Решения PILZ: системы безопасности и комплексной автоматизации

PILZ является международной компанией, специализирующейся на разработке компонентов и систем для промышленной автоматизации и функциональной безопасности. Её продукция охватывает весь спектр решений — от отдельных конфигурируемых защитных реле до полностью интегрированных аппаратно-программных платформ, объединяющих стандартное управление и безопасность в единую среду. Исторически компания получила известность благодаря созданию одного из первых в мире конфигурируемых защитных контроллеров PNOZ, который стал отраслевым стандартом. Современная продуктовая линейка PILZ представляет собой экосистему совместимых компонентов, предназначенных для построения как локальных систем безопасности машин, так и распределённых архитектур управления для сложных производственных линий.

Основополагающий принцип подхода PILZ — интеграция. В отличие от изолированных решений, где безопасность реализуется отдельно от основного управления, компания предлагает системы, в которых эти две функции тесно переплетены, что обеспечивает более высокую эффективность, простоту проектирования и обслуживания. Это особенно важно в условиях современных производств, где требования к гибкости, прослеживаемости процессов и бесперебойной работе постоянно растут.

Конфигурируемые защитные контроллеры PNOZmulti

Линейка PNOZmulti служит фундаментом для создания дискретных систем безопасности машин и оборудования. Эти устройства предназначены для замены устаревших каскадов реле и специализированных логических модулей, консолидируя множество функций безопасности, таких как контроль аварийных остановов, защитных ограждений и световых барьеров, в одном компактном аппаратном блоке.

Ключевые особенности и принцип работы:

• Конфигурация вместо программирования: Основное отличие PNOZmulti от программируемых логических контроллеров (ПЛК) заключается в методе настройки. Вместо написания кода инженеры используют предварительно проверенные и сертифицированные программные блоки (function blocks). Такой подход минимизирует ошибки проектирования и значительно ускоряет процесс проверки всей системы.
• Обеспечение высочайших уровней безопасности: В зависимости от архитектуры и подключения, система на базе PNOZmulti способна обеспечивать выполнение требований вплоть до максимального уровня производительности PL e (согласно EN ISO 13849-1) и уровня полноты безопасности SIL CL 3 (согласно EN IEC 62061). Контроллеры поставляются с уже готовыми сертифицированными данными по ключевым параметрам, таким как вероятность опасного отказа в час (PFH), что избавляет инженеров от сложных самостоятельных расчётов для каждого проекта.
• Универсальность и масштабируемость: Контроллеры PNOZmulti позиционируются как универсальное решение для различных сред автоматизации. Они поддерживают расширение за счёт дополнительных модулей и предлагают простые средства диагностики, что способствует снижению времени простоя оборудования.

Комплексная система автоматизации PSS 4000

Для более сложных проектов, где функции безопасности и стандартного управления технологическим процессом неразделимы, PILZ предлагает модульную систему PSS 4000. Это аппаратно-программная платформа, в которой контроллеры, модули ввода-вывода и сети связи образуют единую среду, стирающую границу между автоматизацией и безопасностью.

Архитектура и ключевые преимущества:

1. Объединение безопасности и стандартного управления: PSS 4000 позволяет реализовывать логику обоих типов в рамках одного проекта и единой аппаратной шины. При этом сохраняется строгое логическое разделение, гарантирующее, что любые изменения в управляющей программе не могут повлиять на безопасность системы.
2. Принцип Multi-Master на базе SafetyNET p: Несколько контроллеров PSSuniversal PLC могут быть объединены в сеть как равноправные узлы с помощью протокола реального времени SafetyNET p. Это обеспечивает синхронизацию данных между контроллерами, позволяет распределять вычислительную нагрузку и создавать отказоустойчивые архитектуры.
3. Аппаратно-независимое проектирование: Важным преимуществом платформы является возможность разработки программного проекта без привязки к конкретным аппаратным модулям. Инженер может создать и отладить всю логику управления, а окончательный выбор конкретных контроллеров и модулей ввода-вывода отложить на более поздние этапы, что повышает гибкость планирования.

Программное обеспечение: PAS4000 и PASvisu

Эффективность системы PSS 4000 обеспечивается программной платформой PAS4000. Это инструмент для программирования и конфигурации, который поддерживает оба типа логики — как безопасную, так и стандартную.

• PAS4000 предоставляет инженерам выбор между графическим конфигурированием с помощью готовых блоков и программированием на стандартных языках МЭК 61131-3, таких как ST (структурированный текст) или IL (список инструкций). Программная платформа включает в себя предустановленные, многократно используемые блоки, что способствует снижению количества ошибок и ускорению проектирования.
• PASvisu — это веб-инструмент визуализации для создания интерфейсов оператора. Он напрямую связывается с проектом в PAS4000, автоматически получая доступ ко всем переменным процесса. Это значительно сокращает время на разработку человеко-машинного интерфейса (HMI). Готовые панели оператора PMIvisu с предустановленным ПО PASvisu доступны с диагоналями 7 и 12 дюймов.

Полевые устройства и сетевая инфраструктура

Для построения распределённых и устойчивых к внешним воздействиям систем PILZ предлагает широкий спектр периферийного оборудования.

Децентрализованные модули PDP67:

Это модули ввода-вывода с высокой степенью защиты IP67, предназначенные для монтажа непосредственно в полевых условиях, на станке или в технологической зоне. Их использование позволяет приблизить точки контроля к датчикам и исполнительным механизмам, что приводит к значительному сокращению объёмов проводки и позволяет экономить пространство в главном шкафу управления. Подключение осуществляется по принципу «подключи и работай» с помощью надёжных разъёмов M12.

Сетевая технология SafetyNET p:

Системообразующим элементом экосистемы PILZ является запатентованный промышленный Ethernet SafetyNET p. Это детерминированный протокол реального времени, поддерживающий одновременную передачу стандартных и безопасных данных по одному кабелю. С помощью сетевых компонентов PSSnet можно строить различные топологии (звезда, кольцо, дерево), в том числе с использованием оптоволоконных кабелей для увеличения расстояний. Система также предусматривает возможность интеграции в существующие сети, такие как CANopen или EtherCAT, через специальные шлюзы.

Применение в отраслях промышленности

Решения PILZ находят применение в различных отраслях, где предъявляются высокие требования к безопасности и надёжности. Одним из примеров является упаковочная промышленность. На упаковочных линиях, где выполняется множество операций с высоким темпом, критически важна бесперебойная работа и безопасность персонала. Комплексные системы автоматизации, такие как PSS 4000, позволяют не только обеспечивать функциональную безопасность, но и оптимизировать общую эффективность оборудования (OEE) за счёт совершенствования управления процессами, диагностики и сокращения времени простоев.

Сравнение продуктовых линеек PILZ

Для наглядного сравнения ключевых систем компании ниже представлена таблица с их основными характеристиками и типовыми областями применения.

Заключение

PILZ предлагает широкий и глубоко интегрированный портфель решений для промышленной автоматизации, охватывающий все уровни — от отдельного датчика до системы управления целым производственным участком. Выбор между простым и быстрым в развёртывании решением на базе PNOZmulti и комплексной, максимально гибкой платформой PSS 4000 зависит от конкретных задач, масштаба проекта и требований к его дальнейшей эволюции. Объединяющим фактором всей продукции PILZ является системный подход, направленный на обеспечение функциональной безопасности, снижение инженерных затрат на всех этапах жизненного цикла оборудования и повышение общей эффективности производства.