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Thema: Unsere Sicherheitsfachkraft will unsichere 16bit Kodierung mit Safety-SPS auswerten

  1. #1
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    Hallo,

    ich bin Roboter-Programmierer, kein SPS-Programmierer. Im Safety-Bereich überschneiden sich aber immer öfters die Anforderungen. Deshalb suche ich hier in diesem Forum um Rat.

    Wir haben einen Industrieroboter bei dem mehrere Greifer zum Einsatz kommen. Da der Durchschlagschutz des Schutzzauns im Worst Case nicht gegeben ist, kommt eine sichere Variante des Industrieroboters zum Einsatz.

    Da die verschiedenen Greifer teils unterschiedliche Geometrien aufweisen, werden diese vermessen und in der Sicherheits-SW des Roboters als Räume verwaltet.
    Da der Roboter keine eigene Sicherheits-SPS hat, muss eine externe Sicherheits-SPS (meist Siemens) der Robotersteuerung über sichere Eingänge mitteilen, welcher Greifer sich tatsächlich am Roboterflansch befindet. Das ist technisch soweit umgesetzt.

    Das Problem ist aber: Wie bekommt die Sicherheits-SPS die Information, welcher Greifer sich tatsächlich am Roboterflansch befindet?
    In der Regel kommt hier eine einfache 16bit Kodierung, die mit Kontakten abgefragt wird zum Einsatz, also:

    Code:
    0000 0001 = Greifer 1
    0000 0010 = Greifer 2
    0001 0000 = Greifer 16 u.s.w
    Diese Kodierung ist nach meiner Meinung aber nicht "sicher". Das heißt, wenn z.B. ein Bit ausfällt, könnte ein anderer Greifer mit einer anderen Geometrie an die Robotersteuerung übermittelt werden. Dies könnte bei einem Worst Case fatale Folgen haben, die doch eigentlich mit der Sicherheits-SW abgesichert werden sollen.
    Unsere Sicherheitsfachkraft ist hier aber anderer Meinung. Er möchte genau diese 16bit Kodierung mit der SSPS auswerten.

    Meine Frage ist nun, ist das nach den Sicherheitsbestimmungen überhaupt erlaubt?

    Nun, im Grunde geht es mich ja nichts an, Ich schreibe nicht das SPS-Programm und ich erstelle auch nicht die Risikobeurteilung in unserem Betrieb. Ich habe nur meine Bedenken zum Ausdruck gegeben.
    Allerdings viel der Emailverkehr ziemlich „konstruktiv“ aus, was die Sache leider nicht einfacher macht. Deshalb hänge ich den Emailverkehr an das Posting an:

    mail1a.png
    mail11a.png

    Dazu schrieb ich:
    Im Prinzip möglich. Da habe ich aber ein Frage: Wie wird dann eine Fehlkodierung z.B. aufgrund eines Defektes verhindert?

    Erläuterung:
    1100 = 12
    1101 = 13 -> 110X = 12

    Letztes PIN hat kein Kontakt, es wird statt Code 13, Code 12 erkannt, somit der falsche Greifer.
    Dazu kam folgende Mail von unserer Sicherheitsfachkraft:
    mail2a.png

    Dazu schrieb ich:
    Doch genau dafür gibt es doch sichere Signale! Wenn wir diese nicht nehmen stellt sich für mich die Frage wie wir eben so eine Fehlkodierung verhindern, die du selber oben beschreibst.
    Das würde doch sonst das ganze sichere System in Frage stellen. Entweder ist es "sicher" oder nicht. Und sollten die Greifer keine Gefahr darstellen, so brauchen wir auch keine sichere Software, oder?
    Wenn du es so in der Risikobeurteilung verantworten kannst ist das deine Sache. Ich werde meine Bedenken aber auf dem Protokoll vermerken, das ich unterschreibe, wenn dem so sei.
    Ich sehe es aber als meine Pflicht bedenken anzumelden.

    Dazu kam wiederum folgende Mail von unserer Sicherheitsfachkraft:
    mail3a.png

    Was meint ihr dazu? Was würdet ihr als SPS-Programmierer tun, wenn ihr sowas projektieren oder programmieren müsstet?


    Vielen Dank im Voraus
    Martin
    Geändert von Angsthase (03.01.2015 um 23:52 Uhr)
    Zitieren Zitieren Unsere Sicherheitsfachkraft will unsichere 16bit Kodierung mit Safety-SPS auswerten  

  2. #2
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    Eine Greifercodierung so zu gestalten, dass sie PLd entspricht, ist nicht ganz einfach.
    Ich kenne kein Transponder / RFID-System für eine sichere Greifer-Codierung.
    Wahrscheinlich würde ich das ganze über sichere Ini's von IFM und eine ET200S mit F-Baugruppen am Robi lösen.
    Die Frage in dem Zusammenhang ist:
    Wieviele Sicherheitszonen brauchst du wirklich?

    Gruß
    Dieter

  3. #3
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    Hi!

    Lass die Sicherheitsfachkraft die Risikobeurteilung machen und unterschreiben.
    In der Risikobeurteilung ist durch die Bewertung festgehalten, welche PL zu erreichen sind und damit wie die Technik dann ausgeführt werden soll.

    Ich verstehe deine Bedenken, aber im Prinzip machst du persönlich die Bewertung nicht, du setzt lediglich die Anforderungen der Risikobeurteilung um.


    Gruß,

    Ottmar

  4. #4
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    Hallo Dieter,

    danke für die schnelle Antwort. Wir haben öfters über zehn Greifer für verschiedene Produkte, aber im Grunde dürften drei Zonen genügen, weil wir einige Greifer zusammenfassen können. Das ist aber nicht der Punkt.
    Beim letzten Projekt habe wir den Greifer-Code und den Werkzeug-Code der Spritzgussmaschine bitweise in der SSPS verglichen. Nur wenn beide Codes identisch waren, wurde der Code von der SSPS ausgewertet.
    Das wurde von unserer Sicherheits-Abteilung so genehmigt.

    Das Problem ist nun aber, dass unsere neue Sicherheitsfachkraft es bei der Auswertung der "unsicheren" Kodierung belassen will, weil er dass für ausreichend hält, ich aber meine Bedenken habe. Und die Kommunikation ist schwierig, wie du bei den Emails oben sehen kannst. Da brauchen wir stichhaltige Argumente.
    An Transponder / RFID-Systeme haben wir auch schon gedacht, diese sind aber nun vom Tisch, weil wir Programmierer das nicht zu entscheiden haben.

    Deshalb meine Frage: Was würdet ihr als SPS-Programmierer tun, wenn ihr sowas projektieren oder programmieren müsstet?
    Ist es OK wenn die Greifercodierung nicht PLd entspricht? Ist das Sache der Risikobeurteilung, kann es hier Ausnahmen geben?

    Gruß, Martin
    Geändert von Angsthase (03.01.2015 um 23:15 Uhr)

  5. #5
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    Hallo Ottmar,

    danke für deine Antwort. So wollte ich es auch machen. Ich wollte aber dazu noch meine Bedenken äußern falls hier gegen eine grundlegende Verordnung verstoßen würde.

  6. #6
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    Hi

    Im Prinzip möglich. Da habe ich aber ein Frage: Wie wird dann eine Fehlkodierung z.B. aufgrund eines Defektes verhindert?

    Erläuterung:
    1100 = 12
    1101 = 13 -> 110X = 12

    Letztes PIN hat kein Kontakt, es wird statt Code 13, Code 12 erkannt, somit der falsche Greifer.
    Die Lösung könnte sein:

    Paritätsüberprüfung !

    D.h. es muß IMMER eine Geradzahlige Anzahl der Nocken sein.
    Bei 16 bit könntest du ein Paritätsbit verwenden.


    Oder du verwendest mehrere Signale Paralell.

    (Parität gerade)
    P8421
    00000 --> 0 --> O.K.
    10001 --> 1 --> O.K.
    10010 --> 2 --> O.K.
    00011 --> 3 --> O.K.

    oder Paralelbetrieb:

    8421 8421
    0000 0000 --> 0 --> O.K.
    0001 0001 --> 1 --> O.K.
    0010 0010 --> 2 --> O.K.
    0011 0011 --> 3 --> O.K.
    0010 0011 --> undefiniert/Fehlerhaft
    Karl

  7. #7
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    Das Stichwort ist hier Hamming-Abstand. Der für eine sichere Übertragung erforderliche Hamming-Abstand kann durch verschiedene Verfahren erreicht werden. Ob ein einfaches Paritätsbit für deine Anforderungen ausreicht oder so etwas wie eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) sein muss, musst du selber bewerten. Ich würde mich an den Werten von gängigen Sicherheitsprotokollen orientieren.

  8. #8
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    Hi,

    wie währe es wenn du deine Greifer in 3 Greifergrößen sortierst.
    Und nur die Baugröße über sichere Taktsignale "garantierst".
    Bit 14=1 Bit 15=0 Bit16=0 Greifergröße 1
    Bit 14=0 Bit 15=1 Bit16=0 Greifergröße 2
    Bit 14=0 Bit 15=0 Bit16=1 Greifergröße 3
    Alle anderen Bitkombinationen der Bits 14 bis 16 währen nicht erlaubt!
    Das schränkt die anzahl der möglichen Codierungen ein, reicht aber bestimmt trotzdem noch dicke.

    Taktleitung 1 Bit1 bis Bit13
    Taktleitung 2 Bit14
    Taktleitung 3 Bit15
    Taktleitung 4 Bit16

    Beim Pilz-PNOZ geht sowas (4 Taktsignale vorhanden). Bei Siemens sicherlich auch.

    Nur so eine Idee ...... Denk mal drüber nach

  9. #9
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    Hello,

    es ist eine schwierige Frage ob die Greifercodierung sicher sein muss oder nicht. Für den Maschinenschutz würde in manchen Fällen eine 1-kanalige Auswertung reichen.
    Es kenne zwar Schutzzäune die laut Hersteller einen Robi-Crash standhalten sollen, leider kann ein schlecht programmierter Roboter den gesamten Schutzzaun mit Verankerung ausreisen.

    Du bekommst doch sicher von der SPS einen Befehl welcher Greifer genommen werden soll?? Die SPS muss nur noch den Sollgreifer mit der Codierung des aufgesetzten Greifers überprüfen. Stimmt diese überein, bekommt der Robi die Freigabe zum weiterfahren, ansonsten Stillstand und Störung. Dann muss so oder so der TE kommen. Zusätzlich kann noch überprüft werden ob alle 16bit auf 0 sind, wenn kein Greifer angeschlossen ist. Damit lässt sich überprüfen ob eine Kontakt fehlerhaft ist.

    Das letzte Wort vor der Abnahme hat aber immer der TÜV.

    MfG

  10. #10
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    Die Vorschläge sind ja alle soweit ok ... Nur:
    Welchen davon könnt ihr sicherheitstechnisch bewerten / rechnen so dass ein Nachweis von PLd als Ergebnis rauskommt?

    @Holgero:
    Taktsignale ok ... Damit kann ein Querschluß ausgeschlossen werden.
    Aber was ist mit Leitungsbruch?
    Und dummerweise ist Leitungsbruch bei Robotern nicht unwahrscheinlich.
    Greifer werden über meist über Werkzeugwechseleinrichtungen (Drehdurchführungen) angekoppelt.
    Die elektrischen Signale werden dabei Schleifringe geführt ... und damit hatten wir auch schon sehr heftige Probleme.

    Wenn man Platz hat (hat man nur leider zu selten), dann kann man überlegen sichere E/As direkt auf dem Greifer zu montieren und per Profisafe / ASI-Safe die Greifersignale zu übertragen.
    So kann man eine sichere Übertragung vom Greifer bir zur SPS sicherstellen und hat keine Probleme mit dem Nachweis.

    @Ottmar
    Deine Argumentation krankt.
    Für Roboter gibt es C-Normen.
    Wie Angsthase schreibt, kommt hier ein Safe-Robot zum Einsatz.
    Im Gegensatz zu normalen Robotern müssen hier die Schutzzäune einem Durchbrechen des Roboters nicht standhalten.
    Die Absicherung der Zelle dient hier nur dem Personenschutz und muss einen Zutritt in den Gefahrenbereich verhindern.
    Die definierten Schutzbereiche des Roboters INKLUSIVE WERKZEUG müssen dokumentiert und geprüft / validiert werden.
    Hier kommst du als Roboterprogrammierer schon mal nicht raus aus der Verantwortung.
    Sind unterschiedliche Schutzbereiche notwendig, so erfolgt dies über sichere Eingänge auf der Robotersterung.
    All dies lernt man auf den Hersteller-Schulungen zu Safe-Robot.
    Wenn du dagegen verstösst, dann kann das evtl. schon in Richtung grobe Fahrlässigkeit gehen.
    Und da hilft dir eine Unterschrift einer Sicherheitsfachkraft nur wenig.
    Ich kann persönlich Angsthase sehr gut verstehen.

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