XPSMF1DI1601 Module d'entrée distant Manuel du matériel 33003394.01 07/2007 2 Table des matières Consignes de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 A propos de ce manuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Chapitre 1 Vue d'ensemble : XPSMF1DI1601 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Chapitre 2 Utilisation et fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Première mise en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fonction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Test hors ligne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chapitre 3 25 26 27 28 39 Description du produit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Éléments du boîtier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bouton de réinitialisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diodes électroluminescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Câblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adressage IP et identification du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SafeEthernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conditions de fonctionnement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caractéristiques techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eléments supplémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 42 45 46 50 53 55 56 62 65 69 3 Annexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Annexe A Schémas de raccordement, exemples d'application et codes d'erreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Aperçu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Codes d'erreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Exemples de câblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Configuration des interfaces Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4 Glossaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 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. 33003394 07/2007 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. © 2006 Schneider Electric. All rights reserved. 6 33003394 07/2007 A propos de ce manuel Présentation Objectif du document Ce manuel décrit le module d'entrée distant XPSMF1DI1601. Champ d'application Le module d'entrée distant XPSMF1DI1601 a été testé et certifié TÜV pour la sûreté fonctionnelle, conformément à la norme CE et aux normes mentionnées ci-dessous : 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 F1DI1601 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 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 33003394 07/2007 Ce manuel contient les descriptions du module XPSMF1DI1601 suivantes : z dimensions et installation z utilisation et fonctionnement z description du produit z exemples d'application 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 de logiciel Schneider Electric ou de logiciel agréé par Schneider Electric avec nos produits hardware risque de provoquer des blessures, nuisances ou autres défauts de fonctionnement. Le non-respect de cette précaution de sécurité risque de provoquer des dommages corporels ou matériels. Commentaires utilisateur 8 Envoyez vos commentaires à l'adresse e-mail [email protected] 33003394 07/2007 Vue d'ensemble : XPSMF1DI1601 1 Aperçu Vue d'ensemble Ce chapitre présente une vue d'ensemble du module d'entrée distant XPSMF1DI1601. Contenu de ce chapitre Ce chapitre contient les sujets suivants : 33003394 07/2007 Sujet Page Introduction 10 Représentation 11 Dimensions 12 Installation 14 9 Vue d'ensemble Introduction Module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 L'XPSMF1DI1601 est un module d'entrée de sécurité distant fonctionnant avec la gamme d'automates de sécurité XPSMF sans application utilisateur. Il est conçu pour surveiller les fonctions de sécurité jusqu’à la catégorie 4 selon les normes EN 954-1 et SIL 3 conformément à la norme IEC 61508 et sert à développer un automate de sécurité. L'XPSMF1DI1601 est un module d'entrée de sécurité compact, contenu dans un boîtier métallique équipé de 16 entrées numériques programmables et de 4 sorties pulsées. Le module d'entrée de sécurité distant est facilement identifiable grâce à son boîtier rouge. La protection d’entrée globale du produit est de classe IP 20. L'XPSMF1DI1601 est un produit très polyvalent qui peut être utilisé partout en 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'XPSMF1DI1601 est un module d'entrée de sécurité distant très performant, extrêmement simple à programmer et à installer. 10 33003394 07/2007 Vue d'ensemble Représentation Face avant L'image suivante présente une vue de face du module d'entrée distant XPSMF1DI1601 : L- L- L+ L+ L- L- L+ L+ 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DI LS+ 1 2 3 4 L- HIMatrix F1DI DI 1 10/100BaseT 10/100BaseT 2 33003394 07/2007 13 14 15 16 17 18 DI LS+ 9 10 11 12 L- by HIMA LS+ 13 14 15 16 L- HIMA DI LS+ 5 6 7 8 L- 13 1415 16 1718 1 2 3 4 L- LTO 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 11 Vue d'ensemble Dimensions Vue d'ensemble de l'XPSMF1DI1601 La section suivante contient des informations sur les dimensions du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 et présente les vues de face et latérale de l'appareil. Dimensions de la face avant L'image suivante montre les dimensions de la face avant du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : mm inch L- L- L+ L+ L- L- L+ L+ 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DI LS+ 1 2 3 4 L- HIMatrix F1DI DI 1 10/100BaseT 10/100BaseT 2 13 14 15 16 17 18 DI LS+ 9 10 11 12 L- by HIMA LS+ 13 14 15 16 L- HIMA DI LS+ 5 6 7 8 L- 13 1415 16 1718 1 2 3 4 L- LTO 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 149 5.87 152 5.98 12 33003394 07/2007 Vue d'ensemble Dimensions de la face latérale L'image suivante montre les dimensions de la face latérale du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : mm inch 3 0.12 113 4.45 37 1.46 109 4.29 3 0.12 28,5 1.12 62 2.44 76 2.99 77 3.03 33003394 07/2007 13 Vue d'ensemble Installation Présentation Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 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'XPSMF1DI1601 a été conçu conformément aux normes applicables sur la CEM, le climat et les exigences en matière d'environnement. Procédure Etapes de montage du module d'entrée de sécurité distant : Etape 14 Action 1 Abaissez l'attache rapide. 2 Placez le module d'entrée distant sur le rail DIN. 3 Défaites l'attache. 33003394 07/2007 Vue d'ensemble Montage du module d'entrée distant Montez horizontalement le module d'entrée distant (logo F1DI de la face avant vers vous) pour assurer une ventilation suffisante. Nous vous déconseillons de monter verticalement le module d'entrée distant, car 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 pour un module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 (périphériques compacts) : mm inch by by HIMatrix F3 HIMatrix F31 HIMA 100 3.94 HIMA 20 0.79 HIMatrix HIMA by HIMA by HIMatrix F3 F30 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 du module de sortie distant. 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. Pour plus d'informations sur la température de fonctionnement, reportez-vous à la section Données techniques, p. 67. 33003394 07/2007 15 Vue d'ensemble Circulation d'air Les orifices de ventilation du boîtier ne doivent pas être couverts. Lors de l’installation de l’XPSMF1DI1601, 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 de périphériques compacts sur rails : mm inch 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 33003394 07/2007 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 régulière de la température. L'image ci-dessous illustre le dégagement minimum pour un rail DIN sans pièce d'espacement. 33003394 07/2007 17 Vue d'ensemble Les images suivantes montrent l'espace minimum entre desmodules d'entrée de sécurité distants XPSMF1DI1601 2 HIMA HIMatrix 80 3,15 by HIMA HIMA 40 1,57 F31 80 3,15 HIMatrix by HIMA 1 F3 mm inch 18 33003394 07/2007 Vue d'ensemble Espace minimum entre modules d'entrée de sécurité distants et automates de sécurité : N° Description 1 Installation avec unités d'espacement : la hauteur de la gaine de câble est supérieure à 40 mm/1,57 in ; l'espacement vertical est accru. 2 Montage vertical du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Note : Des moyens supplémentaires sont nécessaires pour que l’appareil de sortie distant 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. 33003394 07/2007 19 Vue d'ensemble 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. AVERTISSEMENT FONCTIONNEMENT IMPREVU DE L’APPAREIL Un chauffage excessif peut résulter en une opération de sortie imprévue. Respectez toutes les instructions de montage et d'espacement indiquées. Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels. Il est important d'installer l'appareil dans les conditions d’environnement recommandées. Une température de fonctionnement réduite accroît la durée de vie de l'appareil et la fiabilité des composants installés. Si l'XPSMF1DI1601 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 du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. 20 33003394 07/2007 Vue d'ensemble La surface du boîtier, A, est calculée selon le type de montage ou d'installation de la manière suivante : Le tableau suivant permet de calculer la taille de boîtier recommandée pour le montage de l'XPSMF1DI1601. Installation du boîtier Calcul de A [m2] (1 m2=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 33003394 07/2007 surface du boîtier largeur hauteur profondeur 21 Vue d'ensemble Convection interne Avec la convection thermique interne, la chaleur est dissipée vers l'extérieur par les parois du boîtier. Cela 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]* 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)* * (1 m2 = 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. 22 33003394 07/2007 Vue d'ensemble Etat de la température/ Température de fonctionnement Les modules de sortie distants sont conçus pour fonctionner jusqu'à 60oC/140oF. 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 du périphérique de sortie distant 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’appareil de sortie distant. Le tableau suivant présente les plages de températures mesurées indiquées par l'état de la température : Plage de température Etat de la température Signal système d'état de la température <60o/140oF Normal 0x00 60oC/140oF Température élevée 0x01 >70oC/158oF Température très élevée 0x03 Retour à 64oC/147,2oF Température élevée 0x01 Retour à <54oC/129,2oF Normal 0x00 o o à 70 C/158 F Note : la différence entre les plages de hausse et de baisse de température résulte d'une hystérésis du capteur de 6oC/10,8oF. L'état de la température Température élevée signifie : température de fonctionnement = température maxi. (delta T) maxi. + température ambiante >= 60oC/140oF. Dans ce cas, favorisez la convection interne en ajoutant des grilles à air ou en augmentant l'espace libre entre les appareils de sortie distants. L'état de la température Température très élevée signifie : température de fonctionnement = température maxi. (delta T) maxi. + température ambiante >= 70oC/158oF. 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 appareils de sortie distants. 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 systèmeEtat de la température de l’XPSMFWIN. 33003394 07/2007 23 Vue d'ensemble 24 33003394 07/2007 Utilisation et fonctionnement 2 Aperçu Vue d'ensemble Ce chapitre décrit l'utilisation et le fonctionnement du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Contenu de ce chapitre Ce chapitre contient les sujets suivants : 33003394 07/2007 Sujet Page Première mise en service 26 Application 27 Fonction 28 Test hors ligne 39 25 Utilisation et fonctionnement Première mise en service Présentation La section suivante contient des informations sur la première mise en service du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Première mise sous tension Le tableau suivant décrit le comportement du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 lors de sa première mise sous tension : Phase 1 Description La diode Alimentation (verte) s'allume durant 0,5 sec. 2 Toutes les diodes s'allument durant 5 sec. 3 La diode 24 V CC s’allume. La diode Programme (orange) clignote. 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. 26 33003394 07/2007 Utilisation et fonctionnement Application Vue d'ensemble Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 est conforme aux normes suivantes : z z z z z z SIL 3, selon la norme IEC 61508 Catégorie 4, selon la norme EN 954-1 CEI 61131-2 prEN 501156 DIN V 19250 jusqu'à RC 6 NFPA 8501, NFPA 8502 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 du périphérique d'entrée distant utilise Ethernet, via le protocole SafeEthernet. Ce dernier est basé sur la technologie standard Ethernet et est conforme à la norme TÜV/BG. Le réseau Ethernet permet de transmettre 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. Il prend en charge l'utilisation de toutes les fonctions Ethernet pour les applications réseau. L'association d'un automate de sécurité et d'un protocole de 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 du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : Certification jusqu'à la norme SIL 3, selon la norme IEC 61508. Catégorie 4, EN 954-1. z Communication par SafeEthernet et Modbus. z Polyvalence. Vous pouvez utiliser le module d'entrée distant dans toutes les conditions ambiantes en utilisant du matériel supplémentaire. z Configuration réseau rapide et facile. z Interfaces conviviales. z 33003394 07/2007 27 Utilisation et fonctionnement Fonction Présentation Cette section décrit les fonctions du module d’entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Schéma fonctionnel Schéma fonctionnel du module d’entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : DI 1 . . DI 16 16 Entrées numériques TO 1 . . TO 4 4 sorties pulsées Système à double processeur Chien de garde RJ 45 Sélecteur RJ 45 Bref descriptif des composants du schéma : z z z z z z 28 Entrées : 16 entrées numériques Sorties : 4 sorties pulsées (ne pas utiliser comme sorties standard) Système à double processeur Unité de contrôle du chien de garde Commutateur 2 ports avec fonction croisement automatique intégrée, pour l'utilisation de câbles 1:1 et de croisement 2 connecteurs RJ 45 pour câble 1:1 ou de croisement 33003394 07/2007 Utilisation et fonctionnement Contrôle des lignes Le contrôle des lignes est un système de surveillance des courts-circuits et des coupures, telles que la commande d'arrêt d'urgence (catégorie 4, selon la norme EN 954-1), que vous pouvez configurer dans le système de l'XPSMF1DI1601. Les sorties numériques TO1 à TO4 peuvent être raccordées aux entrées numériques DI du même système. Le schéma suivant illustre le raccordement des sorties et des entrées numériques : TO [1] [2] TO [3] [4] T1 T2 T3 T4 S1_1 S1_2 S2_1 S2_2 Urgence désactivée (OFF) 2 (E-stop) Urgence désactivée (OFF) 1 (E-stop) DI [5] T1 [6] DI [7] [8] configurable 500...2000 μs T2 configurable 500...2000 μs t Le graphique temporel ci-dessus illustre l'évolution de 2 voies pulsées. Lorsqu'elles sont raccordées, les entrées du système attendent la valeur d'impulsion spécifique. Si l'impulsion n'est pas reçue ou si celle reçue n'est pas celle attendue, le système règle automatiquement la sortie du système spécifique sur l'état de sécurité « zéro ». En cas de coupure, de court-circuit ou de présence d'un autre signal, la diode FAULT située sur la face avant du périphérique E/S distant clignotera jusqu’à ce que le problème soit résolu. Le système reconnecte ensuite de manière cyclique toutes les sorties pulsées. AVERTISSEMENT SORTIES PULSEES Ne pas utiliser les sorties pulsées comme des sorties de sécurité. Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels. 33003394 07/2007 29 Utilisation et fonctionnement Les erreurs suivantes peuvent se produire : z Court-circuit entre 2 lignes parallèles z Changement de deux lignes, par exemple DO 2 en DI 7 (configurée) et DO 2 en DI 6 (câblée). z Défaut de terre sur l’une des lignes (uniquement avec un pôle de référence mis à la terre) z Coupure z Ouverture des contacts (c’est-à-dire lorsque l’un des interrupteurs d’arrêt d’urgence est enfoncé) Si l'une de ces erreurs se produit : z z z la diode FAULT située sur la face avant du module d'entrée distant s'allume, les sorties sont réglées sur 0 et le code d'erreur est généré. Note : Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 est conçu pour fonctionner selon le principe de mise hors tension jusqu’au déclenchement. Si une erreur se produit, les signaux d'entrée et de sortie reviennent à un état dénué de tension ou de courant pour garantir un fonctionnement sûr. 30 33003394 07/2007 Utilisation et fonctionnement Entrées numériques de sécurité Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 possède 16 entrées numériques. Les 16 diodes (DI) indiquent l'état de ces entrées. 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. 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-). 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 une erreur 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 d'erreur, 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. 33003394 07/2007 31 Utilisation et fonctionnement Le tableau suivant présente le raccordement des entrées numériques aux bornes correspondantes : 32 Borne n° Désignation Fonction (entrées) 1 LS+ Alimentation des capteurs pour les entrées 1 à 4 2 1 Entrée numérique 1 3 2 Entrée numérique 2 4 3 Entrée numérique 3 5 4 Entrée numérique 4 6 L- Pôle de référence 7 LS+ Alimentation des capteurs pour les entrées 5 à 8 8 5 Entrée numérique 5 9 6 Entrée numérique 6 10 7 Entrée numérique 7 11 8 Entrée numérique 8 12 L- Pôle de référence 13 LS+ Alimentation des capteurs pour les entrées 9 à 12 14 9 Entrée numérique 9 15 10 Entrée numérique 10 16 11 Entrée numérique 11 17 12 Entrée numérique 12 18 L- Pôle de référence 19 LS+ Alimentation des capteurs pour les entrées 13 à 16 20 13 Entrée numérique 13 21 14 Entrée numérique 14 22 15 Entrée numérique 15 23 16 Entrée numérique 16 24 L- Pôle de référence 33003394 07/2007 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 XPSMF1DI1601). 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. Sorties pulsées Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 possède quatre sorties pulsées. Une diode est affectée à chaque sortie pour en indiquer l'état. Les 4 sorties numériques pulsées peuvent servir au contrôle des lignes (système de contrôle de court-circuit ou de coupure de ligne des entrées numériques). En les utilisant, par exemple, avec les boutons d’arrêt d’urgence appropriés, conformément à la Catégorie 4 et selon la norme EN 954-1. Le tableau suivant présente la désignation et les fonctions des bornes 25 à 30 : Borne n° Désignation Fonction (sorties pulsées TO) 25 L- Pôle de référence 26 1 Sortie pulsée 1 27 2 Sortie pulsée 2 28 3 Sortie pulsée 3 29 4 Sortie pulsée 4 30 L- Pôle de référence AVERTISSEMENT SORTIES PULSEES Les sorties pulsées ne doivent pas servir de sorties de sécurité, par exemple pour le contrôle les actionneurs de sécurité. Le non-respect de ces instructions peut provoquer la mort, des blessures graves ou des dommages matériels. 33003394 07/2007 33 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 résultat est le suivant : z z z si 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 », si le système d’automate de sécurité 3 dépend des entrées du système d’automate de sécurité 2, les sorties correspondantes sont automatiquement réglées sur « zéro », et si les systèmes sont toujours alimentés en 24 V CC, les deux systèmes continuent de faire fonctionner les entrées et les sorties restantes de chaque système distinct. Le schéma suivant montre un exemple de coupure du réseau de l’automate de sécurité : Automate de sécurité 1 Automate de sécurité 2 Automate de sécurité 3 Module de sortie distant Module de sortie distant Module de sortie distant Module de sortie distant Module de sortie distant Si le réseau local ne répond qu'aux entrées du même système, l’automate de sécurité continue de fonctionner sans erreur. 34 33003394 07/2007 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 V CC à 28,8 V CC Fonctionnement normal. <18,0 V CC Etat d'alarme : variable système activée. Si le programme d'application surveille la variable système, cette réaction programmée est exécutée, sinon le programme d'application s'exécute normalement. < 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 33003394 07/2007 Action 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 par un câble Ethernet Cat 5, classe D ou supérieure. 3 Une fois le module reprogrammé, démarrez l'appareil. 4 Exécutez immédiatement la nouvelle configuration. Le tableau suivant décrit la procédure de reconfiguration de grands systèmes : Etape Action 1 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 communication SafeEthernet. 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. 35 Utilisation et fonctionnement Diagnostic L'environnement de programmation XPSMFWIN permet de visualiser toutes les informations de diagnostic de l’appareil de sortie de sécurité distant. Chaque appareil de sécurité distant fournit des signaux de diagnostic relatifs à son état, ses codes d'erreur et l'état de ses voies. L'XPSMFWIN permet de visualiser toutes les informations de diagnostic de deux façons : z z Remplacement de modules défectueux 36 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. A l'aide de la fenêtre Diagnostic qui affiche l'état de l'UC, du COM et des modules E/S. La procédure de remplacement d'un module d’entrée de sécurité distant défectueux est la suivante : Etape 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) du module d’entrée distant. 4 Débloquez l'attache du rail DIN et retirez le module. 5 Placez le nouveau module et détachez 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 de sortie sur le 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. 33003394 07/2007 Utilisation et fonctionnement Test des entrées et sorties 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'XPSMF1DI1601 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 deux 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. Entretien Le module d’entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 a été conçu pour des applications industrielles. Tous ses composants 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 sectionTest hors ligne, p. 39 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. 33003394 07/2007 37 Utilisation et fonctionnement Réparation des modules d’entrée distants Vous ne devez pas tenter de réparer le module d’entrée distant de sécurité XPSMF1DI1601. Les périphériques défectueux doivent être renvoyés à Schneider Electric pour réparation. 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. 38 33003394 07/2007 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. 33003394 07/2007 39 Utilisation et fonctionnement 40 33003394 07/2007 Description du produit 3 Aperçu Vue d'ensemble Ce chapitre contient la description du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Contenu de ce chapitre Ce chapitre contient les sujets suivants : Sujet Éléments du boîtier 33003394 07/2007 Page 42 Bouton de réinitialisation 45 Communication 46 Diodes électroluminescentes 50 Câblage 53 Adressage IP et identification du système 55 SafeEthernet 56 Conditions de fonctionnement 62 Caractéristiques techniques 65 Eléments supplémentaires 69 41 Description du produit Éléments du boîtier Face avant L'image suivante montre les différents éléments de la face avant du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 1415 16 1718 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 L- L- L+ L+ L- L- L+ L+ 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL DI LS+ 1 2 3 4 L- by HIMA DI 1 10/100BaseT 10/100BaseT 2 13 14 15 16 17 18 DI LS+ 9 10 11 12 L- HIMatrix F1DI LS+ 13 14 15 16 L- HIMA DI LS+ 5 6 7 8 L- 1 2 3 4 L- LTO 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 4 2 3 Éléments de la face avant : 42 N° Description 1 Entrée alimentation 2 Entrées numériques 3 Sorties pulsées 4 Témoins 33003394 07/2007 Description du produit Face supérieure L'image suivante montre les éléments de la face supérieure du boîtier : Bouton de réinitialisation Face inférieure L'image suivante montre les éléments de la face inférieure du boîtier : Ethernet connections 33003394 07/2007 43 Description du produit Face arrière L'image suivante montre les éléments de la face arrière : Guide Rail DIN Face latérale 44 Attache rapide L'image suivante montre les éléments de la face latérale : 33003394 07/2007 Description du produit Bouton de réinitialisation Présentation 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 / 1,57-1,97 in. du bord gauche de la face supérieure du boîtier. Conséquence Lorsque vous appuyez sur le bouton de réinitialisation, Utilisez ce bouton seulement lors du redémarrage de l'appareil. Maintenez-le enfoncé pendant au moins 20 secondes. 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. 33003394 07/2007 45 Description du produit Communication Présentation Les automates de sécurité et les appareils de sortie distants 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 communications est connectée au circuit sécurisé du microprocesseur. Elle contrôle les communications entre le PES et d'autres systèmes au moyen de puissantes interfaces telles que 100 BaseT : SafeEthernet, TCP/IP Modbus Communication de sécurité Communications via des commutateurs Le schéma montre le commutateur intégré dans chaque système pour les communications Ethernet (voir Schéma fonctionnel, p. 28). 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. Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 est équipé de deux raccordements situés au bas du panneau latéral 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, assurez-vous de ne pas former de boucle réseau. Les données reçues par le système ne doivent emprunter qu'un seul chemin. 46 33003394 07/2007 Description du produit Le schéma suivant montre un exemple de mise en réseau SafeEthernet : Telemecanique XPS-MF XPSMFPS01 F60 or other XPSMF PC with XPSMFWIN SafeEthernet protocol 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 33003394 07/2007 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 47 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) Paires de connecteurs et longueur des câbles : 48 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 33003394 07/2007 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 à 100 MHz. Une fiche, associée à une prise, constitue une paire. Pour des longueurs plus importantes, utilisez des câbles à fibre optique avec des convertisseurs. Le protocole SafeEthernet sur un réseau Ethernet présente les avantages suivants : z z z 33003394 07/2007 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 49 Description du produit Diodes électroluminescentes Présentation Diodes électroluminescentes du module d’entrée distant de sécurité XPSMF1DI1601 : L- L- L+ L+ L- L- L+ L+ 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DI LS+ 1 2 3 4 L- HIMatrix F1DI DI 1 10/100BaseT 10/100BaseT 2 50 13 14 15 16 17 18 DI LS+ 9 10 11 12 L- by HIMA LS+ 13 14 15 16 L- HIMA DI LS+ 5 6 7 8 L- 13 1415 16 1718 1 2 3 4 L- LTO 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 33003394 07/2007 Description du produit Description des diodes Diode Le tableau suivant décrit le comportement des diodes : Etat Description Entrées Orange numériques 1 à 16 Activée Un signal d'entrée est haut. Sorties pulsées (TO) 1 à 4 Orange Activée Les sorties pulsées sont actives. 24 V DC Verte Activée Présence d'une tension de fonctionnement de 24 V CC Non allumée Eteinte Pas de tension de fonctionnement Verte 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. Verte 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 cidessous. Rouge Activée z Une défaillance matérielle s’est produite dans l’unité RUN ERROR Couleur centrale qui s’est mise en erreur (ERROR STOP). z 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. z 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. PROG 33003394 07/2007 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. 51 Description du produit Diode Couleur Etat Description FORCE Non allumée Eteinte Le mode forcé (FORCE) n’est pas signalé. Orange Activée Forçage actif. Orange Activée z Erreur de contrôle des lignes. FAULT z L’application utilisateur a provoqué une erreur. z La configuration du PES est défectueuse. z Le chargement d'un nouveau système d'exploitation était défectueux ; le système d'exploitation est endommagé. Orange Clignotante z Une erreur s'est produite pendant l'écriture en mémoire Flash ROM (pendant la mise à jour du système d'exploitation). z 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 Verte Activée Fonctionnement en mode full duplex. Clignotante Collision Eteinte Fonctionnement en mode half duplex, pas de collision Jaune 52 Activée Connexion établie Clignotante Interface active 33003394 07/2007 Description du produit Câblage Câblage Ethernet Les câbles industriels standard peuvent être soumis à de fortes contraintes mécaniques. Les communications SafeEthernet nécessitent au minimum un câble à paire torsadée de catégorie 5 et de classe D. Pour les distances supérieures et pour réduire la fréquence des erreurs, il est recommandé d'utiliser un câble en fibre optique. Les automates communiquent à 100 Mbits/s (Fast Ethernet) et à 10 Mbits/s en mode full duplex. Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 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 suivants sont recommandés pour le raccordement d'un contrôleur 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. Assurezvous 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 le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Il suffit que le rail soit mis à la terre conformément aux normes pour pouvoir monter un élément d'interface sur celui-ci. 33003394 07/2007 53 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 / 328,1 ft avec des communications SafeEthernet. 54 33003394 07/2007 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 : 60000.1.0 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 à 48 bits : les 24 premiers bits indiquent le fabricant et 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 peut partager la même adresse. z L'adresse IP attribuée au PC. z La partie de l'adresse IP (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. 33003394 07/2007 55 Description du produit SafeEthernet Présentation 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. Il est nécessaire de tenir compte des conditions des communications de sécurité. 56 33003394 07/2007 Description du produit Par conséquent, un seul réseau suffit pour transmettre des données lbées 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 du périphérique E/S de sécurité distant effectuent les tâches normalement effectuées par les commutateurs réseau. 33003394 07/2007 57 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 à un 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. 73. 58 33003394 07/2007 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. 46. 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 TCP/IP subordonné 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 33003394 07/2007 Ports UDP Utilisation 502 Modbus (modifiable par l’utilisateur) 59 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 matériel 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 60 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 Caractéristiques physiques Transmission de supports, de signaux et binaire 33003394 07/2007 Description du produit Le tableau ci-dessous décrit les sept couches OSI (de bas en haut) : Numéro Couche Données Description Couches de support 1 Couche physique Transmission de supports, de signaux et binaire Bits Précise toutes les spécifications électriques et physiques des appareils. 2 Couche de liaison des données MAC et LLC Trames 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 Paquets Détermination du chemin et IP Fournit les composants et procédures nécessaires pour transférer des séquences 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 Process réseau vers application Données Sert d’interface directe et exécute des services d’application communs pour les process d’application. 33003394 07/2007 61 Description du produit Conditions de fonctionnement Présentation Le périphérique d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 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 le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : Classe de protection Classe de protection II selon la norme IEC/EN 61131-2 Conditions climatiques Pollution Degré de pollution II Altitude < 2 000 m (6 561,7 ft) Boîtier Standard : IP 20. Si les normes applicatives concernées l'exigent (ex. EN 60204, EN 954-1), le périphérique doit être installé dans un boîtier adapté (ex. IP 54). Les principales valeurs limites et de test des conditions climatiques sont indiquées dans le tableau suivant : EN 61131-2 Tests climatiques Température de fonctionnement : 0oC (32oF) à 60oC (140oF) (Limites de test -10oC (14oF) à +70oC (158oF)) Température de stockage : -40oC (-40oF) à 85oC (185oF) (avec batterie uniquement -30oC (-22oF)) 6.3.4.2 Test de chaleur sèche et de résistance au froid : 70oC (158oF) / -25oC (-13oF), 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 : -25oC (-13oF) / 70oC (158oF) et 0oC (32oF) / 55oC (131oF), alimentation de l'appareil en test non connectée 6.3.4.4 Test de résistance cyclique à la chaleur humide : 25oC (77oF) / 55oC (131oF), humidité relative 95 %, alimentation de l'appareil en test non connectée 62 33003394 07/2007 Description du produit Conditions mécaniques Les principales valeurs limites et 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, 9 Hz à 150 Hz / 1 g Conditions de compatibilité électromagnétique (CEM) 33003394 07/2007 6.3.5.1 Test d’immunité aux vibrations : 10 Hz à 150 Hz, 1 g, appareil en test en fonctionnement, 10 cycles par axe 6.3.5.2 Test d’immunité aux chocs : 15 g, 11 ms, appareil en test en fonctionnement, 2 cycles par axe Les principales valeurs limites et de test des conditions de CEM sont indiquées dans les tableaux suivants : EN 61131-2 Test 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 : 1kV IEC/EN 61000-6-2 Test d'immunité au bruit IEC/EN 61000-4-6 Radio fréquence en mode commun : 10V 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 63 Description du produit Alimentation IEC/EN 61131-2 Les principales valeurs et limites de test d’alimentation de l’appareil sont indiquées dans le tableau suivant : Vérification des caractéristiques de l'alimentation CC L'alimentation électrique doit par ailleurs 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’appareil de sortie de sécurité distant XPSMF2DO1601 doit être effectuée uniquement en conformité avec les indications présentes 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. 64 33003394 07/2007 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, raccordements à plusieurs conducteurs (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 33003394 07/2007 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 65 Description du produit Connecteurs du circuit de transmission 2 Diamètres des connexions, raccordements à plusieurs conducteurs (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 66 Longueur à dénuder 9 mm (0,35 in) Couple de serrage 0,22 à 0,25 Nm (1,9 à 2,2 lb-in) 33003394 07/2007 Description du produit Données techniques Les tableaux suivants présentent les données techniques du module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 : Interface Ethernet 2*RJ-45, 10/100 Base T avec commutateur intégré Tension de fonctionnement 24 V CC –15 %/+20 %, Wss <=15 %, à partir d'une alimentation avec séparation de protection, conforme à la norme IEC 61131-2 Consommation de courant 0,8 A maxi Courant au repos : 0,5 A Température de fonctionnement 0oC (32oF) à 60oC (140oF) Température de stockage -40oC (-40oF) à 85oC (185oF) Fusible (externe) 10 A (temporisé) Batterie de secours aucune Protection IP 20 Dimensions maximales Largeur : 152 mm (5,98 in.) (vis du boîtier comprises) Hauteur : 114 mm (4,49 in) (verrou compris) Profondeur : 66 mm (2,60 in.) (vis de terre comprise) Poids 0,7 kg (1,54 lb) Entrées numériques Nombre d’entrées 16 (non isolées électriquement) Signal 1 : tension Consommation de courant 15 à 30 V CC > 2 mA à 15 V CC Signal 0 : tension Consommation de courant 5 V CC maxi 1,5 mA maxi (1 mA à 5 V CC) Point de commutation 7,5 V CC généralement Alimentation 4 sorties vers capteurs d'alimentation pour entrées numériques délivrant chacune 19,2 V CC/40 mA à la tension du secteur de 24 V CC, protégée contre les courts-circuits conformément à la norme IEC 61131-2. Sorties pulsées Nombre de sorties 4 (non isolées électriquement) Tension de sortie environ 20 V CC Courant de sortie 60 mA Charge minimale aucune Réponse aux surcharges 4 >=19,2 V CC Courant de court-circuit 60 mA à 24 V CC 33003394 07/2007 67 Description du produit Tension d'alimentation Le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601 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 L - (pôle négatif) Mise à la terre du potentiel de référence autorisée. 68 33003394 07/2007 Description du produit Eléments supplémentaires Présentation Cette section répertorie les éléments supplémentaires utilisables avec le module d'entrée de sécurité distant XPSMF1DI1601. Liste des éléments supplémentaires z z z z z z 33003394 07/2007 Unité d'alimentation -24 VCC avec séparation de protection de l'alimentation : IEC 61131-2 Gammes de produit : ABL7RE ou ABL8RP Site Web : www.telemecanique.com Rails DIN appropriés pour le montage de l’automate Gamme de rail DIN AM1**. Vous la trouverez dans la section Câbles et accessoires de câblage du catalogue des composants de commande et de raccordement. Autres automates de sécurité et E/S z XPSMF60** L’automate 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. z XPSMF3DIO** Modules d'entrée et de sortie distants. Le nombre d'entrées et de sorties dépend du modèle. z XPSMF2DO** Module de sortie distant. Le nombre de sorties est variable. z Automate de sécurité XPSMF3022, 20 entrées numériques et 8 sorties numériques Modules de sécurité : différents modules et contrôleurs de sécurité (voir la section Sécurité machine de l'Essentiel) Les fonctions des modules vont de l'arrêt d'urgence à la surveillance par barrière immatérielle. Automate standard : Transfert de données ne concernant pas la sécurité (voir la section Automatismes, automatismes et contrôle dans l'Essentiel, 2005). Les automates standard fonctionnent indifféremment avec des machines de petite ou de grande taille. Plages : Twido, Micro, Premium et Quantum. Dispositifs de sécurité, interrupteurs et actionneurs : z Interrupteurs magnétiques codés, interrupteurs de fin de course, interrupteurs rotatifs ou broche, arrêts d'urgence, interrupteurs à pédale, interrupteurssectionneurs z Tapis z Barrières immatérielles z Unités de commande bimanuelles z Départs-moteurs Pour plus d'informations, consultez la section Sécurité dans l'Essentiel. 69 Description du produit z Eléments d'Interface homme-machine (pour améliorer les conditions de sécurité) z Boutons-poussoirs et voyants z Balises lumineuses z Sirènes z Ecrans 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. 70 33003394 07/2007 Annexes Aperçu Vue d'ensemble Ce chapitre contient des codes d'erreur et des exemples de diagrammes de câblage. Contenu de cette annexe Cette annexe contient les chapitres suivants : Chapitre A 33003394 07/2007 Titre du chapitre Schémas de raccordement, exemples d'application et codes d'erreur Page 73 71 Annexes 72 33003394 07/2007 Schémas de raccordement, exemples d'application et codes d'erreur A Aperçu 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 : 33003394 07/2007 Sujet Page Codes d'erreur 74 Exemples de câblage 76 Configuration des interfaces Ethernet 79 73 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. Le tableau suivant décrit les codes d'erreur des entrées numériques : Signal système L/E Signification Module.SRS [UDINT] L Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement). Module.Type [UINT] L Type de module, consigne : 0x002D [45 dez]. Module.Error Code [WORD] L Codes d'erreur du module. DI.Error Code [WORD] L DI[xx].Error Code [BYTE] L 0x0000 0x0001 0x0002 0x0004 0x0010 0x0020 0x0040/ 0x0080 Codes d'erreur de toutes les entrées numériques 0x0001 0x0002 74 E Erreur du module d'entrée numérique. Court circuit de la voie. Coupure entre une sortie pulsée DO et une entrée pulsée DI. Par ex. : z coupure, z interrupteur ouvert ou z L + sous-tension. Valeur d'entrée des voies d'entrées numériques. 0 1 DI No. of Pulse Channels Erreur de gamme d'entrée numérique. Test FTZ, échec de la séquence de test. Codes d’erreur des voies d’entrées numériques 0x01 0x10 0x80 DI[xx].Value [BOOL] L Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants. Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN). Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route. Interface fabricant en exécution. Pas de traitement E/S : configuration incorrecte. Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé. Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré. Entrée non configurée. Entrée configurée. Nombre de sorties pulsées (sorties d'alimentation). 0 1 2 ... 4 Pas de sortie pulsée spécifiée. Voie de sortie pulsée 1 spécifiée pour le contrôle des lignes. Voies de sorties pulsées 1 et 2 spécifiées pour le contrôle des lignes. ... Voies de sorties pulsées 1 et 4 spécifiées pour le contrôle des lignes. 33003394 07/2007 Descriptif des composants Signal système L/E Signification Ne pas utiliser les sorties pulsées comme des sorties de sécurité. DI Pulse Slot [UDINT] E Emplacement de module d'impulsion (contrôle des lignes) ; valeur réglée à 1. DI[xx].Pulse Channel [USINT] E Voie source de l'alimentation d'impulsion. DI Pulse Delay [10E-6 s] [UINT] E 0 1 2 ... 4 Voie d'entrée. Impulsion de la 1ère voie TO. Impulsion de la 2ème voie TO. ... Impulsion de la 4ème voie TO. Temps d'attente pour le contrôle des lignes (contre les courts-circuits). Le tableau suivant décrit les codes d'erreur des sorties pulsées : Signal L/E Signification Module.SRS [UDINT] L Numéro d'emplacement (Système-Rack-Emplacement). Module.Type [UINT] L Type de module, consigne : 0x002D (45 DEZ). Module.Error Code [WORD] L Codes d'erreur du module. DO.Error Code [WORD] L Code d'erreur de l’ensemble du module de sortie pulsée DO[xx].Error Code [BYTE] L Code d'erreur d'une seule sortie pulsée numérique DO[xx].Value [BOOL] E Valeur de sortie des voies de sorties numériques pulsées. 0x0000 0x0001 0x0002 0x0004 0x0010 0x0020 0x0040/ 0x0080 0x0001 0x01 0 1 Traitement E/S, erreur possible, voir codes d'erreur suivants. Pas de traitement E/S (l'UC n'est pas en mode RUN). Pas de traitement E/S pendant les tests de mise en route. Interface fabricant en exécution. Pas de traitement E/S : configuration incorrecte. Pas de traitement E/S : taux d'erreurs dépassé. Pas de traitement E/S : le module configuré n'est pas inséré. Erreur de l’ensemble du module de sortie numérique Erreur dans une seule sortie pulsée numérique Sortie non configurée, pas de courant. Sortie configurée. Ne pas utiliser les sorties pulsées comme des sorties de sécurité. 33003394 07/2007 75 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 76 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) 33003394 07/2007 Descriptif des composants L'application ci-dessus représente la communication entre un automate de sécurité et un automate Premium sur Ethernet (protocole TCP/IP Modbus) et 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 de sécurité. 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. 33003394 07/2007 77 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 le protocole Ethernet à l'un des modules E/S de sécurité 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. 78 33003394 07/2007 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. 33003394 07/2007 79 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 80 /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 33003394 07/2007 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 33003394 07/2007 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. 81 Descriptif des composants 82 33003394 07/2007 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 33003394 07/2007 83 Glossaire E E Ecriture F FB Bus de terrain FBD Schéma de bloc fonctionnel FTT Temps de résilience FTZ Voir FTT I IEC Commission électronique internationale L L Lecture L/E Lecture/écriture LC Contrôle des lignes 84 33003394 07/2007 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 33003394 07/2007 Classe d'exigences 85 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 86 33003394 07/2007 B AC Index adressage IP et identification du système, 55 alimentation, 64 application, 27 connecteurs du circuit de transmission, 65, 66 contrôle des lignes, 29 convection interne, 22 coupure de l'alimentation, 35 B D A bouton de réinitialisation, 45 C câblage, 53 câblage Ethernet, 53 câbles spécifiés, 54 caractéristiques techniques, 65 chaleur, 20 circulation d'air, 16 codes d'erreur, 74 communication, 46 communication de sécurité, 46 communication Ethernet ports réseau utilisés, 59 commutateurs, 54 conditions climatiques, 62 conditions de compatibilité électromagnétique (CEM), 63 conditions de fonctionnement, 62 conditions mécaniques, 63 configuration Interfaces Ethernet, 79 connecteur RJ45, 54 connecteurs d'alimentation, 65 33003394 07/2007 débranchement du câble, 34 description des codes d'erreur, 74 description des diodes, 51 description du produit, 41 description du protocole TCP/IP, 55 diagnostic, 36 dimensions, 12 diodes électroluminescentes, 50 données mécaniques, 65 données techniques, 67 E éléments de l'interface, 53 éléments du boîtier, 42 éléments supplémentaires, 69 entrées numériques de sécurité, 31 entretien, 37 état de la température/température de fonctionnement, 23 Ethernet configuration, 79 exemple de câblage SafeEthernet, 76, 78 exemples de câblage, 76 87 Index F R face avant, 11, 42 fonction, 28 raccordements de SafeEthernet, 59 reconfiguration de grands systèmes, 35 reconfiguration de petits systèmes, 35 remplacement de modules défectueux, 36 réparation des modules d’entrée distants, 38 représentation, 11 I installation, 14 introduction, 10 L S liste des éléments supplémentaires, 69 longueur à dénuder et couple, 66 SafeEthernet, 56 schéma fonctionnel, 28 sorties pulsées, 33 M T Modbus TCP/IP, 59 modèle OSI, 60 montage du module d'entrée distant, 15 tension d'alimentation, 68 test des entrées et sorties pour les tensions perturbatrices et défauts à la terre, 37 P U paramètres de fonctionnement des interfaces Ethernet, 58 première mise en service, 26 première mise sous tension, 26 procédure, 14 utilisation du bouton de réinitialisation, 45 88 33003394 07/2007 ">
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