Добивки:
- Способност за производство на Ladder логика и структури на Структурен текст (ST) како нацрти со AI
- Способност за конфигурирање на безбедносни кола, заклучување и државни машини со помош на ВИ
- Способност да се потврди логиката на PLC генерирана со вештачка интелигенција во однос на мапата за влез/излез и барањата за безбедност
Името на доверливоста во фабричкото поле е PLC (Programmable Logic Controller). Транспортери, роботски ќелии, линии за полнење, преси; сите контролирани од PLC. Програмирањето на PLC е свет различен од десктоп софтверот: Ladder Logic (LD) е визуелен јазик кој ја имитира релејната логика, додека Структурниот текст (ST) е текстуален јазик сличен на Паскал; и двете се дефинирани во стандардот IEC 61131-3. Во оваа средина, најважната работа не е функционалноста, туку безбедноста; бидејќи логичка грешка може да го исклучи притискачот во погрешно време, загрозувајќи го операторот. Вештачката интелигенција помага во генерирање на скалила и ST нацрти, градење државни машини и документирање на логика. Сепак, безбедносните кола, заклучувањата и конечната верификација се одговорност на инженерот и не може да се делегираат на ВИ. Во оваа единица, покриваме како да се конструира и потврди PLC логиката со вештачка интелигенција.
Работна логика на PLC: Циклус на скенирање
PLC не го извршува кодот само еднаш и тоа е готово; Врши континуиран циклус на скенирање. Во секоја јамка: (1) ги чита сите влезови, (2) извршува логика од врвот до дното, (3) ги ажурира сите излези. Овој циклус трае милисекунди и се повторува бесконечно. Ова однесување има критични последици кога се пишува логика на PLC:
- Излезите се ажурираат на крајот од циклусот; Ако доделите вредност на излез на повеќе од едно место во циклусот, последната задача ќе победи.
- Логиката работи од нула во секој циклус; па променливите за заклучување или состојба се користат за „запомнување“ на состојбата.
- Брзите настани може да се пропуштат ако се продолжи времето на скенирање; критичните настани се снимени со хардверски прекини или бројач со голема брзина.
Совет: Кога пишувате логика на PLC на вештачката интелигенција, кажете „земете го предвид однесувањето на јамката за скенирање, нема конфликтни задачи на истиот излез, користете машина за брава/состојба за состојба“. Вештачката интелигенција понекогаш размислува како десктоп логика и го прескокнува однесувањето на скенирањето.
Скалила логика и структуриран текст
Истата логика може да се напише на двата јазика. Едноставен пример: моторот се вклучува кога е притиснато копчето за стартување, запира и самостојно се заклучува кога ќе се притисне копчето за запирање.
LADDER (текст приказ): Стартувајте го моторот---| |------|/|-------------( )--- | Мотор |---| |------+ (Контактот со моторот се задржува -> заптивка) Објаснување: Кога е притиснато Старт, моторот се вклучува; Моторот ја одржува струјата преку сопствениот контакт (запечатување). Кога ќе се притисне Стоп (NC), ланецот се сече.
(* Истата логика како СТРУКТУРЕН ТЕКСТ *)АКО Стартувајте И НЕ Стоп, ТОГАШ мотор := ТОЧНО;END_IF;АКО Стоп, ТОГАШ Мотор := НЕТОЧНО; (* Стоп секогаш има приоритет *)END_IF;(* Забелешка: Копчето Стоп е физички поврзано со NC (нормално затворено); така што ако кабелот се скине, Stop=FALSE и системот се префрла на безбедната страна. *)
Деталите за безбедност овде се критични: копчето за стоп е физички поврзано нормално затворено (NC). Така, во случај на кинење на кабелот или откажување на контактот, сигналот се прекинува и системот оди во насока „стоп“ (fail-safe). Ако е поврзан NO (нормално отворено), стоп нема да работи ако кабелот се скине - опасна тивка грешка. Дури и ако кодот за вештачка интелигенција изгледа логично точен, оваа одлука за физичка врска зависи од инженерот.
Безбедност: E-Stop, Lockout и Fail-Safe
Безбедноста во индустриската автоматизација не е проблем со кој може да се „справи во софтвер“; Тоа е повеќеслојна соработка на хардвер и софтвер. Основни принципи:
принцип
Значење
Апликација
безбеден за неуспех
Неуспехот треба да доведе до безбедна страна
NC контакт, грешка=стоп
Вишок
Критична функција двоканален
Два контакти, вкрстен мониторинг
Преплетување
Спречете опасна ситуација
Машината не работи кога вратата е отворена
е-стоп
Независно итно запирање
На хардверско ниво, независно од PLC
Критична точка: Е-стоп не е препуштен само на софтверот. Итното запирање поврзано со безбедноста честопати исто така се прекинува на хардверско ниво со безбедносни релеи или безбедносно PLC; стандардниот PLC софтвер е дополнителен слој на ова. ISO 13849 (безбедност на машината) и IEC 62061 ја обезбедуваат рамката за овие дизајни.
Внимание: Не претпоставувајте дека логиката за е-стоп или заклучување генерирана од вештачка интелигенција е „доволен софтвер“. Безбедносните функции се дизајнирани според релевантните стандарди (ISO 13849 PL, IEC 62061 SIL), вклучуваат хардверски слој и се потврдени со проценка на ризик. Оваа евалуација е одговорност на инженерот и организацијата; Вештачката интелигенција може да произведува само контури и листи за проверка.
Државни машини
Комплексната логика на автоматизација е организирана со машина за состојба, а не со неуредна ако-друго: системот наоѓа одредени состојби (неактивен, стартување, трчање, стопирање, грешка) и продолжува низ дефинираните транзиции. Оваа структура е и читлива и проверлива.
(* Едноставна стационарна машина за полнење *)Случај ОД 0: (* BOSTA *) АКО StartButton AND CoverClosed THON Случај := 10; КРАЈ_АКО; 10: (* ПОПОЛНЕТЕ *) Вентил := ТОЧНО; IF LevelFull ТОГАШ вентил := НЕТОЧНО; Статус := 20; КРАЈ_АКО; АКО НЕ е покриено Затворено ТОГАШ вентил := НЕТОЧНО; Статус := 90; КРАЈ_АКО; (* безбедност *) 20: (* DRAIN *) PURGE := ТОЧНО; АКО LevelEmpty ТОГАШ Празно := НЕТОЧНО; Статус := 0; КРАЈ_АКО; 90: (* ГРЕШКА *) Вентил := НЕТОЧНО; Празно := НЕТОЧНО; (* сите актуатори се безбедни *) АКО ResetButton ТОГАШ Статус := 0; END_IF;END_CASE;
Во оваа структура, безбедносните транзиции (одете во состојба на грешка ако капакот е отворен, затворете ги сите актуатори) се јасно вклучени во секоја ситуација. Вештачката интелигенција брзо генерира машински скелет; Но, кој безбедносен инцидент ќе излезе од која ситуација произлегува од вашата анализа на ризик.
Слаба навестување / Силен навестување
СЛАБ: „Напишете PLC-код за транспортер.“ (Без влез/излез, без безбедност, нејасен јазик. Не може да се изведе нацрт на теренот.) СИЛНО: „Напишете транспортна контрола со структурен текст IEC 61131-3. Влезови: Старт (НЕ), Стоп (NC), PhotocellProductVar (NO), Безбедност на продуктот. Предупредувачка ламба Користете ја машината за состојба (неактивен, работи, грешка) Стоп секогаш има предност, одете на Грешка кога капакот е отворен и исклучете го моторот.
Мини случај
Инженерот за автоматизација Толга бара ST код од вештачката интелигенција за линија за пакување. Вештачката интелигенција произведува код што изгледа дека работи, но кога Толга ќе го потврди во однос на мапата В/И, тој наоѓа два проблеми. Прво: вештачката интелигенција го третира копчето Стоп со НЕ (нормално отворена) логика; Tolga го претвора ова во NC логика за неуспех, бидејќи ако кабелот се скрши, линијата мора да престане. Второ: заклучувањето, во кое машината мора да запре кога заштитниот капак е отворен, се проверува само при стартување, а не за време на работата; Tolga го коригира така што се проверува во секој циклус на скенирање. Исто така, потврдува дека вистинското E-stop не е препуштено на софтверот, туку е исто така прекинато во хардверот со безбедносното реле. АИ брзо го даде својот логички скелет; Но, верификацијата на инженерот обезбеди три безбедносни одлуки: безопасна врска, трајно заклучување и хардверско е-стоп.
Вообичаени грешки
- Поврзување на копчето Stop/E-stop на NO и губење на неуспешното однесување во случај на кинење на кабелот.
- Проверка на испреплетувањето (капак, светлосна завеса) само при стартување и прескокнување при работа.
- Целосно препуштање на безбедносната функција на софтверот и занемарување на хардверскиот слој.
- Заборавајќи го однесувањето на јамката за скенирање и правење конфликтни задачи на истиот излез.
- Правејќи ја сложената логика непроверлива така што ќе ја напишете со неуредна if-else наместо со државна машина.
- Прифаќање на интерпретацијата на безбедносниот стандард на вештачката интелигенција без да се потврди со официјалниот текст.
Сумирано
- PLC работи со континуиран циклус на скенирање; Излезите се ажурираат на крајот од циклусот.
- Скалила и Структурен текст ја изразуваат истата логика на два различни јазици на IEC 61131-3.
- Копчињата Stop/E-stop NC и Fail-safe се поврзани; неуспехот треба да доведе до безбедната страна.
- Заклучувањата се проверуваат секој циклус на скенирање; Вклучува безбедносен хардверски слој.
- Државната машина ја прави сложената логика читлива и проверлива.
- Проценката на безбедноста (ISO 13849/IEC 62061) е одговорност на инженерот; ВИ генерира нацрт.
Задача за апликација
Изберете едноставно сценарио за автоматизација (на пр. старт/стоп мотор со самозаклучување, активирач со две позиции или мала станица за полнење). Запишете ја вашата листа за влез/излез и барањата за безбедност (кое копче е NC, кое се испреплетува). Нека вештачката интелигенција генерира машина за состојба на структурен текст со овој контекст. Потоа проверете го излезот за безбедност: (1) дали Stop обезбедува безбеден излез од секоја состојба, (2) дали испреплетувањето се проверува во секој циклус на скенирање, (3) дали сите актуатори одат во безбедна состојба во случај на грешка? Забележете ги сите безбедносни недостатоци и корекции што ќе ги најдете.