SNTP kliens Az SNTP kliens neve, legfeljebb 32 karakter. Annak a CPU vagy COM modulnak a kiválasztása, amelyen ez a protokoll fut. Ha a processzormodul elveszti a kapcsolatát a kommunikációs modullal, akkor a processzormodul a bemeneti változókat e paraméter függvényében vagy kezdeti, vagy változatlan értékkel használja (pl. ha a kommunikációs modult kommunikáció közben kihúzzák). Accept initial data (kezdeti értékek felvétele): a bemeneti változók visszaállnak a kezdeti értékre. Maintain last value (utolsó érték megtartása): a bemeneti változók megtartják az utolsó értéküket. A modul operációs rendszere nem veszi figyelembe. A paramétert a CRC- és reload-stabilitás miatt tartották meg. A modul operációs rendszere nem veszi figyelembe. A paramétert a CRC- és reload-stabilitás miatt tartották meg. Tetszőleges egyértelmű leírás az SNTP-hez. Az aktuális SNTP verzió kijelzése. Az SNTP kliens rétege a helyi idejének pontosságát tükrözi. Minél alacsonyabb a réteg, annál pontosabb a helyi idő. A nulla nem specifikált vagy nem elérhető réteget jelent (érvénytelen). Az SNTP kliens éppen használt SNTP szervere az, amelyik elérhető és a legnagyobb prioritású. Ha az aktuális SNTP szerver rétege kisebb, mint az SNTP kliensé, akkor az erőforrás átveszi az aktuális SNTP szerver idejét. Ha az aktuális SNTP szerver rétege nagyobb, mint az SNTP kliensé, akkor az erőforrás nem veszi át az aktuális SNTP szerver idejét. Ha az aktuális SNTP szerver rétege azonos az SNTP kliensével, akkor két esetet különböztetünk meg: Ha az SNTP kliens (erőforrás) kizárólag SNTP kliensként működik, akkor az erőforrás átveszi az aktuális SNTP szerver idejét. Ha az SNTP kliens (erőforrás) egyidejűleg SNTP szerverként is működik, akkor az SNTP kliens lekérdezésenként az aktuális SNTP szerverhez viszonyított időkülönbség felét veszi át (az idő lassan közelít). Értéktartomány: 16 s 16384 s (alapértelmezett érték: 16 s) Az az időköz, amellyel az aktuális SNTP szerverrel folytatott időszinkronizálás történik. A kliens időlekérdezési időközének az SNTP kliensen nagyobbnak kell lennie, mint az SNTP szerver időtúllépése. Értéktartomány: 16 s 16384 s (alapértelmezett érték: 16 s) SNTP kliens (server info) Az SNTP server info-ban az SNTP szerverhez való kapcsolódás konfigurálható. Egy SNTP kliens alatt 1 4 SNTP server info konfigurálható. Így hozható létre új SNTP server info: 1. Nyissa meg a faszerkezetű menüben a [Configuration] (konfigurálás) / [Resource] (erőforrás) / [Protocols] (protokollok) / [SNTP client] (SNTP kliens) pontot. 2. Kattintson az egér jobb gombjával a [Protocols] (protokollok) pontra és a helyi menüben válassza a [New] (új) / [SNTP server info] pontot. Megtörténik az új SNTP server info hozzáadása. 3. Az [SNTP server info]/[properties] (SNTP server info / Tulajdonságok) helyi menüjében válassza ki a COM modult. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 15
3 kva i P f n Hz Kommunikáció Ethernet Az SNTP server info párbeszédablaka a következő paramétereket tartalmazza: Paraméter Type (típus) Name (név) Description (leírás) IP address (IP-cím) SNTP server priority (SNTP szerver prioritása) SNTP server timeout (SNTP szerver időtúllépése) [s] Leírás SNTP server info Az SNTP server info neve. Legfeljebb 31 karakter. Az SNTP szerver leírása. Legfeljebb 31 karakter. Annak az erőforrásnak vagy PC-nek az IP-címe, amelyen az SNTP szervert konfigurálták. Alapértelmezett érték: 0.0.0.0 Az a prioritás, amellyel az SNTP kliens ezt az SNTP szervert kezeli. Az SNTP klienshez konfigurált SNTP szervereknek eltérő prioritásúaknak kell lenniük. Értéktartomány: 0 (legkisebb prioritású) 4294967295 (legnagyobb prioritású) Alapértelmezett érték: 1 s Az SNTP szerver időtúllépését kisebbre kell beállítani, mint az SNTP kliens időlekérdezését. Értéktartomány: 1 s 16384 s Alapértelmezett érték: 1 s SNTP szerver Az SNTP szerver egy SNTP kliensről fogadja a kérést és a saját aktuális idejét küldi vissza az SNTP kliensnek. Így hozható létre új SNTP szerver: 1. Nyissa meg a faszerkezetű menüben a [Configuration] (konfigurálás) / [Resource] (erőforrás) / [Protocols] (protokollok) pontot. 2. Kattintson az egér jobb gombjával a [Protocols] (protokollok) pontra és a helyi menüben válassza a [New] (új) / [SNTP server] (SNTP szerver) pontot. Megtörténik az új SNTP szerver hozzáadása. 3. Az [SNTP server] / [Properties] (SNTP szerver / Tulajdonságok) helyi menüjében válassza ki a COM modult. Az SNTP kliens párbeszédablaka a következő paramétereket tartalmazza: Paraméter Leírás Type (típus) SNTP kliens Name (név) Az SNTP kliens neve, legfeljebb 31 karakter. Modul Annak a CPU vagy COM modulnak a kiválasztása, amelyen ez a protokoll fut. Activate max. μp budget Activated (aktiválva): A μp budget korlát átvétele a Max. μp budget in [%] (max. μp budget aktiválása) mezőből. Deactivated (inaktivált): Ehhez a protokollhoz nem használják az μp budget korlátját. Max. μp budget in [%] (max. μp budget %-ban) Behavior if CPU/COM connection is lost (viselkedés a CPU/COM kapcsolat elvesztése esetén) Description (leírás) Current SNTP version (aktuális SNTP verzió) Time server stratum (időszerver rétege) A modul maximális megengedett μp-terhelése a protokoll futtatásakor. Értéktartomány: 1 100 % Alapértelmezett érték: 30 % Ha a processzormodul elveszti a kapcsolatát a kommunikációs modullal, akkor a processzormodul a bemeneti változókat e paraméter függvényében vagy kezdeti, vagy változatlan értékkel használja (pl. ha a kommunikációs modult kommunikáció közben kihúzzák). Accept initial data (kezdeti értékek felvétele): a bemeneti változók visszaállnak a kezdeti értékre. Maintain last value (utolsó érték megtartása): a bemeneti változók megtartják az utolsó értéküket. Tetszőleges egyértelmű leírás az SNTP-hez. Az aktuális SNTP verzió kijelzése. Az SNTP kliens rétege a helyi idejének pontosságát tükrözi. Minél alacsonyabb a réteg, annál pontosabb a helyi idő. A nulla nem specifikált vagy nem elérhető réteget jelent (érvénytelen). Az SNTP szerver rétegének alacsonyabbnak kell lennie a lekérdező SNTP kliens rétegénél, vagy azzal azonosnak. Máskülönben az SNTP kliens nem veszi át az SNTP szerver idejét. Értéktartomány: 1 15 Alapértelmezett érték: 14 16 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
Kommunikáció Kommunikáció a programozóeszközzel kva i P f n Hz 3 3.2 Kommunikáció a programozóeszközzel A biztonsági vezérlés Etherneten át kommunikál a PADT eszközzel. A PADT olyan PC / laptop, amelyre SILworX programozóeszközt telepítettek. Lehetőség van arra, hogy egy vezérlés egyidejűleg legfeljebb 5 PADT eszközzel kommunikáljon. Ekkor azonban csak egy programozóeszköznek lehet írási hozzáférése a vezérléshez. Az összes többi csak információt olvashat ki. A vezérlés az írási hozzáférés létesítésére irányuló minden további kísérletre csak olvasási hozzáférést ad. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 17
4 kva i P f n Hz safeethernet Kommunikáció a programozóeszközzel 4 safeethernet A biztonsági vezérlés alkalmas safeethernetre. Képes SIL 3 szerinti, Etherneten keresztüli (100 Mbit/s) biztonsági kommunikációra. A biztonsági vezérlés Ethernet interfészei szimultán módon más protokollokhoz is használhatók. A vezérlések közötti safeethernet kommunikáció különböző Ethernet hálózati topológiákkal történhet. Az adatátvitel sebességének és hatékonyságának növelése érdekében illessze a safeethernet protokoll paramétereit az alkalmazott Ethernet hálózathoz. Ezek a paraméterek úgynevezett hálózati profilok segítségével állíthatók be. A paraméterek gyári beállítása biztosítja a kommunikációt anélkül, hogy a felhasználónak bele kellene merülnie a hálózati konfigurálás részleteibe. MEGJEGYZÉS A safeethernet protokoll biztonsági protokoll, és az IEC 61508 szerinti SIL 3 kategóriáig TÜV tanúsítvánnyal rendelkezik. A safeethernet tulajdonságai Elem Tulajdonságok Leírás Szükséges modul/vezérlés A vezérlés integrált processzormodulja A safeethernet végrehajtása a biztonsági processzormodulon történik. Ethernet interfészek 100 Mbit/s Az alkalmazott Ethernet interfészek szimultán módon más protokollokhoz is használhatók. Kapcsolatok 128 safeethernet kapcsolatok Redundáns kapcsolatok: 128 A vezérlések közötti redundáns safeethernet kapcsolatok 2 csatornás üzeme a safeethernet Editorban beállítható. Redundáns átviteli utak Korlátozás, mivel csak egy Redundáns safeethernet átviteli utak készülék van Folyamatadatok mennyisége 1100 bájt safeethernet kapcsolatonként. kapcsolatonként 18 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz
safeethernet Mi az a safeethernet? kva i P f n Hz 4 4.1 Mi az a safeethernet? A folyamat- és automatizálástechnikában központi kérdést jelentenek az olyan követelmények, mint a meghatározottság, a szükségszerűség, a megbízhatóság, a cserélhetőség, a bővíthetőség és mindenekelőtt a biztonság. A safeethernet legfeljebb SIL 3 kategóriájú biztonsági adatok Ethernet technológiával történő átvitelére szolgáló átviteli protokoll. A safeethernet tartalmaz az alábbi hibákat felismerő és arra biztonságosan reagáló mechanizmusokat: az átvitt adatok meghamisítása (kettőzött, elveszett, megváltoztatott bitek) üzenetek téves címzése (küldő, fogadó) adatok helytelen sorrendje (ismétlés, veszteség, felcserélés) helytelen időbeli viselkedés (késleltetés, visszhang) A safeethernet az IEEE 802.3 szabványon alapul. A safeethernet a fekete alagút elvén "nem biztonságos adatátviteli csatornát" (Ethernet) használ és biztonsági protokollmechanizmusokkal felügyeli azt a küldőnél és a fogadónál. Ezáltal a biztonsági hálózaton belül Ethernet hálózati komponensek használhatók, mint a hub, a switch, a router. A safeethernet olyan formában használja a normál Ethernet képességeit, hogy lehetővé teszi a biztonságot és a valós idejű alkalmazást. Speciális protokollmechanizmus szavatolja a determinisztikus viselkedést kommunikációs résztvevők kimaradása vagy belépése esetén. A rendszer ekkor automatikusan beilleszti az új komponenseket a futó rendszerbe. A hálózat minden komponense cserélhető a hálózat futása közben. Switchek alkalmazásával az átviteli idők világosan definiálhatók. Ezáltal az Ethernet valósidejű képességeket kap. A safeethernettel lehetséges a cégen belüli intranethez és az internethez való kapcsolódás is. Így csak egy hálózatra van szükség a biztonságos és a nem biztonságos adatátvitelhez. MEGJEGYZÉS A hálózatot használhatják más résztvevők is, ha elegendő átviteli kapacitás áll rendelkezésre. VIGYÁZAT! A biztonsági adatátvitel manipulálása! Halál vagy súlyos testi sérülés veszélye. Az üzemeltető köteles gondoskodni arról, hogy a safeethernethez használt Ethernet elégséges védelmet kapjon a (pl. hackerek általi) manipuláció ellen. A megoldások módját és terjedelmét az átvevő vizsgaállomással kell egyeztetni. Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz 19
4 kva i P f n Hz safeethernet Mi az a safeethernet? A safeethernet rugalmas rendszerstruktúrát tesz lehetővé a meghatározott reakcióidejű decentralizált automatizáláshoz. Követelménytől függően az intelligencia választhatóan lehet központi vagy decentralizáltan a hálózaton belüli résztvevőkre elosztott. [1] [2] safeethernet Ethernet PFF-HM31A [3] PFF-HM31A [4] [5] [6] PFF-HM31A PFF-HM31A PADT (SILworX) [5] 5519919883 [1] a DCS vezérlőrendszer PC-je [4] DCS vezérlőrendszer [2] PADT (SILworX) [5] rádió, műhold, WLAN, optikai kábel, ISDN vagy DSL [3] switch [6] PLC MEGJEGYZÉS Előfordulhat nem szándékos (akaratlan) átmenet a biztonságos állapotba! Az összekapcsoláskor ügyelni kell arra, hogy ne keletkezzenek hálózati hurkok. Az adatcsomagok csak egy úton juthatnak el a vezérléshez. Gyűrűs Ethernet topológia felépítésekor kizárólag menedzsmentképes switcheket használjon. 20 Rendszerkézikönyv PFF-HM31A decentralizált biztonsági vezérlés MOVIPRO -hoz