Protocollo PROFISAFE

[mdc93]

Salve a tutti,

sto avendo a che fare con dispositivi safety ed ho alcune domande a riguardo relative al protocollo industriale PROFISAFE. La mia domanda, forse molto stupida, ma perdonate l’ignoranza è la seguente:

Per implementare tale protocollo ho necessità di passare attraverso un PLC oppure esistono IC (ad esempio il classico MAX485 per la RS485) che permettono di utilizzarlo?

Perchè sto facendo tutto un micro controllore ed introdurre il PLC di mezzo farebbe aumentare i costi. Oppure esistono già microcontrollori con il PROFISAFE?

grazie

[Ctec]

Per implementare il Profinet devi avere l'apposito protocollo per il micro dotato di ethernet. Molto sinceramente non so se ci sia, l'unica è vedere come poterlo implementare. Ho visto che esiste questo link con uno stack che mi pare pubblico. Comunque so che esistono appositi IC di interfaccia dedicati.

Una volta implementato il Profinet, potresti anche implementare il ProfiSafe, che lavora su Profinet. Non so se esistono IC dedicati. Il problema più grosso sarà sicuramente fare poi tutte le certificazioni di sicurezza...

[mdc93]

28 minuti fa, Ctec ha scritto:

Per implementare il Profinet devi avere l'apposito protocollo per il micro dotato di ethernet. Molto sinceramente non so se ci sia, l'unica è vedere come poterlo implementare. Ho visto che esiste questo link con uno stack che mi pare pubblico. Comunque so che esistono appositi IC di interfaccia dedicati.

Una volta implementato il Profinet, potresti anche implementare il ProfiSafe, che lavora su Profinet. Non so se esistono IC dedicati. Il problema più grosso sarà sicuramente fare poi tutte le certificazioni di sicurezza...

Allora ci sono delle Ethernet Shield (esempio W5500 della WizzNet) con cui si aggiunge il modulino Ethernet al micro (nel mio caso è il micro è un ESP32). Il problema sarebbe dover poi implementare il PROFISAFE da zero lato firmware, che penso sia alquanto ardua. Il fatto è che ho dei sensori con I2C ed SPI che devo leggere per forza con un micro.

[Livio Orsini]

31 minuti fa, Ctec ha scritto:

Il problema più grosso sarà sicuramente fare poi tutte le certificazioni di sicurezza...

 

Non è certo una cosa che può essere fatta da un autocostruttore sia per il costo sia per le verifiche e la documentazione necessaria.

[mdc93]

31 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

 

Non è certo una cosa che può essere fatta da un autocostruttore sia per il costo sia per le verifiche e la documentazione necessaria.

Certo sono d’accordo. Io sono un po’ agnostico sul mondo industriale…cosa suggerisci?

[Livio Orsini]

20 minuti fa, mdc93 ha scritto:

…cosa suggerisci?

 

Di acquistare prodotti certificati.

 

Forse, se tu descrivessi quale dovrebbe essere l'applicazione, si potrebbe essere più specifici nei suggerimenti

Modificato: 25 novembre 2023 da Livio Orsini

[mdc93]

2 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

 

Di acquistare prodotti certificati.

 

Forse, se tu descrivessi quale dovrebbe essere l'applicazione, si potrebbe essere più specifici nei suggerimenti

È una cella robotica, non mi posso sbilanciare di più. Peró il punto è questo. Qualora ci fossero da utilizzare sensori che hanno protocolli non propriamente industrial (come SPI o I2C) e che quindi necessitano di un micro per l’acquisizione (non conosco PLC che abbiamo i2c o spi) come faccio ad andare a comunicare al controllore del robot (che è un PLC in fin dei conti) utilizzando il PROFISAFE?  inserire un PLC di mezzo alzerebbe i costi e non vorrei cambiare sensoristica. La mia domanda è quindi: come si fa solitamente nel mondo industriale?

[dina_supertramp]

Implementation - www.profibus.com

Ti suggerisco di chiedere a loro, sicuramente sapranno dirti se possibile e come implementare i bus "Profi" nella tua applicazione per micro.
ITALY - it.profibus.com

C'è tutto un percorso di richiesta, implementazione test e certificazione per poter implementare il protocollo/protocolli.

Non sono esperto in materia, ma ricordo che durante un mio vecchio impiego chiedemmo ad un nostro fornitore di schede elettroniche custom, se poteva implementare il protocollo Profinet per gestire più facilmente la parametrizzazione della scheda (basato su micro) inviando parametri tramite PLC (al posto di scriverli noi con applicativo per Windows che comunicava in RS485 con la scheda tramite collegamento diretto).
Si era informato, e alla fine abbiamo rinunciato per tempi e costi eccessivi, e parlo di Profinet.

A te serve il Profisafe, come ti hanno già detto c'è anche tutto il discorso di sicurezza da gestire...

Modificato: 25 novembre 2023 da dina_supertramp

[drn5]

1 ora fa, mdc93 ha scritto:

La mia domanda è quindi: come si fa solitamente nel mondo industriale?

Si usano prodotti certificati e non ci si inventano soluzioni "particolari" a meno che chi poi ti certifica l'impianto accetti il tuo "sistema".

Le isole robotiche possono causare danni anche seri...

Già l'affermazione che il costo di un plc "alzerebbe i costi" mi sembra poco professionale....

[Roberto Gioachin]

Oltretutto si parla di ProfiSafe, non di Profinet, l'utilizzo di questo protocollo è destinato alle apparecchiature di sicurezza, le apparecchiature per la comunicazione con questo protocollo sono ridondanti, in pratica se devi fare un master Profisafe dovresti utilizzare due microprocessori in parallelo. 

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Di acquistare prodotti certificati.

Se non hai un budget di diverse migliaia di Euro questo è l'unico suggerimento che ti darei anch'io.

[batta]

5 ore fa, mdc93 ha scritto:

Il problema sarebbe dover poi implementare il PROFISAFE da zero lato firmware, che penso sia alquanto ardua

Al di là della difficoltà di sviluppare SW e FW (che ti costerebbe più di un PLC), ma poi, chi certifica la sicurezza?
Se qualcuno si fa male o, peggio, muore, chi paga i danni e chi va in galera, con un sistema senza certificazioni?

 

38 minuti fa, drn5 ha scritto:

Già l'affermazione che il costo di un plc "alzerebbe i costi" mi sembra poco professionale...

Assolutamente d'accordo. Stiamo parlando di una applicazione industriale o di un giocattolo? Sulla sicurezza non si può lesinare.
Se non vuoi usare un PLC di sicurezza, usa moduli di sicurezza elettromeccanici, importante è che il robot sia sicuro.

[leleviola]

Ma scusa hai il protocollo Profisafe sulla cella Robotica da quello che mi sembra di capire? Oppure hai il Profinet sul Robot? Il PLC o almeno una logica di controllo suppongo ce l'abbia la cella robotica, usi quella per fare la logica di controllo dei dispositivi di sicurezza ammesso che sia Profisafe e utilizzi delle unità IO esterne o di terze parti che supportino il Profisafe per effettuare il controllo hardaware dei dispositivi, un PLC esterno forse potrebbe sembrare eccessivo se hai una logica sul Robot ma in genere il controllo della logica da un PLC è più semplice, tutto si può fare ma può dipendere anche dai tempi da perdere per organizzare il tutto. Per esperienza personale il Robot in genere è un mero esecutore di posizionamenti, il controllo di processo in genere si può far fare a un PLC con logica Safe o no, il Robot esegue i comandi che gli vengono inviati dal PLC. In genere i Robt hanno oltre al controllo della propria logica di controllo di movimento anche la possibilità di fare un controllo di logica di processo ma in genere questa sezione è meno potente di una logica di controllo di processo di un PLC vero e proprio e per questo dico che è meglio gestire la logica di processo da un PLC vero e proprio, tutto si può fare come dicevo ma dipende anche dai tempi e costi di relaizzazione di tutta la logica sulla cella Robotica. Spero di aver capito qual'era la problematica almeno credo.

[Livio Orsini]

2 ore fa, mdc93 ha scritto:

È una cella robotica, non mi posso sbilanciare di più.

 

Chiedi aiuto per risolvere un poblema e non vuoi dare le informazioni richieste? Non è il modo migliore per ricevere collaborazione.

La domanda di fondo è: Devi comunicare con dispositivi di sicurezza?

Se la risposta è no, la domanda è perchè Prosafe e non altro bus?

Se la risposta è si, allore ritorno al punto di partenza: devi usare solo dispositivi certificati!!

Per queste cose non c'è posto per I2C, SPI et simila.

La sicurezza è un affare serio, però sembra che non lo si voglia recepire. Poi, quando accadono incidenti, spesso con danni irreversibili a persone e cose, si piange!

Modificato: 25 novembre 2023 da Livio Orsini

[mdc93]

24 minuti fa, leleviola ha scritto:

Ma scusa hai il protocollo Profisafe sulla cella Robotica da quello che mi sembra di capire? Oppure hai il Profinet sul Robot? Il PLC o almeno una logica di controllo suppongo ce l'abbia la cella robotica, usi quella per fare la logica di controllo dei dispositivi di sicurezza ammesso che sia Profisafe e utilizzi delle unità IO esterne o di terze parti che supportino il Profisafe per effettuare il controllo hardaware dei dispositivi, un PLC esterno forse potrebbe sembrare eccessivo se hai una logica sul Robot ma in genere il controllo della logica da un PLC è più semplice, tutto si può fare ma può dipendere anche dai tempi da perdere per organizzare il tutto. Per esperienza personale il Robot in genere è un mero esecutore di posizionamenti, il controllo di processo in genere si può far fare a un PLC con logica Safe o no, il Robot esegue i comandi che gli vengono inviati dal PLC. In genere i Robt hanno oltre al controllo della propria logica di controllo di movimento anche la possibilità di fare un controllo di logica di processo ma in genere questa sezione è meno potente di una logica di controllo di processo di un PLC vero e proprio e per questo dico che è meglio gestire la logica di processo da un PLC vero e proprio, tutto si può fare come dicevo ma dipende anche dai tempi e costi di relaizzazione di tutta la logica sulla cella Robotica. Spero di aver capito qual'era la problematica almeno credo.

Allora il robot ha tutti i protocolli possibili ed immaginabili tra cui anche il PROFISAFE. La mia domanda è: qualora io legga dei sensori con un micro (perché non sono i classici PNP o NPN induttivi con uscita alta/bassa, ma hanno I2C) come posso implementare sul micro, sulla base della lettura dei sensori, la comunicazione via PROFINET con il robot? Devo avere la catena micro—>PLC—-> controllore del robot? Scusate l’ignoranza ma vorrei capire le opzioni possibili. 

[Roberto Gioachin]

3 minuti fa, mdc93 ha scritto:

Allora il robot ha tutti i protocolli possibili ed immaginabili

Se è così implementa una comunicazione in Modbus/TCP, risulta enormemente più alla portata

[Livio Orsini]

5 minuti fa, mdc93 ha scritto:

non sono i classici PNP o NPN induttivi con uscita alta/bassa, ma hanno I2C

 

Mi sembra strano che in ambiente industriale sia prevista un'interfaccia con bus i2C che, in genere, è un bus usato per comunicazioni interne ad apparecchiatare e per distanze molto limitate.

Ancora più strano che si impieghino sensori di questo tipo in ambiente industriale.

Sensori su bus, in ambiente industriale vanno su Profibus, DeviceNet, Modbus, e altri bus industriali certificati.

Modificato: 25 novembre 2023 da Livio Orsini

[pigroplc]

La sicurezza di un sistema di automazione passa da componenti elettromeccanici certificati. Tu sei libero di sviluppare qualsiasi diavoleria con qualsiasi dispositivo ti piaccia, salvo poi vincolare qualsiasi movimento secondo l'analisi dei rischi effettuata dal costruttore o terzi. Ci sono in commercio dispositivi certificati tipo PILZ o REER che puoi tranquillamente accoppiare al tuo sistema di automazione senza usare Profisafe. 

Una cella robotica che dispone di interfaccia Profisafe più facilmente avrà dei contatti puliti duplicati per gestione STO, SLS1 e 2 ecc. 

Sono quelli che dovrai utilizzare per garantire la sicurezza del tuo sistema di automazione.

[Roberto Gioachin]

1 ora fa, mdc93 ha scritto:

come posso implementare sul micro, sulla base della lettura dei sensori, la comunicazione via PROFINET con il robot?

@pigroplc Come vedi ha cambiato termine, adesso parla di Profinet e non di Profisafe, probabilmente pensava che i due fossero la stessa cosa o comunque dedicati entrambi alla comunicazione di processo, ma aspettiamo chiarimenti.

[mdc93]

8 minuti fa, Roberto Gioachin ha scritto:

@pigroplc Come vedi ha cambiato termine, adesso parla di Profinet e non di Profisafe, probabilmente pensava che i due fossero la stessa cosa o comunque dedicati entrambi alla comunicazione di processo, ma aspettiamo chiarimenti.

PROFISAFE pardon

[leleviola]

3 ore fa, mdc93 ha scritto:

 come posso implementare sul micro, sulla base della lettura dei sensori, la comunicazione via PROFINET con il robot? Devo avere la catena micro—>PLC—-> controllore del robot? Scusate l’ignoranza ma vorrei capire le opzioni possibili. 

come detto sopra per le sicurezze o certifichi tu o prendi prodotti certificati, se hai il Profisafe devi prendere dispositivi che ti leggano gli IO che hai, non conosco cosa siano I2C ma devi usare qualcosa che possa utilizzarli in maniera certificata e al limite anche solo stazioni IO ma certificate, non è necessario che siano PLC, se hai Profisafe su Robot vuol dire che il Robot ha un controllore certificato di sicurezza a meno che la presenza del protocollo Profisafe sia solo per attuarne la movimentazione in totale sicurezza cioè non sia presente il controllore di sicurezza e devi quindi aggiungerne uno tu di tua autonomia, alora ti serve un controllore esterno di sicurezza che abiliti alla movimentazione il Robot con il protocollo Profisafe

[Colonial54]

Do un idea dei costi di certificazione:

Alcuni anni fa in Francia abbiamo dovuto certificare con Bureau Veritas un apparecchiatura molto semplice: una tramoggia di svuotamento big bag con un trasporo pneumatico ed un paranco Demag gia certificato ma che abbiamo dovuto ricertificare cosi come i tasselli certificati Fisher con relativo carotaggio del pavimento (650 euro per fare un buco da 4 cm) : 47000 euro + le spese dei certificatori, il velore dell'apparechiatura da certificare era inferiore al valore della certificazione ma tant'e'.

Modificato: 26 novembre 2023 da Colonial54

[Livio Orsini]

1 ora fa, Colonial54 ha scritto:

il velore dell'apparechiatura da certificare era inferiore al valore della certificazione ma tant'e'.

 

Questa è una delle ragioni per cui chi fa certificare i propri prodotti lo fa perchè intende produrne migliaia su cui suddividere le spese di certificazione.

Modificato: 26 novembre 2023 da Livio Orsini

[mdc93]

Grazie a tutti per l’interazione. Ne approfitto per chiedere un’ulteriore cosa. C’è differenza ovviamente tra far certificare una cella robotica (immagino che i 47k siano riferiti alla certificazione della cella) che a certificare un prodotto pensato per la safety (esempio SIL2). Ovviamente la seconda strada è molto più “sanguinosa” in termini di costi e complessità. La mia domanda riguarda la componentistica elettronica che hanno i SIL2, se ci fossero IC certificati o addirittura micro certificati per l’implementazione del PROFISAFE. Non so se conoscete INXPECT (radar utilizzati per la sicurezza di macchine certificati SIL2) loro hanno vari tipi di controller a cui attaccano le singole unità radar. Tra i vari controller ci sono quelli con PROFISAFE, MODBUS…ecco ulteriore cosa che non capisco. Se garantiscono la certificazione SIL2, come mai un loro modello di controller ha esclusivamente MODBUS e non il PROFISAFE? Si può utilizzare quindi il MODBUS anche per un dispositivo di sicurezza? Grazie

[Ctec]

2 ore fa, mdc93 ha scritto:

Si può utilizzare quindi il MODBUS anche per un dispositivo di sicurezza?

Si, purché il protocollo non intervenga nelle operazioni di sicurezza.

Spiego. Alcuni PLC di sicurezza sono certificati per la sicurezza, cioè hanno tutte le caratteristiche per farlo. Per esempio, generano un segnale STO da inviare a un inverter o un servo. Ma questo avviene su una linea hardware.

Contemporaneamente, per esempio tramite un PLC, è possibile interrogare lo stato di quel segnale STO, senza in alcun modo influenzarlo, mediante il protocollo esterno (addirittura anche via RS232 su quelli vecchi).

La sicurezza e i dati comunicati sono su due livelli separati e distinti.

Se invece quel segnale STO deve andare alla destinazione mediante bus dati, allora questo deve essere certificato di sicurezza (Profisafe, Ethercat safe, ecc), perché interviene direttamente sulla funzione di sicurezza.

 

Quindi, se per esempio il tuo oggetto non ha funzione di sicurezza o quello che devi comunicare non ha assolutamente niente a che fare con la sicurezza (salvo il monitoraggio), allora puoi usare il protocollo industriale che ti aggrada (Profinet, Ethercat, Ethernet/IP, ecc) e in questo caso consiglio vivamente il Modbus/TCP che essendo libero ti fornisce tutte le librerie che vuoi.

[mdc93]

3 ore fa, Ctec ha scritto:

Si, purché il protocollo non intervenga nelle operazioni di sicurezza.

Spiego. Alcuni PLC di sicurezza sono certificati per la sicurezza, cioè hanno tutte le caratteristiche per farlo. Per esempio, generano un segnale STO da inviare a un inverter o un servo. Ma questo avviene su una linea hardware.

Contemporaneamente, per esempio tramite un PLC, è possibile interrogare lo stato di quel segnale STO, senza in alcun modo influenzarlo, mediante il protocollo esterno (addirittura anche via RS232 su quelli vecchi).

La sicurezza e i dati comunicati sono su due livelli separati e distinti.

Se invece quel segnale STO deve andare alla destinazione mediante bus dati, allora questo deve essere certificato di sicurezza (Profisafe, Ethercat safe, ecc), perché interviene direttamente sulla funzione di sicurezza.

 

Quindi, se per esempio il tuo oggetto non ha funzione di sicurezza o quello che devi comunicare non ha assolutamente niente a che fare con la sicurezza (salvo il monitoraggio), allora puoi usare il protocollo industriale che ti aggrada (Profinet, Ethercat, Ethernet/IP, ecc) e in questo caso consiglio vivamente il Modbus/TCP che essendo libero ti fornisce tutte le librerie che vuoi.

Ok chiarissimo chiedo ulteriore cosa per chiarezza. I robot (ho esperienza sui collaborativi) hanno I/O dedicati a stop di categoria 0 e 1(li chiamano Emergency stop e protective stop) oppure comandi software specifici per fermare il robot, alcuni hanno il così detto SafeGuard sempre attraverso I/O. Ecco per esempio che mi sorgono alcune domande: se con il micro volessi comandare il gate di un mos che a sua volta pilota un relé di sicurezza che agisce sugli I/O di sicurezza del robot per fermarlo, è considerabile safety o il micro ha bisogno di specifiche particolare sugli I/O stessi? Nel caso invece via software e non agendo sugli I/O volessi far scattare le sicurezze dovrei quindi usare un protocollo safety e non modbus (per esempio se scrivo qualcosa su un registro modbus con il micro parte sul controllore del robot un interrupt che chiama lato software il comando di stop del robot, non è considaribile safety?). Quindi mi rifaccio al caso INXPECT che ha controller che non hanno PROFISAFE ma solo MODBUS ed I/O ma è certificato SIL2… lo stop del robot in quel caso viene fatto esclusivamente con I/O ed il MODBUS viene usato per altro; mentre è safe il protocollo di comunicazione che va dal radar al controller?

Modificato: 26 novembre 2023 da mdc93