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Micro Application Example

Commutazione orientata alla sicurezza in reti AS-Interface (con S7-200, AS-i-Master CP 243-2 e monitor di sicurezza)

Micro Automation Set 7

Nota bene

Micro Automation Set 7 ID articolo: 21690134

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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 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.

Premessa


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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

http://www.siemens.de/microset

Campi di impiego e vantaggi


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1 Campi di impiego e vantaggi

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 AS-Interface", 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.

Campi di impiego e vantaggi


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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

Configurazione


2 Configurazione

L'immagine seguente illustra la configurazione del Micro Automation Set 7.

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Figura 2-1

S7-222 CPU CP 243-2AS-I Master

Safetymonitor

AS-I Powersupply

SiGUARDNOT-AUS

Compactmodule K60

SiGUARDPositionswitch

SafemoduleK45F

24V

-+

+ -24V

PE N L1L1 N

PC/PG Adapter cable serial interface safety monitor

PC/P

PI-C

able

serialinterface

Fail-safe area

Mushroomactuator

LOGO! Power24V 1,3A

L1 N PE

S7-222 CPU CP 243-2AS-I Master

Safetymonitor

AS-I Powersupply

SiGUARDNOT-AUS

Compactmodule K60

SiGUARDPositionswitch

SafemoduleK45F

24V

-+

+ -24V

PE N L1L1 N

PC/PG Adapter cable serial interface safety monitor

PC/P

PI-C

able

serialinterface

Fail-safe areaFail-safe area

Mushroomactuator

LOGO! Power24V 1,3A

L1 N PE

Componenti hardware e software


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3 Componenti hardware e software

Prodotti Tabella 3-1 Componente Tipo MLFB / Numeri d’ordine Q.tà Fabbricante

Alimentatore di rete LOGO! Power 24 V/1,3 A 6EP1331-1SH02* 1

CPU S7-200 CPU 222 6ES7212-1BB23-0XB0* 1 Modulo di ampliamento CP 243-2 (master AS-i) 6GK7 243-2AX01-0XA0 1

Modulo AS-i Modulo compatto K60 4DE/4DA 3RK1 400-1DQ00-0AA3* 1

Piastra di montaggio K60 per montaggio a parete 3RK1901-0CA00 1

Modulo AS-i (sicuro) Modulo compatto sicuro K45F 3RK1 205-0BQ00-0AA3 1

Piastra di montaggio K45 per montaggio a parete 3RK1901-2EA00 1 ARRESTO D'EMERGENZA AS-i

Adattatore F con arresto d'emergenza SiGUARD 3SF5402-1AA03 1

Elemento di azionamento Pulsante ARRESTO D'EMERGENZA SiGUARD a fungo

3SB3 000-1HA20* 1

Sensore AS-i sicuro con collegamento diretto

Interruttore di posizione SiGUARD con adattatore F

3SF3 200-6GV00-0BA1* 1

Monitor di sicurezza AS-i Monitor di sicurezza AS-i 3RK1 105-1AE04-0CA0* 1

Alimentatore di rete AS-i Alimentatore di rete AS-i 30V 3,0A (semplice) 3RX9501-0BA00 1

SIEMENS A&D

Accessori Tabella 3-2 Componente Tipo MLFB / Numeri d’ordine Q.tà Fabbricante Linea AS-i gialla Linea AS-i profilata, gialla 3RX9010-0AA00 1

Linea AS-i nera Linea AS-i profilata, nera, per tensione ausiliaria esterna

3RX9023-0AA00 1

Presa di tensione per alimentatore di carico Opzionale (ad es. collegamento della CPU alla corrente di carico)

Adattatore AS-Interface 3RK1901-3QM00

Cavo PC/PPI (con attacco COM) 6ES7901-3CB30-0XA0

Cavo USB/PPI (con attacco USB) 6ES7901-3DB30-0XA0 Cavo di collegamento

PG/PC ↔ S7-200 CPU (alternativa) Cavo MPI

(con collegamento mediante CP)

6ES7901-0BF00-0AA0

1

Kit di cavi Collegamento PC/monitor di sicurezza e monitor S/monitor S

3RK1901-5AA00 1

Apparecchio d'indirizzamento

Apparecchio d'indirizzamento AS-i 3RK1904-2AB01 1

SIEMENS A&D

* Disponibili altre potenze/versioni

Componenti hardware e software


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Strumenti/software di configurazione Tabella 3-3 Componente Tipo MLFB / Numeri d’ordine Q.tà Fabbricante STEP7 Micro/WIN V4.0 SP3 6ES7810-2CC03-0YX0 1

Software per la configurazione dell'applicazione nel monitor di sicurezza

3RK1802-2FB06-0GA0 1

SIEMENS A&D

Nota bene Per utilizzare il software e gli strumenti di configurazione è necessario un

PG (ad es. Field PG) o un PC con interfaccia seriale libera!

Principio di funzionamento


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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.

Configurazione del software di startup


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5 Configurazione del software di startup

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. Nome file Contenuto

1 Set7_S7-200_V1d1_en.mwp 2 Set7_SafetyMonitor_V1d1_en.AS2



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

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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. Componente Indirizzi

Nota

1. Adattatore F con arresto d'emergenza SiGUARD

3 Componenti sicuri

2. Modulo compatto sicuro K45F 5 Componenti sicuri

3. Modulo compatto K60 4DE/4DA 11 Componenti

standard

4. Interruttore di posizione SiGUARD con adattatore F-

19 Componenti sicuri

5. Monitor di sicurezza AS-i

Componenti sicuri 27

3. • 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.



N. Funzione Nota

6. Aprire la configurazione del monitor di sicurezza AS-interface di cui alla Tabella 5-1 con il software ASiMon

Per una descrizione dettagliata di AsiMon consultare il file pdf che si trova in Help>Help Topics… e/o cliccando sul rispettivo pulsante

7. Collegare PC e monitor di sicurezza con il kit di cavi di cui alla Tabella 3-2.

Verificare la corretta impostazione delle porte Com utilizzate.

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8. Trasmettere la configurazione al monitor di sicurezza • 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).

Nota bene

Salvare la configurazione modificata. (Le configurazioni per monitor di sicurezza < V2.0 vengono salvate da AsiMon con l'estensione ".ASI".)



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N. Funzione Nota

9. 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. • 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.

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)

Demo Live


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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 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.

Dati tecnici


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7 Dati tecnici

Alimentatore di rete LOGO! Power 24 V, 1,3 A Parametro Numero/grandezza/campo Note Tensione di alimentazione AC 100-240 V Tensione di uscita DC 24 V Regolabile mediante potenziometro Corrente di uscita 1,3A Dimensioni (largh. × H × prof.) in mm 54 (3 TE) × 90 × 55

SIMATIC S7-200, CPU 222 Parametro Numero/grandezza/campo Note

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 secondo IEC 529

Modulo di ampliamento CP 243-2 (master AS-i) Parametro Numero/grandezza/campo Note Specifica AS-Interface V 2.1 Collegamento AS-Interface 2xmorsetti Corrente assorbita mediante AS-Interface max. 100 mA mediante bus posteriore tip. 220 mA con DC 5 V

Dimensioni (Largh. x H x Prof.) in mm 71,2 x 80 x 62 (H+16 mm con fori per fissaggio al muro)

Peso circa 250 g

Modulo AS-i, modulo compatto K60 4DE/4DA Parametro Numero/grandezza/campo Note Tensione di esercizio Da 26,5V a 31,6V secondo specifica AS-Interface Corrente totale assorbita in mA ≤ 270 Ingressi 4 ingressi Uscite 4 uscite Alimentazione esterna di tensione DC24V

mediante cavo piatto nero AS-Interface

Tipo di protezione IP 67

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.

Dati tecnici


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Modulo AS-i (sicuro), modulo compatto sicuro K45F, 2F-IN Parametro Numero/grandezza/campo Note Tensione di esercizio secondo specifica AS-Interface in V Da 26,5 a 31,5

Corrente totale assorbita in mA ≤ 45 Ingressi 2 ingressi Tipo di protezione IP 67

Nota bene 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 Numero/grandezza/campo Note Esecuzione 2 ingressi sicuri Tensione di esercizio in V Da 26,5 a 31,5 Corrente totale assorbita in mA < 45

Sensori Contatto di commutazione meccanico

Certificato AS-Interface disponibile Collegamento Contatti a vite, amovibili

Nota bene 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.

Monitor di sicurezza AS-i Parametro Numero/grandezza/campo Note Corrente nominale di esercizio Ie/AC-12 Fino a 250 V, 3A Ie/AC-15 115 V, 3A 230 V, 3A Ie/DC-12 Fino a 24 V, 3 A Ie/DC-13 24 V, 1 A 115 V, 0,1 A 230 V, 0,05 A Tempo di risposta < 40 ms

Alimentatore di rete AS-i 30V 3,0A Parametro Numero/grandezza/campo Note Campo di tensione in V Da AC 176 a 253 / da 85 a 132 (commutabile), monofase AC Uscita Tensione continua a potenziale zero si secondo specifica AS-Interface

Valore nominale di tensione Ua Nom in V 30 DC

Valore nominale di corrente Ia Nom in A 3,0

Limitazione di corrente in A tip. 3,5 Protezione di cortocircuito si

Dimensioni (Largh. x H x Prof.) in mm 50 × 125 × 125 Fissaggio su guida DIN EN 50 022-35 x 7,5 mm, agganciabile

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