Fail-safe CPUs زیمنس یا F-CPU

پردازنده‌های ایمنی خانواده SIMATIC هستند که برای اجرای هم‌زمان وظایف استاندارد اتوماسیون و عملکردهای مرتبط با Functional Safety طراحی شده‌اند. در این ساختار، منطق استاندارد و Fail-safe می‌توانند در یک CPU اجرا شوند و Safety به‌صورت یکپارچه در سیستم اتوماسیون ماشین پیاده‌سازی شود.

Fail-safe CPU چیست؟

Fail-safe CPU یک PLC معمولی با یک قابلیت جانبی ساده نیست. این پردازنده برای اجرای Safety Program در کنار برنامه استاندارد طراحی شده است.

در سیستم Safety، در صورت وقوع خطا یا از دست رفتن ارتباط معتبر با تجهیزات Fail-safe، سیستم باید مطابق منطق ایمنی تعریف‌شده به وضعیت ایمن منتقل شود. در مستندات Functional Safety زیمنس، برای نمونه توضیح داده شده که در صورت عدم دریافت ارتباط معتبر از F-I/O در زمان تعیین‌شده، مقدار جایگزین ایمن اعمال می‌شود.

کاربرد Fail-safe CPUs

F-CPUها در ماشین‌آلات و سیستم‌هایی استفاده می‌شوند که علاوه بر Automation معمولی، نیاز به Functional Safety دارند.

نمونه کاربردها شامل ماشین‌آلات صنعتی، خطوط تولید، تجهیزات بسته‌بندی، سیستم‌های Handling، خطوط مونتاژ و سیستم‌هایی است که عملکردهایی مانند توقف ایمن ماشین یا کنترل تجهیزات ایمنی دارند.

در انتخاب نهایی باید کل Safety Architecture شامل CPU، F-I/O، ارتباطات، تجهیزات اجرایی و Safety Program بررسی شود.

ارتباط Fail-safe CPU با SINAMICS

این قسمت برای دسته‌بندی سایتت مهم است.

خود Fail-safe CPU از خانواده SIMATIC است، اما می‌تواند در یک معماری Automation با درایوهای SINAMICS دارای Safety Integrated کار کند. نسل S7-1200 G2 نیز از PROFIsafe برای ارتباط ایمن با تجهیزات سازگار، از جمله Frequency Converterهای دارای Safety Integrated، پشتیبانی می‌کند.

سطح ایمنی

در کاربردها و Configurationهای مناسب، Fail-safe CPUهای زیمنس برای سیستم‌هایی تا:

SIL 3

و

PL e

قابل استفاده هستند. برای نمونه، مستند رسمی CPU 1215FC آن را برای Standard و Fail-safe Applications تا PL e / SIL 3 معرفی می‌کند.

البته این نکته بسیار مهم است که استفاده از یک F-CPU به‌تنهایی باعث SIL 3 یا PL e شدن کل ماشین نمی‌شود؛ کل Safety Function باید مطابق استاندارد مربوط طراحی و ارزیابی شود.

تفاوت CPU استاندارد و Fail-safe CPU

CPU استاندارد برای اجرای وظایف معمول Automation طراحی شده است.

در مقابل F-CPU علاوه بر منطق استاندارد، قابلیت اجرای Safety Logic را نیز دارد.

حتی در ساختار کاتالوگ S7-1200 G2 زیمنس، بخش Central Processing Units به دو گروه مجزای Standard CPUs و Fail-safe CPUs تقسیم شده است.

مزایای Fail-safe CPUs زیمنس

مهم‌ترین مزیت این محصولات یکپارچه‌سازی Standard Automation + Functional Safety است.

در نتیجه در یک معماری مناسب می‌توان کنترل معمولی ماشین و Safety Logic را روی یک F-CPU اجرا کرد. نسل S7-1200 G2 علاوه بر Safety، قابلیت‌های بهبود‌یافته‌ای در Performance، Communication، Memory و Motion Control نیز ارائه می‌کند.

جمع‌بندی

Fail-safe CPUs زیمنس راهکاری برای پروژه‌هایی هستند که کنترل استاندارد ماشین و Functional Safety باید در یک سیستم یکپارچه اجرا شوند. در نسل فعلی S7-1200 G2، زیمنس مدل‌های CPU 1212FC و CPU 1214FC را با نسخه‌های خروجی DC و Relay ارائه می‌کند.