PLC Keselamatan lwn. Standard PLC: Panduan Jurutera

Tulisan ini memberikan penilaian mendalam tentang prinsip teras Keselamatan PLC. Melalui perbandingan berbilang dimensi dengan PLC konvensional, ia mendedahkan prinsip susun atur yang unik, termasuk redundansi, kepelbagaian dan diagnostik kendiri.

Menggunakan jadual dan analisis maklumat yang komprehensif, kami pasti akan menjelaskan mengapa memilih PLC Keselamatan untuk aplikasi penting bukanlah perbelanjaan tambahan, namun pelaburan kewangan "tali pinggang keledar" yang penting untuk menjamin pekerja, alatan dan kesinambungan pengeluaran.

Dalam Era Automasi, Adakah Kita Benar-Benar "Selamat"?

Dengan kemajuan Sektor 4.0 dan gelombang Pembuatan Pintar, PLC akhirnya menjadi asas sistem automasi kemudahan pembuatan moden. Daripada kawalan asas barisan pengeluaran kepada kerjasama robotik yang kompleks, PLC memacu nadi pengeluaran di seluruh dunia dengan keberkesanan dan fleksibilitinya.

Namun begitu, apabila sistem kawalan mengalami kegagalan yang tidak dijangka, kesannya boleh menjadi lebih melampau daripada yang dijangkakan– daripada kerosakan peralatan yang mahal dan terhenti pengeluaran kepada kecederaan pekerja yang tidak dapat dipulihkan.

Ini membawa persoalan penting kepada kelebihan utama: bolehkah PLC yang anda bergantung harap boleh membawa sistem ke keadaan selamat apabila ancaman berlaku?

Di sinilah wujudnya perbezaan antara PLC konvensional dan PLC Keselamatan. Ramai yang menganggap PLC Keselamatan hanya sebagai "PLC yang lebih dipercayai," namun pemandangan ini hanya mencalarkan permukaan.

Sebenarnya, PLC Keselamatan ialah sistem kawalan khusus yang direka bentuk berdasarkan prinsip "Keselamatan dan keselamatan Praktikal." Objektifnya bukan hanya untuk menyelesaikan tugas tetapi, yang paling penting, untuk memastikan keselamatan dan keselamatan tertentu dalam semua keadaan– terdiri daripada apabila ia sendiri tidak berfungsi.

Siaran ini pastinya akan menafikan Safety PLC dan membincangkan mengapa ia amat penting dalam seni bina automasi zaman moden.

1. Matlamat Teras PLC Keperluan

Sebelum menyelam terus ke dalam PLC Keselamatan, kita mesti pada mulanya menentukan kewajipan PLC standard. PLC biasa dibangunkan untuk melaksanakan penaakulan yang diprogramkan pengguna dengan cekap dan betul. Matlamat terasnya adalah untuk mencapai kefungsian dan meningkatkan kecekapan.

• Modus operandi: Ia menerima isyarat daripada penderia dan peranti input, melakukan operasi logik berdasarkan program pra-set, dan selepas itu memandu penggerak (cth, motor, tiub silinder, penutup) untuk melakukan tindakan yang diberikan.
• Matlamat Gaya: Ia mencari kitaran semakan yang lebih cepat, kuasa pengendalian yang lebih besar, memori yang lebih besar, dan antara muka pengguna komunikasi yang lebih luas.
• Pengendalian Kesalahan: Apabila PLC standard itu sendiri berhenti berfungsi (cth, kesilapan CPU, kerosakan memori), keadaan keputusannya mungkin tidak dapat dijangka. Ia mungkin menyahtenagakan hasilnya, mengekalkan keadaan terakhir sebelum kerosakan, atau mungkin menjana isyarat hasil yang salah. Dalam keadaan industri tertentu, tabiat ini sangat berbahaya.

Ringkasnya, PLC biasa ialah "pentadbir" yang cemerlang, namun ia bukan "penjaga" yang diperakui.

2. PLC Keselamatan: Seorang Penjaga Dilahirkan untuk Operasi "Pasti".

Tidak seperti PLC konvensional, pendekatan gaya PLC Keselamatan dan keselamatan meletakkan keselamatan sebagai keutamaan tertinggi dari bawah ke atas.

Ia mengikut kriteria keselamatan dan keselamatan antarabangsa yang ketat, seperti IEC 61508  ( standard universal untuk keselamatan dan keselamatan yang berguna) dan ISO 13849-1  ( untuk komponen berkaitan keselamatan sistem kawalan).

Objektif terbaiknya ialah untuk mencapai keadaan "selamat"– mencadangkan bahawa jika mana-mana bahagian sistem (yang terdiri daripada PLC Keselamatan itu sendiri) gagal, ia akan segera beralih kepada keadaan selamat yang telah ditetapkan dan menentukan (biasanya menutup kuasa atau menghentikan gerakan berbahaya).

Perubahan yang bernas ini dilambangkan dalam seni bina perkakasan yang unik dan algoritma program perisian, terutamanya dicapai dengan tiga teras teknologi moden:.

2.1 Perbezaan Seni Bina: Daripada "Kerja Berpasukan" kepada "Penyeliaan Berlebihan"

Ini adalah salah satu perbezaan paling estetik antara PLC Keselamatan dan keselamatan dan PLC biasa.

• Kriteria PLC: Mungkin termasuk beberapa CPU. Apabila banyak CPU wujud, ia biasanya beroperasi dalam perkongsian yang mengambil bahagian , dengan masing-masing mengendalikan kerja yang berbeza (cth, pelaksanaan logik, interaksi, kawalan pergerakan) untuk meningkatkan kecekapan keseluruhan.
• PLC Keselamatan: Harus menggunakan seni bina berulang , menampilkan sekurang-kurangnya dua (atau lebih) CPU. CPU ini tidak membahagikan kerja; sebaliknya, mereka menjalankan program kawalan yang sama secara selari. Pada penghujung setiap kitaran semakan, sistem menjalankan kontras masa nyata yang timbul daripada kedua-dua CPU.
• Perlawanan Keputusan : Sistem mengenal pasti operasi adalah tetap dan membolehkan output ditenagakan.
• Ketidakpadanan Hasil: Sistem segera mengesan kerosakan dalaman, melaksanakan logik keselamatannya, dan memaksa semua output yang sesuai ke keadaan bebas risiko yang telah ditetapkan (cth, dinyahtenagakan), sambil mengaktifkan penggera secara serentak.

Model "dua saluran, panduan dikongsi" ini pada asasnya menghapuskan peluang keluaran berbahaya yang terhasil daripada ralat pengiraan CPU yang bersendirian.

2.2 Sudut Pandangan Gaya: Menerima "Kepelbagaian" untuk Mengesan Kesilapan Tidak Diketahui

Jika lebihan adalah barisan pertahanan pertama berbanding kegagalan perkakasan rawak, selepas itu "kepelbagaian" ialah pencapaian berbanding "Kegagalan Sebab Biasa" (CCF). CCF berlaku apabila satu punca membawa kepada kegagalan disegerakkan beberapa saluran berulang– contohnya, kecacatan gaya yang wujud dalam keseluruhan kumpulan CPU.

Untuk mengatasinya, PLC Keselamatan yang maju mengambil tindakan gaya mereka sebagai tambahan:.

• Kepelbagaian peralatan: Kedua-dua cpus berlebihan mungkin diperoleh daripada pengeluar yang berbeza (cth, satu daripada Texas Instruments, satu lagi daripada Infineon). Memandangkan gaya dalaman, koleksi arah dan juga prosedur pembuatan mereka berbeza-beza, mereka tidak mungkin berkongsi kecacatan reka bentuk yang sama.
• Kepelbagaian perisian: Walaupun semasa menjalankan alasan pengguna yang sama, logik itu sering diperhalusi oleh pelbagai penyusun untuk mencipta 2 set bebas kod boleh laku. Ini dengan berkesan boleh mengenal pasti kesilapan sistemik yang diperkenalkan oleh pepijat pengkompil.

Falsafah reka bentuk "kepelbagaian" ini adalah setanding dengan mempunyai 2 pakar dari sejarah berbeza secara berasingan menyiasat rekod yang sama; ia membolehkan pengesanan kebimbangan tertanam yang boleh dilepaskan oleh seorang profesional akibat daripada kerangka fikiran yang telah diperbaiki. Ia meningkatkan keupayaan sistem dengan ketara untuk mengenal pasti kesilapan yang tidak diketahui dan sistemik.

2.3 Keupayaan Diagnostik: "Diagnostik Kendiri" Biasa

"Keselamatan dan keselamatan" PLC Keselamatan dan keselamatan bukanlah hampir redundansi dan kepelbagaian; ia juga ditunjukkan dalam keupayaan diagnostik kendiri yang berkesan dan berterusan. Diagnostik ini adalah luas, meliputi keseluruhan celah keselamatan dari input hingga hasil.

• Diagnostik CPU dan Memori: Pemeriksaan menyeluruh dilakukan pada daftar CPU, RAM dan ROM pada permulaan dan akhir setiap kitaran imbasan.
• Bekalan Kuasa Mengawasi: Voltan bekalan kuasa dalaman disemak dalam masa nyata. Jika mereka berbeza dengan varieti selamat, penutupan keselamatan diaktifkan dengan cepat.
• Diagnostik Rangkaian I/O : Ini adalah pembeza yang penting daripada PLC biasa. Modul I/O Keselamatan secara aktif melaksanakan diagnostik litar, seperti:.
• Input: Mengenal pasti litar ringkas, litar terbuka (putus kord), atau litar silang dengan sumber kuasa luaran.
• Keluaran: Mengesan sama ada saluran hasil boleh berubah dengan betul dan menentukan kebimbangan seperti litar ringkas atau komen voltan luaran.
• Pengawasan Jam: Sistem jam berkembar menjejaki satu sama lain untuk mengelakkan kesilapan pemasaan yang wajar yang disebabkan oleh drift atau kegagalan jam.

Menurut kriteria ISO 13849-1, langkah analisis ini menambah spesifikasi penting yang dipanggil "Perlindungan Diagnostik (DC)".

PLC Keselamatan dan keselamatan peringkat atas (cth, satu kedudukan untuk PLe) harus mencapai Perlindungan Diagnostik 99% atau lebih tinggi, membayangkan bahawa lebih 99% kemungkinan kegagalan berbahaya dalam sistem boleh dikenal pasti tepat pada masanya. Kapasiti diagnostik kehilangan PLC konvensional jauh lebih singkat daripada ijazah ini.

3. Perbandingan Komprehensif: Keselamatan dan keselamatan PLC vs Keperluan PLC

Untuk membekalkan pemahaman yang lebih naluri tentang perbezaan mereka, jadual berikut membekalkan analisis sebelah menyebelah yang menyeluruh:.

4. Bilakah PLC Keselamatan Diwajibkan?

Pilihan PLC tidak boleh ditentukan oleh pelan belanjawan, namun oleh hasil Analisis Bahaya yang berat. Berdasarkan tahap ancaman yang diperiksa, anda perlu memilih sistem kawalan yang memenuhi Ijazah Kejujuran Keselamatan (SIL) atau Tahap Kecekapan (PL) yang diperlukan.

Biasanya, penggunaan Security PLC yang layak adalah sama ada wajib atau sangat disyorkan apabila permohonan anda memerlukan mana-mana yang berikut:.

• Lokasi berbahaya dengan komunikasi manusia yang kerap: cth, penekan pengecap, mesin acuan tembakan, sel robot yang memerlukan langsir cahaya, pagar keselamatan atau kawalan dua tangan.
• Peranti berkelajuan tinggi atau beban berat: Apabila permulaan yang tidak dijangka atau kegagalan untuk berhenti mungkin mencetuskan kerosakan yang besar, seperti penghantar besar atau kren penumpuk.
• Perhalusi kawalan dengan risiko letupan atau pembakaran : cth, dandang dan Penyelesaian Pengurusan Pemanas (BMS), di mana kegagalan kawalan boleh membawa peristiwa tragis.
• Permohonan secara jelas diminta oleh undang-undang dan garis panduan: Di banyak negara dan kawasan, kriteria keselamatan jentera tertentu mewajibkan penggunaan sistem kawalan keselamatan yang mematuhi tahap kecekapan tertentu.

Membeli Security PLC, pada asasnya, membeli "pelan insurans" yang boleh dipercayai untuk hartanah anda yang paling berharga: pekerja anda dan peranti pengeluaran anda.

Pemikiran akhir: Keselamatan ialah Keuntungan Tidak Boleh Dirunding

Berbalik kepada kebimbangan pertama kami, perbezaan antara PLC biasa dan PLC Keselamatan adalah jauh lebih daripada pemilihan perkataan yang mudah. Ia mewakili jurang dalam falsafah reka bentuk, seni bina perkakasan, peranti diagnostik dan liabiliti yang sah.

• PLC Keperluan ialah "kuda kerja" sistem automasi, yang bertanggungjawab melaksanakan tugas dengan cekap.
• PLC Keselamatan dan keselamatan ialah "malaikat penjaga" dan "pelindung" sistem. Ia berjalan secara senyap di belakang tabir, tetapi pada salah satu saat paling kritikal, ia berfungsi sebagai barisan perlindungan terakhir dan paling teguh berbanding kemalangan.

Apabila berniat tugas automasi berikut anda, jangan berurusan dengan keselamatan sebagai fungsi pilihan atau harga tambahan. Jalankan analisis bahaya klinikal dan pilih minda yang betul untuk sistem anda. Di planet keselamatan komersil, tiada kuantiti keberkesanan atau keupayaan yang dipertingkatkan dapat menampung kerugian akibat kemalangan yang bersendirian dan boleh dicegah. Memilih PLC Keselamatan ialah komitmen yang tegas terhadap nyawa, harta benda dan rekod prestasi perniagaan anda.