Volgens de (deels nieuwe) normen bij de nieuwe Europese Machinerichtlijn die eind dit jaar van kracht wordt, mogen de veiligheidscircuits in industriële installaties programeerbare elektronica digitaal worden uitgevoerd. Hierdoor kunnen de veiligheidssensoren en de aansturing van de –actuatoren worden geïntegreerd in de functionele besturingscircuits van de machine of industriële installatie. Maar om dat in de programmering ook voor elkaar te krijgen valt bij de huidige PLC-techniek nog lang niet altijd mee. Pilz heeft daarom een nieuw tijdperk geopend binnen de wereld van industriële automatisering.Hiermee heeft Pilz haar activiteiten definitief verbreed van veiligheidsbesturingen naar industriële besturingstechniek in de ruimste zin van het woord. Dergelijke ontwikkelingen kunnen ook bijna niet uitblijven, want met de komst van de nieuwe Europese Machinerichtlijn die eind dit jaar definitief van kracht wordt, wordt de veiligheidsbesturing een nog integraler deel van de gehele industriële installatie.
Pilz introduceert de ‘besturingsfilosofie PSS4000’. Hiermee wordt het objectgeoriënteerd programmeren ingevoerd in de PLC-omgeving, waardoor veiligheids- en de reguliere besturingsfuncties beter te integreren zijn. Ook kan een ontwerp naar believen worden opgeschaald zonder verlies van eerdere inspanningen.
Weinig flexibele PLC’s
Tot op heden is het breed geaccepteerd dat industriële software hardware-afhankelijk is. Wie PLC-type A programmeert weet dat de software niet toepasbaar is op PLC-type B. Het is mede hierdoor dat in de dagelijkse praktijk opnieuw stukken software gecodeerd moeten worden voor een iets afwijkende toepassing. Schaalbaar en modulair werken is hierdoor kostbaar en moeilijk. Software wordt binnen de industriële engineering veelal nog functioneel ontworpen, de afhandeling van het programma is sequentieel. Er is dan ook sprake van ‘een programma’.
Tevens is het nog altijd gebruikelijk dat er extra investeringen nodig zijn in toegevoegde hard- en software om verschillende systemen met elkaar te laten samenwerken binnen één industriële installatie. Ieder component heeft zijn eigen programmeeromgeving en -problematiek.
Kortom, bij de huidige stand van de PLC-techniek zijn de besturingsystemen nog lang niet zoals de industriële installateur en eindgebruiker ze graag zouden hebben.
Nu is er voor de programmering een hoofdprogramma met subroutines en vervolgens functieblokken die alle sequentieel moeten worden doorlopen. Het sequentiële programma bevat tevens de programmacodes voor de bediening, de communicatie, de besturing van de actuatoren, codes voor de instellingen daarvan etc. Deze zijn echter niet overzichtelijk geclusterd, maar verspreid door het gehele programma heen en daardoor moeilijk te vinden. Kopiëren of wegnemen van een aspect wordt daardoor moeilijk.
Een praktijkvoorbeeld…
Pomp nummer 3 hoeft niet te worden meegenomen in het ontwerp. Toch zit de input voor de druksensoren, de flowmeting, de bediening, de stroomschakeling, de veiligheid, de visualisering en verder alles wat te maken heeft met pomp 3 in het bestaande programma. De engineer moet door het hele programma heen om alles van pomp 3 te verwijderen en zal daarna het geheel moeten testen op fouten die hierdoor kunnen zijn ontstaan.
De huidige generatie PLC’s heeft in deze slechts een geringe mate van flexibiliteit. Als er een andere machine geïnstalleerd moet worden met iets meer eisen en functionaliteit, dan moet je een grotere besturing kiezen, maar bij voorkeur wel met eenzelfde bediening. De vraag is: hoe doe je dat nu? Het programma voor PLC-type A past niet in PLC-type B. De codes voor de bediening zitten bijvoorbeeld door het hele programma heen. Net als de aansturing van de actuatoren (as 1, as 2, as 3 etc).
Copy/paste is dus niet alleen onmogelijk door het verschil in hardware, maar ook nog eens heel moeilijk door de wijze van coderen. Hergebruik en schaling zijn hierdoor nauwelijks te doen. Dat is de huidige stand van zaken.
Objectgeoriënteerd ontwerpen
PSS4000 is een objectgeoriënteerd programmeersysteem. Je kan de objecten in de industriële automatisering vergelijken met de diverse objecten die nu op een gewone PC draaien, zoals de virusbeveiliging, netwerk- en draadloze communicatie, toetsenbord, muis, printer, USB-verbinding, bluetooth en tal van andere toepassingen. Er is dus geen hoofdprogramma meer, er draaien slechts taken. Dat zijn de objecten of kleine programma’s, ieder met hun eigen randvoorwaarden.
Per object (taak) kan bij objectprogrammeren een prioriteit worden ingesteld. Dit houdt in dat snelle processen meer processorcapaciteit toegekend kunnen krijgen dan belangrijke processen.
Hoe werken objecten samen?
- Objecten hebben ieder een eigen virtuele cyclustijd.
- Dit houdt in dat een object bijvoorbeeld iedere 5 ms wordt gestart, terwijl een ander object iedere 100 ms wordt gestart. Door processen die een korte reactietijd vergen een korte virtuele cyclustijd te geven, wordt bereikt dat deze met een hoge prioriteit worden afgehandeld.
- Om te garanderen dat snelle processen voorrang krijgen is het mogelijk om 8 objecten een hogere prioriteit te geven.
- Duidelijk zal zijn dat als de processor sneller is er meer taken parallel afgewerkt kunnen worden.
- Net als bij de PC werkt de zelfde software ook op een langzamere PC, maar er blijft sprake van dezelfde programma’s (taken).
Neem een toetsenbord van een PC. Hierop zitten x toetsen (dit zou ook een gestandaardiseerde bediening kunnen zijn voor een machine). Hiervoor is ooit software bedacht. Dit is een object. Je kunt via instellingen (ander object) daar naartoe gaan. En daar ook een taal kiezen (is weer een object). Daar draait een programma waarin je kunt aangeven in een fraai pulldown menu (eveneens een object) welke taal je kiest. En je toetsenbord is ingesteld.
Ontwikkelen we nu een andere PC (of machine) dan kopiëren we gewoon het object toetsenbord met alle deelobjecten naar het nieuwe project en het draait. In elk programma kun je gebruik maken van het standaardtoetsenbord zoals ook Word, PowerPoint, Excel etc. hiervan gebruik maken.
Analoog hieraan kan bij PLC’s gebruik worden gemaakt van een gestandaardiseerde bediening. Daarmee worden kennis en ervaring beter gekapitaliseerd. Dit hergebruik is een grote slag in efficiency. De grootste investering in automatisering vergt de tijd die nodig is om te ontwerpen en te programmeren.
Wij verwachten van de constructeur dat hij gebruik maakt van hetzelfde frame en daar het bestaande tekeningenpakket op aanpast. Dit verwachten we ook van de elektrotechnische afdeling. Maar we accepteren nog steeds dat de software voor elke (deel)machine min of meer opnieuw moet worden gemaakt als deze iets groter of iets kleiner is, dan wel als de klant iets anders wenst dan de standaard.”
Een fabrikant bouwt bijvoorbeeld machines met een enkele sluitslag, of dubbele, en zo tot en met 6 extra bewegingen. De instellingen gaan via een HMI. De machine heeft een veiligheidssysteem. De afstellingen vinden plaats via een inleer-bedieningspaneel. En er zijn diverse bedieningspunten rond de machine afhankelijk van welk type machine wordt gekozen. Een kleine machine zou kunnen werken met een klein besturingssysteem. Dit zou geen probleem zijn voor het aantal I/O’s en de vereiste complexiteit. Echter, bij 4 bewegingen/assen neemt het aantal I/O’s toe en moet de ontwerper overschakelen op een ander systeem. Helaas komen er meer eenvoudige machines voor, maar met de compatibiliteitsproblemen in PLC land wordt om toch enige standaardisatie in een installatie of op een machine te bereiken, gekozen voor een flink opgeblazen PLC. Dit is goed voor de omzet voor de PLC fabrikant, maar gaat ten koste van de efficiëntie en de kostprijs. Bijkomend probleem is dat men voor elke aanpassing aan de machine het gehele programma door moet, om op detailniveau te zien of er geen complicaties zijn in de afloop van het programma.
Veiligheid
De veiligheidscircuits worden nu vaak nog apart gehouden van de functionele PLC’s. Met het nieuwe PSS 4000-systeem kan objectgeoriënteerd worden gewerkt aan integrale besturingstechniek, waarbij door fine-tuning en hergebruik kan worden gekapitaliseerd per object, zonder rekening te houden met hardware. Later, als duidelijk is dat er processorcapaciteit extra nodig is kan deze altijd nog op eenvoudige wijze worden bijgeplaatst. Het programma wordt dan middels een object met de I/O verbonden. Hierbij maakt het niet uit in welke kast deze I/O zit.
Gratis seminars: objectgeorienteerd programmeren/parametriseren
Pilz geeft vanaf nu elke maand gratis seminars over objectgeorienteerd programmeren. Wilt u weten wat deze filosofie inhoudt en welke voordelen er voor u zijn? Dan moet u beslist dit seminar volgen!
Data
| Vrijdag 17 juli | 13.30 - 16.30 uur (helaas al vol!) |
| Vrijdag 4 september | 13.30 - 16.30 uur |
| Vrijdag 23 oktober | 13.30 - 16.30 uur |
| Vrijdag 20 november | 13.30 - 16.30 uur |
Locatie – opleidingscentrum Vianen. Voor meer informatie of inschrijvingen info@pilz.nl.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten