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– 在扫描的开始，安全输入数据会被冻结
• 安全逻辑执行时使用冻结的安全输入数据 • 在安全任务扫描过程中，安全任务输入数据 不会改变
5ms 10ms 15ms
周期型任务扫描
...
程序1
程序2
...
– 安全任务会在 GuardLogix主控制器(L61S, L62S,L63S)和GuardLogix安全伙伴控制器 (LSP)中执行
– 1756-L63S
• 8 Meg.标准内存 • 4 Meg.安全内存
•
安全伙伴控制器被自动分配给下 一槽位 - 安全控制器的右侧
– 1756-LSP
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
11
集成安全的Logix - GuardLogix
• 带集成的安全伙伴控制器的增强型ControlLogix处理器，实现 了SIL 3能力的控制器 • RSLogix5000
• 安全和标准，存在于一个工程中
– – – – 上载 /下载一个工程 (包括安全任务) 标准任务可以使用安全数据 (只读) 可以将标准数据传递到安全任务 可以使用现有的硬件
• 机架、电源、通讯模块等
• SIL 3 安全任务
– 认证的安全和安全啊应用指令
• 梯形图编程
– – – – – DeviceNet Safety上的SIL 3 Compact Block安全I/O 在线和离线编辑 (当解锁时) 强制 (当解锁时) 在线程序监视 (当锁定或者解锁时) 安全标签提供了数据安全性
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12
RSLogix 5000控制器管理器
• Logix5000控制器组件是按照树形 结构方式组织的
– 与Windows中的MyComputer类似 – 与RSLogix 5 / 500类似 – 标准的窗口，可通过点击的方式 浏览 – 通过属性页组态每个组件 控制器故障处理程序 和 控制器作用域数据
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
8
GuardLogix SIL 3集成的安全
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9
GuardLogix的认证
• • • • • • • • • • • •
UL NRGF IEC 61508, Part 1-7:2000 EN 50156-1:2004 EN 954-1:1996 DIN EN 61131-2:2004 DIN EN 50178:1998 EN 61000-6-2:2003 EN 61000-6-4:2002 EN 60204-1:1997 NFPA 79:2002 ANSI RIA 15.06-1999 ANSI B11.19-2003
GuardLogix
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
SIL 3安全和Logix
• 用户的期望没有改变
– 通用的工具
– 通用的方法 解决方案
用户
包装 SCADA 物料加工 Web Handling 轮胎 装配 电力监视 码堆机 混合 包装 批处理过程 挤压
• 应用没有改变
• 控制规程没有改变，仍然 是HSS、MC、PC、DC
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RSLogix 5000 – 三个新的控制器选项
• 在选择对话框中的三个GuardLogix 控制器
– 1756-L61S • 2 Meg.标准内存
• 1 Meg.安全内存
– 1756-L62S • 4 Meg.标准内存 • 1 Meg.安全内存
• 高性能的1oo2安全性 • 支持SIL 3 /Cat 4 • 标准的Logix – 机架、电源和通讯 模块 • RSLogix 5000软件 • DeviceNet Safety 一体化的 GuardPLC
GuardLogix
• • • •
SmartGuard 600
wk.baidu.com
支持SIL 3 /Cat 4 高性能 离散量和模拟量I/O GuardPLC Ethernet和 DeviceNet Safety (将来) • 完全遵循 IEC 1131 FB • 符合认证的FB能力
– – – – – – – 该工具会自动创建安全任务，让用户使用安全功能 单一的控制器视图 功能与目前 ControlLogix (V16)中的任务功能相同 受限制的特性和功能集 安全认证的标准指令 安全认证的应用指令 安全性 (安全任务签名、锁定)
• 标准控制任务 • 安全控制 – 安全任务
–
安全I/O会被自动地映射到安全内存
16
4. 5. 6. 7.
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
GuardLogix 安全认证的指令示例
• 49条安全认证的指令
– 标准梯形图逻辑指令集的子集
•
7条安全认证的应用指令提供了14种安全功能
– – – – – – – ESTOP DIN RIN ROUT LC ENPEN FPMS 紧急停止 双输入 冗余的输入 冗余的输出 光幕 使能垂饰 五位置模式选择器
任务、程序和例程 的层级树形结构
树形结构中的 程序作用域数据 产品和用户定义 的数据类型 I/O组态树
•
被控制器组态了通讯的所有模块 都可以通过树形结构显示通讯路 径
快速浏览到控制器功能 故障条件动画有助于更快速地诊 断问题
• •
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
13
安全任务的扫描与标准任务的扫描不同 • 安全任务是一个周期型任务
• ControlLogix集成的安全
– 双处理器解决方案(1oo2架构) – 遵循IEC 61508的SIL-3认证
– EN 954-1 Category 4
– 使用RSLogix5000编程
• 认证的安全应用指令，与GuardPLC系列产品相匹配
– DeviceNet上CIP Safety的互联性
MSR200
• MSR200 • 模块化I/0扩展
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3
安全完整性等级和RA的安全系统
IEC 61508
SIL4
SIL3 SIL2 风险 SIL1
ControlLogix
GuardLogix
GuardPLC
无SIL
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GuardLogix数据流规则/能力
• 其它的SIL 3安全控制器都不具备 GuardLogix的灵活性。
– 标准的设备( HMI、控制器、计算机)可以直接读取安全标签。 – GuardLogix中的标准逻辑与ControlLogix中的逻辑具有相同的功能 GuardLogix数据流能力
1. 2. 3. 具有与ControlLogix相同的标准标签和逻辑 行为。 标准的标签数据、程序或控制器作用域及 外部设备、HMI、PC、其它控制器等。 GuardLogix是一种集成化的控制器，它具 有将标准的标签数据移动(映射)到安全标签 的能力，以便于在安全任务中使用。这为 用户提供了从GuardLogix标准区域中读取 状态信息的能力。这些数据不能用于直接 控制SIL 3输出。 安全标签(控制器作用域)可以被标准逻辑直 接读取。 安全标签可以被安全逻辑读取和写入。 GuardLogix控制器通过EtherNet交换安全标 签数据。 安全标签数据、程序或控制器作用域可以 被外部设备、HMI、PC、其它控制器等读 取。注意，一旦该数据被读取，则它就会 被认为是标准数据，而不是SIL 3数据。
4
罗克韦尔自动化安全网络
2004 2005 2006 2007
GuardPLC Ethernet
新的控制器 新的分布式 I/O 新的Ethernet I/O
CIP Safety - DeviceNet
DeviceNet 安全I/O产品 DeviceNet 安全I/O产品
CIP Safety - ControlNet
ControlNet 安全网桥
CIP Safety - EtherNet/IP
CIP Safety EtherNet/IP 网桥 CIP Safety EtherNet I/O 技术规范发布 CIP Safety EtherNet I/O 发布
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5
GuardLogix 集成的安全
• 因此，解决方案不能改变
应用
运动控制
过程控制 驱动控制
• 安全必须被集成 ，且在四 种主要控制规程的任何一 种中均可使用
控制 规程
高速顺序 控制
安全
Logix RSLogix 5000 NetLinx RSView ME / SE
产品
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2
RA的安全控制器产品
• 安全任务的结果会被两个控制器进行交叉核 实(主控制器><伙伴控制器)
程序 ..n
• 以预设定的时间间隔，自动触发 • 可以中断低优先级的任务，也可以 被高优先级任务所中断 (15个优先 级) • 如果其它任务也具有相同的优先级 ，则时间片以1ms为基准 • 捕捉故障，防止任务交迭 • 与PLC/SLC可选的定时中断(STI) 类似
– 3条抑制指令 (光幕)
• 2传感器对称抑制 • 2传感器非对称抑制 • 4传感器双向抑制
– 安全地毯 – 可组态的安全继电器 – 8位置模式开关
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19
GuardLogix SIL 3安全任务
• 安全任务可以运行在下列2种状态之一
– 标准行为 (安全签名不存在) – SIL 3 安全行为 (安全签名存在)
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21
EtherNet/IP上的CompactBlock Guard I/O扩展 了Guard I/O系列产品
DeviceNet上的CompactBlock Guard I/O –1791DS-IB8XOBV4 – 8路安全输入，4路双极性安全输出，8路脉冲测 试输出 –1791DS-IB16 – 16路安全输入，16路脉冲测试输出 EtherNet/IP上的CompactBlock Guard I/O –1791ES-IB8XOBV4 – 8路安全输入，4路双极性安全输出，8路脉冲测 试输出 –1791ES-IB16 – 16路安全输入，16路脉冲测试输出 通过下列特性有助于降低安装、设计和维护成本： • 通用的接线、接口和I/O电路 • 通用的配置文件，所有的Guard I/O均可使用RSLogix 5000, Vs16 • 通用的设计工具和应用软件 用于DeviceNet 的其它 Guard I/O系列产品： • 1791DS-IB8XOB8, -IB12, 和 –IB4XOW4 (继电器输出) • 1732DS-IB8XOBV4, -IB8 – ArmorBlock® Guard I/O, IP67等级，无需 使用机壳
•
安全任务 – 标准
– 用户动作与标准任务相同
• 允许强制、在线编辑和内存读写。
• 安全任务 – 安全
– 安全逻辑和数据受保护
• 无强制 • 无在线编辑 • 安全内存只读
• 安全签名
– 一个64位的唯一数字
• 由GuardLogix固件计算出的
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GuardLogix关键的特性/功能
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一个平台执行所有功能
• 在一个控制器中实现标准控制和安全控制 • 标准控制器和安全控制器可位于通用的机架中 • 在通用网络上实现标准控制和安全控制
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7
ControlLogix安全完整性
GuardLogix
– 极大减少了内存的使用 – 更易于维护
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GuardLogix新的安全增强功能 (V17)
• 12条TUV 认证的安全应用指令
– 6条按压控制指令
• • • • • •
机轴位置监视器 离合闸距离模式 离合闸单冲程模式 离合闸连续模式 离合闸离合控制 离合闸运动监视器
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What safety certified application instructions do
• 这是认证的E Stop指令
•
提供与下列逻辑相同的功能：
– 16行梯级的逻辑
• • • •
• 结果
2个定时器 5个锁存线圈 3个一次脉冲 复杂的胶连逻辑
– 当结果被核实完毕后，并且OK，那么安全 输出数据被发送到安全输出
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RSLogix 5000的显性安全环境
安全控制器状态
安全指令面板
周期型安全任务
带类信息的例程 消息框
安全编辑屏幕的 水印
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• 安全逻辑执行时使用冻结的安全输入数据 • 在安全任务扫描过程中，安全任务输入数据 不会改变
5ms 10ms 15ms
周期型任务扫描
...
程序1
程序2
...
– 安全任务会在 GuardLogix主控制器(L61S, L62S,L63S)和GuardLogix安全伙伴控制器 (LSP)中执行
– 1756-L63S
• 8 Meg.标准内存 • 4 Meg.安全内存
•
安全伙伴控制器被自动分配给下 一槽位 - 安全控制器的右侧
– 1756-LSP
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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集成安全的Logix - GuardLogix
• 带集成的安全伙伴控制器的增强型ControlLogix处理器，实现 了SIL 3能力的控制器 • RSLogix5000
• 安全和标准，存在于一个工程中
– – – – 上载 /下载一个工程 (包括安全任务) 标准任务可以使用安全数据 (只读) 可以将标准数据传递到安全任务 可以使用现有的硬件
• 机架、电源、通讯模块等
• SIL 3 安全任务
– 认证的安全和安全啊应用指令
• 梯形图编程
– – – – – DeviceNet Safety上的SIL 3 Compact Block安全I/O 在线和离线编辑 (当解锁时) 强制 (当解锁时) 在线程序监视 (当锁定或者解锁时) 安全标签提供了数据安全性
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RSLogix 5000控制器管理器
• Logix5000控制器组件是按照树形 结构方式组织的
– 与Windows中的MyComputer类似 – 与RSLogix 5 / 500类似 – 标准的窗口，可通过点击的方式 浏览 – 通过属性页组态每个组件 控制器故障处理程序 和 控制器作用域数据
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GuardLogix SIL 3集成的安全
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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GuardLogix的认证
• • • • • • • • • • • •
UL NRGF IEC 61508, Part 1-7:2000 EN 50156-1:2004 EN 954-1:1996 DIN EN 61131-2:2004 DIN EN 50178:1998 EN 61000-6-2:2003 EN 61000-6-4:2002 EN 60204-1:1997 NFPA 79:2002 ANSI RIA 15.06-1999 ANSI B11.19-2003
GuardLogix
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
SIL 3安全和Logix
• 用户的期望没有改变
– 通用的工具
– 通用的方法 解决方案
用户
包装 SCADA 物料加工 Web Handling 轮胎 装配 电力监视 码堆机 混合 包装 批处理过程 挤压
• 应用没有改变
• 控制规程没有改变，仍然 是HSS、MC、PC、DC
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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RSLogix 5000 – 三个新的控制器选项
• 在选择对话框中的三个GuardLogix 控制器
– 1756-L61S • 2 Meg.标准内存
• 1 Meg.安全内存
– 1756-L62S • 4 Meg.标准内存 • 1 Meg.安全内存
• 高性能的1oo2安全性 • 支持SIL 3 /Cat 4 • 标准的Logix – 机架、电源和通讯 模块 • RSLogix 5000软件 • DeviceNet Safety 一体化的 GuardPLC
GuardLogix
• • • •
SmartGuard 600
wk.baidu.com
支持SIL 3 /Cat 4 高性能 离散量和模拟量I/O GuardPLC Ethernet和 DeviceNet Safety (将来) • 完全遵循 IEC 1131 FB • 符合认证的FB能力
– – – – – – – 该工具会自动创建安全任务，让用户使用安全功能 单一的控制器视图 功能与目前 ControlLogix (V16)中的任务功能相同 受限制的特性和功能集 安全认证的标准指令 安全认证的应用指令 安全性 (安全任务签名、锁定)
• 标准控制任务 • 安全控制 – 安全任务
–
安全I/O会被自动地映射到安全内存
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4. 5. 6. 7.
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
GuardLogix 安全认证的指令示例
• 49条安全认证的指令
– 标准梯形图逻辑指令集的子集
•
7条安全认证的应用指令提供了14种安全功能
– – – – – – – ESTOP DIN RIN ROUT LC ENPEN FPMS 紧急停止 双输入 冗余的输入 冗余的输出 光幕 使能垂饰 五位置模式选择器
任务、程序和例程 的层级树形结构
树形结构中的 程序作用域数据 产品和用户定义 的数据类型 I/O组态树
•
被控制器组态了通讯的所有模块 都可以通过树形结构显示通讯路 径
快速浏览到控制器功能 故障条件动画有助于更快速地诊 断问题
• •
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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安全任务的扫描与标准任务的扫描不同 • 安全任务是一个周期型任务
• ControlLogix集成的安全
– 双处理器解决方案(1oo2架构) – 遵循IEC 61508的SIL-3认证
– EN 954-1 Category 4
– 使用RSLogix5000编程
• 认证的安全应用指令，与GuardPLC系列产品相匹配
– DeviceNet上CIP Safety的互联性
MSR200
• MSR200 • 模块化I/0扩展
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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安全完整性等级和RA的安全系统
IEC 61508
SIL4
SIL3 SIL2 风险 SIL1
ControlLogix
GuardLogix
GuardPLC
无SIL
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
GuardLogix数据流规则/能力
• 其它的SIL 3安全控制器都不具备 GuardLogix的灵活性。
– 标准的设备( HMI、控制器、计算机)可以直接读取安全标签。 – GuardLogix中的标准逻辑与ControlLogix中的逻辑具有相同的功能 GuardLogix数据流能力
1. 2. 3. 具有与ControlLogix相同的标准标签和逻辑 行为。 标准的标签数据、程序或控制器作用域及 外部设备、HMI、PC、其它控制器等。 GuardLogix是一种集成化的控制器，它具 有将标准的标签数据移动(映射)到安全标签 的能力，以便于在安全任务中使用。这为 用户提供了从GuardLogix标准区域中读取 状态信息的能力。这些数据不能用于直接 控制SIL 3输出。 安全标签(控制器作用域)可以被标准逻辑直 接读取。 安全标签可以被安全逻辑读取和写入。 GuardLogix控制器通过EtherNet交换安全标 签数据。 安全标签数据、程序或控制器作用域可以 被外部设备、HMI、PC、其它控制器等读 取。注意，一旦该数据被读取，则它就会 被认为是标准数据，而不是SIL 3数据。
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罗克韦尔自动化安全网络
2004 2005 2006 2007
GuardPLC Ethernet
新的控制器 新的分布式 I/O 新的Ethernet I/O
CIP Safety - DeviceNet
DeviceNet 安全I/O产品 DeviceNet 安全I/O产品
CIP Safety - ControlNet
ControlNet 安全网桥
CIP Safety - EtherNet/IP
CIP Safety EtherNet/IP 网桥 CIP Safety EtherNet I/O 技术规范发布 CIP Safety EtherNet I/O 发布
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
5
GuardLogix 集成的安全
• 因此，解决方案不能改变
应用
运动控制
过程控制 驱动控制
• 安全必须被集成 ，且在四 种主要控制规程的任何一 种中均可使用
控制 规程
高速顺序 控制
安全
Logix RSLogix 5000 NetLinx RSView ME / SE
产品
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
2
RA的安全控制器产品
• 安全任务的结果会被两个控制器进行交叉核 实(主控制器><伙伴控制器)
程序 ..n
• 以预设定的时间间隔，自动触发 • 可以中断低优先级的任务，也可以 被高优先级任务所中断 (15个优先 级) • 如果其它任务也具有相同的优先级 ，则时间片以1ms为基准 • 捕捉故障，防止任务交迭 • 与PLC/SLC可选的定时中断(STI) 类似
– 3条抑制指令 (光幕)
• 2传感器对称抑制 • 2传感器非对称抑制 • 4传感器双向抑制
– 安全地毯 – 可组态的安全继电器 – 8位置模式开关
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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GuardLogix SIL 3安全任务
• 安全任务可以运行在下列2种状态之一
– 标准行为 (安全签名不存在) – SIL 3 安全行为 (安全签名存在)
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
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EtherNet/IP上的CompactBlock Guard I/O扩展 了Guard I/O系列产品
DeviceNet上的CompactBlock Guard I/O –1791DS-IB8XOBV4 – 8路安全输入，4路双极性安全输出，8路脉冲测 试输出 –1791DS-IB16 – 16路安全输入，16路脉冲测试输出 EtherNet/IP上的CompactBlock Guard I/O –1791ES-IB8XOBV4 – 8路安全输入，4路双极性安全输出，8路脉冲测 试输出 –1791ES-IB16 – 16路安全输入，16路脉冲测试输出 通过下列特性有助于降低安装、设计和维护成本： • 通用的接线、接口和I/O电路 • 通用的配置文件，所有的Guard I/O均可使用RSLogix 5000, Vs16 • 通用的设计工具和应用软件 用于DeviceNet 的其它 Guard I/O系列产品： • 1791DS-IB8XOB8, -IB12, 和 –IB4XOW4 (继电器输出) • 1732DS-IB8XOBV4, -IB8 – ArmorBlock® Guard I/O, IP67等级，无需 使用机壳
•
安全任务 – 标准
– 用户动作与标准任务相同
• 允许强制、在线编辑和内存读写。
• 安全任务 – 安全
– 安全逻辑和数据受保护
• 无强制 • 无在线编辑 • 安全内存只读
• 安全签名
– 一个64位的唯一数字
• 由GuardLogix固件计算出的
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GuardLogix关键的特性/功能
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一个平台执行所有功能
• 在一个控制器中实现标准控制和安全控制 • 标准控制器和安全控制器可位于通用的机架中 • 在通用网络上实现标准控制和安全控制
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ControlLogix安全完整性
GuardLogix
– 极大减少了内存的使用 – 更易于维护
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。 18
GuardLogix新的安全增强功能 (V17)
• 12条TUV 认证的安全应用指令
– 6条按压控制指令
• • • • • •
机轴位置监视器 离合闸距离模式 离合闸单冲程模式 离合闸连续模式 离合闸离合控制 离合闸运动监视器
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
17
What safety certified application instructions do
• 这是认证的E Stop指令
•
提供与下列逻辑相同的功能：
– 16行梯级的逻辑
• • • •
• 结果
2个定时器 5个锁存线圈 3个一次脉冲 复杂的胶连逻辑
– 当结果被核实完毕后，并且OK，那么安全 输出数据被发送到安全输出
版权© 2008罗克韦尔自动化公司。保留所有权利。
14
RSLogix 5000的显性安全环境
安全控制器状态
安全指令面板
周期型安全任务
带类信息的例程 消息框
安全编辑屏幕的 水印
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