Micro Application Example

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Micro Application Example
Commutazione orientata alla sicurezza in reti ASInterface (con S7-200, AS-i-Master CP 243-2 e
monitor di sicurezza)
Micro Automation Set 7
Nota bene
ID articolo: 21690134
Nota bene
I Micro Automation Set non sono vincolanti e non pretendono di essere completi
per quanto concerne la configurazione, l’equipaggiamento e qualsiasi altra
circostanza. I Micro Automation Set non costituiscono soluzioni personalizzate,
ma forniscono esclusivamente un supporto per applicazioni tipiche. La
responsabilità del corretto funzionamento dei prodotti descritti è a vostro carico.
I Micro Automation Set non sollevano dall’obbligo di utilizzare, installare,
mettere
in
funzione
ed
effettuare
interventi
di
manutenzione
sull’apparecchiatura in sicurezza. Utilizzando questi Micro Automation Set
accettate il fatto che Siemens non è responsabile di eventuali danni. Ci
riserviamo il diritto di apportare modifiche senza preavviso in qualsiasi momento
ai Micro Automation Set. In caso di discordanza fra le raccomandazioni riportate
nei Micro Automation Set e altre pubblicazioni Siemens, come i cataloghi, ha la
priorità il contenuto dell’altra documentazione..
Garanzia, responsabilità e supporto
Copyright © Siemens AG 2006 All rights reserved
Set7_DocTech_v1d1_it.doc
Si declina ogni responsabilità per le informazioni contenute nel presente
documento.
La nostra responsabilità, qualunque sia il motivo giuridico, per gli esempi, le
indicazioni, i programmi, i dati di progettazione e di prestazione, ecc., descritti
nei Micro Automation Set, è esclusa; tale esclusione non trova applicazione, per
es., nei casi di dolo, colpa grave, violazione della vita, del corpo o della salute,
assunzione di garanzia per lo stato della cosa, reticenza dolosa di un vizio o
violazione di obblighi contrattuali fondamentali ai sensi della legge sulla
responsabilità dei prodotti. Tuttavia, il risarcimento del danno per violazione
degli obblighi contrattuali fondamentali è limitato al danno prevedibile intrinseco
nel contratto, tranne in caso di dolo, colpa grave o violazione della vita, del
corpo o della salute. Tali disposizioni non implicano una modifica dell'onere
della prova a vostro scapito.
Copyright© 2006 Siemens A&D. La distribuzione o la duplicazione di
questi Micro Automation Set o dei relativi estratti non è consentita, salvo
esplicito consenso da parte di Siemens A&D.
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Premessa
Premessa
I Micro Automation Set sono configurazioni di automazione efficienti e
testate sulla base di prodotti standard A&D ai fini della realizzazione
semplice, rapida e conveniente di piccoli compiti di automazione. Ogni
singolo Micro Automation Set si riferisce a un task settoriale ricorrente
legato a un tipico problema riscontrato dai clienti nel campo di potenza
inferiore.
Per questi task settoriali troverete con l'ausilio dei Set le risposte su quali
prodotti sono necessari e su come funzionano.
Per realizzare la funzionalità alla base di questo Set, è possibile impiegare
anche, in base alle esigenze dell'impianto, una serie di altri componenti (ad
es. altre CPU, alimentatori, ecc.). Per questi componenti consultare i
rispettivi cataloghi di SIEMENS A&D.
I Micro Automation Set si trovano al seguente link:
http://www.siemens.de/microset
Indice.......................................................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
1
Campi di impiego e vantaggi........................................................................ 4
2
Configurazione .............................................................................................. 6
3
Componenti hardware e software................................................................ 7
4
Principio di funzionamento .......................................................................... 9
5
Configurazione del software di startup ..................................................... 10
5.1
Note preliminari ............................................................................................. 10
5.2
Download del codice di startup ..................................................................... 10
5.3
Configurazione dei componenti ..................................................................... 11
6
Demo Live .................................................................................................... 14
6.1
Comando....................................................................................................... 14
7
Dati tecnici ................................................................................................... 15
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Campi di impiego e vantaggi
1
Campi di impiego
AS-i è un sistema nel quale vengono collegati a livello di campo terminali
orientati al processo (sensori, attuatori e apparecchi di comando).
Il monitor di sicurezza impiegato in questa configurazione consente di
integrare componenti di sicurezza come interruttori di arresto d'emergenza
o interruttori di posizione direttamente in una rete AS-Interface. Questi sono
completamente compatibili con i noti componenti AS-Interface e vengono
utilizzati insieme sulla linea AS-Interface.
Reti AS-i esistenti possono essere ampliate senza problemi con
componenti di sicurezza.
Il bus AS-i viene impiegato ad es. in:
• catene di lavorazione,
• impianti di produzione,
• tecnologia di trasporto e di stoccaggio,
• impianti di lavorazione,
• fonderie e
• nel comando di processo.
Nota bene
Nel Micro Automation Set 16 "Comunicazione di S7-200 e LOGO! nella rete ASInterface", la comunicazione della rete AS-Interface viene trattata incentrando
l'attenzione sul collegamento in rete del modulo logico LOGO!.
In questo capitolo troverete altre informazioni sulla definizione dei task.
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Vantaggi
• I sensori e i monitor possono essere collegati in una posizione qualsiasi
della rete AS-Interface
• I monitor di sicurezza sono disponibili con uno o due circuiti di
abilitazione
• È possibile utilizzare più monitor in una rete
• Integrazione di diversi componenti di sicurezza a AS-Interface,
come ad esempio:
▪ ARRESTO D'EMERGENZA
▪ Interruttore porta di protezione
▪ Barriere e griglie fotoelettriche di -sicurezza
• Non è necessario alcun PLC fail-safe e/o master speciale
• Configurazione semplice del sistema grazie alla tecnica AS-Interface
standardizzata, massima semplicità di cablaggio grazie ai cavi ASi e alla
tecnica di bloccaggio con morsetti ASi dei componenti (vedi messa in
funzione)
• Configurazione semplificata mediante la Procedura guidata AS-Interface
integrata in STEP7-Micro/WIN
• Dati protetti e dati standard su un bus
• Possibilità di ampliare in modo rapido e semplice i sistemi esistenti
• Possibilità di raggruppamento dei segnali sicuri
• Integrazione dei segnali di sicurezza nella diagnostica dell'impianto
• Omologazione fino alla categoria 4 secondo EN 954-1
• Il master è indicato per gli slave ASi A/B
• Safety at Work è certificato dal TÜV
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Configurazione
2
Configurazione
L'immagine seguente illustra la configurazione del Micro Automation Set 7.
Figura 2-1
PC/PG
Mushroom
actuator
Adapter cable serial interface safety monitor
L1 N
24V
PC/PPI-Cable
serial
interface
PE N L1
+ -
+ 24V
Safe SiGUARD SiGUARD
LOGO! Power S7-222 CPU CP 243-2
Compact
24V 1,3A
AS-I Master module K60 module Position NOT-AUS
K45F
switch
L1 N PE
Safety
monitor
AS-I Power
supply
Fail-safe area
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Componenti hardware e software
3
Prodotti
Tabella 3-1
Componente
MLFB / Numeri d’ordine
LOGO! Power 24 V/1,3 A
CPU S7-200
CPU 222
6ES7212-1BB23-0XB0
Modulo di ampliamento
CP 243-2 (master AS-i)
Modulo compatto K60
4DE/4DA
per montaggio a parete
Modulo compatto sicuro
K45F
per montaggio a parete
Adattatore F con arresto
d'emergenza SiGUARD
Pulsante ARRESTO
D'EMERGENZA
SiGUARD a fungo
Interruttore di posizione
SiGUARD con adattatore
F
6GK7 243-2AX01-0XA0
Monitor di sicurezza AS-i
Alimentatore di rete AS-i
Alimentatore di rete AS-i
30V 3,0A (semplice)
Piastra di montaggio K60
Modulo AS-i (sicuro)
Piastra di montaggio K45
ARRESTO D'EMERGENZA
AS-i
Elemento di azionamento
Sensore AS-i sicuro con
collegamento diretto
6EP1331-1SH02
Q.tà
*
Alimentatore di rete
Modulo AS-i
Tipo
1
*
1
*
1
3RK1901-0CA00
1
3RK1 205-0BQ00-0AA3
1
3RK1901-2EA00
1
3SF5402-1AA03
1
*
1
*
1
3RK1 105-1AE04-0CA0
*
1
3RX9501-0BA00
1
3SF3 200-6GV00-0BA1
SIEMENS A&D
1
3RK1 400-1DQ00-0AA3
3SB3 000-1HA20
Fabbricante
Accessori
Tabella 3-2
Componente
Tipo
Linea AS-i gialla
Linea AS-i profilata, gialla
Linea AS-i profilata, nera,
per tensione ausiliaria
esterna
3RX9010-0AA00
1
3RX9023-0AA00
1
Adattatore AS-Interface
3RK1901-3QM00
Cavo PC/PPI
(con attacco COM)
6ES7901-3CB30-0XA0
Cavo USB/PPI
(con attacco USB)
6ES7901-3DB30-0XA0
Cavo MPI
(con collegamento
mediante CP)
6ES7901-0BF00-0AA0
Linea AS-i nera
Presa di tensione per
alimentatore di carico
Opzionale (ad es.
collegamento della CPU
alla corrente di carico)
Cavo di collegamento
PG/PC ↔ S7-200 CPU
(alternativa)
Kit di cavi
Apparecchio
d'indirizzamento
Collegamento PC/monitor
3RK1901-5AA00
di sicurezza e monitor
S/monitor S
Apparecchio
3RK1904-2AB01
d'indirizzamento AS-i
Q.tà
Fabbricante
SIEMENS A&D
1
1
1
* Disponibili altre potenze/versioni
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Strumenti/software di configurazione
Tabella 3-3
Componente
Tipo
STEP7 Micro/WIN
V4.0 SP3
per la configurazione
dell'applicazione nel
monitor di sicurezza
6ES7810-2CC03-0YX0
1
3RK1802-2FB06-0GA0
1
Software
Fabbricante
SIEMENS A&D
Per utilizzare il software e gli strumenti di configurazione è necessario un
PG (ad es. Field PG) o un PC con interfaccia seriale libera!
Nota bene
Q.tà
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Principio di funzionamento
4
Principio di funzionamento
Dal punto di vista tecnologico, la configurazione è costituita da due
elementi (elemento di sicurezza/elemento standard) che utilizzano un bus
AS-i comune.
L'elemento standard della rete AS-i svolge compiti standard del livello di
campo, come ad es. il comando macchine. Nell'elemento di sicurezza, gli
utenti (come ad es. arresto d'emergenza e monitor di sicurezza)
comunicano tra loro indipendentemente da ciò che avviene nell'altro
elemento (arresto d'emergenza).
Elemento standard
Ad una CPU S7-200 è collegato un modulo di ampliamento AS-i CP243-2.
Si tratta di un master AS-i. In una rete AS-i è presente solo un master che
richiede ad intervalli definiti i dati degli altri utenti (slave) (polling). Grazie
all'integrazione del modulo AS-i CP243-2 è possibile utilizzare nel
programma della CPU SIMATIC S7-200 gli ingressi/le uscite
digitali/analogici. Per il corretto funzionamento di una rete AS-i è
fondamentale che vi sia una corretta alimentazione di tensione (30V DC)
per il bus AS-i.
Uno degli utenti AS-i (slave) è ad es. il modulo AS-i K60 utilizzato in questa
configurazione. I 4 ingressi e le 4 uscite digitali possono essere comandate
e/o lette dalla CPU con l'apparecchio d'indirizzamento AS-i dopo aver
indirizzato in modo univoco il modulo K60.
Elemento di sicurezza:
I segnali dei sensori di sicurezza (modulo sicuro K45F con 2 ingressi
digitali, interruttore di posizione e arresto d'emergenza con collegamento
diretto) vengono valutati da un monitor di sicurezza.
È necessario configurare il monitor di sicurezza. In questa configurazione
devono essere definite le condizioni di attivazione e disattivazione e gli
slave sicuri del circuito di abilitazione da controllare.
Il monitor di sicurezza controlla non solo i segnali di commutazione dei
sensori di sicurezza, bensì anche il corretto funzionamento della
trasmissione dati. I sensori e il monitor possono essere collegati in una
posizione qualsiasi della rete AS-Interface. È possibile utilizzare più monitor
in una rete.
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Configurazione del software di startup
5
5.1
Note preliminari
Per lo startup vengono offerti come download esempi software con codice
e parametri di test. Gli esempi software sono di supporto nei primi passi e
test con il Micro Automation Set. Essi consentono un rapido test delle
interfacce hardware e software tra i prodotti descritti nel Micro Automation
Set.
Gli esempi software sono sempre assegnati al componente utilizzato nel
set e illustrano la loro interazione base. Non rappresentano tuttavia alcuna
applicazione reale nel senso di una risoluzione ad un problema tecnico con
caratteristiche definibili.
5.2
Download del codice di startup
Gli esempi software si trovano alla pagina HTML dalla quale è stato
scaricato questo documento.
Tabella 5-1
N.
V1.1
Nome file
1
Set7_S7-200_V1d1_en.mwp
2
Set7_SafetyMonitor_V1d1_en.AS2
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Contenuto
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5.3
Configurazione dei componenti
A questo punto si presuppone che sul vostro computer sia installato il
software necessario e che voi abbiate sufficiente familiarità con le
funzioni base del software.
Nota bene
Configurazione di S7-200 con il progetto Micro/WIN
Tabella 5-2
N.
Funzione
Nota
1.
•
Collegare i prodotti alla tensione di alimentazione
come illustrato nello schema di configurazione, alla
linea bus AS-Interface e alla linea AS-Interface per la
tensione ausiliaria esterna
2.
•
Assegnare i seguenti indirizzi con l'apparecchio di
indirizzamento:
N.
progr.
Nota
Componente
Adattatore F con
arresto d'emergenza
SiGUARD
Modulo compatto
sicuro K45F
Modulo compatto K60
4DE/4DA
Interruttore di posizione
SiGUARD con
adattatore FMonitor di sicurezza
AS-i
1.
2.
3.
4.
5.
3.
•
•
Indirizzi
Componenti sicuri
3
Componenti sicuri
5
11
Componenti
standard
Componenti sicuri
19
27
Componenti sicuri
Collegare il vostro sistema di creazione (PG/PC) in
base alla rispettiva interfaccia disponibile utilizzando il
cavo di collegamento di cui alla Tabella 3-2 alla CPU
S7-200. Se si utilizza il cavo PC/PPI e/o USB/PPI
selezionare in STEP7 Micro/WIN il rispettivo
collegamento locale (COMx, USB).
Regolare i DIP switch del cavo PC/PPI come indicato
di seguito:
1
2
3
4
5
6
7
8
0
0
0
0
1
0
0
0
4.
Aprire il progetto S7-200 allegato Tabella 5-1 con l'ausilio
di STEP7 Micro/WIN
5.
Commutare la CPU S7-200 su STOP e caricare il
programma nella CPU.
V1.1
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N.
Funzione
Nota
6.
Aprire la configurazione del monitor di sicurezza ASinterface di cui alla Tabella 5-1 con il software ASiMon
7.
Collegare PC e monitor di sicurezza con il kit di cavi di cui Verificare la corretta
alla Tabella 3-2.
impostazione delle porte Com
utilizzate.
8.
Trasmettere la configurazione al monitor di sicurezza
Per una descrizione
dettagliata di AsiMon
consultare il file pdf che si
trova in Help>Help Topics…
e/o cliccando sul rispettivo
pulsante
•
•
Nota bene
Accertarsi che il monitor di
sicurezza si trovi in modo
Configurazione.
Nel caso di un monitor di
sicurezza nuovo, prima di
effettuare il trasferimento,
è necessario modificare la
password di default
"SIMON".
Nel caso di un monitor di sicurezza < versione 2.0, prima del
trasferimento della configurazione, è necessario indicare il volume
funzionale nella finestra Information about monitor and bus (Menu Edit).
Salvare la configurazione modificata.
(Le configurazioni per monitor di sicurezza < V2.0 vengono salvate da
AsiMon con l'estensione ".ASI".)
V1.1
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12/16
N.
Funzione
Quindi viene chiesto se si desidera effettuare il
riconoscimento delle sequenze dei codici. Rispondere
affermativamente alla domanda dopo aver messo gli
ingressi degli slave di sicurezza su "ON" (= logica "1").
10.
Dopo aver letto le tabelle dei codici, il monitor di
sicurezza invia il protocollo di configurazione ad AsiMon.
Dopo averla controllata, abilitare la configurazione da
Monitor>Enable….
11.
Avviare il monitor di sicurezza da Monitor>Start.
12.
•
9.
V1.1
Configurare AS-Interface nel CP 243–2
1. Accertarsi che la CPU S7-200 si trovi in STOP.
2. Modificare il modo di configurazione
(premere "SET") se il CP non si trova già in questa
modalità.
3. Controllare la configurazione degli slave (dal tasto
"DISPLAY").
4. Se la configurazione degli slave è corretta, passare
alla modalità protetta (premere "SET")
5. Commutare la CPU S7-200 in RUN.
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Nota
Precisazioni relative al punto
2: In modo di configurazione
si accende il LED "CM".
Precisazioni relative al punto
3: Valutazione della fila
inferiore di LED (vedi manuale
del CP 243-2)
13/16
Demo Live
6
Demo Live
6.1
Comando
N.
Compito
Procedimento
1.
Abilitare il circuito di ARRESTO
D'EMERGENZA
1. L'interruttore di ARRESTO D'EMERGENZA o
l'interruttore di fine corsa non devono essere
attivi!
2. Chiudere brevemente entrambi i contatti del
modulo di sicurezza K45F.
3. Sentirete il relè attivarsi nel monitor di sicurezza
e ne individuerete l'abilitazione dal rispettivo
LED2 (verde).
2.
Attivare l'ARRESTO
D'EMERGENZA
Azionare il pulsante di ARRESTO D'EMERGENZA o
il fine corsa. Il relè nel monitor di sicurezza si
disattiva e si accendono i rispettivi LED 1 (giallo) e 3
(rosso).
3.
Commutare le uscite AS-i non
sicure
I 4 ingressi del modulo K60 sono collegati mediante
software alle uscite digitali Q0.0…Q0.3 della CPU
S7-200 per facilitare il controllo funzionale. Gli
ingressi digitali I0.0…I0.3 della CPU sono altresì
collegati alle 4 uscite del modulo K60.
Nota bene
V1.1
Nella tabella di stato in STEP7 Micro/WIN è possibile visualizzare tutti i
segnali digitali del bus AS-i. Lo sfarfallio dei segnali di sicurezza dipende
dal fatto che i rispettivi slave non trasmettono uno stato di commutazione,
bensì un codice di sicurezza che viene analizzato dal monitor di
sicurezza.
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Dati tecnici
7
Dati tecnici
Alimentatore di rete LOGO! Power 24 V, 1,3 A
Parametro
Numero/grandezza/campo
Tensione di alimentazione
Tensione di uscita
Corrente di uscita
Dimensioni (largh. × H × prof.) in mm
AC 100-240 V
DC 24 V
1,3A
54 (3 TE) × 90 × 55
Note
Regolabile mediante potenziometro
SIMATIC S7-200, CPU 222
Parametro
Tensione di alimentazione
Da DC 20,4 a 28,8 V o da AC 85 a
264 V
Corrente di uscita moduli di
ampliamento
340 mA
Memoria di programma / Memoria dati
4 kByte / 2 kByte
Interfacce
Interfaccia di comunicazione RS 485,
bus di ampliamento per moduli
Tipo di protezione
IP 20
Note
secondo IEC 529
Modulo di ampliamento CP 243-2 (master AS-i)
Parametro
Specifica AS-Interface
Collegamento AS-Interface
Corrente assorbita
mediante AS-Interface
mediante bus posteriore
V 2.1
2xmorsetti
Dimensioni (Largh. x H x Prof.) in mm
Peso
Note
max. 100 mA
tip. 220 mA con DC 5 V
71,2 x 80 x 62 (H+16 mm con fori
per fissaggio al muro)
circa 250 g
Modulo AS-i, modulo compatto K60 4DE/4DA
Parametro
Note
Tensione di esercizio
Corrente totale assorbita in mA
Ingressi
Uscite
Alimentazione esterna di tensione
DC24V
Tipo di protezione
Da 26,5V a 31,6V
≤ 270
4 ingressi
4 uscite
mediante cavo piatto nero ASInterface
IP 67
secondo specifica AS-Interface
Nota bene
Per l'alimentazione dei circuiti di uscita è necessaria un'alimentazione esterna
supplementare (AUX POWER) da 24 V DC. L'alimentazione supplementare
deve essere conforme alla norma VDE 0106 (PELV), classe di protezione III.
Il modulo viene montato sulla piastra di montaggio per K60.
V1.1
11.04.2006
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Dati tecnici
Modulo AS-i (sicuro), modulo compatto sicuro K45F, 2F-IN
Parametro
Tensione di esercizio secondo specifica
AS-Interface in V
Ingressi
Tipo di protezione
Nota bene
Note
Da 26,5 a 31,5
≤ 45
2 ingressi
IP 67
Il modulo viene montato sulla piastra di montaggio per K45.
Adattatore F (per ARRESTO D'EMERGENZA AS-i SiGUARD e interruttore di
posizione AS-i)
Parametro
Esecuzione
Tensione di esercizio in V
2 ingressi sicuri
Da 26,5 a 31,5
< 45
Contatto di commutazione
meccanico
disponibile
Contatti a vite, amovibili
Sensori
Certificato AS-Interface
Collegamento
Nota bene
Note
L'elemento di azionamento ARRESTO D'EMERGENZA a fungo viene montato
sull'adattatore F, formando così l'interruttore di arresto d'emergenza AS-i.
L'interruttore di posizione AS-i è già montato.
Parametro
Corrente nominale di esercizio
Ie/AC-12
Ie/AC-15
Ie/DC-12
Ie/DC-13
Tempo di risposta
Fino a 250 V, 3A
115 V, 3A 230 V, 3A
Fino a 24 V, 3 A
24 V, 1 A 115 V, 0,1 A 230 V, 0,05 A
< 40 ms
Note
Alimentatore di rete AS-i 30V 3,0A
Parametro
Note
Campo di tensione in V
Uscita
Tensione continua a potenziale
zero
Valore nominale di tensione Ua
Nom in V
Valore nominale di corrente Ia Nom
in A
Limitazione di corrente in A
Protezione di cortocircuito
Da AC 176 a 253 / da 85 a 132
(commutabile), monofase AC
si
secondo specifica AS-Interface
Dimensioni (Largh. x H x Prof.) in mm
50 × 125 × 125
V1.1
30 DC
3,0
tip. 3,5
si
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Fissaggio su guida DIN EN 50 02235 x 7,5 mm, agganciabile
16/16

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