Добици:
- Способност израде лествичастих логика и структура структурираног текста (СТ) као нацрта са АИ
- Способност конфигурисања сигурносних кола, блокада и државних машина уз помоћ АИ
- Способност верификације ПЛЦ логике генерисане АИ у односу на И/О мапу и безбедносне захтеве
Назив поузданости у фабричком пољу је ПЛЦ (Программабле Логиц Цонтроллер). Транспортери, роботске ћелије, линије за пуњење, пресе; све контролишу ПЛЦ-ови. ПЛЦ програмирање је свет који се разликује од десктоп софтвера: Ладдер Логиц (ЛД) је визуелни језик који опонаша релејну логику, док је Струцтуред Тект (СТ) текстуални језик сличан Пасцалу; оба су дефинисана у стандарду ИЕЦ 61131-3. У овом окружењу, најважнија ствар није функционалност већ сигурност; јер логичка грешка може да искључи пресу у погрешно време, угрозивши оператера. АИ помаже у генерисању мердевина и СТ нацрта, изградњи државних машина и документовању логике. Међутим, сигурносна кола, блокаде и коначна верификација су одговорност инжењера и не могу бити делегирани АИ. У овој јединици објашњавамо како да конструишемо и верификујемо ПЛЦ логику помоћу АИ.
Радна логика ПЛЦ-а: Циклус скенирања
ПЛЦ не покреће код само једном и то је готово; Обавља континуирани циклус скенирања. У свакој петљи: (1) чита све улазе, (2) извршава логику од врха до дна, (3) ажурира све излазе. Овај циклус траје милисекунде и понавља се бесконачно. Ово понашање има критичне последице при писању ПЛЦ логике:
- Излази се ажурирају на крају петље; Ако доделите вредност излазу на више од једног места у оквиру петље, последња додела побеђује.
- Логика ради од нуле у сваком циклусу; па се латцх или променљиве стања користе за „памћење“ стања.
- Брзи догађаји могу бити пропуштени ако се време скенирања продужи; критични догађаји се хватају хардверским прекидом или брзим бројачем.
Савет: Када пишете ПЛЦ логику у АИ, реците „узмите у обзир понашање петље скенирања, без конфликтних додељивања истом излазу, користите машину за закључавање/стање за стање“. АИ понекад размишља као десктоп логика и прескаче понашање скенирања.
Лествичаста логика и структурирани текст
Иста логика се може написати на оба језика. Једноставан пример: мотор се покреће када се притисне дугме за покретање, зауставља се и самозабрављује када се притисне дугме за заустављање.
ЛЕДДЕР (текстуални приказ): Старт Стоп Енгине---| |------|/|------------( )--- | Мотор |---| |------+ (контакт мотора се држи сам -> заптивено) Објашњење: Када се притисне Старт, мотор је под напоном; Мотор одржава струју преко сопственог контакта (заптивање). Када се притисне Стоп (НЦ), ланац се пресече.
(* Иста логика као СТРУКТУРИРАН ТЕКСТ *)ИФ Старт И НОТ Стоп ТХЕН Енгине := ТРУЕ;ЕНД_ИФ;ИФ Стоп ТХЕН Енгине := ФАЛСЕ; (* Стоп увек има приоритет *)ЕНД_ИФ;(* Напомена: Дугме Стоп је физички повезано на НЦ (нормално затворен); тако да ако се кабл покида, Стоп=ФАЛСЕ и систем се пребацује на безбедну страну. *)
Безбедносни детаљ је овде критичан: дугме за заустављање је физички повезано нормално затворено (НЦ). На тај начин, у случају лома кабла или квара контакта, сигнал се прекида и систем иде у "стоп" смер (фаил-сафе). Ако је спојен НО (нормално отворен), заустављач неће радити ако се кабл поквари – опасна тиха грешка. Чак и ако се АИ код чини логично тачним, ова одлука о физичкој вези зависи од инжењера.
Безбедност: Е-Стоп, Лоцкоут и Фаил-Сафе
Безбедност у индустријској аутоматизацији није питање којим се може „управљати софтвером“; То је слојевита сарадња хардвера и софтвера. Основни принципи:
принцип
Значење
Апликација
безбедан
Неуспех би требало да води на сигурну страну
НЦ контакт, грешка=стоп
Редундантност
Двоканални критична функција
Два контакта, унакрсно праћење
Интерлоцкинг
Спречите опасну ситуацију
Машина не ради када су врата отворена
е-стоп
Независно заустављање у случају нужде
На нивоу хардвера, независно од ПЛЦ-а
Критична тачка: Е-стоп није препуштен само софтверу. Сигурносно заустављање у нужди се често прекида на хардверском нивоу сигурносним релејима или сигурносним ПЛЦ-ом; стандардни ПЛЦ софтвер је додатни слој на врху овога. ИСО 13849 (машинска безбедност) и ИЕЦ 62061 дају оквир за ове дизајне.
Опрез: Немојте претпостављати да је АИ генерисана Е-стоп или логика закључавања „довољан софтверу“. Сигурносне функције су дизајниране у складу са релевантним стандардима (ИСО 13849 ПЛ, ИЕЦ 62061 СИЛ), укључују хардверски слој и верификоване су проценом ризика. Ова евалуација је одговорност инжењера и организације; АИ може само да произведе обрисе и контролне листе.
Стате Мацхинес
Комплексна логика аутоматизације је организована са државном машином, а не неуредним иф-елсе: систем проналази одређена стања (у мировању, покретању, покретању, заустављању, грешци) и наставља кроз дефинисане прелазе. Ова структура је и читљива и проверљива.
(* Једноставна машина стања станице за пуњење *) СЛУЧАЈ Случај 0: (* БОСТА *) АКО су дугме за покретање И поклопац затворени ОНДА Случај := 10; ЕНД_ИФ; 10: (* ФИЛЛ *) Вентил := ТРУЕ; ИФ ЛевелФулл ТХЕН Валве := ФАЛСЕ; Статус := 20; ЕНД_ИФ; АКО НИЈЕ Поклопац затворен ОНДА вентил := ФАЛСЕ; Статус := 90; ЕНД_ИФ; (* сигурност *) 20: (* ДРАИН *) ПУРГЕ := ТРУЕ; ИФ ЛевелЕмпти ТХЕН Емпти := ФАЛСЕ; Статус := 0; ЕНД_ИФ; 90: (* ГРЕШКА *) Вентил := ФАЛСЕ; Празно := ФАЛСЕ; (* сви актуатори су безбедни *) ИФ РесетБуттон ТХЕН Статус := 0; ЕНД_ИФ;ЕНД_ЦАСЕ;
У овој структури, безбедносни прелази (прећи у стање грешке ако је поклопац отворен, затворити све актуаторе) су јасно укључени у сваку ситуацију. АИ брзо генерише костур државног строја; Али који безбедносни инцидент ће изаћи из које ситуације произилази из ваше анализе ризика.
Слаба порука / јака промпт
СЛАБО: „Напишите ПЛЦ код за транспортер.“ (Нема И/О, нема безбедности, нејасан језик. Није могуће да се нацрт на терену.) СНАЖНО: „Напишите контролу транспортера са ИЕЦ 61131-3 структурираним текстом. Уноси: Старт (НЕ), Стоп (НЦ), ПхотоцеллПродуцтВар (НО), ЦоверОутнингс (НЦ), ЦоверОутнингс (НЦ), ЦоверОутнингс (НЦ). Стате мацхине (Идле, Руннинг, Еррор) Стоп увек има предност, идите на Грешка када је поклопац отворен и угасите мотор.
Мини Цасе
Инжењер аутоматизације Толга захтева СТ код од АИ за линију за паковање. АИ производи код за који се чини да функционише, али када га Толга потврди у односу на И/О мапу, открива два проблема. Прво: АИ је третирао дугме Стоп са НЕ (нормално отворено) логиком; Толга ово претвара у НЦ безбедну логику, јер ако се кабл поквари, линија мора стати. Друго: закључавање, у којем машина мора да се заустави када је заштитни поклопац отворен, проверава се само при покретању, а не током рада; Толга то исправља тако да се проверава у сваком циклусу скенирања. Такође потврђује да стварни Е-стоп није препуштен софтверу, већ је такође прекинут у хардверу са сигурносним релејем. АИ је брзо дао свој логички костур; Али верификација инжењера обезбедила је три безбедносне одлуке: везу без грешке, трајно закључавање и хардверски Е-стоп.
Уобичајене грешке
- Повезивање дугмета Стоп/Е-стоп на НО и губитак сигурног понашања у случају лома кабла.
- Провера блокаде (поклопац, светлосна завеса) само при покретању и прескакање у раду.
- Остављање безбедносне функције у потпуности софтверу и занемаривање хардверског слоја.
- Заборављање понашања петље скенирања и додељивање конфликтних додела истом излазу.
- Учинити сложену логику непроверљивом писањем са неуредним иф-елсе уместо државном машином.
- Прихватање АИ тумачења безбедносног стандарда без верификације службеним текстом.
Укратко
- ПЛЦ ради са континуираним циклусом скенирања; Излази се ажурирају на крају петље.
- Лествице и структурирани текст изражавају исту логику на два различита језика ИЕЦ 61131-3.
- Стоп/Е-стоп дугмад НЦ и сигурносни систем су повезани; неуспех треба да води на сигурну страну.
- Блокада се проверава сваки циклус скенирања; Укључује сигурносни хардверски слој.
- Стате Мацхине чини сложену логику читљивом и проверљивом.
- Процена безбедности (ИСО 13849/ИЕЦ 62061) је одговорност инжењера; АИ генерише нацрт.
Задатак апликације
Изаберите једноставан сценарио аутоматизације (нпр. старт/стоп мотор са самоблокирањем, двопозицијски актуатор или мала пунионица). Запишите своју И/О листу и безбедносне захтеве (које дугме је НЦ, које је међусобно закључано). Нека АИ генерише машину стања структурираног текста са овим контекстом. Затим проверите излаз ради безбедности: (1) да ли Стоп обезбеђује сигуран излазак из сваког стања, (2) да ли се блокирање проверава у сваком циклусу скенирања, (3) да ли сви актуатори прелазе у безбедно стање у случају грешке? Забележите све безбедносне недостатке и исправке које нађете.