Hammastankohissin ohjausjärjestelmän modernisointi

Samankaltaiset tiedostot
Hammastankohissin modernisointi. Heikki Laitasalmi

Hammastankohissin modernisointi

Teollisuusautomaation standardit. Osio 6:

A11-02 Infrapunasuodinautomatiikka kameralle

Safety Integrated -turvatekniset perusratkaisut. Siemens Automation

Hissi - Tehtävä. Pisteytys. Tehtävän kuvaus

XCRANE OMINAISUUDET KUUSI KULJETTAJA-PROFIILIA VENTTIILIEN SÄÄDÖT

Verkkodatalehti. ACM60B-S1KE13x06 ACM60 ABSOLUUTTIANTURIT

ZigBee-ohjaus kuorma-autolle

Hammastankohissin modernisointi. Heikki Laitasalmi

Turvallisuusseminaari Silja-Line

ABB Drives and Controls, Koneenrakentajan ja laitetoimittajan yhteistoiminta toiminnallisen turvallisuuden varmistamisessa

Liite 1: KualiKSB skenaariot ja PoC tulokset. 1. Palvelun kehittäjän näkökulma. KualiKSB. Sivu 1. Tilanne Vaatimus Ongelma jos vaatimus ei toteudu

Teollisuusautomaation standardit. Osio 2:

Autotallin ovi - Tehtävänanto

SÄHKÖ- SUUNNITTELIJALLE

ASENNUSOHJE MICROPROP DC2

Verkkodatalehti. ACM60B-S1KE13x06 ACM60 ABSOLUUTTIANTURIT

Ohjelmiston testaus ja laatu. Ohjelmistotekniikka elinkaarimallit

Turva-automaation suunnittelu

CEM DT-3353 Pihtimittari

PM10OUT2A-kortti. Ohje

Verkkodatalehti. ACM60B-S1LE13x06 ACM60 ABSOLUUTTIANTURIT

Teollisuusautomaation standardit. Osio 5:

T Testiraportti - järjestelmätestaus

KÄYTTÖOHJE MICROPROP DC2

Verkkodatalehti. FX3-XTIO84002 Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma. Mikael Partanen VAATIMUSMÄÄRITTELYT

Ohjelmiston toteutussuunnitelma

SIMULOINTIYMPÄRISTÖJEN SOVELTAMINEN OPETUKSESSA SIMULOINNILLA TUOTANTOA KEHITTÄMÄÄN-SEMINAARI TIMO SUVELA

Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt 2013

Asennusja käyttöohje. Agrosec Optivol M (fi)

Elektroninen ohjaus helposti

Toiminnallinen turvallisuus

Verkkodatalehti ACS36-K1K0-K01 ACS/ACM36 ABSOLUUTTIANTURIT

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

Verkkodatalehti DKV60-A1K00200 DKV60 MITTAPYÖRÄANTURIT

Suunnittelu / Asennusohjeet

Power Steering for ATV

Verkkodatalehti DKV60-A1K01000 DKV60 MITTAPYÖRÄANTURIT

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft TURVAOHJAIMET

TOIMINNALLINEN MÄÄRITTELY MS

Ohjelmistojen mallintaminen. Luento 11, 7.12.

LoCCaM. LoCCaM Cam laitteiston ohjaaminen. Dimag Ky dimag.fi

S Portaalinosturi AS Projektisuunnitelma Oleg Kovalev

Moottorin lämpötilan mittauksen kytkeminen taajuusmuuttajaan

Testauksen tuki nopealle tuotekehitykselle. Antti Jääskeläinen Matti Vuori

Mitä vanhan laitteen modernisoinnissa kannattaa huomioida? Kiwa Inspecta Katri Tytykoski

ASAF seminaari Vaatimusten hallinta turvallisuuteen liittyvän järjestelmän suunnittelussa Tapio Nordbo / Enprima Oy.

KÄYTTÖOHJE. M2M Point - to - Point

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft TURVAOHJAIMET

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2017 Insinöörivalinnan matematiikan koe , Ratkaisut (Sarja A)

Verkkodatalehti. FLN-OSSD Flexi Loop TURVA-ANTURIEN SARJAANKYTKENTÄ

Valppaan asennus- ja käyttöohje

Referenssi - AutoLog ControlMan ja Langattomat anturit Kaatopaikan etävalvontaa pilvipalveluna

MultiWeb Sähköinen tilausjärjestelmä. Luottamuksellinen

KULMAVAIHTEET. Tyypit W 088, 110, 136,156, 199 ja 260 TILAUSAVAIN 3:19

Vaatimusmäärittely Ohjelma-ajanvälitys komponentti

Projektisuunnitelma. (välipalautukseen muokattu versio) Vesiprosessin sekvenssiohjelmointi ja simulointiavusteinen testaus

Synco TM 700 säätimen peruskäyttöohjeet

S14 09 Sisäpeltorobotti AS Automaatio ja systeemitekniikan projektityöt. Antti Kulpakko, Mikko Ikonen

Uponor C-46 -lämmönsäädin. Säätilan mukaan kompensoituva ohjain vesikiertoisiin lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiin

Verkkodatalehti. UE410-XU3T0 Flexi Classic TURVAOHJAIMET

Tällä ohjelmoitavalla laitteella saat hälytyksen, mikäli lämpötila nousee liian korkeaksi.

Verkkodatalehti UE42-2HD2D2 UE42-2HD TURVARELE

Verkkodatalehti UE48-2OS2D2 UE48-2OS TURVARELE

Verkkodatalehti. UE I0000 Moduulit ja väyläliitynnät LISÄTARVIKKEET

Verkkodatalehti UE10-4XT2D2 UE10-4XT TURVARELE

OTIS HISSIEN MODERNISOINTI- REFERENSSEJÄ

Verkkodatalehti. L40E-33MA2A L4000 järjestelmät YKSISÄTEISET TURVAVALOKENNOT

S11-09 Control System for an. Autonomous Household Robot Platform

Verkkodatalehti. UE410-MM3 Flexi Classic TURVAOHJAIMET

Riskin arviointi. Peruskäsitteet- ja periaatteet. Standardissa IEC esitetyt menetelmät

UCOT-Sovellusprojekti. Testausraportti

Verkkodatalehti. L40S-21MA1A L4000 järjestelmät YKSISÄTEISET TURVAVALOKENNOT

Taitaja semifinaali 2010, Iisalmi Jääkaapin ovihälytin

Verkkodatalehti DKV60-A1K01000 DKV60 MITTAPYÖRÄANTURIT

Verkkodatalehti. FLN-EMSS Flexi Loop TURVALLINEN SARJAANKYTKENTÄ

Verkkodatalehti. FX3-ANA Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

S09 04 Kohteiden tunnistaminen 3D datasta

ABB aurinkosähköinvertterit Pikaohje PMU laajennuskortti

Verkkodatalehti. FLN-EMSS Flexi Loop TURVALLINEN SARJAANKYTKENTÄ

Verkkodatalehti. C20E A21 C2000 sarjaankytkettävä TURVAVALOVERHOT

CAROUSEL PYÖRÖPORTTI Käyttäjän ohjekirja pyöröportille Ver 5 Rakenne, toiminta, perustus, logiikka ja kytkentäkuvat PUR-AIT

Verkkodatalehti UE10-3OS2D0 UE10-3OS TURVARELE

Teollisuusautomaation standardit Osio 9

FINDRI REF- TECHNOLOGY. Findri Ref-Control. Lauhduttimien ja nesteja a hdyttimien puhaltimien seka pumppujen ohjauskeskus

Opas Logitech Harmony 525 asennusohjelmistoon

Haka-käyttäjien kokoontuminen Arto Tuomi CSC Tieteen tietotekniikan keskus

Hokuyo turvalaserskanneri UAM-05

Projektityö

Verkkodatalehti UE10-2FG3D0 UE10-2FG TURVARELE

Ohjelmistojen suunnittelu

Matematiikan tukikurssi

Lego Mindstorms NXT. OPH oppimisympäristöjen kehittämishanke (C) 2012 Oppimiskeskus Innokas! All Rights Reserved 1

ASENNUSOHJE engcon DC2

Electric power steering

Oleelliset vaikeudet OT:ssa 1/2

Transkriptio:

Hammastankohissin ohjausjärjestelmän modernisointi Työn tavoite Työn tavoitteena on modernisoida kiinteästi asennetun seitsemän kerroksinen hammastankohissin sähkömekaaninen ohjausjärjestelmä, käyttäen ohjelmoitavaa logiikka tai jotain muuta vastaavaa hyväksi havaittua arkkitehtuuri ratkaisua. Arkkitehtuuri valinta tulee pohjautumaan kandidaatin työssä tehtyyn selvitykseen hissien ohjausarkkitehtuureista. Työ pyritään suorittamaan mahdollisimman pitkälle käyttäen koneenohjausjärjestelmien V-mallia. Kevään tavoitteeksi on asetettu integraatiotestauksen valmiiksi saaminen, mikäli työt etenevät kuitenkin odotettua nopeammin pyritään testauksessa etenemään mahdollisimman pitkälle. Suunnitelma V-mallin mukaisesti aloitetaan työ vaatimusmäärittelyllä, jonka pohjana toimivat käyttötapaukset. Tämän jälkeen edetään järjestelmä toimintojen määrittelyyn, jonka kanssa tehdään osittain samanaikaisesti ohjelmisto toimintojen määrittelyä. Kun suunnittelu on saatu valmiiksi, arkkitehtuuriset ratkaisut on toivottavasti saatu valittua, joten aletaan pohtia miten kyseiset ohjelmistotoiminnot toteutetaan valitulla arkkitehtuurilla. Kun pohtimiset on pohdittu, aletaan toteuttaa suunnitelmia. Tämän jälkeen tehdään lopulliset testaussuunnitelmat ja toteutetaan testit. Aikataulu Taulukko 1.Suunniteltu aikataulu. Viikko 3 Viikko 4 Viikko 5 Viikko 6 Viikot 7-8 Viikko 9 Viikot 10 13 Viikot 14 17 Projektisuunnitelma, aletaan pohtia käyttötapauksia Käyttötapausten pohtiminen valmiiksi Toimintojen määrittely alkaa Toimintojen määrittely jatkuu, ohjelmistotoimintojen suunnittelu alkaa Määrittelyvaiheet jatkuvat Arkkitehtuuri on valittu, yksityiskohdat kuntoon Toteutetaan ohjelmistotoiminnot Lopullinen testaussuunnittelu ja testit Riskit Työn suurin riski liittyy alussa tehtäviin määrittelyihin. Ne pitäisi pystyä tekemään mahdollisimman kattavasti ja nopeasti, mitkä ovat toisensa pois sulkevia tekijöitä. Kummassakin tapauksessa vaikutukset ovat projektiaikatauluun välittömät. Mikäli määrittelyjä ei tehdä tarpeellisella tarkkuudella, kuluu muihin työvaiheisiin enemmän aikaa ja määrittelyihin kulunut aika on muista työvaiheista pois. Arkkitehtuuri valinnan myöhästyminen on toinen uhka. Sen myöhästyminen voi pahimmillaan pilata koko projektin, koska silloin tarpeellisia työkaluja ei saada tilattua ajoissa. Tähän täytyy kiinnittää erityistä huomiota, koska laitteiden ja ohjelmistojen saatavuus heti ei ole itsestään selvyys.

Modernisoitavan hissin kuvaus Hissin ohjausjärjestelmä on täysin sähköinen. Esimerkiksi kerrostunnistus tapahtuu siten, että hissiin kiinnitetty ratas pyörittää ketjua, joka pyörittää toista ratasta, johon on kiinnitetty kahteen suuntaan liipaisevia rajakytkimiä. Hissi tunnistaa kerroksen rajakatkaisijoiden asennoista. Tämän kaltaisen toteutuksen takia hissin sähkökaappi on sijoitettu alimmalle pysähdystasolle. Modernisoinnin yhteydessä sähkökaappi tullaan sijoittamaan hissikoriin. Kuva 1. Hissin sähkökaappi. Ohjausjärjestelmän kannalta olennaisinta on tietää, mitä olemassa olevia osia voidaan käyttää hyväksi projektissa. Tässä tapauksessa tultiin tulokseen, että korikaapelit ovat varsin hyvät. Viestikaapelina on 16x1 ja sen pitäisi olla johdin määrältään riittävä, mikäli kerroskutsuihin ei käytetä ns. kahdensuuntaisia kutsuja (ylös/alas). Näin ollen myös pysähdystasojen painikekotelotkin olisivat vielä ihan hyvässä kunnossa. Kuva 2. Oikealla on vapaasti roikkuva viestikaapeli, kuva on hissin katolta.

Aluksi ajattelin painonappikoteloiden tilalle, jotain ihan uudenaikaista, kuten kosketusnäyttöä, mutta kuvat nähtyäni huomasin, että kosketusnäytöt ovat ideana tuhoon tuomitut. Kuva 3. Korin kutsunapit. Kuten kuvasta kolme huomaa, kutsunappeja on käytetty ruuvimeisselin kärjellä, joten lienee itsestäänselvyys, että muunkinlaisia järjestelmiä kohdeltaisiin kaltoin. Kuva4. Nostomoottori, kulmavaihde, veitsikytkin ja tarrain. Kuvassa neljä on esitelty nostolaitteisto. Kuvan vasemmassa yläreunassa oleva kulmavaihde (oranssi mötikkä) välittää moottorin (vaaleansininen mötikkä) pyörimisliikkeen nostohammaspyörälle. Kuvassa on myös kaksi tärkeää turvalaitetta. Ensimmäinen on turvatarrain (kulmavaihteen alapuolella oleva harmaa mötikkä), joka toimii mekaanisesti epäkesko periaatteella (kuvernööri). Vauhdin noustessa tarpeeksi yli nimellisnopeuden (1,2 yleinen kerroin) tarrain laukaisee ja matkanteko loppuu siihen. Tarraimet ovat suunniteltu siten, että tarrain pystyy yksinään kannattamaan koko hissin maksimi nimelliskuorman tietyllä varmuuskertoimella. Toinen turvalaite on veitsikytkin (vaalean harmaa mötikkä, jossa vipu) Veitsikytkimen ajatuksena on toimia toimintarajakytkimenä. Tämä tarkoittaa, että veitsikytkimen vivun tielle on asetettu

este toimintarajalla, mikäli veitsikytkin vääntyy, se katkaisee nostomoottorille tulevat vaiheet. Veitsikytkin on melko vanhahtava ratkaisu ja nykyään käytetään rajakatkaisijoita, jotka ohjaavat kontaktoreita. Modernisoidun ohjausjärjestelmän rakenne Ohjausjärjestelmä tullaan uudistamaan käyttäen PLC-logiikkaa (PLC) ja taajuusmuuttajaa (tamu). Ensin mainittu hoitaa kutsujen käsittelyn ja jälkimmäinen hoitaa paikoituksen. Molemmille tullaan toteuttamaan tarkoitukseen sopiva ohjelma. Taajuusmuuttajan käyttämiseen päädyttiin, koska taajuusmuuttaja käyttö yksinkertaistaa hissin paikoituksen toteuttamista, se avulla paikoitus on tarkempaa, sekä pitkällä aikavälillä se säästää nostolaitteiston osia, esimerkiksi noston jarrun käyttö vähentyy huomattavasti, kun käytetään invertteriä. PLC:n ja tamun viestintä toteutaan käyttäen Modbus väylää. Syitä tähän on edullisuus ja toisaalta Modbus väylä on lähes standardi tamu käytössä. Kutsujärjestelmän osat tullaan pitämään ennallaan tai ne tullaan uusimaan samankaltaisiin. Ainoana lisänä pysähdystason kutsujärjestelmään lisätään hissi kutsuttu valo. Tämä johtuu pitkälti siitä, että hississä on ennestään hyvä korikaapeli, jolla pysähdystasojen kutsut voidaan tuoda suoraan logiikan I/O:hon (korikaapeli on yllätys kallista). Korin kutsujärjestelmään uutena ominaisuutena tulee huolto/kerrosnäyttö. Tarkoituksena on, että normaali käytössä näyttö näyttää hissin suunnan, kerroksen ynnä muita perustietoja, mutta sillä ei tehdä minkäänlaisia ohjaustoimintoja, joka johtuu aiemmin mainitusta ruuvimeisselien suosiosta. Näytön huoltotilan ajatuksena on taas tuoda esiin hissin vikalista ja mahdollistaa jonkin asteinen parametrointi huoltonäytön kautta. Kuva 5. Ohjausjärjestelmän periaatekuva (muutettava selkeämmäksi).

Kuvassa viisi on esitelty hissin ohjausjärjestelmän rakenne. Tärkeintä on huomioida, että informaation pullonkaula sijaitsee korin ja tasojen välissä. Toinen huomio on, että ohjausjärjestelmän skaalautuvuus voidaan tällä kertaa unohtaa, koska korin ja kerroksen välille ei laiteta väyläkaapelia. Ohjausjärjestelmän kannalta suurimmat muutokset tullaan tekemään paikoituksen toteuttamiseen, aiemmin mainittu ratas järjestelmä poistetaan ja tilalle laitetaan joko inkrementti- tai monikierrosabsoluuttianturi. Toteutus tehdään niin, että hissin hammastangolle viedään erillinen mittahammaspyörä, joka laskee hissin paikan. Juuri mittahammaspyörän käyttö mahdollistaa absoluuttianturin käyttämisen. Asia voidaan todentaa muutamalla helpohkolla laskulla (luvut eivät ole ihan täsmällisiä, mutta ajatuksena on tuoda idea esille). Otetaan selkeyden vuoksi esimerkiksi melko yleinen 4096 kierroksen absoluuttianturi. Yleisin hammastankohisseissä käytettävä hammaspyörän moduuli on 6 (Syy tähän: SFS-EN 12159+A1: 5.7.3.1.3). Oletetaan, että mittahammaspyörä on suorahampainen ( ) ja siinä on 12 hammasta (pienin, jonka löysin). Näillä tiedoilla voidaan laskea kuinka korkean nousun valittu absoluuttianturi mahdollistaa (kaavat koneenrakennustekniikka B kaavakokoelma): ja (1) Nyt siis saadaan laskettua nousu, josta (2). (3). (4) Siispä mittapyörän käyttö mahdollistaa perinteisen absoluuttianturin käyttämisen lähes tilanteessa kuin tilanteessa. Tätä voidaan verrata tilanteeseen, jossa anturi olisi kiinnitetty suoraan moottorin akseliin. Oletetaan, että moottori pyörii 1500 r/min, vaihteiston välitys 70:1, nostohammaspyörässä on 15 hammasta (nämä melko lähelle oikeaa). Nyt siis nostohammaspyörän mahdollisten kierrosten lukumäärä: Tästä saadaan nousu:. (5), (6) siis seitsemän kerroksiselle hissille saadaan, että kerrostasojen maksimi etäisyys olisi 2,3 metriä. Uskaltaisin sanoa, että tämä on liian vähän. Markkinoilta löytynee monikierrosabsoluuttiantureita, jotka pystyvät paljon parempaankin suorituskykykyyn, mutta näiden kohdalla ongelmaksi muodostuu kommunikointi taajuusmuuttajan kanssa, josta kerron tuonnempana. Mielestäni 4096 kierroksen suorituskyky on melko hyvä arvio milliampeeri tuloon (joskin melko optimistinen) kytkettävälle anturille. Modernisoinnissa käytettävät komponentit Hissin sähköinen ohjausjärjestelmä tullaan korvaamaan Mitsubishi FX3G logiikalla, Yaskawa A1000 taajuusmuuttajalla ja pulssianturilla. Lisäksi hissikoriin tulee Mitsubishin E1043 operointipääte, johon tullaan suunnittelemaan kaksi tilaa: ajo-tila, jossa näytössä esitetään hissin perustietoja, kuten kerros ja

suunta ja huolto-tila, jossa huoltomies saa näkyviin vikadiagnostiikkaa ja pääsee mahdollisesti muuttamaan jotain tärkeimpiä parametreja. FX3G logiikkaan päädyttiin laajennusmahdollisuuksien ja melko edullisen hinnan takia. Versioksi valittiin 14 sisääntuloa ja 10 relelähtöä sisältävä versio. Mikäli osoittautuu, että versiossa on sisääntuloja liian vähän, voidaan logiikkaa laajentaa lisäkortilla. Hinnaltaan tämänkaltainen ratkaisu on edullisempi kuin ostaa 40 IO:n versio. Logiikkaan otettiin RS485 laajennuskortti, jonka avulla voidaan käyttää Modbus-väylää logiikan ja taajuusmuuttajan välillä. Yaskawa A1000 taajuusmuuttajaa ei ole vielä hankittu, mutta sellainen tullaan hankkimaan ja ohjelmisto tätä silmälläpitäen suunnittelemaan. Pääsyitä tähän ovat hyvät kokemukset Yaskawan taajuusmuuttajista ja erinomainen tuki ongelmatilanteissa. Taajuusmuuttajaan tullaan tekemään takaisinkytkentä, joko monikierrosabsoluuttianturilla (4-20mA) tai inkrementtianturilla (TTL). (Valintaa ei ole vielä tehty, koska tärkeää informaatiota puuttuu) Haasteet ja ongelmat Modernisointiin tarvittavien automaatiokomponenttien selvittämiseen ja hankkimiseen kului paljon aikaa. Pääasiassa ongelmana oli melko kapea kontaktipinta automaatio alan toimittajiin, sekä melko vähäinen kokemus automaatio komponenttien hankkimisesta. Lisäksi isommilla toimittajilla oli melko vähän kiinnostusta tarttua tämänkaltaiseen pikkuprojektiin. Toinen mielenkiintoinen piirre on, että taajuusmuuttajat (Yaskawa ja Mitsubishi) eivät tue vakiona SSI protokollaa, jos siis haluaa käyttää absoluuttianturia, pitää se liittää väylään tai analogiatuloon. Väylässä käytettävä olisi muuten hyvä vaihtoehto, mutta jostain ihmeellisestä syystä Yaskawan taajuusmuuttaja ei osaa lukea anturitietoa suoraan väylästä vaan se pitäisi kierrättää väylän isännän kautta, mikä taasen aiheuttaisi aivan järkyttävät viiveet. Analogia tuloon liitettävän absoluuttianturin huono puoli taas on milliampeeritekniikan epätarkkuus. Joskin hissikäytössä paikotustarkkuus on senttimetriluokassa, joten on mahdollista, että milliampeeriviesteillä toimiva absoluuttianturi on riittävä. Käytettävät kehitys ympäristöt Projektin ohjelmointi ja konfigurointi työt tullaan suorittamaan komponentti toimittajien kehitysympäristöillä. Mitsubishin ympäristö on nimeltään GX Developer ja se noudattaa IEC 61131-3 standardia. Ensi vaikutelma GX Developerista ovat olleet positiiviset. Ohjelma on intuitiivinen, ohjekirjan selailuun ei ole tarvinnut ainakaan vielä käyttää paljon aikaa. Erityisesti miellyttää mahdollisuus määritellä lohkojen suoritusjärjestys Networkkien avulla tarkasti. Tarkemmin sanottuna kokonainen logiikan ohjelmisto koostuu taskeista, joita erilaiset tapahtumat käynnistävät. Taskit taas koostuvat program oranization uniteista (POU). GX Developer vaikuttaa siten toteutetulta, että muutokset ohjelman ylimmilläkään tasoilla eivät välttämättä ole kovin työläitä, koska ohjelma on mahdollista pilkkoa järkeviin osiin.

Kuva6. GX Developer ohjelmointi ympäristö. Kuvassa kuusi on GX Developerin päänäyttö, jossa on yksi POU auki (huomatkaa rautainen globaaleitten muuttujien nimeäminen) Kuva 7. GX Simulator. GX Developerissa on myös ohjelman testausympäristö GX simulator, jonka ansiosta testausta voidaan suorittaa toivon mukaan melko pitkälle ilman, että ohjelmia ei tarvitse latailla PLC:lle. GX simulator mahdollistaa ainakin laajamittaisen IO simuloimisen. Kuva 8.GX Simulator timing chart. Kuvassa 8 on GX Simulatorin timing chart, josta voi katsoa, miten logiikka ohjelma käyttäytyy, kun tietyt inputit aktivoituvat. Inputtien aktivoitumiseen voi asettaa ehtoja, asettaa inputin olemaan aina päällä tai lisätä siihen manuaalisen painonapin.

Yaskawan invertteriä ohjelmoidaan DriveWorkEz ohjelmistolla. Se ei ole IEC standardin mukainen ohjelmointiympäristö. DriveWorksEZ:n hommaaminen on vielä työn alla ja odotan toimittajan lähettävän asennus tiedostot Kuva 9. DriveWorksEz Kuvassa 9 on esitelty ohjelman päänäyttö, joka vaikuttaa ihan hyvältä, mutta eihän sitä tiedä ennen kuin kokeilee. HMI:n suunnitteluun on myös ohjelmistonsa nimeltä E-Designer, jonka asennus tiedosta en vielä ole saanut. V-Malli Käyttötapaukset Käyttötapausten ajatuksena on toimia lähtötietoina riskinarvioinnille ja vaatimusmäärittelyille. Käyttötapauksissa pyritään todentamaan ihmisen ja koneen välinen vuorovaikutus. Tässä projektityössä keskitytään käyttötapauksiin, jossa on mukana hissin ohjausjärjestelmä. Ohessa lista muodostetuista käyttötapauksista: 1. Käyttöönotto 2. Pysähdystasojen kalibrointi 3. Kutsunappia painetaan 4. Hissiin siirtyminen 5. Hississä matkustaminen 6. Hissistä poistuminen 7. Huolto 8. Käytöstä pois saattaminen Käyttötapaukset esitellään liitteessä 1 kokonaisuudessaan. Niihin on suositeltavaa, koska niihin tullaan viittamaan työn kuluessa. Riskinarviointi Riskinarviointi on laaja käsite ja se voi käsittää melkein mitä tahansa, tässä työssä kuitenkin asiaa lähestytään siltä kantilta, että ensimmäisessä vaiheessa muodostetaan käyttötapausten pohjalta mahdollisia vaara tapauksia joille tehdään PHA-analyysi, jonka pohjalta määrätään vaaran SIL taso. SIL-

tason pohjalta voidaan tehdä alustavat suositukset turvatoimenpiteistä. Tehdyt vaaran arvioinnit löytyvät liitteestä kaksi. Seuraavassa vaiheessa otetaan mukaan C-tyypin hissi standardin asettamat suoritustaso vaatimukset turvallisuus kriittisille toiminnoille. Näiden pohjalta pohditaan liittyvätkö turvallisuuskriittiset laitteet ohjausjärjestelmään. Mikäli osoittautuu, että turvallisuuskriittiset laitteet tai toiminnot liittyvät jotenkin ohjausjärjestelmän toimintoihin täytyy toiminnolle määrittää diagnostiikan kattavuuden taso (DC) ja selvittää toimintoon liittyvän kanavan vaarallinen keskimääräinen vikaantumisaika ( ). Määritettyjen tietojen avulla voidaan määrittää tarvittava turvatoiminnallisuus, joka kattaa vaaditun diagnostiikan kattavuuden tason, standardin SFS EN ISO 13849-1 liitteen E.1 avulla. Taulukko2. SFS-EN 12159+A1 standardin vaatimat suoritustasot turvallisuuskriittisille toiminnoille [1, Liite B]. Taulukossa 2 on esitetty C-tyypin hissistandardin turvallisuus kriittiset toiminnot. Liitteessä 3 on lainaus kandidaatintyöstä hammastankohissin ohjausarkkitehtuurit, joka käsittelee turvapiirin toimintaa. Tässäkin hissin modernisoinnissa käytetään turvapiiriä, jolloin ainoat mahdolliset listassa ohjausjärjestelmään liittyvät laitteet ovat korinportin lukon ohjaus ja huoltoajokytkin. Nämäkin toiminnot pyritään toteuttamaan erillisenä ohjausjärjestelmästä. Taulukko 3. Kanavan vaarallinen keskimääräinen vikaantumisaika [2,4.5.2]

Taulukossa 3 on kanavan vaarallinen keskimääräisen vikaantumisaika, jota tarvitaan diagnostiikan kattavuuden lisäksi tarvittavan turvatoiminnallisuuden määrittämiseen. Tieto pitää kysyä valmistajalta, laskea SFS EN ISO 13849-1 liitteiden C ja D menetelmillä tai valita 10 vuotta [2]. Myöhemmin huomataan, että huoltoajokytkimelle ja korinlukon ohjaukselle (suoritustaso d) ainoastaan ensimmäinen on varteenotettava vaihtoehto. Taulukko 4. Diagnostiikan kattavuus [2,4.5.3] Taulukossa 4 on määritelty diagnostiikan kattavuuden vaihteluvälit. Diagnostiikan kattavuus on tehokkuuden mitta, joka määrittää vaarallisten vikaantumisten vikaantumistaajuuden ja kaikkien vikaantumisien vikaantumistaajuuden suhteen [2, 3.1.26].

Kuva 10., ja suoritustason välinen suhde nimettyihin luokkiin. Taulukoiden 2-4 avulla määritellään kuvasta 6 tarvittava diagnostiikan kattavuuden ja vaarallinen kanavan keskimääräinen vikaantumisajan suhde nimettyihin. Nimetyillä luokilla tarkoitetaan standardin SFS EN ISO 13849-1 kappaleessa 6.23 määriteltyjä luokkia, jotka määrittelevät ohjausjärjestelmän rakenteen. Kuten kuvasta 6 huomataan suoritustasolle d, vaaditaan rakenteelle luokka 2-4. Käytännössä luokka 2 on ainoa järkevä ratkaisu. Käytännössä tarkoittaa, että diagnostiikankattavuuden pitää tällöin olla matala tai keskimääräinen, sekä :n korkea Kuva 11.Luokan 2 mukainen nimetty ohjausjärjestelmä rakenne [2, 6.2.5] Käytännössä luokan 2 vaatimus on, että komponenttien valinnan pitää noudattaa standardeja, niiden pitää kestää odotettavissa olevat vaikutukset ja turvatoiminto pitää tarkistaa tasaisin väliajoin. Turvatoiminnon

menetys havaitaan tarkistuksessa. Käytännössä tämä voi tarkoittaa esimerkiksi turvarelettä, joka saattaa hissin turvalliseen tilaan (pääkontaktori päästötilaan), mikäli havaitsee anturi arvojen olevan järjettömiä. Ehkäpä tämä lyhyt katsaus PLC pohjaisten turvallisuustoimintojen validointiin osoittaa miksi hissi sovelluksissa on pääsääntöisesti järkevää käyttää turvapiiriä turvatoimintojen toteuttamiseen, ohjelmistopohjaisten sijaan. Vaatimusmäärittely Vaatimusmäärittelyn tavoitteena on määritellä toiminnot tiettyjen tapahtumien aktivoituessa. Aktivoiva tapahtuma voi olla esimerkiksi tulon, lähdön tai väyläsignaalin aktivoituminen, jonka perusteella aloitetaan esimerkiksi ohjelmatoiminnon suoritus. Alla on yksi esimerkki vaatimus määrittelystä, joka on tehty Flow Chartilla Kuva 12. NFunc_3 Hissin kulkusuunnan ylläpito Kuvassa 12 on esitetty hissin kulkusuunnan ylläpito toiminto, joka päivittää hissin kulkusuunnan pulssiluvun muuttumisen mukaan. Flow charttien avuksi pitää tehdä vielä vaatimusmäärittely kaavake, joka tukee niiden sisältöä (nykyinen on ennemminkin toisinto flow chartista).

Alla on esitetty vaatimusmäärittelylista, johon tulee todennäköisesti muutoksia, kun tamun ja PLC:n välinen kommunikaatio selviää tarkemmin ja selviää minkälaisia turvatoimintoja PLC:hen tarvitsee toteuttaa. Taulukko 5. Vaatimusmäärittelylista(HAHMOTELMA) Tunniste Logiikka Nfunc_0 Sfunc_0 Hfunc_0 Nfunc_1 Nfunc_2 Nfunc_3 Nfunc_4 Nfunc_5 Sfunc_1 Sfunc_2 Sfunc_3 Toiminnonnimi Esimerkki normaalista toiminnosta Esimerkki turvatoiminnosta Esimerkki HMI-toiminnosta Kerroskutsujen käsittely Kutsupino Suuntatiedon ylläpito Asematiedon ylläpito Vikadiagnostiikka Kerrosvahti Turvapiiri_OK (pelkkä PLC:n varmistus) Korinlukon ohjaus Tamu Nfunc_6 Nfunc_7 Nfunc_8 Nfunc_9 Nfunc_10 Osoitteeseen ajo Osoiteen vaihto Moottorin ohjaus Ohjauksen status Pulssiluvun lähetys Huoltopääte Hfunc_1 Hfunc_2 Hfunc_3 Hfunc_4 Kerrostasojen kalibrointi Vikatietojen esittäminen Asetusten muuttaminen Testinäyttö Tulot, lähdöt ja väyläsignaalit Tulojen, lähtöjen ja väyläsignaalien määrittely on myös tärkeä osa vaatimusmäärittelyä, koska suurin osa tapahtumista alkaa niiden aktivoitumisesta. Alla on esitetty alustava lista järjestelmän IO:sta. Lista tulee päivittymään ajan mukaiseksi, kun esimerkiksi tamun ja PLC:n kommunikaatiosta on enemmän tietoa. Taulukko 6. Järjestelmä tulot, lähdöt ja väyläsignaalit (HAHMOTELMA) Status: Hahmotelma Input Nimi Tehtävä 1 7 Kerroskutsu Ajaa hissin haluttuun kerrokseen 8 Turvapiiri_ok Tarkistaa onko turvapiiri kiinni 9 kerrosinduktiivi Todentaa, että kori on sallituissa rajoissa kerroksesta

10 Korkeusanturi Kertoo hissin paikan Outpu t Nimi Tehtävä 1 24V_Kutsujärjestelm ä Service Output, joka antaa toimintavirran kutsujärjestelmälle 2 Hissi_kutsuttu Kertoo valolla, että hissi on kutsuttu Väylä Nimi Tehtävä V1 Aja_osoitteeseen Lähettää PLC:ltä tamulle käskyn "Aja osoitteeseen x" V2 Tamun_status Tamu lähettää statuksensa PLC:lle sen muuttuessa V3 Pulssiluku Tamu lähettää PLC:lle pulssilukua määrävälein V4 Vaihda_osoite PLC lähettää tamulle käskyn "Vaihda osoite x" V5 Vahvista_vaihdos Tamu vastaa PLC:lle "Osoite vaihdettu" tai "Vaihto hylätty", jos PLC on pyytänyt osoitetta vaihdettavaksi Viitteet [1] Suomen standardisoimisliitto, SFS-EN 12159+A1, Rakennushissit henkilö- ja tavarankuljetukseen pystysuoraan ohjatussa korissa [2] Suomen standardisoimisliitto, SFS EN ISO 13849-1 Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmän osat. Osa1: Yleiset suunnittelu periaatteet