Schneider Electric XPSMF35 Mode d'emploi

XPSMF35
Manuel du matériel
33003382.01
07/2007
2
Table des matières
Consignes de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
A propos de ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Chapitre 1
Vue d'ensemble : XPSMF35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Présentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Chapitre 2
Utilisation et fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Présentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Première mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fonction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Test hors ligne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chapitre 3
23
24
25
26
48
Description du produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Présentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eléments du boîtier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bouton de réinitialisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diodes électroluminescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Câblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Adressage IP et identification du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SafeEthernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conditions de fonctionnement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Caractéristiques techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eléments supplémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
50
53
54
60
63
69
70
76
79
86
3
Annexes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Présentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Annexe A
Schémas de raccordement, exemples d'application
et codes d'erreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Présentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Codes d'erreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Exemples de câblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Configuration des interfaces Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4
Glossaire
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Index
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Consignes de sécurité
§
Informations importantes
AVIS
Veuillez lire soigneusement ces consignes et examiner l'appareil afin de vous
familiariser avec lui avant son installation, son fonctionnement ou son entretien. Les
messages particuliers qui suivent peuvent apparaître dans la documentation ou sur
l'appareil. Ils vous avertissent de dangers potentiels ou attirent votre attention sur
des informations susceptibles de clarifier ou de simplifier une procédure.
L'apposition de ce symbole à un panneau de sécurité Danger ou Avertissement
signale un risque électrique pouvant entraîner des lésions corporelles
en cas de non-respect des consignes.
Ceci est le symbole d'une alerte de sécurité. Il vous avertit d'un risque
de blessures corporelles. Respectez scrupuleusement les consignes de sécurité
associées à ce symbole pour éviter de vous blesser ou de mettre votre vie en
danger.
DANGER
DANGER indique une situation immédiatement dangereuse qui, si elle n'est pas
évitée, entraînera la mort ou des blessures graves.
AVERTISSEMENT
AVERTISSEMENT indique une situation présentant des risques susceptibles de
provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels.
ATTENTION
ATTENTION indique une situation potentiellement dangereuse et susceptible
d'entraîner des lésions corporelles ou des dommages matériels.
33003382 09/2007
5
Consignes de sécurité
REMARQUE
IMPORTANTE
Les équipements électriques doivent être installés, exploités et entretenus par un
personnel d'entretien qualifié. Schneider Electric n'assume aucune responsabilité
des conséquences éventuelles découlant de l'utilisation de cette documentation.
© 2007 Schneider Electric. Tous droits réservés.
6
33003382 09/2007
A propos de ce manuel
Présentation
Objectif du
document
Ce manuel décrit l’automate de sécurité programmable XPSMF35. L'XPSMF35 est
identique à l’automate de sécurité HIMatrix F35.
Ce manuel contient les descriptions de l’automate de sécurité XPSMF35 suivantes :
z dimensions et installation
z utilisation et fonctionnement
z description du produit
z exemples d’applications
Champ
d'application
33003382 09/2007
L’automate de sécurité XPSMF35 est testé et certifié selon la norme TÜV pour la
sûreté fonctionnelle, conformément à la norme CE et aux normes mentionnées cidessous :
z TÜV Anlagentechnik GmbH Automation, software and information technology
Am Grauen Stein 51105 Cologne
z Certificat et fiches d’essai N° 968/EZ 128.04/03 Automatismes de sécurité
HIMatrix F35
z Normes internationales
z IEC 61508, parties 1 à 7 : 2000, jusqu’à SIL 3
z EN 954-1 : 1996, jusqu'à la catégorie 4
z EN 298 : 1994
z NFPA 8501 : 1997
z NFPA 8502 : 1999
z EN 61131-2 : 1994 et A11 : 1996, A12 : 2000
z EN 61000-6-2 : 2000, EN 50082-2 : 1996, EN 50081-2 : 1993
z EN 54-2 : 1997
z NFPA 72 : 1999
z Normes nationales
z DIN V VDE 0801 : 1990 et A1 : 1994
z DIN V 19250 : 1994, jusqu’à RC6
z DIN VDE 0116 : 1989, prEN 50156-1 : CDV 2000
7
A propos de ce manuel
Le logiciel de programmation associé est XPSMFWIN. Il est exécutable sous
Microsoft Windows 2000/XP. Il aide l’utilisateur à créer des programmes de sécurité
et à faire fonctionner le système électronique programmable (PES).
Note : Vous trouverez la déclaration de conformité dans l'emballage du produit.
Tous les appareils portent le sigle CE.
Avertissements
liés au(x)
produit(s)
Schneider Electric ne pourra être tenu responsable des erreurs pouvant figurer dans
ce document. Merci de nous contacter pour toute suggestion d’amélioration ou de
modification ou si vous trouvez des erreurs dans cette publication.
Aucune partie de ce document ne peut être reproduite sous quelque forme ou par
quelque moyen que ce soit, électronique, mécanique ou photocopie, sans
l’autorisation écrite de Schneider Electric.
Toutes les réglementations de sécurité pertinentes locales, régionales et nationales
doivent être observées lors de l’installation et de l’utilisation de ce produit. Pour des
raisons de sécurité et pour garantir la conformité aux données système
documentées, seul le fabricant peut effectuer des réparations sur les composants.
La non utilisation des logiciels Schneider Electric ou de logiciels agréés par
Schneider Electric avec nos produits matériels risque de provoquer des blessures,
des nuisances ou des défauts de fonctionnement.
Le non-respect des avertissements de sécurité relatifs au produit est susceptible de
provoquer des dommages corporels ou matériels.
Commentaires
utilisateur
8
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Vue d'ensemble : XPSMF35
1
Présentation
Vue d'ensemble
Ce chapitre présente une vue d'ensemble de l’automate de sécurité XPSMF35.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
33003382 09/2007
Sujet
Page
Introduction
10
Représentation
11
Dimensions
12
Installation
14
9
Vue d’ensemble
Introduction
Automate de
sécurité
XPSMF35
L’XPSMF35 est un automate de sécurité programmable conçu pour surveiller les
fonctions de sécurité jusqu’à la catégorie 4 des normes EN 954-1 et SIL 3 selon la
norme IEC 61508. L’XPSMF35 est un système électronique programmable
compact (PES) contenu dans un boîtier métallique équipé de
z
z
z
z
24 entrées numériques programmables,
8 sorties numériques programmables,
2 compteurs,
8 entrées analogiques
L’XPSMF35 peut être monté dans une EX zone 2. Trois versions sont disponibles :
z
z
z
XPSMF3502 : ne contient pas de bus de terrain
XPSMF3522 : contient un esclave série Modbus
XPSMF3542 : contient un esclave série Profibus
L’automate de sécurité est facilement identifiable grâce à son boîtier rouge. La
protection d’entrée globale du produit est de classe IP 20. L’XPSMF35 est un produit
très polyvalent qui peut être utilisé partout dans l’usine. Pour les zones présentant
des conditions difficiles, explosives ou généralement dangereuses, il existe une
protection supplémentaire sous forme de boîtiers. Cela permet d'optimiser les
performances du produit, de prolonger sa durée de vie et de renforcer la sécurité
quel que soit l'environnement de travail. L’XPSMF35 est un automate de sécurité
très performant, extrêmement simple à programmer et à installer.
10
33003382 09/2007
Vue d’ensemble
Représentation
Vue d'ensemble
Cette section fournit des illustrations de l’automate de sécurité XPSMF35.
Face avant
L'image suivante présente une vue de face de l’automate de sécurité XPSMF35 :
3 10/100BaseT 10/100BaseT 4
L- L- L+ L+
FB3
FB2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
111213 1415 16 17 1819 20
21 2223 2425 2627 28 2930
31 3233 3435 3637 38 3940
DO
L- 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 9 10 1112 13 1415 16 L-
DI
LS+ 1718 1920 21 2223 24 L-
FB1
24V DC
RUN
ERROR AI
PROG T1 I1 L- T2 I2 LFORCE
FAULT
OSL
41 42 43 44 45 46
BL
HIMatrix
AI
AI
T3 I3 L- T4 I4 L- T5 I5 L- T6 I6 L-
47 48 49 50 51 52
53 54 55 56 57 58
by HIMA
F35
AI
CO
T7 I7 L- T8 I8 L- A1 B2 Z1 L- A2 B2 Z2 L-
59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
HIMA
1 10/100BaseT 10/100BaseT 2
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11
Vue d’ensemble
Dimensions
Vue d'ensemble
La section suivante contient des informations sur les dimensions de l’automate de
sécurité XPSMF35 et présente la face avant et le côté de l'appareil.
Dimensions de la
face avant
L'image suivante montre les dimensions de la face avant de l’automate de sécurité
XPSMF35 :
mm
in
3 10/100BaseT 10/100BaseT 4
DO
L- 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
L- L- L+ L+
FB3
FB2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1112 1314 1516 17 1819 20
DI
LS+ 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
3132 3334 35 36 37 38 39 40
DI
LS+ 9 10 11 12 13 1415 16 L-
DI
LS+ 17 1819 20 2122 23 24 Lby HIMA
HIMatrix
FB1
24V DC
RUN
ERROR
PROG AIT1 I1 L- T2 I2 LFORCE
FAULT
OSL
4142 4344 45 46
BL
2122 2324 25 2627 28 29 30
F35
AI
AI
AI
CO
T3 I3 L- T4 I4 L- T5 I5 L- T6 I6 L- T7 I7 L-T8 I8 L- A1 B2Z1 L-A2 B2 Z2 L-
474849 50 5152
5354 55 56 5758
596061 62 6364
656667 68697071 72
HIMA
1 10/100BaseT 10/100BaseT 2
1,5
0.06
1,5
0.06
250
9.84
253
9.96
12
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Vue d’ensemble
Dimensions de la
face latérale
L'image suivante montre les dimensions du côté de l’automate de sécurité
XPSMF35 :
mm
in
3
0.12
113
4.45
37
1.46
109
4.29
3
0.12
28,5
1.12
62
2.44
66,5
2.62
78
3.07
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13
Vue d’ensemble
Installation
Présentation
L’automate de sécurité XPSMF35 peut être installé sur des embases de montage et
dans des boîtiers clos de type poste de commande, boîte de raccordements ou baie
de commande. L'XPSMF35 a été conçu conformément aux normes applicables sur
la CEM, le climat et les exigences en matière d'environnement.
Procédure
Etapes de montage de l’automate de sécurité :
Etape
14
Action
1
Abaissez l'attache rapide.
2
Placez l’automate de sécurité sur le rail DIN.
3
Défaites l'attache.
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Vue d’ensemble
Montage de
l’automate de
sécurité
Montez horizontalement l’automate de sécurité (logo F35 de la face avant vers
vous) pour assurer une ventilation suffisante. Nous déconseillons de monter
verticalement l’automate de sécurité, du fait que cette position nécessite des
moyens de fixation supplémentaires pour bloquer l'appareil.
Les appareils d'autres fabricants doivent être éloignés d'au moins :
z 100 mm (3,93 in) verticalement,
z 20 mm (0,78 in) horizontalement.
Espace minimal entre l'XPSMF35 et les E/S distantes (appareils compacts)
mm
in
HIMatrix
by HIMA
F3
HIMatrix
F3
20
0.79
HIMatrix
HIMA
F31
HIMA
100
3.94
HIMA
by HIMA
HIMatrix
by HIMA
F30
by HIMA
HIMA
Note : l'unité doit être installée de façon à
z ne pas souffrir de la chaleur émise par les appareils avoisinants et
z ne pas être affectée par des appareils à fortes interférences CEM.
Il est nécessaire de contrôler l'émission de chaleur et la compatibilité
électromagnétique (CEM) des appareils d'autres fabricants pour s'assurer
qu'aucun appareil externe n'affecte le fonctionnement de l’automate de sécurité.
Il est également nécessaire de prendre en compte l'espace d'installation total des
câbles pour garantir une ventilation suffisante. D'autres mesures, telles que
l'installation de ventilateurs d'extraction de chaleur, peuvent être prises en cas
d'échauffement du boîtier du produit.
33003382 09/2007
15
Vue d’ensemble
Circulation d'air
Les orifices de ventilation du boîtier ne doivent pas être couverts. Lors de
l’installation de l'XPSMF35, vérifiez que la hauteur des gaines de câbles ne dépasse
pas 40 mm (1,57 in). Dans le cas contraire, installez des pièces d'espacement
derrière le rail DIN. L'image ci-dessous illustre l'utilisation de pièces d'espacement.
Utilisation de gaines de câble avec montage horizontal d'appareils compacts sur
rails
mm
in
2
1
Appareil compact
H
Gaine de câble
100
3,94
100
3,94
40
1,57
40
1,57
Pièce
d'espacement
Appareil compact
16
L
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Vue d’ensemble
Installation avec unités d'espacement
N°
Description
1
Hauteur de la gaine de câble inférieure à 40 mm/1,57 in.
2
Hauteur de la gaine de câble supérieure à 40 mm/1,57 in.
La longueur de la pièce d'espacement nécessaire se calcule de la manière suivante
:
L = H - 40 mm (1,57 in.)
L = longueur de la pièce
H = hauteur de la gaine de câble
Si plus de deux appareils (même en respectant la consigne de dégagement vertical
de 100 mm (3,94 in.)) sont installés l'un au-dessus de l'autre, des moyens de
ventilation supplémentaires s'imposent pour assurer une répartition homogène de
la température. L'image ci-dessous illustre le dégagement minimum pour un rail DIN
sans pièce d'espacement.
33003382 09/2007
17
Vue d’ensemble
Les images suivantes montrent l'espace minimum entre des automates de sécurité
XPSMF35 :
2
HIMA
HIMatrix
80
3,15
by HIMA
HIMA
40
1.57
F31
80
3,15
HIMatrix
by HIMA
1
F3
mm
in
18
33003382 09/2007
Vue d’ensemble
Espace minimum entre les automates de sécurité
N°
Description
1
Installation avec unités d'espacement : Hauteur de la gaine de câble supérieure
à 40 mm/1.57 in ; espacement vertical accru.
2
Montage vertical de l’automate de sécurité XPSMF35 (non recommandé).
Note : des moyens supplémentaires sont nécessaires pour que l’automate de
sécurité ne glisse pas en cours de fonctionnement, tout mouvement risquant
d'endommager le câblage.
Pour les surfaces de montage ouvertes, il suffit de respecter les consignes de
dégagement minimum et de circulation d'air pour conserver la température de
fonctionnement optimale.
Chaleur
L'intégration croissante de composants électroniques dans de plus petites pièces
engendre une dissipation thermique importante sur de petites surfaces. La chaleur
produite dépend de la charge externe de l'appareil. La température de fonctionnement du produit dépend fortement de la conception de l'appareil, de l'installation,
de l’emplacement de conception, de la circulation d'air ainsi que des conditions
ambiantes.
Il est important d'installer l'appareil dans les conditions ambiantes recommandées.
Une température de fonctionnement réduite accroît la durée de vie de l'appareil et
la fiabilité des composants installés.
Si l'XPSMF35 nécessite un boîtier supplémentaire pour améliorer la protection
d’entrée, ce dernier doit être conçu de manière à ce que la chaleur générée à
l'intérieur puisse se dissiper via la surface du boîtier. Le type de boîtier et
l'emplacement d'installation adoptés doivent faciliter la dissipation thermique. Dans
la mesure du possible, utilisez un ventilateur pour assurer la circulation d'air.
Note : un boîtier supplémentaire peut être utilisé pour améliorer la protection
d'entrée de l’automate de sécurité XPSMF35.
La surface du boîtier, A, est calculée selon le type de montage ou d'installation de
la manière suivante.
33003382 09/2007
19
Vue d’ensemble
Le tableau suivant permet de calculer la taille de boîtier recommandée pour le
montage de l'XPSMF35 :
Installation du boîtier
Calcul de A [m2] (1m2=10,76 ft2)
Boîtier simple dégagé de tous les
côtés
A = 1,8 x H x (L + P) + 1,4 x L x P
Boîtier simple pour fixation murale
A = 1,4 x L x (H + P) + 1,8 x H x P
Boîtier final autoportant
A = 1,4 x P x (L + H) + 1,8 x L x H
Boîtier final pour fixation murale
A = 1,4 x H x (L + P) + 1,4 x L x P
Boîtier central autoportant
A = 1,8 x L x H + 1,4 x L x P + H x P
Boîtier central pour fixation murale
A = 1,4 x L x (H + P) + H x P
Boîtier central pour fixation murale,
surface supérieure couverte
A = 1,4 x L x H +0,7 x L x P + H x P
A
L
H
P
20
surface du boîtier
largeur
hauteur
profondeur
33003382 09/2007
Vue d’ensemble
Convection
interne
Avec la convection thermique interne, la chaleur est dissipée vers l'extérieur par les
parois du boîtier. Ceci est possible lorsque la température ambiante est inférieure à
celle régnant à l'intérieur du boîtier.
Le tableau suivant décrit les variables utilisées pour calculer la convection interne :
Variable
Description
Pv [L]
chaleur évacuée (dissipation thermique) par les composants
électroniques
A [m2] / [ft2]*
surface effective du boîtier
k [W/m2 K]*
coefficient de transfert de chaleur du boîtier
(par ex. feuille d'acier : environ 5,5 W/m2 K)*
* (1m2=10,76 ft2)
La hausse de température maximale de l'ensemble des appareils électroniques du
boîtier est calculée de la manière suivante :
Pv
( ΔT )max = ------------k•A
La dissipation de puissance Pv se calcule à partir des valeurs de l'alimentation
électrique de l’automate, de ses entrées et de ses sorties.
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21
Vue d’ensemble
Etat de la
température/
Température de
fonctionnement
Les automates sont conçus pour fonctionner jusqu'à 60 oC (140 °F). L'état de la
température des modules simples et des automates de sécurité est évalué par le
module de l'UC ou par l'UC de l’automate pour les systèmes compacts. L'état de la
température d'un module spécifique ou d'un automate de sécurité est mesuré par
un capteur. Le capteur surveille automatiquement et en permanence l'état de la
température de l’automate de sécurité.
Le tableau suivant présente les plages de températures mesurées indiquées par
l'état de la température :
Plage de température
< 60
oC
(<140 °F)
normal
o
température élevée
60 à 70 C (140 à 158 °F)
> 70
oC
Etat de la température
(> 158 °F)
o
Retour à 64 C (147,2 °F)
Retour à < 54
oC
<129,2 °F)
température très élevée
température élevée
normal
Note : la différence entre les plages de hausse et de baisse de température résulte
d'une hystérésis du capteur de 6 C (10,8 °F).
L'état de la température Température élevée signifie :
température de fonctionnement = température max (delta T) max + température
ambiante >= 60 oC (131 °F).
Dans ce cas, favorisez la convection interne en ajoutant des grilles à air ou en
augmentant l'espace libre entre les automates de sécurité.
L'état de la température Température très élevée signifie :
température de fonctionnement = température max (delta T) max + température
ambiante >= 70 oC (140 °F).
Dans ce cas, favorisez la convection interne en intégrant de nouveaux éléments de
refroidissement actifs (ventilateur, dispositifs de refroidissement, etc.) ou en
augmentant l'espace libre autour des automates de sécurité.
Si le capteur indique une hausse de température supérieure au seuil critique, l'état
de la température change. Il est possible d’évaluer les états de la température en
utilisant le signal système Etat de la température de l’XPSMFWIN.
22
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
2
Présentation
Vue d'ensemble
Ce chapitre décrit l'utilisation et le fonctionnement de l'automate de sécurité
XPSMF35.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
33003382 09/2007
Sujet
Page
Première mise en service
24
Application
25
Fonction
26
Test hors ligne
48
23
Utilisation et fonctionnement
Première mise en service
Présentation
La section suivante contient des informations sur la première mise en service de
l’automate de sécurité XPSMF35.
Première mise
sous tension
Le tableau suivant décrit le comportement de l’automate de sécurité XPSMF35 lors
de sa première mise sous tension :
Phase
Raccordement à
une
configuration
existante et à un
programme
Description
1
La diode Alimentation (verte) s'allume durant 0,5 s.
2
Toutes les diodes s’allument durant 5 s.
3
La diode 24 V CC s'allume.
La diode Programme (orange) clignote.
L’automate de sécurité attend un programme.
Le tableau suivant décrit la première mise en service de l’automate de sécurité
XPSMF35 lorsqu'il est raccordé à une configuration existante et à un programme :
Phase
Description
1
La diode Alimentation (verte) s'allume durant 0,5 s.
2
Toutes les diodes s’allument durant 5 s.
3
La diode 24 V CC (verte) s'allume.
La diode Programme (orange) clignote durant 15 s.
4
Programme vérifié.
La diode 24 V CC (verte) s'allume.
La diode RUN (verte) s'allume ou clignote selon la configuration du programme.
DANGER
RISQUE DE CHOC ELECTRIQUE, D'EXPLOSION OU D’ARC ELECTRIQUE
Débranchez tous les circuits d’alimentation avant de procéder à l’entretien de
l’équipement.
Le non-respect de ces instructions provoquera la mort ou des blessures
graves.
24
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Application
Vue d'ensemble
L’automate de sécurité XPSMF35 est conforme aux normes suivantes :
z
z
z
z
z
z
z
z
SIL 3, selon la norme IEC 61508
Catégorie 4, selon la norme EN 954-1
IEC 61131-2
prEN 501156
DIN V 19250 jusqu’à RC 6
NFPA 8501, NFPA 8502
EN 54-2 : 1997
NFPA 72 : 1999
La vaste gamme de matériel proposée et une transmission de données sécurisée
permettent d'optimiser le système pour l'adapter à toute infrastructure existante ou
à venir.
Le réseau de sécurité de l’automate de sécurité repose sur la technologie Ethernet.
Celle-ci est basée sur la technologie standard Ethernet et est conforme à la norme
TÜV/BG. Grâce au protocole SafeEthernet, le réseau Ethernet permet la
transmission des données de sécurité jusqu'à une vitesse de 100 Mbit/s en mode
half duplex et jusqu'à 10 Mbit/s en mode full duplex. Elle prend en charge l'utilisation
de toutes les fonctions Ethernet pour les applications réseau.
L'association d'un automate de sécurité et d'un bus de sécurité (SafeEthernet) tous
deux à haut débit offre de nouveaux niveaux de souplesse pour les solutions
d'automatisme de process.
Les limites actuelles des systèmes d'application d'automatisme de sécurité sont en
train de disparaître. Toute une gamme est en cours de création pour des solutions
correspondant parfaitement aux applications.
Caractéristiques clés de l’automate de sécurité XPSMF35 :
Certification jusqu'à la norme SIL 3, selon la norme IEC 61508.
Catégorie 4, EN 954-1
z Communication via SafeEthernet et TCP/IP Modbus
z Les communications avec bus de terrain disponibles pour le transfert de données
ne concernant pas la sécurité sont les suivantes : Esclave Profibus série et
esclave Modbus série
z Polyvalence : vous pouvez utiliser l’automate de sécurité dans toutes les
conditions en utilisant du matériel supplémentaire.
z Configuration réseau rapide et facile
z Interfaces conviviales
z Utilisé dans les dispositifs d’alarme incendie
z
33003382 09/2007
25
Utilisation et fonctionnement
Fonction
Présentation
Cette section décrit les fonctions de l’automate de sécurité XPSMF35.
Schéma
fonctionnel
Schéma fonctionnel de l’automate de sécurité XPSMF35 :
DI 1
.
.
DI 24
24
Entrées
numériques
AI 1
.
.
AI 8
8
Entrées
analogiques
Système à
double
processeur
RAM A
DOUBLE
PORT
COM
FB 1
FB 2
FB 3
Voie 1
(A1, B1, Z1)
Voie 2
(A2, B2, Z2)
DO 1
.
.
DO 8
Compteur 2
voie
RJ 45
8
sorties
numériques
Chien de
garde
Sélecteur
RJ 45
RJ 45
RJ 45
Le tableau suivant décrit les composants du schéma
Elément
Description
Entrées
z 24 entrées numériques
z 8 entrées analogiques
z 6 entrées de comptage pour 2 compteurs
Sorties
8 sorties numériques
Système à double processeur
Chaque processeur traite les mêmes données et fait l’objet d’une comparaison.
Chien de garde
L’unité de contrôle du chien de garde surveille le temps de cycle.
RAM à double port
Contient la mémoire PES
COM
Bus de terrain 2 (FB2) pour
z Esclave série Modbus
z Esclave série Profibus
Sélecteur
Commutateur 4 ports avec fonction croisement automatique intégrée, pour
l'utilisation de câbles 1:1 et de croisement
RJ 45
4 connecteurs RJ 45 pour câble 1:1 ou de croisement
26
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Contrôle des
lignes
Les entrées analogiques de l’XPSMF35 peuvent être utilisées pour contrôler les
coupures et les courts-circuits (contrôle des lignes) à partir de ses propres sorties
numériques DO et des sorties numériques des autres automates de sécurité
XPSMF.
Conditions préalables :
Les sorties numériques d’un automate XPSMF peuvent être contrôlées avec les
entrées analogiques de tout appareil XPSMF :
A condition que
z
z
la tension de transmission des entrées analogiques soit disponible et que
la connexion d’une résistance de dérivation de mesure externe soit possible.
Le schéma de circuit suivant illustre une méthode de surveillance des lignes depuis
une sortie numérique vers un acteur (électrovanne) :
XPSMF
AI
Sx/Tx
26,4 V
XPSMF
DO
RSérie
Terminal de secteur
Électrovanne
8 W 24 V CC
Terminal de secteur
RDiode
Ix
RDérivation
XPSMF AI
10 V maxi
12 V
L-
Lzone de contrôle des coupures et courts-circuits
circuit de protection en cas de court-circuit
Note : Le circuit doit être adapté aux périphériques utilisés et son bon
fonctionnement vérifié.
33003382 09/2007
27
Utilisation et fonctionnement
Les tableaux suivants illustrent un exemple du paramétrage du contrôle des lignes
d’une sortie numérique (schéma avec électrovanne 8 W-24 V CC) :
Valeurs des résistances
Série
Rsérie = 1,6 kΩ
Electrovanne de résistance
Rélectrovanne = 75 Ω
Dérivation
RDérivation = 10 Ω
Valeurs de tension
Tension du transmetteur
26,4 V
Tension de sortie de la DO (normale)
24 V
Tension de sortie de la DO en cas de courtcircuit
26,8 V
Chute de tension de l’électrovanne
21 V
Tension de commutation de la diode Zener
12 V
Le tableau suivant donne les valeurs de tension au niveau du contrôle des lignes
de DO :
Valeurs mesurées de la tension à AI avec le contrôle des lignes de la DO
Chute de tension
RSérie
Chute de tension
Rélectrovanne
Chute de tension
Rdérivation
Valeurs d'AI (résolution FSx000)
FS1000
FS2000
14
28
3V
300
600
0V
0
0
1000
2000
Sortie DO False (faux) ou 0 (Sortie DO hors tension)
25,08 V
1,15 V
0,15 V
Sortie DO True (vrai) ou 1 (Sortie DO sous tension)
-
21 V
Coupure du circuit d’excitation
-
-
Court-circuit du circuit d’excitation ou de l’actionneur
-
0V
26,8 V
(résolution maximale des entrées
analogiques AI avec une limite de tension
de 12 V par la diode Zener)
28
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Contrôle des
lignes (Coupure)
La tension d’alimentation de la série (alimentation du transmetteur) est variable
suivant la plage de tolérance (voir Données techniques, p. 81). Par conséquent, les
chutes de tension des résistances peuvent légèrement varier. Dans les limites de
variation de la tension du transmetteur, une chute de tension mesurable au niveau
de la dérivation Rdérivation se produit.
La valeur de la résistance de la série (RSérie) est telle que lorsque DO = FALSE, une
faible chute de tension se produit au niveau de l’électrovanne (elle chauffe
légèrement) et la chute de tension au niveau de la dérivation est mesurable.
La taille de la résistance de la dérivation (Rdérivation) est déterminée par rapport à la
résistance de l’électrovanne. En cas de sortie sous tension (DO = ), la chute de
tension au niveau de l’électrovanne dépasse le seuil de la vanne (l’électrovanne
fonctionne).
La taille de la résistance de la dérivation (Rdérivation) est déterminée de sorte que,
par rapport à l’état de la sortie numérique (TRUE ou FALSE), une chute de tension
toujours mesurable se produise. Aucune chute de tension n’est observée au niveau
de la dérivation si une coupure se produit dans la zone marquée en rouge.
Une coupure dans la zone marquée en rouge peut être contrôlée par la chute de
tension au niveau de la résistance de la dérivation Rdérivation avec une valeur
d’entrée AI.
Pour le contrôle des lignes, la valeur d’AI doit être évaluée dans une logique du
programme d’application de l’XPSMFWIN.
Note : Connectez la résistance de la série (RSérie) et la résistance de la dérivation
(Rdérivation) directement à la borne de l’automate ou à l’E/S distante pour maximiser
la partie contrôlée du circuit.
33003382 09/2007
29
Utilisation et fonctionnement
Contrôle des
lignes (Courtcircuit)
Un court-circuit dans le circuit de l’actionneur (actionneur compris) entraîne une
chute de tension élevée (≤ tension de sortie DO) via la dérivation. Ici, un court-circuit
peut être détecté (résolution maximale d'AI). La protection contre les surtensions
des entrées analogiques débute à environ 15 V (voir Données techniques, p. 81).
Un circuit de protection constitué de la diode Zener et de la série doit être construit
afin d'éviter une surcharge de la protection contre les surtensions internes.
AVERTISSEMENT
CIRCUIT DE PROTECTION
Pour protéger le multiplexeur d’entrée des entrées analogiques, un circuit de
protection constitué de la diode Zener et de la série parallèle à la dérivation
existante doit être construit dans le circuit d’entrée.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
La configuration de la diode Zener avec la série dépend du seuil de la protection
contre les surtensions et doit être définie de sorte que la protection contre les
surtensions internes de l’XPSMF ne réagisse pas en cas de court-circuit.
30
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Exemple de
configuration
pour un courtcircuit
Rdérivation = 10 Ω
Rélectrovanne = 75 Ω
Umax = 26,8 Ω (tension de sortie maximale de la DO)
z
z
z
Diode Zener avec tension de commutation de 12 V
Entrée analogique AI avec plage de fonctionnement de 0 - 10 V
Protection contre les surtensions dans l’XPSMF35 à une tension d'entrée > 15 V
Dans une situation normale (pas de court-circuit), il se produit ce qui suit :
z
z
z
Umax = Uélectrovanne + Udérivation = 26,8 V = 21 V + 5,8 V
La tension de Udérivation chute également au niveau du circuit de protection de la
diode Zener et de la série.
La diode Zener ne commute pas à 5,8 V, autrement dit., la chute de tension de
5,8 V au niveau de la dérivation est la même qu'au niveau de l'entrée analogique.
En cas de court-circuit, voici ce qu'il se produit :
z
z
z
z
z
z
z
z
Umax = Uélectrovanne + Udérivation = 26,8 V = 0 V + 26,8 V
S’il se produit un court-circuit dans un circuit d’excitation (actionneur ou ligne), la
chute de tension des DO a uniquement lieu au niveau de la dérivation.
Le seuil de protection contre les surtensions d'AI est d’environ 15 V.
La diode Zener commute à 12 V. La chute de tension au niveau d'AI ne dépasse
donc jamais 12 V. La pleine échelle au niveau d'AI est disponible.
La chute de tension maximale UDiode au niveau de la série RDiode Zener produit
UDiode = 26,8 V – 12 V = 14,8 V.
La limitation du courant dans la diode Zener est de 20 mA (suivant la spécification
de cette diode). La valeur minimale de la série se traduit par
RDiode = 14,8 V/20 mA = 740 Ω.
La valeur de RDiode peut être définie sur 1 kΩ.
L’alimentation maximale de la diode Zener est limitée par cette résistance à
environ 15 mA.
Un court-circuit dans la zone marquée en rouge (voir le schéma ci-dessus) peut être
contrôlé via la chute de tension au niveau de la dérivation Rdérivation, à savoir via la
valeur d’entrée d'AI.
Pour le contrôle des lignes d’un court-circuit, la valeur d’AI doit être évaluée dans
une logique du programme d’application de l’XPSMFWIN.
33003382 09/2007
31
Utilisation et fonctionnement
Adaptateur de
dérivation
La dérivation est un module enfichable pour les entrées analogiques de l’automate
de sécurité XPSMF35. La valeur de la résistance est de 250 Ω ou 500 Ω.
L’image suivante illustre le diagramme de câblage de l’adaptateur de dérivation
(250 Ω) :
Application
XPSMF AI
Sa
Ia+
Ia-
Sa
Ra
250R
Sb
Ib+
Ib-
Ia+
IaSb
Rb
250R
Ib+
Ib-
Le tableau suivant présente l'affectation des bornes de l’adaptateur de dérivation :
32
Désignation
Fonction (entrées analogiques)
Sa
alimentation du transmetteur a
Ia+
entrée analogique a
Ia-
pôle de référence a
Sb
alimentation du transmetteur b
Ib+
entrée analogique b
Ib-
pôle de référence b
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Sorties
numériques de
sécurité
L’automate de sécurité XPSMF35 possède 24 entrées numériques. Les 24 diodes
(DI) indiquent l'état de ces entrées.
Les entrées numériques sont des entrées analogiques qui fournissent au
programme une valeur INT comprise entre 0 et 3 000 (0 à 30 V). Elles servent à
créer des valeurs limites pour le calcul des signaux booléens des entrées
numériques. Les valeurs par défaut sont définies sur les valeurs suivantes :
z
z
Signal 0 : < 7 V
Signal 1 : > 13 V
Les réglages des seuils sont effectués à l’aide des signaux du système
(chapitre 1.6) concernant la précision de sécurité.
Note : le programme active seulement les diodes électroluminescentes qui
indiquent l’état des entrées numériques si le F35 est en mode RUN.
Des sources 24 V protégées contre les courts-circuits alimentent les contacts de
détection sans potentiel sur LS+. Une source de tension alimente un groupe de
quatre capteurs.
Connexion des contacts sans
potentiel
L-
DI 8
:
DI 7
DI 2
DI 1
DI 8
:
DI 7
DI 2
DI 1
LS+
Il est également possible de connecter les sources des signaux avec leurs propres
alimentations à la place des contacts. Le pôle de référence de la source du signal
doit alors être connecté au pôle de référence de l’entrée (L-).
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
Connexion des sources de tension
du signal
L'état de sécurité de l'entrée est indiqué par un signal 0 envoyé à la logique de
l'application utilisateur. Si les routines de test détectent un défaut sur les entrées
numériques, un signal 0 est traité dans l'application utilisateur pour la voie
défectueuse en fonction du principe de mise hors tension jusqu’au déclenchement.
La diode FAULT s’allume alors.
Le principe de mise hors tension jusqu’au déclenchement doit être utilisé avec le
câblage externe et lors de la connexion des capteurs. Pour créer un état sûr en cas
de défaut, les signaux d'entrée reviennent hors tension (signal 0). La ligne externe
n’est pas surveillée, mais la rupture d'un fil est interprétée comme un signal 0
sécurisé.
33003382 09/2007
33
Utilisation et fonctionnement
Le tableau suivant présente le raccordement des entrées numériques aux bornes
correspondantes :
Borne n°
34
Désignation
Fonction (entrées)
11
LS+
alimentation des capteurs pour les entrées 1 à 8
12
1
Entrée numérique 1
13
2
Entrée numérique 2
14
3
Entrée numérique 3
15
4
Entrée numérique 4
16
5
Entrée numérique 5
17
6
Entrée numérique 6
18
7
Entrée numérique 7
19
8
Entrée numérique 8
20
L-
pôle de référence
21
LS+
alimentation des capteurs pour les entrées 9 à 16
22
9
Entrée numérique 9
23
10
Entrée numérique 10
24
11
Entrée numérique 11
25
12
Entrée numérique 12
26
13
Entrée numérique 13
27
14
Entrée numérique 14
28
15
Entrée numérique 15
29
16
Entrée numérique 16
30
L-
pôle de référence
31
LS+
alimentation des capteurs pour les entrées 17 à 24
32
17
Entrée numérique 17
33
18
Entrée numérique 18
34
19
Entrée numérique 19
35
20
Entrée numérique 20
36
21
Entrée numérique 21
37
22
Entrée numérique 22
38
23
Entrée numérique 23
39
24
Entrée numérique 24
40
L-
pôle de référence
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Surtension sur
les entrées
numériques
Dans le cas des entrées numériques, une impulsion de surtension EN 61000-4-5
peut être lue comme un signal haut de courte durée (dû au temps de cycle court du
système XPSMF35).
Pour éviter les erreurs dans ces cas, il est indispensable de prendre une des
mesures suivantes en fonction des applications :
z Installation de lignes d’entrée blindées pour éviter les effets des surtensions dans
le système
z Elimination du bruit dans l’application utilisateur - un signal doit être présent
pendant au moins deux cycles avant d’être évalué
Note : des techniques de conception correctes CEM permettront au concepteur du
système de sécurité d'obtenir une performance maximale en utilisant le temps de
réponse minimal de l'automate de sécurité.
33003382 09/2007
35
Utilisation et fonctionnement
Sorties
numériques de
sécurité
L’automate de sécurité XPSMF35 possède huit sorties numériques. Une diode est
affectée à chaque sortie pour en indiquer l'état.
Une sortie hors tension est en état sécurisé. En cas de défaut de voie, les sorties
concernées sont désactivées. Si le module présente un défaut, toutes les sorties
sont désactivées. En cas de défaut causé par la communication Ethernet, les sorties
concernées sont définies sur leurs valeurs initiales. Le mode de réponse des
actionneurs dans un tel cas doit être pris en compte.
Les défauts au niveau d’une ou plusieurs voies et sur le module sont indiqués par
la diode FAULT située sur la face avant. Il est possible d'évaluer les signaux
système du programme d'application du contrôleur.
Le tableau suivant montre la dépendance entre la température ambiante et le
courant des sorties :
Température ambiante
Sorties
20 à 50 oC (68 à 122°F)
Les sorties 1 à 3 et 5 à 7 atteignent jusqu'à 0,5 A chacune.
Les sorties 4 et 8 atteignent jusqu'à 2 A chacune.
50 oC (122 °F) (maximum)
Les sorties 1 à 3 et 5 à 7 atteignent jusqu'à 0,5 A chacune. Les sorties 4 et
8 atteignent jusqu'à 1 A chacune.
60 oC (140 °F) (surcharge)
Une ou toutes les sorties sont désactivées. Lorsque la surcharge a disparu,
les sorties sont réactivées en fonction de la valeur spécifiée (voir les
Caractéristiques techniques, p. 79).
Bien que le câblage externe d'une sortie ne soit pas surveillé, un court-circuit sera
détecté.
Le tableau suivant présente la désignation et les fonctions des bornes 1 à 10 :
Borne n°
Désignation
Fonction (sorties)
1
L-
Groupe de voies du pôle de référence
2
1
Sortie numérique 1
3
2
Sortie numérique 2
4
3
Sortie numérique 3
5
4
Sortie numérique 4 (pour charge augmentée)
6
5
Sortie numérique 5
7
6
Sortie numérique 6
8
7
Sortie numérique 7
9
8
Sortie numérique 8 (pour charge augmentée)
10
L-
Groupe de voies du pôle de référence
36
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
L-
DO 4
DO 3
DO 2
DO 1
L-
Le schéma suivant montre un exemple du raccordement d'actionneurs aux sorties :
Le schéma ci-dessus explique, à travers un exemple, comment raccorder des
actionneurs aux sorties d'un système d’automate de sécurité. Il est possible de
connecter des charges inductives sans diode de protection à l’automate de sécurité.
Cependant, pour supprimer toute éventuelle tension parasite, il est fortement
recommandé d'utiliser la diode de protection comme indiqué dans l'exemple
précédent.
AVERTISSEMENT
LES CIRCUITS DE PROTECTION INTERNE NE PEUVENT PAS
FONCTIONNER
Pour la connexion d’une charge, le pôle de référence L- du groupe de voies
concerné doit être utilisé (connexion bipolaire) pour que les circuits de protection
interne puissent fonctionner.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
33003382 09/2007
37
Utilisation et fonctionnement
Compteurs de
sécurité
L’appareil est doté de deux compteurs indépendants dont les entrées peuvent être
configurées pour un niveau de tension de 5 V ou 24 V. Le niveau de tension requis
est déterminé par la valeur initiale du signal avec le signal système
Counter[0x].5/24 V Mode.
L’entrée A est l’entrée compteur. L’entrée B est l’entrée du sens de comptage.
L’entrée Z (piste zéro) sert à la réinitialisation. De même, toutes les entrées sont des
entrées à 3 bits (Gray Code) (fonctionnement décodeur, voir ci-dessous).
Les états de fonctionnement suivants peuvent être mis en œuvre :
z
z
z
Fonction 1 du compteur (dépend du signal d’entrée de sens du comptage)
Signal système Counter]0x].Auto.Advance Sense défini sur TRUE,
comptage avec front descendant en entrée : A1 (A2)
Signal bas sur entrée de sens de comptage B1 (B2) augmente la valeur du
compteur. Signal haut sur entrée de sens de comptage B1 (B2) réduit la
valeur du compteur.
La réinitialisation du compteur est impossible dans le logiciel XPSMFWIN.
En ce qui concerne ce mode, l’entrée Z1 (Z2) doit être définie sur Signal bas.
Le compteur peut être réinitialisé avec un Signal haut de courte durée.
Fonction 2 du compteur (indépendante du signal d’entrée de sens du comptage)
Signal système Counter[0x].Direction défini sur FALSE, comptage avec
front descendant en entrée A1(A2).
L’augmentation et la réduction ne sont pas contrôlées de manière externe par
l’entrée B1 (B2), mais par le programme d’application. Signal système
Counter[0x].Direction défini sur FALSE augmentation de la valeur du
compteur : Signal système Counter[0x].Direction défini sur TRUE
réduction de la valeur du compteur :
L’entrée B1 (B2) ne possède aucune fonction.
Le compteur peut être réinitialisé avec XPSMFWIN via le signal système
Counter[0x].Reset.
Transducteur rotatif absolu (codeur) pour Gray Code
Le Gray Code à 3 bits d’un transducteur rotatif (connecté aux entrées A1, B1, Z1
(A2, B2, Z2) est évalué. Ce mode est défini dans le programme d’application
avec le signal système Counter[0x].Gray Code. Chaque compteur fait l’objet
d’une opération distincte.
Le compteur de sécurité possède une résolution 24 bits, la valeur maximum du
compteur est de 224 - 1 (= 16 777 215).
Les tableaux suivants illustrent la configuration des compteurs pour les différents
états de fonctionnement.
38
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Configuration de la fonction 1 du compteur (dépend du signal d’entrée de sens du
comptage)
Signal système
Description
Valeurs
Counter[0x].5/24 V Mode
Entrées :
24 V
5V
TRUE
FALSE
Counter[0x].Auto Advance Sense
Fonction 1 du compteur active
TRUE
Counter[0x].Direction
Aucune fonction
FALSE
Counter[0x].Gray Code
Fonctionnement impulsion actif FALSE
Counter[0x].Reset
Standard
Réinitialisation : courte durée
TRUE
FALSE
Configuration de la fonction 2 du compteur (indépendante du signal d’entrée de
sens du comptage)
Signal système
Description
Valeurs
Counter[0x].5/24 V Mode
Entrées
24 V
5V
TRUE
FALSE
Counter[0x].Auto Advance Sense
Fonction 2 du compteur active
FALSE
Counter[0x].Direction
Augmentation
Réduction
FALSE
TRUE
Counter[0x].Gray Code
Fonctionnement impulsion actif FALSE
Counter[0x].Reset
Standard
Réinitialisation : courte durée
TRUE
FALSE
Configuration du transducteur rotatif (codeur) :
Signal système
Description
Valeurs
Counter[0x].5/24 V Mode
Entrées
24 V
5V
TRUE
FALSE
Counter[0x].Auto Advance Sense
Fonction 1 du compteur passive FALSE
Counter[0x].Direction
Aucune fonction
FALSE
Counter[0x].Gray Code
Fonctionnement du décodeur
actif
TRUE
Counter[0x].Reset
Standard (aucune fonction)
TRUE
33003382 09/2007
39
Utilisation et fonctionnement
Lorsqu’un compteur fonctionne en tant que décodeur en Gray Code, 1 bit seulement
peut changer lorsque la valeur des entrées est modifiée.
Le tableau suivant propose une comparaison des codes utilisés :
Code Gray 3 bits
Valeur décimale
Counter[0x].Value
000
0
0
001
1
1
011
2
3
010
3
2
110
4
6
111
5
7
101
6
5
100
7
4
Les entrées du compteur doivent être connectées à l’aide de câbles à paire torsadée
blindée pour chaque entrée de mesure. Les blindages doivent être raccordés aux
deux extrémités. Les lignes d’entrée ne doivent pas mesurer plus de 500 m de long
(1 640,4 ft). Tous les raccordements en L sont interconnectés sur le module sous la
forme d’un pôle de référence commun. Pour garantir un usage sécurisé des
compteurs (SIL 3 conformément à la norme IEC 61508), l’ensemble du système
(y compris les capteurs ou codeurs reliés) doit satisfaire aux exigences de sécurité.
Le tableau suivant représente les connexions des compteurs :
Borne n°
Désignation
Fonction (entrées du compteur)
65
A1
Entrée A1 ou bit 0 (LSB)
66
B1
Entrée B1 ou bit 1
67
Z1
Entrée Z1 ou bit 2 (MSB)
68
L-
Pôle de référence commun
69
A2
Entrée A2 ou bit 0 (LSB)
70
B2
Entrée B2 ou bit 1
71
Z2
Entrée Z2 ou bit 2 (MSB)
72
L-
Pôle de référence commun
Les entrées non utilisées ne doivent pas être terminées.
40
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Entrées
analogiques de
sécurité
L’appareil possède huit entrées analogiques avec alimentations du transmetteur
pour la mesure unipolaire des tensions comprises entre 0 et 10 V, référencées
à L-. Avec une dérivation, les courants compris entre 0 et 20 mA peuvent également
être mesurés.
Le tableau suivant donne les valeurs d’entrée des entrées analogiques :
Voies
d'entrée
Polarité
Courant, tension
Plage de valeurs dans
l’application
FS10001
FS20001
0...2000
8
Unipolaire
0...+10 V
0...1000
8
Unipolaire
0...20 mA
0...5002
0...2000
1
réglable via sélection de type dans XPSMFWIN
2
avec adaptateur de dérivation externe 250 Ω
3
avec adaptateur de dérivation externe 500 Ω
Précision de sécurité
2%
0...10002
3
0...2000
2%
3
La résolution des valeurs de tension et de courant du programme d'application
dépend des paramètres des propriétés du module.
Dans XPSMFWIN, dans le menu Propriétés du module, choisissez Type. Vous
pouvez choisir entre la résolution 1000 (MI 24/8 FS1000) ou 2000 (MI24/8 FS2000).
Quant à l’objet de la sélection, plusieurs résolutions du signal AI[xx].Value dans
le programme d’application sont disponibles.
Pour surveiller le signal AI[xx].Value, le signal AI[xx].Error Code doit être
évalué dans le programme d’application.
Les signaux d’entrée sont évalués en utilisant le principe de mise hors tension
jusqu’au déclenchement. Les lignes d’alimentation ne doivent pas dépasser plus de
300 m (984,2 ft) de long et doivent être constituées de câbles à paire torsadée
blindée pour chaque entrée de mesure. Les blindages doivent être raccordés aux
deux extrémités (au niveau de l’appareil et du boîtier du capteur ou de l’actionneur)
sur une grande étendue pour créer une cage de Faraday.
Les entrées analogiques non utilisées doivent être court-circuitées.
Si une anomalie du circuit ouvert se produit pendant la mesure de la tension, des
signaux d’entrée imprévisibles sont reçus sur les entrées haute résistance. La
valeur issue de cette tension d’entrée variable n’est pas fiable. Par conséquent,
avec des tensions d’entrée, une résistance de 10 kΩ doit terminer les voies. La
résistance interne de la source doit être prise en compte.
Pour mesurer un courant, avec la dérivation en parallèle, la résistance de 10 kΩ
n’est pas nécessaire.
Les entrées analogiques ne sont pas isolées entre elles au niveau électrique.
33003382 09/2007
41
Utilisation et fonctionnement
Les entrées analogiques sont connectées aux bornes suivantes :
42
Borne n°
Désignation
Fonction (entrées analogiques)
41
S1
Alimentation du transmetteur 1
42
I1
Entrée analogique 1
43
L-
pôle de référence
44
S2
Alimentation du transmetteur 2
45
I2
Entrée analogique 2
46
L-
pôle de référence
47
S3
Alimentation du transmetteur 3
48
I3
Entrée analogique 3
49
L-
pôle de référence
50
S4
Alimentation du transmetteur 4
51
I4
Entrée analogique 4
52
L-
pôle de référence
53
S5
Alimentation du transmetteur 5
54
I5
Entrée analogique 5
55
L-
pôle de référence
56
S6
Alimentation du transmetteur 6
57
I6
Entrée analogique 6
58
L-
pôle de référence
59
S7
Alimentation du transmetteur 7
60
I7
Entrée analogique 7
61
L-
pôle de référence
62
S8
Alimentation du transmetteur 8
63
I8
Entrée analogique 8
64
L-
pôle de référence
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Débranchement
du câble
Sur un réseau avec automate de sécurité, les zones sont couvertes à l'aide du
réseau de sécurité. Par conséquent, le câble de communication peut subir des
dommages ou se débrancher. Dans le système ci-dessous, le " X " représente une
rupture du câble entre les automates de sécurité 2 et 3. Dans ce cas, la
communication entre les deux systèmes est interrompue.
Le tableau ci-dessous explique ce qui se produit si la communication est
interrompue :
Si
Alors...
le système de l’automate de sécurité 2 dépend des
entrées du système de l’automate de sécurité 3,
les sorties correspondantes sont automatiquement réglées sur
" zéro ".
le système de l’automate de sécurité 3 dépend des
entrées du système de l’automate de sécurité,
les sorties correspondantes sont automatiquement réglées sur
" zéro ".
les systèmes sont toujours alimentés en 24 V CC,
les deux systèmes continuent de faire fonctionner les entrées
et sorties restantes de chaque système distinct.
Le schéma suivant montre un exemple de coupure du réseau de l’automate de
sécurité :
Automate de sécurité
Automate de sécurité
Automate de sécurité
E/S distantes
E/S distantes
E/S distantes
E/S distantes
E/S distantes
Si le réseau local ne répond qu'aux entrées du même système, l’automate de
sécurité continue de fonctionner sans défaut.
33003382 09/2007
43
Utilisation et fonctionnement
Coupure de
l'alimentation
Le tableau suivant illustre les réactions aux changements de la tension de fonctionnement :
Valeur de tension
Réaction du contrôleur
19,3 à 28,8 V CC
fonctionnement normal
< 18,0 V CC
Etat d'alarme (des variables internes sont écrites et placées aux
entrées/sorties).
< 12,0 V CC
Les entrées et sorties sont désactivées.
En cas de coupure de l'alimentation, toutes les entrées et sorties s'arrêtent et
reviennent à l'état sécurisé hors tension.
Reconfiguration
de petits
systèmes
Il est possible de reconfigurer un automate de sécurité pendant que le réseau
exécute une configuration existante. Les ressources nécessitant une
reconfiguration doivent être arrêtées. Le tableau suivant indique la procédure de
reconfiguration à suivre :
Etape
Reconfiguration
de grands
systèmes
1
A l'aide de l’environnement de programmation XPSMFWIN, arrêtez le système
de l'automate de sécurité nécessitant une nouvelle configuration.
2
Téléchargez la nouvelle configuration (au préalable entièrement vérifiée par un
technicien de sécurité) sur l'automate de sécurité ou sur le module E/S distant
par un câble Ethernet Cat 5, classe D ou supérieure.
3
Une fois que le module est reprogrammé, démarrez l'appareil.
4
Exécutez immédiatement la nouvelle configuration.
Le tableau suivant décrit la procédure de reconfiguration de grands systèmes :
Etape
1
44
Action
Action
À l’aide de l’environnement de programmation XPSMFWIN, arrêtez les
ressources concernées du réseau. La reconfiguration de petits segments d’un
réseau peut se faire par étapes.
2
Connectez votre PC à n'importe quel point de communications Ethernet.
3
Téléchargez la ou les nouvelle(s) configuration(s) (au préalable entièrement
vérifiée(s) par un technicien de sécurité) sur l’automate de sécurité par un câble
Ethernet Cat 5, classe D ou supérieure.
4
Redémarrez tous les appareils, de préférence par étapes, système par système.
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Caractéristiques
de court-circuit
des voies de
sortie
Si
Alors...
un court-circuit se produit dans une
voie de sortie
celle-ci est automatiquement désactivée par
l’automate de sécurité.
plusieurs courts-circuits surviennent, les voies sont désactivées une par une en fonction de
leur consommation électrique.
l’ensemble des sorties dépasse le
courant maximum autorisé
elles sont toutes désactivées et reconnectées de
manière cyclique.
AVERTISSEMENT
CONDITION DE COURT-CIRCUIT
Les bornes de circuit de sortie ne doivent pas être connectées alors que la charge
est branchée. La forte intensité produite en cas de courts-circuits risque
d'endommager les bornes.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
Diagnostic
L'environnement de programmation XPSMFWIN permet de visualiser toutes les
entrées et sorties de l’automate de sécurité. Chaque automate de sécurité fournit
des signaux de diagnostic relatifs à son état, ses codes d'erreur et l'état de ses
voies.
XPSMFWIN permet de visualiser toutes les informations de diagnostic de deux
façons :
z
z
33003382 09/2007
A l'aide de la fonction de test en ligne qui surveille les valeurs des signaux et des
variables dans le plan logique pendant que les systèmes exécutent le
programme.
À l'aide de la fenêtre Diagnostic qui affiche l'état de l'UC, du COM et des
modules E/S.
45
Utilisation et fonctionnement
Remplacement
de modules
défectueux
Etape
La procédure de remplacement d'un automate de sécurité défectueux ou d'une E/S
distante défectueuse est la suivante :
Action
1
Débranchez l'alimentation du module concerné.
2
Débranchez toutes les bornes (inutile de retirer les câbles d'entrée et de sortie).
3
Débranchez toute communication (Ethernet et tout autre bus de terrain) de l’automate de sécurité ou de
l'E/S distante.
4
Débloquez l'attache du rail DIN et retirez le module.
5
Placez le nouveau module et bloquez l'attache du rail DIN.
6
Rebranchez l'alimentation.
7
Effectuez le branchement sur le PC qui exécute XPSMFWIN via le câble Ethernet.
8
Entrez les nouveaux paramètres de communication pour l'adresse MAC et l'adresse IP.
9
Téléchargez la configuration utilisée par le module précédent.
10
Branchez toutes les bornes E/S au nouveau module. Il n’est pas nécessaire de changer les câbles, mais
vérifiez que les bornes fonctionnent correctement.
11
Rétablissez la connexion réseau.
12
Exécutez le module.
Test des E/S
pour les tensions
perturbatrices et
défauts à la terre
Vous pouvez mesurer les tensions perturbatrices inadmissibles à l'aide d'un testeur
universel. Nous recommandons de tester chaque borne pour vérifier les tensions
inadmissibles.
Lorsque vous testez les câbles externes pour connaître leur niveau de résistance
d'isolation, de court-circuit et de coupure, aucune de leurs extrémités ne doit être
branchée afin d'éviter tout risque de dommage ou de destruction de l'XPSMF35 en
cas de tensions excessives.
Les défauts à la terre doivent être testés avant de raccorder le câble de terrain aux
appareils. Il ne doit pas y avoir de tension d'alimentation au niveau des capteurs et
entre le pôle négatif et les actionneurs. Si le pôle négatif est mis à la terre pendant
le fonctionnement, la connexion à la terre doit être débranchée lors du test des
défauts à la terre. Cela s'applique également à la connexion à la terre d'un testeur
de défauts à la terre existant. La terre de chaque borne ne peut être testée qu'avec
un testeur de résistance ou un instrument de test similaire.
Il est possible de tester l'isolation d'un ou plusieurs câble(s) par rapport à la terre,
mais pas celle de 2 câbles non connectés. Il n'est pas non plus possible de tester
les hautes tensions.
La norme EN 50178 présente les directives de mesure de la tension d'un circuit et
de la résistance d'isolation.
46
33003382 09/2007
Utilisation et fonctionnement
Entretien
L’automate de sécurité XPSMF35 est conçu pour des applications industrielles.
Tous les composants de l’automate de sécurité sont à disponibilité élevée et
répondent à la norme IEC 61508 pour la puissance surfacique et la probabilité de
défaillance horaire selon la norme SIL 3.
Note : lorsqu'ils remplissent des fonctions de sécurité, les modules doivent être
soumis à un test hors ligne tous les 10 ans. Pour les tests hors ligne, reportez-vous
à la section Test hors ligne, p. 48.
AVERTISSEMENT
TEST HORS LIGNE
Un test hors ligne conforme à la norme IEC 61508-4 doit être réalisé afin de vérifier
le fonctionnement adéquat.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures
graves ou des dommages matériels.
Réparation des
automates
Vous ne devez pas tenter de réparer l’automate de sécurité XPSMF35. Les
périphériques défectueux doivent être renvoyés à Schneider Electric pour être
réparés.
L'appareil n'est plus couvert par le certificat de sécurité en cas de réparations non
autorisées. Le fabricant n'est pas responsable des réparations non autorisées.
Toute réparation non autorisée annule également toutes les garanties du
périphérique.
33003382 09/2007
47
Utilisation et fonctionnement
Test hors ligne
Présentation
Le test hors ligne reconnaît les erreurs cachées dangereuses qui risquent d’affecter
le fonctionnement sécurisé de l’usine.
Les systèmes de sécurité doivent être soumis à un test hors ligne tous les 10 ans.
Par une analyse à l’aide de l’outil de calcul SILence, l’intervalle est souvent rallongé.
(SILence est un programme séparé. Contactez le service pour plus d’informations
ou consultez la page d’accueil d’HIMA pour accéder à une version test du logiciel
SILence.)
Pour les modules relais, le test pour les relais doit être exécuté à intervalles définis
pour l’usine concernée.
Exécution du test
hors ligne
L’exécution du test hors ligne dépend de la configuration de l’usine
(EUC = equipment under control [appareil sous contrôle]), de son potentiel de risque
et des normes pour le fonctionnement qui sont appliquées et qui forment la base de
l’autorisation par l’autorité compétente.
Selon les normes IEC 61508 1-7, IEC 61511 1-3, IEC 62061 et VDI/VDE 2180 fiches
1 à 4, s’il s’agit de systèmes de sécurité, c’est l’entreprise exploitante qui doit
organiser des tests.
Test réguliers
Les modules peuvent être testés en exécutant la boucle de sécurité.
En pratique les périphériques de terrain en entrée et en sortie ont un intervalle de
test plus fréquent (par ex. tous les 6 ou 12 mois) que les modules. Si l’utilisateur final
teste la boucle de sécurité complète en raison des périphériques de terrain alors les
modules sont automatiquement compris dans ces tests. Aucun test supplémentaire
régulier n’est requis pour les modules.
Si le test des périphériques de terrain n’inclut pas les modules, alors le PES doit être
testé au minimum une fois tous les 10 ans. Cela peut être fait en exécutant une
réinitialisation des modules.
En cas d’exigences de tests réguliers pour des modules en particulier, l’utilisateur
final doit consulter les fiches techniques de ces modules.
48
33003382 09/2007
Description du produit
3
Présentation
Vue d'ensemble
Ce chapitre contient la description de l’automate de sécurité XPSMF35.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
33003382 09/2007
Sujet
Page
Eléments du boîtier
50
Bouton de réinitialisation
53
Communication
54
Diodes électroluminescentes
60
Câblage
63
Adressage IP et identification du système
69
SafeEthernet
70
Conditions de fonctionnement
76
Caractéristiques techniques
79
Eléments supplémentaires
86
49
Description du produit
Eléments du boîtier
Face avant
L'image suivante montre les différents éléments de la face avant de l'XPSMF35 :
1
2
3 10/100BaseT 10/100BaseT 4
L- L- L+ L+
FB3
FB2
3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
111213 1415 1617 1819 20
21 2223 2425 2627 28 2930
31 3233 3435 3637 38 3940
DO
L- 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 9 10 1112 13 1415 16 L-
DI
LS+ 1718 1920 21 2223 24 L-
FB1
24V DC
RUN
ERROR AI
PROG T1 I1 L- T2 I2 LFORCE
FAULT
OSL
41 42 43 44 45 46
BL
by HIMA
HIMatrix
AI
AI
T3 I3 L- T4 I4 L- T5 I5 L- T6 I6 L-
47 48 49 50 51 52
53 54 55 56 57 58
F35
AI
CO
T7 I7 L- T8 I8 L- A1 B2 Z1 L- A2 B2 Z2 L-
59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
HIMA
1 10/100BaseT 10/100BaseT 2
8
7
5
6
4
Eléments de la face avant
50
N°
Description
1
Entrée alimentation
2
Sorties numériques
3
Entrées numériques
4
Rail de mise à la terre
5
Entrées compteur
6
Entrées analogiques
7
Indicateurs
8
Connexions du bus de terrain
33003382 09/2007
Description du produit
Face supérieure
L'image suivante montre les éléments de la face supérieure :
Communications Ethernet
Face inférieure
L'image suivante montre les éléments de la face inférieure :
Communications Ethernet
33003382 09/2007
51
Description du produit
Vue arrière
L'image suivante montre les éléments de la face arrière :
Guide rail DIN
52
Attache rapide
33003382 09/2007
Description du produit
Bouton de réinitialisation
Vue d'ensemble
L’appareil est équipé d’un bouton de réinitialisation. Le bouton de réinitialisation est
utilisé en cas de perte du mot de passe de connexion PC.
Utilisation du
bouton de
réinitialisation
Le bouton-poussoir est accessible via une petite ouverture circulaire située à
environ 40 à 50 mm (1.57 à 1.97 po) du bord gauche de la face supérieure du boîtier.
Effets
Lorsque vous appuyez sur le bouton de réinitialisation,
Utilisez le bouton seulement lors du redémarrage de l’appareil. Maintenez-le
enfoncé pendant au moins 20 s. Rien ne se produit si vous appuyez sur le bouton
de réinitialisation pendant que l’appareil fonctionne.
z
z
tous les comptes sont désactivés (sauf celui par défaut de l’Administrateursans mot de passe) et
l'adresse IP et l'ID système (SRS) prennent des valeurs par défaut.
Note : Après activation du bouton de réinitialisation, les valeurs sont modifiées et
restent valides jusqu'au prochain démarrage. Au démarrage suivant, les valeurs
précédentes sont restaurées. Si nécessaire, vous pouvez entrer de nouvelles
informations.
ATTENTION
RISQUE DE FONCTIONNEMENT IMPRÉVU
Lors de l'utilisation du bouton de réinitialisation, les câbles du bus de terrain
doivent être débranchés des bornes de celui-ci afin d'éviter tout
dysfonctionnement.
Le non-respect de ces instructions peut provoquer des blessures ou des
dommages matériels.
33003382 09/2007
53
Description du produit
Communication
Présentation
Les automates de sécurité communiquent entre eux et avec le PC via le protocole
SafeEthernet.
Les automates de sécurité communiquent entre eux et avec un PC par une
topologie Ethernet linéaire ou en étoile. Il est possible de connecter un PC à
n'importe quel point du réseau.
La section de communication est connectée au circuit sécurisé du microprocesseur
via une mémoire RAM à double port. Elle contrôle les communications entre le PES
et d'autres systèmes au moyen de puissantes interfaces. L’automate de sécurité
XPSMF35 prend en charge la communication esclave série Modbus et esclave série
Profibus pour transmettre les données non lbées à la sécurité.
54
100 BaseT
SafeEthernet, TCP/IP Modbus
Bus de terrain
Esclave série Modbus, esclave série Profibus (en fonction de la version)
33003382 09/2007
Description du produit
Communication
de sécurité
Le schéma montre le commutateur intégré dans chaque système pour les
communications Ethernet (voir Schéma fonctionnel, p. 26).
A la différence d’un concentrateur, un commutateur peut enregistrer des paquets de
données pendant une courte durée de façon à établir une connexion provisoire
entre deux appareils de communication (transmetteur/récepteur) pour transférer
des données. Il est ainsi possible d’éviter les collisions (typiques dans un
concentrateur) et de réduire la charge du réseau. Pour contrôler le transfert de
données, chaque commutateur doit avoir un tableau relationnel adresse/port. Ce
tableau se génère automatiquement par un procédé d’auto-apprentissage. Chaque
port du commutateur est corrélé avec les adresses MAC définies. Les paquets de
données entrants sont directement envoyés au port correspondant, conformément
à ce tableau.
Le commutateur permute automatiquement entre les vitesses de transfert de 10 et
100 Mbits/s et entre les transmissions en mode full et half duplex.
Le commutateur contrôle les communications entre les différents appareils. Le
commutateur peut créer jusqu’à 1 000 adresses MAC absolues.
Le croisement automatique détecte si des câbles croisés sont connectés, et le
commutateur s’adapte en conséquence.
L’automate de sécurité XPSMF35 est équipé de quatre raccordements situés sur les
panneaux latéraux supérieur et inférieur du boîtier, pour la mise en réseau via
Ethernet. En fonction des besoins, différents systèmes peuvent être mis en réseau
avec la topologie linéaire ou en étoile Ethernet. Il est également possible de
raccorder un PC là où il est nécessaire.
Note : lors de l'établissement du réseau, veillez à ne pas former de boucle réseau.
Les données reçues par le système ne doivent emprunter qu'un seul chemin.
33003382 09/2007
55
Description du produit
Le schéma suivant montre un exemple de mise en réseau SafeEthernet :
Telemecanique
XPS-MF
XPSMFPS01
Appareils F60 ou autres XPSMF
PC avec XPSMFWIN
Protocole SafeEthernet
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
by HIMA
HIMatrix
F35
HIMatrix
F31
HIMatrix
F2DO
HIMatrix
F3AIO
HIMA
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
HIMatrix
F3DIO
HIMA
by HIMA
HIMatrix F1DI
HIMA
HIMA
56
by HIMA
HIMA
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
by HIMA
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
by HIMA
HIMA
HIMatrix
by HIMA
F30
24V DC
RUN
ERROR
PROG
FORCE
FAULT
OSL
BL
by HIMA
HIMA
33003382 09/2007
Description du produit
La figure ci-dessous représente un schéma de raccordement de câbles Ethernet :
1
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
2
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
3
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
4
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
5
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
6
by HIMA
by HIMA
HIMatrix F31
HIMatrix F31
HIMA
HIMA
Légende :
by HIMA
HIMatrix F31
HIMA
Appareil dans son boîtier
Connecteur
Raccordement (fiche et prise)
Nombre de paires de connecteurs et longueur des câbles :
33003382 09/2007
Nombre
Nombre de paires de connecteurs Longueur de câble maximale
1
2
100 m / 328,1 ft
2
2
100 m / 328,1 ft
3
3
100 m / 328,1 ft
4
3
100 m / 328,1 ft
5
4
100 m / 328,1 ft
6
4
100 m / 328,1 ft
57
Description du produit
La longueur de câble maximale est de 100 m (328,1 ft) avec un maximum de six
paires de connecteurs, lorsque vous utilisez des câbles spécifiés et des connecteurs
homologués pour 100 MHz. L’association entre une fiche et une prise constitue une
paire.
Pour des longueurs plus importantes, utilisez des câbles à fibre optique avec des
convertisseurs.
La configuration d’un protocole SafeEthernet sur un réseau Ethernet présente les
avantages suivants :
z
z
z
Communications
ne concernant
pas la sécurité
transfert de paquets ultra-rapide entre les zones de collision
hausse importante du débit de données en mode full duplex
fonctionnement déterministe grâce à la prévention des collisions
L’automate de sécurité XPSMF35 est équipé de prises pour les communications de
bus de terrain. Il prend en charge les protocoles du bus de terrain de l'esclave
Modbus et de l’esclave Profibus.
Avec toutes les lignes secondaires, le réseau Modbus peut avoir une longueur totale
de 1 200 m (3 936,99 ft). Au-delà, des répéteurs bidirectionnels sont requis. Il est
possible d'utiliser jusqu'à trois répéteurs pour atteindre une portée maximale
de 4 800 m (15 747,98 ft).
Le RS485 (esclave Modbus) est sur le bus de terrain 2.
Note : les interfaces de bus de terrain ne permettent pas les communications de
sécurité.
58
33003382 09/2007
Description du produit
Les fonctions Modbus suivantes sont prises en charge par l'esclave Modbus :
Elément
Code
Type
Description
READ COIL
01
BOOL
Lit plusieurs variables (BOOL) des zones d'importation et
d'exportation de l'esclave.
READ DISCRETE INPUT
02
BOOL
Lit plusieurs variables (BOOL) de la zone d'exportation de
l'esclave.
READ HOLDING
REGISTER
03
WORD
Lit plusieurs variables de type indifférent des zones
d'importation ou d'exportation de l'esclave.
READ INPUT REGISTER
04
WORD
Lit plusieurs variables de type indifférent de la zone
d’importation de l'esclave.
READ WRITE HOLDING
REGISTER
23
WORD
Ecrit et lit plusieurs variables de type indifférent dans la zone
d'importation de l'esclave et à partir de celle-ci.
WRITE MULTIPLE COIL
15
BOOL
Ecrit plusieurs variables (BOOL) dans la zone d'importation de
l'esclave.
WRITE MULTIPLE
REGISTER
16
WORD
Écrit plusieurs variables de type indifférent dans la zone
d'importation de l'esclave.
WRITE SINGLE COIL
05
BOOL
Ecrit une variable unique (BOOL) dans la zone d’importation de
l'esclave.
WRITE SINGLE
REGISTER
06
WORD
Ecrit une variable unique (WORD) dans la zone d'importation de
l'esclave.
DIAGNOSTICS
08
x
Code subordonné unique 0 : fonction de bouclage de l'esclave.
READ DEVICE
IDENTIFICATION
43
x
Fournit au maître les données d'identification de l'esclave.
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59
Description du produit
Diodes électroluminescentes
Présentation
Diodes de l'XPSMF35
3 10/100BaseT 10/100BaseT 4
L- L- L+ L+
FB3
FB2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
111213 1415 1617 1819 20
21 2223 2425 2627 28 2930
31 3233 3435 3637 38 3940
DO
L- 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 1 2 3 4 5 6 7 8 L-
DI
LS+ 9 10 1112 13 1415 16 L-
DI
LS+ 1718 1920 21 2223 24 L-
FB1
24V DC
RUN
ERROR AI
PROG T1 I1 L- T2 I2 LFORCE
FAULT
OSL
41 42 43 44 45 46
BL
HIMatrix
AI
AI
T3 I3 L- T4 I4 L- T5 I5 L- T6 I6 L-
47 48 49 50 51 52
53 54 55 56 57 58
by HIMA
F35
AI
CO
T7 I7 L- T8 I8 L- A1 B2 Z1 L- A2 B2 Z2 L-
59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
HIMA
1 10/100BaseT 10/100BaseT 2
60
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Description du produit
Description des
diodes
Le tableau suivant décrit le comportement des diodes :
Diode
Couleur
Etat
Description
Bus de terrain 1, 2, 3
Orange
Clignotement
irrégulier
activée
L’interface est configurée et la communication
fonctionne.
activée
Orange
Clignotement
régulier
(fréquence 1 s)
L’interface est configurée mais aucune communication
ne fonctionne.
Non allumée
Eteinte
Le COM est à l’état STOP-INVALID-CONFIG ou
l’interface n’est pas configurée dans XPSMFWIN.
Orange
activée
Réception d'un signal d'entrée.
Sorties numériques 1 à 8
Orange
activée
Envoi d'un signal de sortie.
24 V DC
Vert
activée
Présence d’une tension de fonctionnement de 24 V CC.
Non allumée
Eteinte
Pas de tension de fonctionnement
RUN
Vert
activée
Etat normal du PES (RUN). Un programme de
chargement utilisateur est exécuté (pas dans les
modules E/S distants). L’UC lit les entrées, effectue le
traitement logique et écrit les sorties ; les tests de
communication et du matériel/logiciel sont effectués.
Vert
clignotante
L’UC n’effectue aucun traitement (STOP) et n’exécute
aucune application utilisateur. Toutes les sorties sont
réinitialisées dans un état sécurisé hors tension. Il est
possible de déclencher l'arrêt (STOP) en affectant la
valeur VRAI (TRUE) à la variable système d'arrêt
d'urgence (Emergency stop) dans l'application utilisateur
ou au moyen d'une commande directe du PC. Cas d'un
automate de sécurité allumé environ 10 s pendant la
vérification système.
Non allumée
Eteinte
L’UC est à l’état arrêt erreur (ERROR STOP) ; voir
ERROR ci-dessous.
Entrées numériques 1-24
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Description du produit
Diode
Couleur
Etat
Description
ERROR
Rouge
activée
Une défaillance matérielle s’est produite dans l’unité
centrale qui s’est mise en erreur (ERROR STOP). L’unité
centrale a détecté une erreur logicielle dans le système
d’exploitation. Le chien de garde a déclenché l'état arrêt
erreur (ERROR STOP) car le temps de cycle a été
dépassé. L’UC a arrêté l’exécution de l’application
utilisateur et a mis fin à tous les tests matériels et
logiciels. Toutes les sorties sont réinitialisées. Seule une
commande émise par le PC peut redémarrer l’UC.
Non allumée
Eteinte
Aucune erreur n’est détectée.
Orange
activée
Une nouvelle configuration est en cours de chargement
dans l’unité centrale.
Orange
clignotante
Un nouveau système d’exploitation est en cours de
chargement dans la mémoire Flash ROM.
Non allumée
Eteinte
Pas de chargement d’une configuration ou d’un système
d’exploitation.
FORCE
Non allumée
Eteinte
Le mode forcé n’est pas signalé.
Orange
activée
Forçage actif.
FAULT
Orange
activée
Erreur d'affichage du contrôle des lignes. L’application
utilisateur a provoqué une erreur. La configuration du
PES est défectueuse. Le chargement d'un nouveau
système d'exploitation était défectueux ; le système
d'exploitation est endommagé.
Orange
clignotante
Une erreur s'est produite pendant l'écriture en mémoire
Flash ROM (pendant la mise à jour du système
d'exploitation). Une ou plusieurs erreurs E/S se sont
produites.
Non allumée
Eteinte
Aucune des erreurs mentionnées ci-dessus ne s’est
produite.
OSL
Orange
clignotante
Le chargement d’urgence du système d’exploitation est
actif.
BL
Orange
clignotante
Le COM est à l'état INIT_FAIL.
RJ 45
Vert
PROG
jaune
62
activée
Fonctionnement en mode full duplex
clignotante
Collision
Eteinte
Fonctionnement en mode half duplex, pas de collision
activée
Connexion établie.
clignotante
Interface active.
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Description du produit
Câblage
Câblage Ethernet
Les câbles industriels standard peuvent être soumis à de fortes contraintes
mécaniques. Les communications SafeEthernet nécessitent au minimum des
câbles à paire torsadée de catégorie 5 et de classe D. Pour transmettre les données
sur de plus longues distances et pour réduire le risque d’erreur, il est conseillé
d’utiliser des câbles en fibre optique.
Les automates communiquent à 100 Mbit/s (Fast Ethernet) et à 10 Mbit/s en mode
full duplex. L’automate de sécurité XPSMF35 présente une fonction de « croisement
automatique » intégrée au commutateur qui permet d'utiliser à la fois un câble 1:1
et un câble de croisement.
Le blindage externe du câble à paire torsadée doit être mis à la terre aux deux
extrémités. Avec un connecteur RJ 45, le blindage du câble est automatiquement
connecté au boîtier de l’automate.
Eléments de
l'interface
Les éléments de l’interface suivants sont recommandés pour le raccordement d'un
automate sur les communications Ethernet : boîtier de raccordement FL CAT5
TERMINAL BOX de Phoenix Contact (R). Les automates sont montés sur un rail EN
mis à la terre. Les conducteurs du câble de terrain sont raccordés aux bornes de
l'interface. Assurez-vous que le blindage du câble est également raccordé par le
serre-câble.
Des cordons de raccordement préfabriqués permettent de raccorder l'élément
d'interface et l’automate XPSMF35. Il suffit que le rail soit mis à la terre
conformément aux normes pour pouvoir monter un élément d'interface sur celui-ci.
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63
Description du produit
Câbles spécifiés
Les câbles sont classés par catégorie, selon leurs propriétés de transmission et de
hautes fréquences :
Catégorie
Caractéristiques
Homologuée
1
-
non
2
jusqu'à 1 MHz
non
3
jusqu'à 16 MHz
non
4
jusqu'à 20 MHz
non
5
jusqu'à 100 MHz
oui
6
jusqu'à 250 MHz
oui
7
jusqu'à 600 MHz
oui
La voie, en tant que chemin d’une communication point à point, est définie de la
manière suivante :
Classe
Caractéristiques
Homologuée
A
jusqu'à 0,1 MHz
non
B
jusqu'à 1 MHz
non
C
jusqu'à 16 MHz
non
D
jusqu'à 100 MHz
oui
E
jusqu'à 250 MHz
oui
F
jusqu'à 600 MHz
oui
Plus la lettre est éloignée de A et plus la demande sur la voie de transmission est
importante. Pour les communications Ethernet à 100 MHz, des câbles de catégorie
5 (ou supérieure) et d'une capacité de classe D minimum sont requis.
Connecteur RJ45
Il est possible d'utiliser des connecteurs tels qu'une fiche de données IP 20
(Harting(R)) pour un raccordement Ethernet direct sans éléments d'interface. Vous
pouvez installer le câble rapidement sans outil supplémentaire en sertissant les
conducteurs.
Commutateurs
Il est recommandé d'utiliser des commutateurs de rail de type RS2 (Hirschmann(R))
et des ports fibre optique pour couvrir des distances supérieures à 100 m (328 ft)
avec des communications SafeEthernet.
64
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Description du produit
Système de
transfert RS-485
Le protocole Modbus série et le protocole DP Profibus esclave communiquent via le
système de transfert non sécurisé RS-485.
Le tableau suivant propose une vue générale des caractéristiques physiques de
base du système de transfert RS-485 :
Champ d'application
Fonctionnalité
Commentaire
Topologie du réseau
bus linéaire, terminaison de bus active
aux deux extrémités
Eviter les lignes secondaires.
Support
câble torsadé blindé
L'environnement ne nécessite pas toujours un
blindage.
Nombre de stations
32 stations dans chaque segment sans avec un répéteur extensible jusqu'à 126 stations
répéteur
Connecteur
Connecteur MIN-D 9 pôles
Câblage et
terminaison de
bus Modbus
---
Le tableau suivant illustre le brochage des prises SUB-D FB2 (esclave Modbus) :
Connexion
Signal
Fonction
1
---
---
2
---
---
3
RxD/TxD-A
Réception/transmission de données A
4
CNTR-A
Signal de contrôle A
5
DGND
Potentiel de référence des données
6
VP
5 V, pôle positif de l’alimentation
7
---
---
8
RxD/TxD-B
Réception/transmission de données B
9
CNTR-B
Signal de contrôle B
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65
Description du produit
Câblage Profibus
Dans la couche physique de Profibus DP, le transfert des données est symétrique,
conformément à la norme RS-485.
Une ligne de données symétrique à deux fils blindée est conçue comme moyen de
transfert. Elle doit contenir les paramètres suivants (câble RS-485, type A, utilisé
pour Profibus DP) :
Paramètre
Câble Type A
Résistance du fil
135 à 165 Ω
Capacité
≤ 30 pf/m
Résistance de boucle
≤ 110 Ω/km (0,0335 Ω/ft)
Diamètre de câble
> 0.64 mm (0,025 in)
Section de câble
> 0.34 mm2 (AWG 22)
Le débit binaire (vitesse de transmission) peut être défini sur une valeur comprise
entre 9,6 kbps et 12 Mbps. Elle s’applique à toutes les stations connectées au bus.
La longueur maximale des lignes dépend du débit binaire sélectionné.
Le tableau suivant fournit des informations sur la longueur des lignes :
Débit binaire
Plage par segment
9,6 kbps
1 200 m (3 937 ft)
19,2 kbps
1 200 m (3 937 ft)
93,75 kbps
1 200 m (3 937 ft)
187,5 kbps
1 000 m (3 280 ft)
500 kbps
400 m (1 312 ft)
1,5 Mbps
200 m (656 ft)
3 Mbps
100 m (328 ft)
6 Mbps
100 m (328 ft)
12 Mbps
100 m (328 ft)
Note : il est possible de rallonger les lignes à l’aide de répéteurs bidirectionnels.
Vous pouvez utiliser jusqu'à trois répéteurs entre deux participants. Une longueur
de ligne de 4,8 km (15 748 ft) est possible. Pour les applications synchronisées, le
nombre de stations connectées ne doit pas dépasser 32. Pour les applications non
synchronisées, jusqu’à 126 participants sont autorisés (avec répéteur).
66
33003382 09/2007
Description du produit
La norme IEC 61158 prévoit l’utilisation de deux types de câbles du bus. Un câble
de type A peut être utilisé pour toutes les vitesses de transfert allant jusqu’à
12 Mbps. Le câble de type B n’est plus valable et ne doit plus être utilisé.
L’illustration suivante représente un câble de bus Profibus DP, de type A, avec prise
de connecteur de bus :
Câble Profibus type A
Les résistances de terminaison de bus peuvent être activées sur
chaque extrémité en sélectionnant un commutateur.
X1
prise MIN-D,
9 broches
Connexion et
terminaison
Profibus
X2
prise MIN-D,
9 broches
Le câble des données entrantes et sortantes peut être directement branché sur la
prise du connecteur de bus. Les lignes secondaires sont ainsi évitées et la prise du
connecteur de bus peut être branchée et débranchée à tout moment de l’unité de
bus de terrain, sans interrompre le trafic des données.
La norme IEC 61158 recommande d’utiliser un connecteur à 9 broches de catégorie
Sub-D pour Profibus DP. Selon la classe de protection spécifiée pour le bus de
terrain, il est possible d’utiliser également d’autres connecteurs disponibles.
L’illustration suivante représente le brochage du connecteur 9 broches Sub-D. Au
niveau du bus de terrain, la connexion de bus est conçue sous forme de prise. La
terminaison de bus Profibus DP est constituée d’une combinaison de résistances
assurant un potentiel de zéro sur le bus. Cette combinaison est intégrée dans le
connecteur de bus Profibus DP et peut être activée au moyen de dérivations ou de
commutateurs. De plus, les stations, où se termine le bus, doivent fournir une
alimentation de 5 V sur la broche 6.
L’image suivante illustre la connexion et la terminaison de bus ainsi que le brochage
de l’interface du bus de terrain :
Station 1
Station 2
(3) RxD/TxD-P
RxD/TxD-P (3)
VP (6)
Ligne de
données
390 Ohms
Ligne de
données
220 Ohms
(5) DGND
DGND (5)
(6) VP
VP (6)
(8) RxD/TxD-N
RxD/TxD-N (8)
RxD/TxD-P (3)
RxD/TxD-N (8)
390 Ohms
Blindage
DGND (5)
Terre
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Terre
67
Description du produit
Les signaux sur les broches 3, 5, 6 et 8 sont des signaux dits « obligatoires » qui
doivent être toujours disponibles.
Le tableau suivant illustre le brochage des interfaces FB1 et FB2 pour maître et
esclave Profibus DP :
68
Broche
Signal
Description
1
-
Pas utilisé
2
-
Pas utilisé
3
RxD/TxD-P
réception/transmission de données plus (câble B)
4
DPE
Contrôle de l’orientation pour modems à fibre optique (signal TTL)
5
DGND
potentiel de référence du transfert de données (terre 5 V)
6
VP
alimentation des résistances de terminaison P (+ 5 V)
7
-
Pas utilisé
8
RxD/TxD-N
Réception/transmission de données – moins (câble a)
9
-
Pas utilisé
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Description du produit
Adressage IP et identification du système
Présentation
Une étiquette transparente fournie avec l’automate permet de noter l'adresse IP et
l'identification du système (SRS, Système-Rack-Emplacement) après une
modification :
IP_._._._SRS_._._
Valeur par défaut pour l’adresse IP : 192.168.0.99
Valeur par défaut pour SRS : 60000.0.0
Les orifices de ventilation du boîtier de l'automate de sécurité ne doivent pas être
couverts par l’étiquette.
Pour plus d'informations sur le changement de l'adresse IP et de l'identification du
système, consultez le manuel du logiciel XPSMFWIN.
Note : chaque carte Ethernet a une adresse Ethernet unique. Il s'agit d'un numéro
de 48 bits : les 24 premiers bits indiquent le fabricant, alors que les 24 derniers
sont un numéro unique propre à chaque carte Ethernet/puce d'automate, attribué
par le fabricant. Le numéro s’appelle aussi MAC ID.
Description du
protocole TCP/IP
L'adresse IP identifie un appareil sur un réseau. Les adresses IP sont des nombres
de 32 bits. Pour faciliter leur mémorisation, il s'agit généralement de quatre nombres
de 8 bits (par ex. 192.168.10.1).
Une adresse IP est unique. Aucun autre périphérique du réseau ne partage la même
adresse :
z
z
l'adresse IP est attribuée au PC,
une autre partie de l'adresse IP constitue le masque de sous-réseau, qui
distingue les autres réseaux.
Note : l’opérateur doit s'assurer que l’Ethernet utilisé pour la communication poste
à poste est protégé de façon adéquate contre un accès non autorisé (c’est-à-dire
des pirates). La nature et l’étendue des mesures à prendre doivent être
déterminées en collaboration avec les autorités d’approbation..
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Description du produit
SafeEthernet
Vue d’ensemble
Cette section fournit des informations sur le protocole SafeEthernet et sur le modèle
OSI.
Description
Dans le domaine des automatismes, des exigences telles que le déterminisme, la
fiabilité, l'interchangeabilité, l'extensibilité, l'interopérabilité et la sécurité globale
sont des thèmes centraux. Basé sur la technologie Ethernet, SafeEthernet fournit
un protocole de transfert pour la transmission de données de sécurité jusqu'à la
norme RC 6 ou SIL 3. SafeEthernet met en œuvre un mécanisme capable de
détecter les situations suivantes et d'y répondre :
z
z
z
z
Corruption des données transmises
Affectation d'adresse incorrecte pour les messages (transmetteur, récepteur)
Enchaînement des données incorrect (répétition, perte, modification)
Temporisation incorrecte (retard, écho)
SafeEthernet s'appuie sur le standard Ethernet ou FastEthernet selon la norme
IEEE 802.3.
La transmission des données de sécurité ne modifie pas la trame de protocole du
standard Ethernet.
Conformément au système Black Channel de SafeEthernet, les « voies de
transmission peu sûres » (Ethernet) sont utilisées et commandées par un système
de protocole de sécurité au niveau du transmetteur et du récepteur. Ainsi, les
composants classiques du réseau Ethernet (concentrateurs, commutateurs,
routeurs et PC) fournis avec les interfaces réseau peuvent être utilisés au sein d'un
réseau de sécurité. La principale différence avec le standard Ethernet se situe au
niveau du déterminisme : SafeEthernet fonctionne en temps réel.
Un mécanisme spécial du protocole garantit un comportement déterministe, même
en cas d'erreur ou d'entrée de nouveaux partenaires de communication. Les
nouveaux éléments sont automatiquement intégrés au système en cours
d'exécution. Tous les composants du réseau peuvent être modifiés pendant que le
système s'exécute. L'utilisation de commutateurs permet de définir clairement les
temps de transmission. Ainsi, Ethernet fonctionne en temps réel. La vitesse de
transfert pour les données de sécurité peut atteindre 100 Mbits/s, vitesse bien
supérieure à la normale. Des câbles de cuivre ou fibre optique peuvent servir de
supports de transmission. La technologie SafeEthernet permet d'intégrer des
intranets d'entreprise ainsi que des connexions Internet. Il est nécessaire de tenir
compte des conditions des communications de sécurité.
70
33003382 09/2007
Description du produit
Par conséquent, un seul réseau suffit pour transmettre des données liées ou non à
la sécurité. Grâce à des profils réseau paramétrables, il est possible d'adapter
SafeEthernet aux réseaux Ethernet existants. SafeEthernet permet de configurer
des structures de système intégrées souples pour les automatismes décentralisés,
avec des temps de réaction définis. Conformément aux exigences, l'intelligence
peut être centralisée ou distribuée aux participants de manière décentralisée au
sein du réseau. Il n'existe pas de limite au nombre de participants sûrs du réseau et
à la quantité de données sécurisées transmises pour obtenir les temps de réaction
requis. Par conséquent, un automate central et la mise en place de structures
parallèles ne sont pas nécessaires.
Un seul et même réseau peut intégrer la transmission de données sécurisées et
standard. Un bus de sécurité distinct peut être sauvegardé. Les commutateurs de
l’automate de sécurité effectuent les tâches normalement effectuées par les
commutateurs réseau.
33003382 09/2007
71
Description du produit
Paramètres de
fonctionnement
des interfaces
Ethernet
Jusqu’à la version 8.32 du SE COM, tous les ports Ethernet des commutateurs
Ethernet intégrés ont les mêmes réglages.
z Autonég/Autonég pour le mode de vitesse
z Mode de régulation du débit
D’autres paramétrages sont impossibles et ne seront pas permis par l’automate lors
du chargement d’une configuration.
Les interfaces Ethernet 10/100 BaseT de l'appareil présentent les paramètres
suivants :
Paramètres de fonctionnement par défaut
Mode de vitesse
Autonég
Mode de régulation du débit
Autonég
Tout autre appareil associé à l’automate de sécurité ou au périphérique E/S distant
doit présenter les paramètres réseau suivants :
Paramètres admissibles pour appareil différent.
Mode de vitesse
Autonég
Mode de régulation du débit
Autonég
ou
Mode de vitesse
Autonég
Mode de régulation du débit
Half duplex
ou
Mode de vitesse
10 ou 100 Mbits/s
Mode de régulation du débit
Half duplex
Paramètres non admissibles pour appareil différent
Mode de vitesse
Autonég ou 10 ou 100 Mbits/s
Mode de régulation du débit
Full duplex
Pour la version > 8.32 du SE COM et la version > 7.56.10 d’XPSMFWIN Gestion du
hardware, chaque port Ethernet du commutateur intégré peut être configuré
individuellement. Voir aussi l’annexe Schémas de raccordement, exemples
d'application et codes d'erreur, p. 91.
72
33003382 09/2007
Description du produit
Raccordements
de SafeEthernet/
Exemples de
mise en réseau
Les appareils sont équipés (selon le modèle) de deux raccordements situés au bas
du panneau latéral du boîtier, pour la mise en réseau avec le protocole
SafeEthernet. Voir l'exemple dans Communication de sécurité, p. 55.
Selon les besoins, différents systèmes peuvent être mis en réseau avec Ethernet
(topologie linéaire ou en étoile). Il est également possible de raccorder un outil de
programmation (PC) à l’emplacement nécessaire.
Note : Veillez à ne pas former de boucle réseau lorsque vous raccordez des
systèmes. Les paquets de données reçus par le système ne doivent emprunter
qu'un seul chemin.
Modbus TCP/IP
Le protocole bus de terrain esclave série Modbus peut communiquer avec le
protocole Modbus TCP/IP par les interfaces Ethernet sur l’automate de sécurité.
La communication de Modbus standard transfère l’adresse esclave et un total de
contrôle CRC en plus du code d’instruction et des données. Dans Modbus TCP/IP,
le protocole subordonné TCP/IP gère cette fonction.
Note : Pour plus d’informations sur le protocole Modbus TCP/IP, consultez l’aide
en ligne de l’XPSMFWIN.
Ports réseau
utilisés pour la
communication
Ethernet
Ports UDP et utilisation
Ports UDP
Utilisation
8000
Programmation et fonctionnement avec l’XPSMFWIN
8001
Configuration des E/S distantes via l’automate de sécurité
6010
SafeEthernet
6005/6012
Si TCS_DIRECT n’était pas activé dans le réseau HH
Ports TCP et utilisation
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Ports TCP
Utilisation
502
Modbus (modifiable par l’utilisateur)
73
Description du produit
Modèle OSI
Le modèle OSI divise les fonctions d'un protocole en une série de couches appelée
« pile de protocoles » (par ex. pile TCP/IP). Les couches inférieures sont utilisées
dans le hardware et les couches supérieures dans le logiciel. Chaque couche
constitue une plate-forme de transport vers la couche supérieure et s'appuie sur la
couche inférieure.
L'image suivante est une représentation graphique des couches OSI :
Couches de support
Couches hôtes
Données
74
Couche
Données
Application
Process réseau vers application
Données
Présentation
Représentation et cryptage des données
Données
Session
Communication entre hôtes
Segments
Transport
Raccordements et fiabilité bout en bout
Paquets
Réseau
Détermination du chemin et IP
Trames
Liaison des données
MAC et LLC
Bits
Physique
Transmission de supports, de signaux et binaire
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Description du produit
Le tableau ci-dessous décrit les sept couches OSI (de bas en haut) :
Numéro
Couche
Données
Description
Bits
Précise toutes les spécifications électriques et
physiques des appareils.
Couches de support
1
Couche physique
Transmission de supports, de
signaux et binaire
2
Couche de liaison des données Trames
MAC et LLC
Fournit les composants et les procédures nécessaires
pour transférer des données entre des entités réseau.
Détecte et corrige les éventuelles erreurs de la couche
physique.
3
Couche réseau
Détermination du chemin et IP
Paquets
Fournit les composants et procédures nécessaires pour
transférer des enchaînements de données de longueur
variable, d'une source à une destination par un ou
plusieurs réseaux.
Couches hôtes
4
Couche de transport
Raccordements et fiabilité bout
en bout
Segments
Fournit un transfert de données transparent entre
utilisateurs finaux.
5
Couche de session
Communication entre hôtes
Données
Fournit le mécanisme de gestion du dialogue entre les
process d'application des utilisateurs finaux.
6
Couche de présentation
Représentation et cryptage des
données
Données
Recherche, à la place de la couche d’application, les
différences syntaxiques des représentations des
données dans les systèmes utilisateur final.
7
Couche d’application
Données
Process réseau vers application
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Sert d’interface directe et exécute des services
application communs pour les process application.
75
Description du produit
Conditions de fonctionnement
Vue d’ensemble
L’automate de sécurité XPSMF35 a été développé conformément aux exigences
des normes suivantes sur la compatibilité électromagnétique (CEM), le climat et
l'environnement :
IEC 61131-2
Automates programmables, Partie 2, Exigences sur les matériels et
tests
IEC 61000-6-2
Normes CEM génériques, Partie 6-2
IEC 61000-6-4
Norme générale sur les émissions CEM, Environnement industriel
Les conditions suivantes sont requises pour utiliser l’automate de sécurité
XPSMF35 :
Classe de protection Classe de protection II conforme à la norme IEC/EN 61131-2
Conditions
climatiques
Pollution
Degré de pollution II
Altitude
< 2 000 m (6561 pieds)
Boîtier
Standard : IP 20
Si les normes applicatives concernées l'exigent (ex. EN 60204,
EN 954-1), l'appareil doit être installé dans un boîtier adapté
(par ex. IP 54).
Les plus importantes valeurs et limites de test des conditions climatiques sont
indiquées dans le tableau suivant :
EN 61131-2
Tests climatiques
-
Température de fonctionnement : 0 à 60 oC (32 à 140 oF)
Limites de test : -10 à +70 oC (14 à 158 oF)
-
Température de stockage : -40 à 85 oC (-40 à 185 oF) ; -30 oC
(-22 oF) avec batterie
6.3.4.2
Test de chaleur sèche et de résistance au froid : 70 / -25 oC (158
à -13 oF), 96 h, alimentation de l'appareil en test non connectée
6.3.4.3
Test de changement de température, de résistance et d'immunité
thermique : -25 / 70 oC (-13 à 158 oF) et 32/55 oC (90/131 oF),
alimentation de l'appareil en test non connectée
6.3.4.4
Test de résistance cyclique à la chaleur humide : 25 / 55 oC
(77/131 oF), humidité relative 95 %, alimentation de l'appareil en test
non connectée
76
33003382 09/2007
Description du produit
Conditions
mécaniques
Conditions de
compatibilité
électromagnétique
(CEM)
33003382 09/2007
Les plus importantes valeurs et limites de test des conditions mécaniques sont
indiquées dans le tableau suivant :
EN 61131-2
Tests mécaniques
-
Test de vibrations, en fonctionnement : 5 Hz à 9 Hz /
3,5 mm (0.14 po), 9 Hz à 150 Hz / 1 g (0.035 oz)
6.3.5.1
Test d'immunité aux vibrations : 10 à 150 Hz, 1 g
(0.035 oz), appareil en test en fonctionnement, 10 cycles
par axe
6.3.5.2
Test d’immunité aux chocs : 15 g (0.53 oz), 11 ms,
appareil en test en fonctionnement, 2 cycles par axe
Les plus importantes valeurs et limites de test des conditions de CEM sont
indiquées dans les tableaux suivants :
EN 61131-2
Tests d'immunité au bruit
6.3.6.2.1 IEC/EN 61000-4-2
Test de décharges électrostatiques (ESD) : 4 kV par
contact / 8 kV par décharge aérienne
6.3.6.2.2 IEC/EN 61000-4-3
Test de parasites haute fréquence (RFI) (10 V/m) :
26 MHz à 1 GHz, 80 %, AM
6.3.6.2.3 IEC/EN 61000-4-4
Test de salves : 2 kV avec alimentation / 1 kV avec circuit
de transmission
6.3.6.2.4 IEC/EN 61000-4-12
Test d'immunité aux oscillations amorties : 1 kV
IEC/EN 61000-6-2
Tests d'immunité au bruit
IEC/EN 61000-4-6
Hautes fréquences en mode commun : 10 V
150 kHz à 80 MHz, AM
IEC/EN 61000-4-3
Impulsions 900 MHz
IEC/EN 61000-4-5
Surtension : 1 kV, 0,5 kV
IEC/EN 61000-6-4
Test d’émission de bruit
EN50011 Classe A
Test d'émissions : par rayonnement, par conduction
77
Description du produit
Alimentation
78
Les plus importantes valeurs et limites de test d'alimentation de l'appareil sont
indiquées dans le tableau suivant :
IEC/EN 61131-2
Vérification des caractéristiques de l'alimentation CC
-
L'alimentation électrique doit autrement être conforme aux normes
suivantes : IEC 61131-2 ou SELV (très basse tension de sécurité) ou
PELV (très basse tension de protection)
-
La protection par fusible de l’automate de sécurité XPSMF35 doit être
uniquement conforme aux indications figurant dans ce manuel.
6.3.7.1.1
Test de plage de tension : 24 V CC, -20 % à 25 % (19,2 V CC à 30 V CC)
6.3.7.2.1
Test d'immunité aux interruptions momentanées : CC, PS 2 : 10 ms
6.3.7.4.1
Test d'inversion de polarité de l'alimentation CC
6.3.7.5.1
Test de durée de secours : Test B, 1 000 h, avec batterie de secours au
Lithium.
33003382 09/2007
Description du produit
Caractéristiques techniques
Données
mécaniques
Connecteurs d'alimentation 1
Diamètres des connexions, raccordement à un conducteur
Sans embout
Rigide 0,2 à 2,5 mm2
Souple 0,2 à 2,5 mm2
AWG 24-12
Souple avec embouts (sans embout
plastique)
0,25 à 2,5 mm2
AWG 22-14
Souple avec embouts (avec embouts
plastiques)
0,25 à 2,5 mm2
AWG 22-14
Connecteurs d'alimentation 2
Diamètres des connexions, raccordement à plusieurs connecteurs (2 fils du même diamètre maximum)
Sans embout
Rigide 0,14 à 1,5 mm2
Souple 0,14 à 1,5 mm2
AWG 28-16
Souple avec embouts (sans embout
plastique)
0,25 à 1,5 mm2
AWG 22-16
Souple avec embouts (avec embouts
plastiques)
0,25 à 0,5 mm2
AWG 22-20
Connecteurs du circuit de transmission 1
Diamètres des connexions, raccordement à un conducteur
Sans embout
Rigide 0,14 à 1,5 mm2
Souple 0,14 à 1,5 mm2
AWG 28-16
Souple avec embouts (sans embouts
plastique)
0,25 à 1,5 mm2
AWG 22-16
Souple avec embouts (avec embouts
plastiques)
0,25 à 0,5 mm2
AWG 22-20
33003382 09/2007
79
Description du produit
Connecteurs du circuit de transmission 2
Diamètres des connexions, raccordements à plusieurs connecteurs (2 fils du même diamètre maximum)
Sans embout
Rigide 0,14 à 0,5 mm2
AWG 28-20
Souple 0,14 à 0,75 mm2
AWG 28-18
Souple avec embouts (sans embout
plastique)
0,25 à 0,34 mm2
AWG 22
Souple avec embouts (avec embouts
plastiques)
0,5 mm2
AWG 20
Longueur à dénuder et couple
Longueur à dénuder
9 mm (0,35 in.)
Couple de serrage
0,22 à 0,25 Nm (1,9 à 2,2 lb-in)
80
33003382 09/2007
Description du produit
Données
techniques
Les tableaux suivants présentent les données techniques de l’automate de sécurité
XPSMF35 :
Mémoire utilisateur
application utilisateur 250 Ko maxi.
données utilisateur 250 Ko maxi.
Interface Safe Ethernet
4*RJ-45, 10/100 Base T avec commutateur intégré
Esclave Modbus série, esclave Profibus DP FB2 SUB-D 9 broches
Tension de fonctionnement
24 V CC -15 %/+20 %, Wss <=15 %, à partir d'une alimentation avec
séparation de protection, conforme à la norme IEC61131-2
Consommation de courant
9 A maxi. (en charge maximale)
courant au repos : 0,75 A
Température de fonctionnement
0 à 60 oC (32 à 140 oF)
Classe de température
T4
Température de stockage
-40 à +85 oC (-40 à 185 oF)
Fusible (externe)
10 A (temporisé)
Batterie de secours
néant
Protection
IP 20
Dimensions maximales
largeur : 257 mm (10,12 in), vis du boîtier comprises
hauteur : 114 mm (4,5 in), verrou compris
profondeur : 97 mm (3,82 in), vis de terre comprise
Poids
1 200 g (42,33 oz)
33003382 09/2007
81
Description du produit
Entrées numériques
Nombre d’entrées
24 (non isolées électriquement)
Signal 1 : tension
15 à 30 V CC (valeur par défaut 13 V + 2 V la plage de sécurité peut être
configurée jusqu’à 30 V CC)
3,5 mA environ à 24 V CC
4,5 mA environ à 30 V CC
Consommation de courant
Signal 0 : tension
Consommation de courant
max 5 V CC (valeur par défaut 7 V – 2 V la plage de sécurité peut être
paramétrée librement jusqu’au max.
Signal 1 -4 V et min. 2 V)
1,5 mA maxi (1 mA à 5 V CC)
Résistance à l'entrée
< 7 kΩ
Protection contre les surtensions
-10 V, +35 V
Longueur de ligne maxi.
300 m (11 811 in.)
Alimentation
3 sorties vers capteurs d'alimentation pour entrées numériques
délivrant chacune 20 V CC/100 mA à la tension du secteur de 24 V CC,
protégée contre les courts-circuits conformément à la norme IEC
61131-2.
Précision métrologique
Point zéro erreur de voie
Point limite, étalonnage
Erreur de voie
Point zéro erreur de température
Point limite erreur de température
Erreur de linéarité
82
+/-1 %
+/-4 %
+/-0,5 %
+/-1 %/10 K
+/-1 %/10 K
+/-0,5 % du point zéro
33003382 09/2007
Description du produit
Entrées analogiques
Nombre d’entrées
8 (unipolaires, non isolées électriquement)
Adaptateur de dérivation externe pour
mesure du courant
250 Ω
500 Ω
Valeurs d’entrée
z Valeur nominale
associée à Lde 0 à +10 V CC,
de 0 à +20 mA avec une dérivation de 500 Ω
de -0,1 à +11,5 V CC,
de -0,4 à +23 mA avec une dérivation de 500 Ω
z Valeur de service
Impédance d’entrée
1 MΩ
Ligne d’entrée
max. 300 m (11,811 in), câblage à paire torsadée blindée
Résistance interne de la source du signal
≤ 500 Ω
Protection contre les surtensions
+15 V, -4 V
Résolution (Convertisseur A/N)
12 bit
Précision
0,1% @ 25 °C
0,5% @ 60 °C
Alimentations du transmetteur
25,37 à 28,24 V / ≤ 46 mA, protection contre les courts-circuits selon la
norme IEC 61131-2
Précision métrologique :
Point zéro erreur de voie
Point limite, étalonnage
Erreur de voie
Point zéro erreur de température
Point limite erreur de température
Erreur de linéarité
+/-0,5%
+/-0,5%
+/-1%
+/-0,5 % de la valeur finale / 10 K
+/-0,5 % de la valeur finale / 10 K
+/-1 % de la valeur finale
Précision de sécurité
+/-2%
33003382 09/2007
83
Description du produit
Adaptateur de dérivation
Valeur de résistance
250 Ω
500 Ω
Tolérance
0,1%
Coefficient de température
25 ppm/°C
Charge permanente pour la mesure du courant
Voir la valeur de service des entrées analogiques
Perte de puissance maxi.
0,4 W
Température de fonctionnement
0 à +60 °C (32 à 140 °F)
Température de stockage
-40 à +85 °C (-40 à 185 °F)
Dimensions
largeur : 5 mm (0,2 in)
hauteur : 5 mm (0,2 in)
profondeur : 5 mm (0,2 in)
Compteurs
Nombre de compteurs
2 (non isolés électriquement)
Entrées
3 sur chaque (A, B, Z)
Tensions d'entrée :
Signal haut (5 V)
Signal haut (24 V)
Signal bas (5 V)
Signal bas (24 V)
5 et 24 V
4à6V
13 à 33 V
0 à 0,5 V
-3 à 5 V
Courants d'entrée
1,4 mA à 5 V, 6,5 mA à 24 V
Impédance d’entrée
3,7 kΩ
Ligne d’entrée
max. 500 m, câblage à paire torsadée blindée
Résolution du compteur
24 bit
Fréquence d’entrée maxi.
100 kHz (à 5 V et 24 V de tension en entrée)
Déclenchement
sur front négatif
Raideur des fronts
1 V/μs
Facteur de durée
1: 1
84
33003382 09/2007
Description du produit
Sorties numériques
Nombre de sorties
8 (non isolées électriquement)
Tension de sortie
>= L+ moins 2 V CC
Courant de sortie
Voies 1 à 3 et 5 à 7 : 0,5 A à 60 oC (140 oF)
Voies 4 et 8 : 1 A à 60 oC (140 oF), 2 A à 50 oC (122 oF)
Charge minimale
2 mA par voie
Chute de tension interne
2 V CC maxi à 2 A
Courant de fuite (avec signal 0)
1 mA maxi à 2 V CC
Réponse aux surcharges
fermeture des sorties appropriées avec reconnexion cyclique
Courant total de sortie
7 A maxi (fermeture de toutes les sorties et reconnexion
cyclique si dépassement)
Tension
d'alimentation
L’automate de sécurité XPSMF35 est un système à une tension. La tension de
fonctionnement requise est définie de la manière suivante, selon la norme
IEC/EN 61131-2.
Tension d'alimentation
Valeur nominale
24 V CC, -15...+20 %
Limites admissibles maxi. en fonctionnement continu 18,5 à 30,2 V CC (ondulation)
Valeur de crête maxi.
35 V CC pendant 0,1 s
Ondulation admissible
w < 5 % en tension efficace, wss < 15 % en tension de crête à
crête
Potentiel de référence
33003382 09/2007
L - (pôle négatif)
Mise à la terre du potentiel de référence autorisée.
85
Description du produit
Eléments supplémentaires
Présentation
Cette section répertorie les éléments supplémentaires utilisables avec l’automate
de sécurité.
Liste des
éléments
supplémentaires
Matériel
supplémentaire
Description
Alimentation
24 V CC avec séparation de protection de l’alimentation
z IEC 61131-2
z gammes de produits : ABL7RE ou ABL8RP
z site Web : www.telemecanique.com
Rail DIN
Rail DIN approprié pour le montage de l’automate. Un rail DIN de type AM1•• est acceptable.
Vous le trouverez dans la section Câbles et accessoires de câblage du catalogue des
composants de commande et de raccordement.
XPSMF60••
L’automate de sécurité XPSMF60 est un PES modulaire dans un boîtier de système de
racks. Il peut intégrer jusqu'à six des modules suivants (voir le tableau ci-dessous). Un même
module peut être utilisé autant de fois que souhaité dans l'XPSMF60.
XPSMF3DIO••
modules d’entrée et de sortie distants
Le nombre d'entrées et de sorties dépend du modèle.
XPSMF2DO••
module de sortie distant
Le nombre de sorties est variable.
XPSMF1DI1601
module d’entrée distant avec 16 sorties numériques
Modules de sécurité
Différents modules et automates de sécurité (voir le chapitre Sécurité machine de
l’Essentiel).
Les fonctions des modules vont de l'arrêt d'urgence à la surveillance par barrière
immatérielle.
Automates standard
transfert de données ne concernant pas la sécurité (voir le chapitre Automatismes,
automatismes et contrôle dans l'Essentiel, 2005).
Les automates standard fonctionnent indifféremment avec des machines de petite ou de
grande taille. Plages :
z Twido
z Micro
z Premium
z Quantum
86
33003382 09/2007
Description du produit
Matériel
supplémentaire
Description
Interrupteurs de
sécurité
z interrupteurs magnétiques codés
z interrupteurs de fin de course
z interrupteur rotatif ou broche
z arrêts d’urgence
z interrupteurs à pédale
z interrupteurs-sectionneurs
Pour plus d'informations, consultez la section Sécurité dans l'Essentiel.
Systèmes de sécurité
et actionneurs
z tapis
z barrières immatérielles
z unités de commande bimanuelles
z départs-moteurs
Pour plus d'informations, consultez la section Sécurité dans l'Essentiel.
Eléments d’interface
homme-machine
Améliorer les conditions de sécurité :
z Boutons-poussoirs et voyants
z balises lumineuses
z sirènes
z afficheurs Magelis
Pour plus d'informations, consultez la section Dialogue opérateur de l'Essentiel.
Note : tous les catalogues et les guides sont disponibles sur le site
http://www.telemecanique.com.
33003382 09/2007
87
Description du produit
88
33003382 09/2007
Annexes
Présentation
Vue d'ensemble
Informations complémentaires non nécessaires à la compréhension du document.
Contenu de cette
annexe
Cette annexe contient les chapitres suivants :
Chapitre
A
33003382 09/2007
Titre du chapitre
Schémas de raccordement, exemples d'application et codes
d'erreur
Page
91
89
Annexes
90
33003382 09/2007
Schémas de raccordement,
exemples d'application et codes
d'erreur
A
Présentation
Vue d'ensemble
Ce chapitre contient des schémas de raccordements, des exemples d'application et
des codes d'erreurs.
Contenu de ce
chapitre
Ce chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Codes d'erreur
Exemples de câblage
Configuration des interfaces Ethernet
33003382 09/2007
Page
92
99
105
91
Descriptif des composants
Codes d'erreur
Description des
codes d'erreur
Les codes d’erreur répertoriés ci-dessous apparaissent dans l’environnement de
programmation XPSMFWIN.
Entrées numériques F35
Signal système
L/E
Signification
Module.SRS [UDINT]
L
Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement)
Module.Type [UINT]
L
Type de module, consigne : 0x00D2 [210 dez] (FS 1000), 0x0096 [150 dez]
Module.Error Code
[WORD]
L
Codes d’erreur du module
(FS 2000)
Al.Error Code [WORD]
92
L
0x0000
Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants
0x0001
Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN)
0x0002
Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route
0x0004
Interface fabricant en exécution
0x0010
Pas de traitement E/S : configuration incorrecte
0x0020
Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé
0x0040/0x0080
Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré
Codes d'erreur pour toutes les entrées numériques et analogiques
0x0001
Erreur du module
0x0004
Test MEZ : contrôle du temps de conversion
0x0008
Test FTZ : erreur de déplacement de bit dans le bus de
données
0x0010
Test FTZ : erreur de contrôle des coefficients
0x0020
Test FTZ : erreur des tensions de fonctionnement
0x0040
Erreur de conversion A/N (DRDY_LOW)
0x0080
Test MEZ : erreur de liens croisés MUX
0x0100
Test MEZ : erreur de déplacement de bit dans le bus de
données
0x0200
Test MEZ : erreur d'adresse multiplexeur
0x0400
Test MEZ : erreur des tensions de fonctionnement
0x0800
Test MEZ : erreur (unipolaire) du système de mesure
(caractéristique)
0x1000
Test MEZ : erreur (unipolaire) du système de mesure
(valeurs finales, point zéro)
0x8000
Erreur de conversion A/N (DRDY_HIGH)
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Signal système
L/E
DI[xx].Error Code [BYTE] L
Signification
Codes d’erreur des voies d’entrées numériques (1 à 24)
0x01
Erreur du module d'entrée numérique
0x02
<= V3 UC système d’exploitation : valeurs mesurées non
valides
>= V4 UC système d’exploitation : inutilisé
0x04
Erreur de conversion A/N, valeurs mesurées non valides car
V4 UC système d’exploitation : valeurs mesurées non valides
0x08
valeur mesurée hors de la précision de sécurité
0x10
Valeur mesurée excessive
0x20
Voie arrêtée
0x40
Erreur d'adresse des convertisseurs A et N
0x80
Erreur de paramétrage d’hystérésis
DI[xx].Value Analog
[INT]
L
Valeur analogique des voies DI (1 à 24) [INT] de 0 à +3 000 (0 à +30 V)
La validité dépend de DI[xx].Error Code
DI[xx].Value [BOOL]
L
Valeur numérique des voies DI (1 à 24) [BOOL] selon l’hystérésis
La validité dépend de DI[xx].Error Code
DI[xx].Hysteresis LOW
[INT]
E
Limite supérieure de la plage de tension 0-signal DI[xx].Value
DI[xx].Hysteresis HIGH
[INT]
E
Limite inférieure de la plage de tension 1-signal DI[xx].Value
DI[xx].Used [BOOL]
E
Configuration pour indiquer l’utilisation des voies 1 à 24
1 Utilisé
0
Non utilisé
33003382 09/2007
93
Descriptif des composants
Entrées analogiques F35
Signal système
L/E
Signification
Module.SRS [UDINT]
L
Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement)
Module.Type [UINT]
L
Type de module, consigne : 0x00D2 [210 dez] (FS 1000), 0x0096 [150 dez] (FS 2000)
Module.Error Code
[WORD]
L
Codes d’erreur du module
Al.Error Code [WORD]
94
0x0000
L
Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants
0x0001
Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN)
0x0002
Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route
0x0004
Interface fabricant en exécution
0x0010
Pas de traitement E/S : configuration incorrecte
0x0020
Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé
0x0040/
0x0080
Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré
codes d'erreur pour toutes les entrées numériques et analogiques
0x0001
Erreur du module
0x0004
Test MEZ : contrôle du temps de conversion
0x0008
Test FTZ : erreur de déplacement de bit dans le bus de données
0x0010
Test FTZ : erreur de contrôle des coefficients
0x0020
Test FTZ : erreur des tensions de fonctionnement
0x0040
Erreur de conversion A/N (DRDY_LOW)
0x0080
Test MEZ : erreur de liens croisés MUX
0x0100
Test MEZ : erreur de déplacement de bit dans le bus de données
0x0200
Test MEZ : erreur d'adresse multiplexeur
0x0400
Test MEZ : erreur des tensions de fonctionnement
0x0800
Test MEZ : erreur (unipolaire) du système de mesure (caractéristique)
0x1000
Test MEZ : erreur (unipolaire) du système de mesure (valeurs finales,
point zéro)
0x8000
Erreur de conversion A/N (DRDY_HIGH)
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Signal système
L/E
Signification
AI[xx].Error Code
[BYTE]
L
Masquage d'erreurs pour les voies d'entrées analogiques
0x01
Erreur du module d'entrée analogique
0x02
<= V3 UC système d’exploitation : valeurs mesurées non valides
>= V4 UC système d’exploitation : inutilisé
0x04
Erreur de conversion A/N, valeurs mesurées non valides car V4 UC
système d’exploitation : valeurs mesurées non valides
0x08
valeur mesurée hors de la précision de sécurité
0x10
Valeur mesurée excessive
0x20
Voie arrêtée
0x40
Erreur d'adresse des convertisseurs A et N
0x80
Erreur de paramétrage d’hystérésis
AI[xx].Value [INT]
L
Valeur analogique des voies AI (1 à 8) [INT] de 0 à +1 000 (version : FS1000),
0...+2 000 (version FS2000) (0 V à +10 V)
La validité dépend de AI[xx].Error Code
AI[xx].Used [BOOL]
E
Configuration pour indiquer l’utilisation des voies 1 à 8
1 Utilisé
0 Non utilisé
33003382 09/2007
95
Descriptif des composants
Entrées numériques F35
Signal système
L/E
Signification
Module.SRS [UDINT]
L
Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement)
Module.Type [UINT]
L
Type de module, consigne : 0x00B4 [180 dez]
Module.Error Code
[WORD]
L
Codes d’erreur du module
DO.Error Code [WORD] L
DO[xx].Error Code
[BYTE]
DO[xx].Value [BOOL]
96
L
E
0x0000
Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants
0x0001
Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN)
0x0002
Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route
0x0004
Interface fabricant en exécution
0x0010
Pas de traitement E/S : configuration incorrecte
0x0020
Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé
0x0040/
0x0080
Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré
Codes d’erreur pour toutes les sorties numériques
0x0001
Erreur de gamme de sortie numérique
0x0002
Test MEZ, échec de l'arrêt de sécurité 1
0x0004
Test MEZ, échec de l'arrêt de sécurité 2
0x0008
Test FTZ, échec de la séquence de test
0x0010
Test MEZ, échec de la séquence de test du commutateur de sortie
0x0020
Test MEZ, échec de la séquence de test du commutateur de sortie
(test de déconnexion des sorties)
0x0040
Test MEZ, échec de la déconnexion active par chien de garde
0x0400
Test FTZ : 1. seuil de température dépassé
0x0800
Test FTZ : 2. seuil de température dépassé
0x1000
Test FTZ : surveillance de l'alimentation auxiliaire 1 : sous-tension
Codes d’erreur des voies de sorties numériques
0x01
Erreur du module de sortie numérique
0x02
Sortie désactivée pour cause de surcharge
0x04
Erreur de collationnement de l’activation des sorties numériques
0x08
Erreur de collationnement de l’état des sorties numériques
Valeur de sortie des voies de sorties numériques
0 Sortie non configurée
1 Sortie configurée
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Compteur F35
Signal système
L/E
Signification
Module.SRS [UDINT]
L
Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement)
Module.Type [UINT]
L
Type de module, consigne : 0x0003 [3 dez]
Module.Error Code [WORD]
L
Codes d’erreur du module
Counter.Error Code [WORD]
Counter[0x].Error Code
[BYTE]
L
L
0x0000
Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants
0x0001
Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN)
0x0002
Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route
0x0004
Interface fabricant en exécution
0x0010
Pas de traitement E/S : configuration incorrecte
0x0020
Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé
0x0040/
0x0080
Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré
Codes d’erreur du module du compteur
0x0001
Erreur du module
0x0002
Erreur lors de la comparaison de la base de temps
0x0004
Erreur d’adresse lors de la lecture de la base de temps
0x0008
Paramètres de la base de temps erronés
0x0010
Erreur d’adresse lors de la lecture du contenu du compteur
0x0020
Configuration du compteur endommagée
0x0040
Erreur d’adresse lors de la lecture du Gray Code
0x0080
Test FTZ, échec de la séquence de test
0x0100
Test FTZ, erreur de vérification des coefficients
0x0200
Erreur au niveau du paramétrage initial du module
Codes d’erreur des voies 1 et 2 du compteur
0x01
Erreur du module du compteur
0x02
Erreur lors de la comparaison du contenu des compteurs
0x04
Erreur lors de la comparaison des horodatages des compteurs
0x08
Erreur lors de la configuration des paramètres (réinitialisation)
Counter[0x].Value [UDINT]
L
Contenu des compteurs : 24 bits pour compteur d’impulsion, 3 bits pour Gray
Code
Counter[0x].Time stamp
[UDINT]
L
Horodatage pour Counter[0x].Value 24 bits, résolution temps 1 μs
Counter[0x].Value Overflow
[BOOL]
L
Indication de valeur excessive au compteur
TRUE 24 bits d’excédent depuis le dernier cycle (uniquement si
Counter[0x].Auto.Advance Sense est défini sur FALSE)
FALSE Aucun excédent depuis le dernier cycle
33003382 09/2007
97
Descriptif des composants
Signal système
L/E
Signification
Counter[0x].Time Overflow
[BOOL]
L
Indication de valeur excessive au niveau de l’horodatage des compteurs
TRUE 24 excédent de bits depuis la dernière mesure
FALSE Aucun excédent de 24 bits depuis la dernière mesure
Counter[0x].Direction
[BOOL]
L/E
Sens de comptage du compteur (uniquement si Counter[0x].Auto.Advance
Sense est défini sur FALSE)
TRUE Descendant (décrémentation)
FALSE Ascendant (incrémentation)
Counter[0x].Auto.Advance
Sense [BOOL]
L/E
Reconnaissance automatique du sens du compteur
TRUE Reconnaissance automatique activée
FALSE Réglage manuel du sens du compteur
Counter[0x].Reset [BOOL]
L/E
Réinitialisation du compteur
TRUE Pas de réinitialisation
FALSE Réinitialisation
Counter[0x].5/24V Mode
[BOOL]
L/E
Entrée compteur 5 V ou 24 V
TRUE 24 V
FALSE 5 V
Counter[0x].Gray Code
[BOOL]
L/E
Fonctionnement décodeur/impulsion
TRUE Décodeur Gray Code
FALSE Fonctionnement de l’impulsion
98
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Exemples de câblage
Exemple de
câblage
SafeEthernet et
Ethernet
Le schéma suivant illustre un exemple de mise en réseau Ethernet et SafeEthernet :
1
2
7
Ethernet (Modbus TCP/IP)
Ethernet (Modbus TCP/IP)
3
6
4
Ethernet (SafeEthernet)
5
Ethernet (SafeEthernet)
5
Ethernet (SafeEthernet)
Medium (protocol)
Eléments du réseau
33003382 09/2007
N°
Elément
1
Automate de sécurité avec plate-forme d’automatisme Premium
2
Terminal Magelis graphique
3
Terminal Magelis graphique
4
Automate de sécurité XPSMF30
5
E/S distante XPSMF 1/2/3 DIO/AIO
6
PC
7
Module TSX ETY100 (Modbus TCP/IP)
99
Descriptif des composants
L’application ci-dessus représente la communication entre un automate de sécurité
et un automate Premium sur Ethernet utilisant un protocole TCP/IP Modbus et sur
Ethernet utilisant le protocole SafeEthernet. L'échange de données entre l’automate
de sécurité et l’automate Premium constitue un transfert de données ne concernant
pas la sécurité. Les deux systèmes coopèrent en envoyant et recevant des données
dans les deux sens à l’aide du protocole TCP/IP Modbus. Dans ce cas, il est
possible de transférer des données non sécurisées sur le réseau Ethernet avec
l’automate maître.
Dès lors, les données d'une entrée de sécurité peuvent commander une sortie de
sécurité au sein du système de l’automate de sécurité, ainsi qu'une sortie ne
concernant pas la sécurité avec le système d’automate de sécurité Premium. Le
système de l’automate peut transmettre ses données non sécurisées via Ethernet
en pilotant une sortie ne concernant pas la sécurité. Cela permet d'utiliser le
système de câblage pour transférer à la fois des données sécurisées et non
sécurisées.
100
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Exemple de
câblage
SafeEthernet
Le schéma suivant illustre un exemple de mise en réseau SafeEthernet et Modbus :
Modbus serial
7
8
1
2
Modbus serial field bus
Ethernet (Modbus TCP/IP)
3
4
6
5
5
Ethernet (SafeEthernet)
Ethernet (SafeEthernet)
Medium (protocol)
Eléments du réseau
N°
Elément
1
Terminal Magelis graphique
2
Plate-forme d'automatisme « Premium »
3
Terminal Magelis graphique
4
Automate de sécurité XPSMF30
5
XPSMF 1/2/3 DIO/AIO
6
XPSMF ADAPT
7
Connexion TER sur le processeur Premium
8
Module TSXSCY21601 série Modbus
L'application ci-dessus illustre l'association d'un système d’automate de sécurité et
d'un système d’automate Premium par le protocole série Modbus. L'échange de
données entre les systèmes d’automate de sécurité et d’automate Premium par le
Modbus constitue un transfert de données non sécurisées. La communication
permet aux deux systèmes de coopérer. Le système de l’automate peut envoyer
des données non sécurisées à l’automate de sécurité. L’automate de sécurité peut
transmettre des données ne concernant pas la sécurité via Ethernet à l'un des
modules E/S distants. Le module peut commander une sortie ne concernant pas la
sécurité. Cela permet de n'utiliser qu'une ligne de transmission pour transférer des
données sécurisées et non sécurisées sur de longues distances.
33003382 09/2007
101
Descriptif des composants
Dispositifs
d'alarme
incendie
Tous les systèmes XPSMF avec entrées analogiques peuvent être utilisés pour les
dispositifs d’alarme incendie centralisés conformément aux normes DIN EN 54-2 et
NFPA 72.
Le programme d’application doit accomplir les fonctions des dispositifs d’alarme
incendie centralisés en conformité avec les normes citées.
Le temps de cycle maximum nécessaire pour les dispositifs d’alarme incendie
centralisés est de 10 s (DIN EN 54-2). Ce temps de cycle peut être atteint très
facilement. Le temps de cycle des automates XPSMF se mesure en millisecondes.
De même, le temps de sécurité requis (temps de réponse erreur) de 1 s est atteint
très aisément.
La norme DIN EN 54-2 exige que le dispositif d’alarme incendie reste dans un délai
de 100 s à l'état de rapport d'erreur après que le système XPSMF a reçu ce rapport.
Les alarmes incendie sont connectées à l'aide du principe de mise sous tension
jusqu’au déclenchement avec contrôle des lignes pour la détection des courtscircuits et coupures. Les sorties numériques et analogiques peuvent être utilisées
avec l’XPSMF35, les entrées analogiques avec l’XPSMF3AIO8401 et le module
d’entrée analogique XPSMFAI801 avec l’XPSMF60.
Le diagramme suivant illustre le schéma de câblage du dispositif d'alarme incendie :
RL
REOL
Mn
Mn-1
M3
M2
M1
Entrée
analogique
Circuit de capteurs
RDérivation
z
z
z
z
z
Alimentation
des capteurs
Pôle de
référence
(L-, I-)
M : Alarme incendie
REOL : Résistance d'extrémité sur le dernier capteur dans le circuit
Résistance d'extrémité sur le dernier capteur dans le circuit
RL : Limite du courant maximal autorisé du circuit
RDérivation : Résistance de mesure
Pour une application, la résistance de REOL, RLet RDérivation doit être calculée selon
le type de capteurs et le nombre de capteurs par circuit d'alarme. Les données
nécessaires sont contenues dans la fiche technique correspondante du fabricant
des capteurs.
102
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Les sorties d'alarme, qui sont utilisées pour activer les voyants, sirènes, etc.
fonctionnent à l'aide du principe de mise sous tension jusqu’au déclenchement. Il
est nécessaire de surveiller les sorties pour détecter tout court-circuit ou coupure.
Cela peut être fait en relisant directement les signaux de sortie de l'actionneur aux
entrées.
Le courant dans le circuit de l'actionneur doit de préférence être surveillé via une
entrée analogique avec une dérivation appropriée. Un montage en série de diodes
Zener et de série protège l'entrée contre les surtensions en cas de court-circuit.
Pour un contrôle des coupures explicit (au niveau des sorties hors tension (DO)),
une alimentation de transmetteur doit être ajoutée aux entrées analogiques.
Le schéma suivant donne un exemple de surveillance des courts-circuits et des
coupures des sorties numériques (circuits de l’actionneur) :
XPSMF
AI
Sx/Tx
26,4 V
XPSMF
DO
RSérie
Borne d’excitation
Actionneur
Borne d’excitation
RDiode
Ix
RDérivation
L-
XPSMF AI
10 V maxi
12 V
L-
zone de contrôle des coupures et courts-circuits
circuit de protection contre les courts-circuits
Les systèmes d’affichage, panneaux de voyants, affichages à diodes, affichages
alphanumériques, alarmes sonores, etc. peuvent tous être contrôlés à l’aide du
programme d’application. L'acheminement des signaux de défaut par les modules
d'entrée et de sortie ou vers un dispositif d'acheminement doit se faire à l'aide du
mode hors tension-déclenchement.
Les alarmes incendie peuvent être transmises d'un système XPSMF à un autre à
l'aide de la norme de communication Ethernet (OPC). Toute défaillance de
communication doit être signalée.
33003382 09/2007
103
Descriptif des composants
Les systèmes XPSMF utilisés comme dispositifs d’alarme incendie centralisés
doivent avoir une alimentation redondante. Des précautions doivent également être
prises contre les pannes d'alimentation, par exemple grâce à l'utilisation d'une
sirène alimentée par batterie. Le fonctionnement ne doit pas être interrompu lors du
passage de l'alimentation principale à l'alimentation secondaire. Les baisses de
tension ne doivent pas durer plus de 10 ms.
En cas de panne du système, les signaux du système spécifiés dans le programme
d’application sont écrits par le système d’exploitation. Ainsi, des signaux d'erreur
peuvent être affectés pour indiquer les erreurs détectées par le système. En cas
d'erreur, les entrées et sorties de sécurité sont déconnectées, c’est-à-dire que des
signaux 0 sont appliqués à toutes les voies des entrées défectueuses et toutes les
voies des sorties défectueuses sont déconnectées.
104
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Configuration des interfaces Ethernet
Paramètres de
communication
Pour configurer les paramètres de communication, procédez comme suit :
Étape
Action
1
Ouvrez l'onglet Avancé.
2
Dans la liste Mode vitesse, sélectionnez Autonég.
3
Dans la liste Mode de régulation du débit, sélectionnez Autonég.
4
Cochez la case Activer les paramètres avancés.
Résultat : les paramètres sélectionnés sont activés.
Configuration
[0] HIMatrix F3 DIO 20_8 01_1
[0] HIMatrix F3 DIO 20_8 01_2
[250] Process
[33] Mode Process
Mode Process
Protocoles
E/S distantes
[0] HIMatrix F35
COM
Commutateur Ethernet
Configuration de port_1
UC
[1] DO 8 DO 8
[2] CI 2 CI 2
[3] MI 24/8 FS1000 MI 24/800
/Configuration/Mode process/HIMatrix F35/COM
Paramètres IP
Avancé
Clé de licence
Activer Avancés...
Temps de vieillissement 00
Apprentissage MAC
Transfert IP
Mode vitesse
Modéré
Autonég
Mode de régulation de Autonég
débit
OK
Annuler
Appliquer
Aide
Remarque : les paramètres de l'onglet Avancé sont expliqués en détail dans
l'aide en ligne de XPSMFWIN.
33003382 09/2007
105
Descriptif des composants
Paramètres du
port
Les paramètres du port de l'interrupteur intégré peuvent être configurés individuellement à partir de la version> 8.32 du système d'exploitation COM et de la version
> 7.56.10 du logiciel de gestion du matériel XPSMFWIN. A l'aide du menu
contextuel des paramètres COM de communication, sélectionnez Commutateur
Ethernet → Nouveau → Configuration de port. Un menu de configuration peut
être établi pour chaque port commuté.
Configuration des paramètres d'un port
[0] HIMatrix F35
COM
Commutateur Ethernet
Nouveau
Configuration de port.
UC
[1] DO 8 DO 8
Copier
[2] CI 2 CI 2
Coller
Supprimer
[3] MI 24/8 FS1000 MI
24/8 FS1000
[3] Sélection
Sélection
Imprimer...
Propriétés
Protocoles
Paramètres d'une configuration de port
Applications-Factory-V1.1
Configuration
[0] HIMatrix F3 DIO 20_8 01_1
[0] HIMatrix F3 DIO 20_8 01_2
[250] Process
[33] Mode Process
Mode Process
Protocoles
E/S distantes
[0] HIMatrix F35
COM
Commutateur Ethernet
Configuration de port_1
UC
106
/Configuration/Mode process/HIMatrix F35/OM
Type
Configuration de port.
Nom
Configuration de port_1
Port
1
Vitesse [MBits/s]
100
Régulation de débit
Autonég également avec des
valeurs fixes
Limite
Full duplex
OK
Annuler
Diffusion
Appliquer
Aide
33003382 09/2007
Descriptif des composants
Le tableau suivant contient des descriptions de paramètres :
Paramètre
Description
Port
Numéro de port, comme affecté sur l'appareil.
Remarque : une seule configuration par port possible
Plage de valeurs 1...n, en fonction de la ressource
Vitesse [MBits/s]
Les sélections suivantes sont possibles :
10 MBits/s Débit de 10 MBits/s
100 MBits/s Débit de 100 MBits/s
Autonég (10/100) Configuration automatique de la vitesse de transmission
Le paramètre par défaut est Autonég.
Régulation de débit
Les sélections suivantes sont possibles :
Full duplex Communication dans les deux directions en même temps
Half duplex Communication dans une direction
Autonég Contrôle automatique de la communication
Le paramètre par défaut est Autonég.
Autonég également
L'annonce (transfert des propriétés de vitesse et de contrôle du débit) est effectuée avec
avec des valeurs fixes des valeurs de paramètre fixes. Les autres périphériques, dont les paramètres de port
sontAutonég, peuvent ainsi reconnaître comment les ports de l'automate sont configurés.
Limite
Activation des
paramètres
33003382 09/2007
Limite d'entrée de produits de multidiffusion et/ou de diffusion
Les sélections suivantes sont possibles :
Eteinte Sans limite
Diffusion Limite de diffusion (128 kbits/s)
Multidiffusion et diffusion Limite de multidiffusion et de diffusion (1 024 kbits/s)
Le paramètre par défaut est Diffusion.
Les paramètres sont configurés dans la fenêtre COM de l'écran de gestion du
matériel Pour que les modifications/paramètres prennent effet, le programme
d'application doit être compilé à l'aide du générateur de code, puis transféré à
l'automate ou aux automates. Les propriétés de communication peuvent être
modifiées en mode en ligne à l'aide du Panneau de configuration. Les paramètres
prennent immédiatement effet, mais ne sont pas transférés au programme
d'application.
107
Descriptif des composants
108
33003382 09/2007
Glossaire
A
AWG
Calibre américain de câbles (diamètre de câbles)
C
CEM
Compatibilité électromagnétique
COM
Module de communication
D
DI
Entrée numérique
DIO
Entrée/sortie numérique
DO
Sortie numérique
33003382 09/2007
109
Glossaire
E
E
Ecriture
F
FB
Bus de terrain
FBD
Schéma de bloc fonctionnel
FTT
Temps de résilience
FTZ
Voir FTT
I
IEC
Commission électrotechnique internationale
L
L
Lecture
L/E
Lecture/écriture
LC
Contrôle des lignes
110
33003382 09/2007
Glossaire
M
MEZ
Voir MFOT
MFOT
Temps d'occurrence de défauts multiples
Modèle OSI
Modèle de référence d'interconnexion de systèmes ouverts
N
NSP
Protocole ne concernant pas la sécurité
O
OLE
Liaison et incorporation d'objets
P
PELV
Très basse tension de protection
PES
Système électronique programmable
R
RC
33003382 09/2007
Classe d'exigences
111
Glossaire
S
SELV
Très basse tension de sécurité
SFC
Tableau des fonctions séquentielles
SIL
Niveau d’intégrité de sûreté (selon la norme IEC 61508)
SRS
Système-Rack-Emplacement
T
TMO
Temporisation
U
UC
Unité centrale
W
WD
Chien de garde
WDT
Temps du chien de garde
112
33003382 09/2007
B
AC
Index
A
adaptateur de dérivation, 32
adressage IP et identification du système, 69
alimentation, 78
application, 25
B
bouton de réinitialisation, 53
C
câblage, 63
câblage et terminaison de bus Modbus, 65
câblage Ethernet, 63
câblage Profibus, 66
câbles spécifiés, 64
caractéristiques de court-circuit des voies de
sortie, 45
caractéristiques techniques, 79
chaleur, 19
circulation d'air, 16
codes d'erreur, 92
communication, 54
communication de sécurité, 55
communication Ethernet
ports réseau utilisés, 73
communications ne concernant pas la
sécurité, 58
commutateurs, 64
33003382 09/2007
compteurs de sécurité, 38
conditions climatiques, 76
conditions de compatibilité
électromagnétique (CEM), 77
conditions de fonctionnement, 76
conditions mécaniques, 77
configuration
Interfaces Ethernet, 105
connecteur RJ45, 64
connecteurs d'alimentation, 79
connecteurs du circuit de transmission, 79,
80
connexion et terminaison Profibus, 67
contrôle des lignes, 27
convection interne, 21
coupure de l'alimentation, 44
D
débranchement du câble, 43
description des codes d'erreur, 92
description des diodes, 61
description du produit, 49
description du protocole TCP/IP, 69
diagnostic, 45
dimensions, 12
DIN EN 54-2, 102
diodes électroluminescentes, 60
dispositifs d'alarme incendie, 102
données mécaniques, 79
données techniques, 81
113
Index
E
P
éléments de l'interface, 63
éléments du boîtier, 50
éléments supplémentaires, 86
entrées analogiques de sécurité, 41
entretien, 47
erreur du temps de réponse, 102
état de la température/température de
fonctionnement, 22
Ethernet
configuration, 105
exemple de câblage SafeEthernet, 99, 101
exemples de câblage, 99
paramètres de fonctionnement des
interfaces Ethernet, 72
première mise en service, 24
première mise sous tension, 24
procédure, 14
F
face avant, 11, 50
fonction, 26
I
installation, 14
introduction, 10
L
liste des éléments supplémentaires, 86
longueur à dénuder et couple, 80
M
Modbus TCP/IP, 73
modèle OSI, 74
montage de l’automate de sécurité, 15
R
raccordement à une configuration existante
et à un programme, 24
raccordements de SafeEthernet, 73
reconfiguration de grands systèmes, 44
reconfiguration de petits systèmes, 44
remplacement de modules défectueux, 46
réparation des automates, 47
représentation, 11
S
SafeEthernet, 70
schéma fonctionnel, 26
sorties numériques de sécurité, 33, 36
système de transfert RS-485, 65
T
tension d'alimentation, 85
Test des E/S pour les tensions perturbatrices
et défauts à la terre, 46
U
utilisation du bouton de réinitialisation, 53
N
NFPA 72, 102
114
33003382 09/2007