SF_ESPE

Hilfeversion 1.1 / Ausgabedatum: 2018.03
Gültig für Funktionsbaustein SF_ESPE_V1_0z, Version 1.0z (z = 0 bis 9).

Kurzbeschreibung

Hinweis
Die berührungslos wirkende Schutzeinrichtung wird in dieser Dokumentation kurz als BWS bezeichnet.

Der sicherheitsbezogene Funktionsbaustein SF_ESPE (Electro-Sensitive Protective Equipment) überwacht die Schaltzustände einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung (z.B. Lichtgitter). Das Freigabesignal an Ausgang S_ESPE_Out wird SAFEFALSE, wenn die Schutzeinrichtung ausgelöst hat, d.h. der Lichtstrahl des Lichtgitters unterbrochen wurde.
Mit Hilfe von S_StartReset kann eine Anlaufsperre und mit Hilfe von S_AutoReset eine Wiederanlaufsperre vorgegeben werden.

Hinweis
Der mit dem Funktionsbaustein verschaltete Sicherheitssensor muss den Anforderungen an eine BWS (berührungslos wirkende Schutzeinrichtung) gemäß IEC 61496-1 entsprechen.

Bausteinsymbol

Eingänge Activate

Kurzbeschreibung Wert

Zustandsgesteuerter Eingang zur Aktivierung des Funktionsbausteins.
Datentyp: BOOL
Anfangswert: FALSE

FALSE: Funktionsbaustein inaktiv

TRUE: Funktionsbaustein aktiviert

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Activate".

S_ESPE_In

Kurzbeschreibung Wert

Zustandsgesteuerter Eingang für den Status der BWS.
Datentyp: SAFEBOOL
Anfangswert: SAFEFALSE

SAFEFALSE: BWS hat ausgelöst (z.B. Lichtgitter/Lichtvorhang unterbrochen)

SAFETRUE: BWS hat nicht ausgelöst

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "S_ESPE_In".

S_StartReset

Kurzbeschreibung Wert

Zustandsgesteuerter Eingang zur Vorgabe der Anlaufsperre nach dem Start der Sicherheitssteuerung oder bei Aktivierung des Bausteins.
Eine aktive Anlaufsperre muss durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset manuell aufgehoben werden. Eine deaktivierte Anlaufsperre führt dazu, dass der Ausgang S_ESPE_Out automatisch auf SAFETRUE wechselt, wenn der Funktionsbaustein aktiviert und die Sicherheitsfunktion nicht angefordert ist.
Datentyp: SAFEBOOL
Anfangswert: SAFEFALSE

SAFEFALSE: mit Anlaufsperre

SAFETRUE: ohne Anlaufsperre

WARNUNG

Nichterfüllen der Sicherheitsanforderungen

Prüfen Sie vor der Inbetriebnahme die Auswirkungen einer deaktivierten Anlaufsperre (S_StartReset = SAFETRUE) und/oder Wiederanlaufsperre (S_AutoReset = SAFETRUE) auf Ihre Maschine bzw. Ihren Prozess.

Beachten Sie die vorgegebenen Richtlinien in relevanten Sektornormen bezüglich der Anlauf-/Wiederanlaufsperre.

Stellen Sie sicher, dass an anderer Stelle oder mit anderen Mitteln eine geeignete Anlaufsperre realisiert ist.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "S_StartReset".

S_AutoReset

Kurzbeschreibung Wert

Zustandsgesteuerter Eingang zur Vorgabe der Wiederanlaufsperre nach Rückkehr des SAFETRUE-Signals an Eingang S_ESPE_In, d.h. nachdem die vorher ausgelöste BWS nicht mehr ausgelöst ist.
Eine aktive Wiederanlaufsperre muss durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset manuell aufgehoben werden. Eine deaktivierte Wiederanlaufsperre führt dazu, dass der Ausgang S_ESPE_Out automatisch auf SAFETRUE wechselt, wenn der Funktionsbaustein aktiviert und die Sicherheitsfunktion nicht mehr angefordert ist.
Datentyp: SAFEBOOL
Anfangswert: SAFEFALSE

SAFEFALSE: mit Wiederanlaufsperre

SAFETRUE: ohne Wiederanlaufsperre

WARNUNG

Nichterfüllen der Sicherheitsanforderungen

Prüfen Sie vor der Inbetriebnahme die Auswirkungen einer deaktivierten Anlaufsperre (S_StartReset = SAFETRUE) und/oder Wiederanlaufsperre (S_AutoReset = SAFETRUE) auf Ihre Maschine bzw. Ihren Prozess.

Beachten Sie die vorgegebenen Richtlinien in relevanten Sektornormen bezüglich der Anlauf-/Wiederanlaufsperre.

Stellen Sie sicher, dass an anderer Stelle oder mit anderen Mitteln eine geeignete Anlaufsperre realisiert ist.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "S_AutoReset".

Reset

Kurzbeschreibung Wert

Flankengesteuerter Eingang für das Reset-Signal:

Rücksetzen von Fehlermeldungen, wenn die Fehlerursache nicht mehr besteht.

Manuelles Rücksetzen einer aktiven Anlauf-/Wiederanlaufsperre (je nach Art der Anlaufsperre(n) des Funktionsbausteins).

Datentyp: BOOL
Anfangswert: FALSE

FALSE: Rücksetzen ist nicht angefordert

Flanke FALSE > TRUE: Rücksetzen ist angefordert

Hinweis
Abweichend von der Norm EN ISO 13849-1 erfolgt das Rücksetzen nicht wie dort gefordert durch eine negative (fallende) sondern durch eine positive (steigende) Flanke.
Um das Rücksetzen (im Hinblick auf die zwingende Abnahmeprozedur) mit einer fallenden Flanke zu implementieren, verwenden Sie den Funktionsbaustein SF_Reset.

Das Rücksetzen des Funktionsbausteins durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset kann dazu führen, dass Ausgang S_ESPE_Out sofort auf SAFETRUE gesteuert wird (in Abhängigkeit der Zustände an den übrigen Eingängen).

WARNUNG

Unbeabsichtigter Betriebsstart

Berücksichtigen Sie in Ihrer Risikoanalyse die Auswirkungen des Rücksetzens durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset.

Stellen Sie sicher, dass geeignete Maßnahmen (gemäß zutreffender Sektornormen) getroffen wurden, um Gefährdungen durch das Rücksetzen zu verhindern.

Betreten Sie den Betriebsbereich nicht, wenn das Rücksetzen durchgeführt wird.

Stellen Sie sicher, dass keine anderen Personen den Betriebsbereich betreten können, wenn das Rücksetzen durchgeführt wird.

Verwenden Sie geeignete Sicherheitsverriegelungen, wenn eine Gefahr für Personen und/oder Ausrüstung besteht.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Reset".

Ausgänge Ready

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang zur Signalisierung "Funktionsbaustein aktiviert/nicht aktiviert".
Datentyp: BOOL

FALSE: Der Funktionsbaustein ist nicht aktiviert (Activate = FALSE) und alle Ausgänge des Funktionsbausteins sind auf FALSE/SAFEFALSE gesteuert.

TRUE: Funktionsbaustein ist aktiviert (Activate = TRUE) und die Ausgangsparameter stellen den Zustand der Sicherheitsfunktion dar.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Ready".

S_ESPE_Out

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang für das Freigabesignal des Funktionsbausteins.
Datentyp: SAFEBOOL

SAFEFALSE:

BWS ausgelöst

oder Funktionsbaustein nicht aktiviert

oder Anlauf-/Wiederanlaufsperre ist aktiviert

oder Fehlermeldung anliegend.

SAFETRUE:

BWS nicht ausgelöst

und Funktionsbaustein ist aktiviert

und Anlauf-/Wiederanlaufsperre nicht aktiv

und keine Fehlermeldung anliegend.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "S_ESPE_Out".

SafetyDemand

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang zur Signalisierung "Sicherheitsfunktion angefordert".
Dieser Ausgang zeigt an, ob die Sicherheitskette unterbrochen und deshalb die Aufmerksamkeit des Bedieners erforderlich ist.
Datentyp: BOOL

FALSE: Sicherheitsfunktion ist nicht angefordert.

TRUE: Die Sicherheitsfunktion ist angefordert.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "SafetyDemand".

ResetRequest

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang zur Signalisierung "Rücksetzen erforderlich".
Dieser Ausgang zeigt an, ob das Rücksetzen durch den Bediener erforderlich ist.
Datentyp: BOOL

FALSE: Kein Rücksetzen erforderlich.

TRUE: Rücksetzen ist erforderlich,

zum Aufheben einer aktiven Anlauf- oder Wiederanlaufsperre (falls verfügbar bei diesem Funktionsbaustein)

oder zum Rücksetzen eines Fehlers.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "ResetRequest".

Error

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang für Fehlermeldung.
Datentyp: BOOL

FALSE: Es liegt kein Fehler vor.

TRUE: Der Funktionsbaustein hat einen Fehler erkannt. In der Folge wird Ausgang S_ESPE_Out auf SAFEFALSE gesteuert.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "Error".

DiagCode

Kurzbeschreibung Wert

Ausgang für Diagnosemeldung.
Datentyp: WORD Diagnosemeldung des Funktionsbausteins.
Die möglichen Werte sind im Thema "Diagnose-Codes" aufgelistet und beschrieben.

Weitere Informationen hierzu finden Sie im Thema "DiagCode".

Detailinformationen Signalablauf-Diagramm

Dieses Diagramm zeigt den Signalverlauf für eine typische Anwendung mit aktiver Anlaufsperre und aktiver Wiederanlaufsperre:

S_StartReset = SAFEFALSE: Anlaufsperre nach Bausteinaktivierung und nach Start der Sicherheitssteuerung

S_AutoReset = SAFEFALSE: Wiederanlaufsperre nachdem die vorher ausgelöste BWS nicht mehr ausgelöst ist (Rückkehr des SAFETRUE-Signals an Eingang S_ESPE_In).

Hinweis
Beachten Sie auch das weitere Signalablauf-Diagramm.

0 Der Funktionsbaustein ist noch nicht aktiviert (Activate = FALSE).
Folglich sind alle Ausgänge FALSE oder SAFEFALSE.
BWS ist bereits ausgelöst, weil z.B. Lichtvorhang/Lichtgitter unterbrochen (S_ESPE_In = SAFEFALSE).

1 Nach der Bausteinaktivierung durch Activate = TRUE ist zunächst noch die Anlaufsperre aktiv.

2 BWS nicht mehr ausgelöst, weil z. B. der Lichtvorhang oder das Lichtgitter nicht mehr unterbrochen ist. Ausgang S_ESPE_Out bleibt zunächst SAFEFALSE, da mit S_StartReset = SAFEFALSE der automatische Anlauf verhindert wird.

3 Aufheben der Anlaufsperre durch positive Signalflanke an Eingang Reset und anschließender Normalbetrieb. Ausgang S_ESPE_Out wird SAFETRUE.

4 Sicherheitsanforderung. BWS löst aus. Ausgang S_ESPE_Out wird SAFEFALSE.

5 BWS nicht mehr ausgelöst, Ausgang S_ESPE_Out bleibt zunächst SAFEFALSE, da mit dem S_AutoReset = SAFEFALSE die Wiederanlaufsperre vorgegeben wurde.

6 Aufheben der Wiederanlaufsperre durch positive Signalflanke an Eingang Reset und anschließender Normalbetrieb. Ausgang S_ESPE_Out wird SAFETRUE.

7 Bausteinaktivierung wird zurückgenommen (Activate = FALSE), Ausgang S_ESPE_Out = SAFEFALSE.

Anwendungsbeispiel

Dieses Beispiel zeigt eine einkanalige Verschaltung des OSSD-Ausgangs des Empfängers B1E einer BWS mit dem sicherheitsbezogenen Funktionsbaustein SF_ESPE. Der Empfänger B1E der BWS ist an Eingangsklemme 1.1 des sicherheitsbezogenen Eingangsgeräts PSDI mit der Kennung 1 angeschlossen.
In diesem Beispiel gilt:

Das Signal von der Eingangsklemme 1.1 des sicherheitsbezogenen Eingangsgeräts PSDI 1 ist mit der globalen I/O-Variablen OS_ESPE_In verknüpft. Diese globale I/O-Variable ist zur Auswertung an den Bausteineingang S_ESPE_In angeschlossen.

Am Bausteinausgang S_ESPE_Out ist die globale I/O-Variable ESPEOut_K1 angeschlossen. Diese globale I/O-Variable hat als Adresse die Ausgangsklemme 1.1 des sicherheitsbezogenen Ausgangsgeräts PSDO.

Durch die TRUE-Konstante an Eingang Activate ist der Funktionsbaustein dauerhaft aktiviert.

S_StartReset = SAFEFALSE gibt eine Anlaufsperre nach dem Start der Sicherheitssteuerung bzw. der Bausteinaktivierung vor. Darüber hinaus ist mit S_AutoReset = SAFEFALSE eine Wiederanlaufsperre des Bausteins vorgegeben. Diese ist aktiv, wenn die vorher ausgelöste BWS nicht mehr ausgelöst ist (weil z.B. das Lichtgitter oder der Lichtvorhang nicht mehr unterbrochen ist), d.h. nach Rückkehr des SAFETRUE-Signals an Eingang S_ESPE_In.
Beide Anlaufsperren werden erst durch eine positive Signalflanke an Eingang Reset aufgehoben.

Zu diesem Zweck ist an Eingang 1.1 des Standard-Eingangsgeräts DI 1 der Reset-Taster S1 angeschlossen.

S1 Reset

B1 BWS

B1S Sender

B1E Empfänger

Weitere Infos
Beachten Sie auch das weitere Anwendungsbeispiel sowie die Hinweise zu den Beispielen.

Funktionsbaustein-Instanziierung

Die IEC 61131-3 definiert die Instanziierung von Funktionsbausteinen. Instanziieren bedeutet, dass ein Funktionsbaustein einmal definiert wird und dann mehrfach verwendet (instanziiert) werden kann. Dies gilt für alle Standard-FBs und sicherheitsbezogene FBs (sowohl lokale als auch FBs aus Firmware- und Anwenderbibliotheken).

Warum Instanziierung?
Ein Funktionsbaustein besitzt einen internen Speicher, in dem dieser die Arbeitsdaten (lokale Variablen) ablegt. Das bedeutet, die Ausgangswerte, die ein FB berechnet, hängen von den aktuellen intern gespeicherten Werten ab. Die gleichen Eingangswerte liefern deshalb bei verschiedenen FB-Instanzen nicht zwingend die gleichen Ausgangswerte.
Die internen Daten des Funktionsbausteins müssen daher für jeden Aufruf, d.h. für jede FB-Instanz, in einem getrennten Speicherbereich gehalten werden. Um jede FB-Instanz eindeutig identifizieren und ihren Speicherbereich separat halten zu können, werden Instanznamen verwendet. Der Instanzname eines FB muss in der 'Variablen'-Tabelle der POE deklariert werden, in welcher der FB verwendet werden soll.

Dabei gilt Folgendes:

Funktionsbausteine können in anderen Funktionsbausteinen und in Programm-POEs instanziiert werden. Der Aufruf eines FB in einer Funktion-POE ist nicht möglich.

Funktionen werden ohne Instanznamen aufgerufen, da sie keinen internen Speicher besitzen.

In PLCnext Engineer wird strikt zwischen sicherheitsbezogenem Code und (nicht-sicherheitsbezogenem) Standard-Code unterschieden. Wenn Ihr Projekt eine sicherheitsbezogene SPS enthält, gilt Folgendes:

Sicherheitsbezogene FBs können nur in sicherheitsbezogenen POEs instanziiert werden, aber nicht in (nicht-sicherheitsbezogenen) Standard-POEs.

Anwenderdefinierte Standard-FBs können nur in Standard-POEs instanziiert werden. Sie können nicht in sicherheitsbezogenen POEs aufgerufen werden.

Bestimmte Standard-Firmware-FBs können sowohl in sicherheitsbezogenen, als auch in Standard-POEs instanziiert werden.

Hinweis
Beim Einfügen eines Standard-FBs in ein sicherheitsbezogenes SNOLD-Netzwerk gelten die Regeln für die implizite Typumwandlung (von sicherheitsbezogen nach Standard).

Beispiel für die Instanziierung eines sicherheitsbezogenen PLCopen-Funktionsbausteins

Der sicherheitsbezogene PLCopen-Funktionsbaustein 'SF_EmergencyStop_V2_00' wurde über eine Bibliothek in das Projekt eingefügt. Er ist dann in der Kategorie 'Programmierung' des KOMPONENTEN-Bereichs verfügbar. Dort befindet sich ein Ordner mit demselben Namen wie die Bibliothek, aus dem sich die FBs in den sicherheitsbezogenen Code einfügen lassen.
Der FB soll im Code des sicherheitsbezogenen Programms 'S_Main' zweimal aufgerufen werden, um den Status zweier sicherheitsbezogener Not-Halt-Befehlsgeräte auszuwerten. Für jede FB-Instanz wurde in der Variablentabelle des aufrufenden Programms ein Instanzname deklariert: EStop_M1 und EStop_M2. Die zwei FB-Instanzen wurden in das Code-Arbeitsblatt eingefügt, wobei unterschiedliche Variablen an die Eingangs- und Ausgangs-Formalparameter der Instanzen angeschlossen sind.

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Abschnitten:

Funktionsbeschreibung

Weitere Signalablauf-Diagramme

Weiteres Anwendungsbeispiel

Fehlervermeidung

Umsetzung der Sicherheitsanforderungen aus anzuwendenden Normen