Seminar_带SPL的安全集成

1、Text here1st Service MCMT Seminar of SFAE基本概念基本概念 SPL(Safe programmable logic)就是可编程的安全逻辑，在没有SPL的安全集成功能中，安全相关的信号是靠外部继电器电路来处理的，有SPL时，可通过相关的逻辑操作如与、或、非、计时器、触发器等对安全相关的信号进行逻辑处理，非常方便灵活，减少了很多外部接线。这就像PLC逻辑与继电器逻辑的比较一个道理。 SPL包括NCK SPL和PLC SPL,NCK 和PLC的SPL独立运行,实现相同的功能,通过循环交叉检查、比较、监控安全相关的内部状态信号，如$A_INSEP、$A_OUTS

2、IP、$A_INSIP、$A_OUTSEP、$A_MARKERSIP,当比较两个通道中的变量出现不同时，根据设定触发相应的STOPs, 以便使机床驱动根据不同的安全故障采用不同的停止响应安全的停下来。NCK-SPL启动启动 1,安全功能使能：安全功能使能：MD36901：=（41H）；至少有一个轴的安全使能数据必须选择。Bit 0: Enables safe velocity, safe operational stop； SBH/SGBit 6: Enables external stop requests ; External STOPs.MD36977：$MA_SAFE_EXT_STOP

3、_INPUT 须参数化（如 External STOP A） 2,设定下列数据确保设定下列数据确保NCK-SPL.SPF 的运行的运行 MD11602: $MN_ASUP_START_MASK=7；ASUB在任何运行状态下如复位、点动、读入静止、未返回参考点等时NCK-SPL.SPF均可启动。 MD11604: $MN_ASUP_START_PRIO_LEVEL=1 ；ASUB 中断优先级 3，实现SAFE.SPF 的调用 创建NCK SPL的SAFE.SPF并装载到标准循环目录：/_N_CST_DIR/_N_SAFE.SPF SAFE程序的启动可通过下面两种方法实现 A,通过PLC 程序：

4、由FB4（PI service: ASUB SELECT）/FC9来实现NCK SPL的启动。 NCK-SPL作为ASUB启动，在PLC上电启动后，PLC等待驱动组处于循环运行的反馈信号DB10.DBX108.5,该信号为“1“时，FB4执行异步子程序（PIService=”PI.ASUB”）功能，FB4执行完成后，输出参数“Done”=TRUE后执行FC9中断调用/_N_CST_DIR /_N_SAFE_SPF。SAFE.SPF执行完成后，通过变量 $A_PLCSIOUT或M功能或DB18.DBX137.5 (status bit 13) 作为判断条件来启动PLC-SPL程序。PLC程序的编

5、写可参见FB4/FC9的说明。 B,从V6.4.15后，可通过PROG_EVENT.SPF循环（事件驱动的程序调用）来调用SAFE.SPF程序 。 具体方法： PROG_EVENT.SPF 循环保存在制造商目录DHCMA.DIR下，指定的事件发生时自动启动（事件控制的程序调用），有以下事件作为开始条件： MD 20108 $MC_PROG_EVENT_MASK_ Start of a part program bit 0 = 1_ End of a part program bit 1 = 1_ Operator panel reset bit 2 = 1_ Runup bit 3 = 1 在

6、PROG_ENENT程序中，使用系统变量$P_PROG_ENENT来判断哪一个事件被激活：_ Start of a part program $P_PROG_EVENT = 1_ End of a part program $P_PROG_EVENT = 2_ Operator panel reset $P_PROG_EVENT = 3_ Runup $P_PROG_EVENT = 4 PROG_EVENT.SPF举例（采用上面黑体字的设定）：N100 PROC PROG_EVENT SBLOF DISPLOFN200 IF ($P_PROG_EVENT = 4) ；条件判断系统是否启动？N3

7、00 CALL ”/_N_CST_DIR/_N_SAFE_SPF” ；系统一旦启动，调用SAFE.SPFN400 ENDIFN700 M17 ;循环结束 系统能提供的接口信号： DB18.DBX137.0 (status bit 8)：当SAFE.SPF开始执行时，该位置“1”。 DB18.DBX137.5 (status bit 13)：当SAFE.SPF执行完毕时，该位置“1”。 当NCK SPL 执行完成后，用该接口信号来作为判断条件启动PLC-SPL。 一旦NCK SPL启动完成后，系统基本程序就激活交叉数据比较，开始循环监控。安全相关信号的处理过程安全相关信号的处理过程 下图清楚的表

8、示出了SPL的实现过程，包括安全相关的输入、输出信号的连接，相关机床数据，NCK和PLC SPL的逻辑编程和交叉比较，SGE/SGA信号的相关机床数据。 信号流程： NCK 外围输入-MD10390( $A_INSE) -NCKSPL-MD36970-36979($A_OUTSI)-SGE SGA MD36980-36990( $A_INSI)-NCKSPLMD10392($A_OUTSE) -NCK I/O 外围输出 1，NCK /PLC SPL输入输入/输出接口地址定义：输出接口地址定义： NCK: 外部的门开关、传感器、驱动的AS1AS2等信号分别连接到NCK 的DMP I/O端子上，此

9、时通过机床数据 MD10390/MD10392使NCK I/0 外部电路输入输出的连接点与系统变量$A_INSE1-64和$A_OUTSE1-64相对应。 MD103900-$A_INSE0108 MD103901-$A_INSE09-16 MD103907-$A_INSE57.64 MD10392同样。 MD10390/MD10392设定举例：NCK: MD103900: 01 08 01 01-$A_INSE1.$A_INSE8 01-外围I/O 在611D总线上的识别 08-DMP端子块的逻辑驱动器号 01-子模块的插槽号 01-子模块上的字节号. 01-高字节 02-低字节（物理位置）

10、 通过该定义就将外围输入信号与相应的变量$A_INSE一一对应. PLC: 原理一致: 变量对应的接口信号为: $A_INSEP 1-64-DB18.DBX38.045.7 $A_OUTSEP1-64-DB18.DBX46.053.7 PLC对应方式举例： A I40.0 = DB18.DBX38.0 / $A_INSEP1 通过上面编程,PLC输入信号也与相应变量$A_INSEP对应。 例如当一个门开关通过上面的定义，其两组常闭信号分别连接到DMP 上第一个模块上的第一位和PLC IM321上的I44.0，此时就分别对应了变量$A_INSE1 和$A_INSEP1。 MD10392依此类推。

11、NCK I/O 外围: MD103921: 01 08 05 02-$A_OUTSE9$A_OUTSE16 将$A_OUTSE12对应的端子接相应的输出。 PLC I/O 外围: A DB18.DBX47.3 /$A_OUTSEP12 = A 41.1 / EXT. OUTPUT 2,NCK /PLC 的SPL 逻辑SPL程序是在SPL输入变量和输出变量以及中间标志和计时器间编写一些逻辑操作，代替硬件逻辑。 输入变量: $A_INSE(P) -外部输入 $A_INSI(P)-内部输入(SGA信号) 输出变量:$A_OUTSI(P)-内部输出(SGE) $A_OUTSE(P)-外部输出 中间变量

12、:$A_MARKERSI(P)164 NCK时间变量: $A_TIMERSI18 PLC: 使用标准计时器 NCK 与PLC 中的逻辑操作对比：A, AND 功能 SAFE.SPF举例： DEFINE IN1 AS $A_INSE1 ；用符号IN1代替绝对地址$A_INSE1 DEFINE IN2 AS $A_INSE2 ；通过MD103900将输入信号分配到$A_INSE1/2 DEFINE OUT1 AS $A_OUTSE1 ; 通过MD103920将输出信号分配到$A_OUTSE1 N100 IDS=10 DO OUT1=IN1 AND IN2 ；NCK SPL 逻辑，OUT1等于IN1

13、与IN2 PLC.SPF举例： 在FC XX 中编写与SAFE.SPF中对应的PLC程序： A IN1P / IN1P 的绝对地址是 I 0.0 =DB18.DBX38.0 / 相当于在NCK 中MD103900的定义，将I0.0 分配到$A_INSEP1 A IN2P / IN2P 的绝对地址是 I 0.1 =DB18.DBX38.1 / 相当于在NCK 中MD103900的定义，将I0.1 分配到$A_INSEP2 A DB18.DBX46.0 / 相当于在NCK 中MD103920的定义，将输出分配到$A_OUTSEP1 = OUT1P / OUT1P 的绝对地址是Q0.1 上面的程序就

14、相当于NCK中MD10390/MD10392的定义和SAFE.SPF中的定义。 A DB18.DBX38.0 / A $A_INSEP1 A DB18.DBX38.1 / A $A_INSEP2 = DB18.DBX46.0 / = $A_OUTSEP1 这一段程序就相当于SAFE.SPF中 N100的逻辑。 I0.0 与 MD10390定义的$A_INSE1实际应用中往往是一个开关的两组信号，如液压泵压力信号，经过NCK 和PLC中相同的逻辑处理，分别输出到Q0.1 和MD10392定义的端子，用这两个输出来控制执行器，如将两组继电器触点串联来控制液压泵停止。 B,其它操作: 或: IN1

15、OR IN2; 异或: IN1 XOR IN2, 非输入: NOT IN1 OR IN2; C,开延时功能对比： PLC侧: L S5T#4S SD T1 A T1 = Q4.0 NCK 侧侧:N600 IDS=10 EVERY IN1= =0 DO OUT4 = 0 TIME1 = 0 TIME1 = -1 ；IN1由1-0,复位OUT4并停止T1N610 IDS=20 EVERY IN1= = 1 DO TIME1 = 0 ；当IN1由0-1,开始T1N620 IDS=30 EVERY (TIME1 4.0) AND (IN1= = 1) DO OUT4 = 1 TIME1 = -1 ；T

16、1大于4S，置位OUT4并停止T1 D, R/S 触发器编程对比：PLC: A I 1.0 S Q 4.0 A I1.1 R Q4.0 NCK: N700 IDS =50 EVERY IN1 = = 1 DO OUT4 = 1 N710 IDS = 60 EVERY IN2 = = 1 DO OUT4 = 0 IDS编程的一些语法规则可参照高级编程中异步子程序的说明 3，使用系统变量提供，使用系统变量提供SGE: SGE是SI功能的内部信号,由系统变量$A_OUTSI提供. NCK举例: DEFINE STOPC_DES AS $A_OUTSI5 MD 369771-STOP C 输入分配-0

17、4 01 01 05 04-系统变量,系统存储区的内部映像 01-01-内部SPL接口地址,$A_OUTSI 02外部SPL接口$A_INSE 01-系统变量双字的索引号. 01: 1-32 02: 3364 05-在系统变量双字中的位号. 01.20H, 注意是16进制代码表示. MD 369771-取消外部STOP C 的接口分配，在该例中当$A_OUTSI5 通过NCK SPL 编程处理后，如$A_OUTSI5=0时，触发该轴的STOP C。 PLC: A DB18.DBX62.4 /$A_OUTSIP5 = DB31.DBX32.3 /Deselect ext. STOP C 4,对对

18、SGA信号的处理信号的处理 SGA是SI功能的内部输出信号,与系统变量$A_INSI映像 NCK: DEFINE STOP C_ACTIVE AS $A_INSI9 MD 36990 1-STOP C 有效. 0-STOP A/B 有效. 2-STOP D 有效. 3-STOP E有效. MD 369901-04 01 01 09 04-系统变量,系统存储区的内部映像 01-内部SPL接口地址, $A_INSI 01-系统变量双字的索引号. 01: 1-32 02: 3364 09-在系统变量双字中的位号. 01.20H, 注意是16进制代码表示 PLC: A DB31.DBX111.5 /

19、STOP C ACTIVE = DB18.DBX55.0 / $A_INSIP9 下面以一个光学屏障的应用来做例， 功能： 当有人穿过光学屏障时，轴的外部STOP C 触发，轴以Nset=0制动,当STOP C 触发后，控制液压关断 NCK SPL SAFE.SPF PLC SPL FC 50 SAFE.SPF的变量声明DEFINE OPT_BARRIER AS $A_INSE1DEFINE HYD_K1 AS OUTSE1DEFINE STOPC_ACT AS $A INSI1DEFINE STOPC_EXT AS $A_OUTSI1 DB18 “SPL” 符号表声明 ADDRESSNAME

20、COMMENTSDBX38.0OPT_BARRIER$A_INSEP1 DBX46.0HYD_K2$A_OUTSEP1DBX54.0STOPC_ACT$A_INSIP1DBX62.0STOPC_EXT$A_OUTSIP1 NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；外部输入- $A_INSEMD10390=010A0101；将OPT_BARRIER信号接于DMP 第一块模板的第一位 ；外部输入- $A_INSEPA I1.0 /外部输入= “SPL”.OPT_BARRIER /$A_INSEP1 NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；OUTSI的逻辑IDS

21、=01 DO STOPC_EXT = OPT_BARRIER ；OUTSIP 的逻辑A “SPL”.OPT_BARRIER / $A_INSEP1= “SPL”.STOPC_EXT /$A_OUTSIP1 NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；分配OUTSI- SGEMD369771 =04010101 ；分配OUTSIP- SGEA “SPL”.STOPC_EXT /$A_OUTSIP1=DB3X.DBX32.3 / Deselect ext. STOPC NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；映像SGA- INSIMD369901 =040101

22、01 ；映像SGA- INSIPA DB3X.DBX11.5 / STOP C ACTIVE=”SPL”.STOPC_ACT / $A_INSIP1 NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；OUTSE的逻辑IDS=02 DO HYD_K1= NOT STOPC_ACT ；OUTSEP的逻辑AN “SPL”.STOPC_ACT /$A_INSIP1=”SPL”.HYD_K2 /$A_OUTSEP1 NCK SPL SAFE.SPFPLC SPL FC 50；OUTSE-外部输出MD10392=010A0201；将HYD_K1信号接于DMP 第二块模板的第一位；HYD_K1和HYD