Prima messa in funzione
CIRCUITO DI PROTEZIONE
Per proteggere il multiplexer degli ingressi analogici realizzare nel circuito di ingresso un circuito di protezione con diodo zener e resistenza in serie parallelo alla derivazione esistente.
Il mancato rispetto di queste istruzioni può provocare morte, gravi infortuni o danni alle apparecchiature.
AVVERTENZA
In condizioni di corto circuito si verifica quanto segue:
z Umax= Uelettro valvola+ Uderivazione= 26,8 V = 0 V + 26,8 V
z Se si verifica un corto circuito in un circuito di campo (attuatore o linea) la tensione di DO cade solo sulla derivazione.
z La soglia della protezione di tensione di AI è circa 15 V.
z Il diodo zener commuta a 12 V. La caduta di tensione su AI quindi non supera mai 12 V. AI può raggiungere il fondo scala.
z La massima caduta di tensione Udiodo su Rdiodo del diodo zener è Udiodo= 26,8 V - 12 V = 14,8 V
z La corrente del diodo zener è limitata a 20 mA (secondo i dati tecnici del diodo stesso). Il valore minimo della resistenza in serie è Rdiodo= 14,8 V /
20 mA = 740Ω
z Il valore di Rdiodo si può impostare su 1 kΩ
z La resistenza limita la corrente massima del diodo zener a circa 15 mA.
Un corto circuito nell'area rossa (vedere schema in alto) si può monitorare con la caduta di tensione su Rderivazione, vale a dire con il valore di ingresso di AI.
Per il controllo di linea di un corto circuito occorre calcolare il valore di AI nel programma applicativo XPSMFWIN.
Utilizzo e funzionamento
34 33003445 07/2007
Adattatore di derivazione
La derivazione è un modulo a innesto per gli ingressi analogici del controller di sicurezza XPSMF3AIO8401. Il valore della resistenza è 250 Ω o 500 Ω.
La figura seguente rappresenta lo schema di cablaggio dell'adattatore di derivazione (250 Ω):
La tabella seguente illustra la configurazione dei morsetti dell'adattatore di derivazione:
Sigla Funzione (ingressi analogici) Sa alimentazione trasmettitore a
Ia+ ingresso analogico a
Ia- polo di riferimento a Sb alimentazione trasmettitore b
Ib+ ingresso analogico b
Ib- polo di riferimento b
Sa Sa
Ia+ Ia+
Ia-
Ia-Sb Sb
Ib+ Ib+
Ib-
Ib-Applicazione XPSMF AI
Ra 250R
Rb 250R
Ingressi analogici legati alla sicurezza
Il modulo I/O di sicurezza remoto XPSMF3AIO8401 ha 8 ingressi analogici con alimentazioni trasmettitore per la misurazione unipolare di tensioni riferite a L-.
Gli ingressi servono sempre alla misurazione della tensione. Per misurare la corrente collegare una resistenza da 500 Ohm in parallelo all'ingresso.
Le linee di alimentazione non devono superare i 300 m (984 ft) di lunghezza e devono avere cavi schermati a doppino intrecciato per ciascun ingresso di misura.
Collegare le schermature su entrambe le estremità.
La tabella seguente indica i valori disponibili per gli ingressi analogici:
Se durante la misurazione della tensione si verifica un guasto dovuto a un circuito aperto (non è previsto il controllo del circuito) gli ingressi ad alta resistenza ricevono segnali non prevedibili. Il valore che risulta da questa tensione di ingresso oscillante non è affidabile; con gli ingressi di tensione occorre chiudere i canali con una resistenza da 10 kΩ. Considerare la resistenza interna della sorgente.
Se la derivazione è collegata in parallelo, per misurare la corrente la resistenza da 10 kΩ non occorre.
Canali di ingresso
Polarità Corrente, tensione
Range dei valori dell'applicazione Precisione di sicurezza
8 unipolare 0... +10 V 0... 2000 2%
8 unipolare 0.4... 20 mA 0... 1000 (con adattatore di derivazione esterno da 250 Ohm)
0... 2000 (con adattatore di derivazione esterno da 500 Ohm)
2%
Nota: Ogni canale di ingresso non utilizzato si deve cortocircuitare sul polo di riferimento L-.
Utilizzo e funzionamento
36 33003445 07/2007
La tabella seguente illustra i collegamenti degli ingressi analogici ai morsetti corrispondenti:
Morsetto n. Sigla Funzione (ingressi analogici AI)
1 S1 alimentazione trasmettitore 1
2 I1+ ingresso analogico 1
3 I1- polo di riferimento
4 S2 alimentazione trasmettitore 2
5 I2+ ingresso analogico 2
6 I2- polo di riferimento
Morsetto n. Sigla Funzione (ingressi analogici AI)
7 S3 alimentazione trasmettitore 3
8 I3+ ingresso analogico 3
9 I3- polo di riferimento
10 S4 alimentazione trasmettitore 4
11 I4+ ingresso analogico 4
12 I4- polo di riferimento
Morsetto n. Sigla Funzione (ingressi analogici AI)
13 S5 alimentazione trasmettitore 5
14 I5+ ingresso analogico 5
15 I5- polo di riferimento
16 S6 alimentazione trasmettitore 6
17 I6+ ingresso analogico 6
18 I6- polo di riferimento
Morsetto n. Sigla Funzione (ingressi analogici AI)
19 S7 alimentazione trasmettitore 7
20 I7+ ingresso analogico 7
21 I7- polo di riferimento
22 S8 alimentazione trasmettitore 8
23 I8+ ingresso analogico 8
24 I8- polo di riferimento
Uscite
analogiche non riguardanti la sicurezza
Il modulo I/O di sicurezza remoto XPSMF3AIO8401 ha 4 uscite analogiche. Le uscite non sono legate alla sicurezza, ma in caso di errore interno al modulo tutte le uscite vengono disattivate in sicurezza.
Per assicurare la conformità SIL 3 i valori delle uscite devono avere un read back attraverso gli ingressi analogici di sicurezza e una valutazione nel programma applicativo, nel quale occorre anche specificare le reazioni a valori di uscita non corretti.
Per ragioni di sicurezza le 4 uscite analogiche AO1 – AO4 sono impostate su False.
In questo modo gli interruttori di sicurezza interni si aprono, così da impedire il passaggio dei segnali di uscita.
La figura seguente mostra un esempio applicativo per la configurazione delle uscite analogiche di sicurezza:
La tabella seguente indica i valori disponibili per le uscite analogiche:
Range dei valori dell'applicazione Corrente di uscita
0 0,0 mA
2000 20,0 mA
Nota: Le uscite analogiche si possono usare come uscite di sicurezza solo se per i loro valori si prevedono un read back sugli ingressi analogici di sicurezza e una
AI AO
Attuatore +
-+
-RDerivazione
Utilizzo e funzionamento
38 33003445 07/2007
Le uscite sono collegate a questi morsetti:
Morsetto n. Sigla Funzione (uscite analogiche AO)
25 1+ uscita analogica 3
26 1- polo di riferimento uscita 3
27 2+ uscita analogica 4
28 2- polo di riferimento uscita 4
29 3+ uscita analogica 3
30 3- polo di riferimento uscita 3
31 4+ uscita analogica 4
32 4- polo di riferimento uscita 4
Distacco di un cavo
In una rete di PLC di sicurezza le diverse aree vengono coperte con la rete di sicurezza. Pertanto può verificarsi il danneggiamento o distacco del cavo di comunicazione. Nel sistema illustrato di seguito la "X" rappresenta l'interruzione del cavo tra il PLC di sicurezza 2 e il PLC di sicurezza 3. La comunicazione tra i sistemi si interrompe. Queste sono le conseguenze:
z se il PLC di sicurezza 2 dipende dagli ingressi del PLC di sicurezza 3 le uscite corrispondenti vengono automaticamente impostate su "zero".
z se il PLC di sicurezza 3 dipende dagli ingressi del PLC di sicurezza 2 le uscite corrispondenti vengono automaticamente impostate su "zero" e
z se sono ancora alimentati con tensione a 24V DC i due sistemi continuano ad azionare i rimanenti ingressi e uscite di ciascun singolo sistema.
Lo schema seguente illustra un esempio di interruzione nella rete dei PLC di sicurezza.
PLC di sicurezza PLC di sicurezza PLC di sicurezza
Moduli I/O remoti
Moduli I/O remoti
Moduli I/O remoti
Moduli I/O remoti
Moduli I/O remoti
Utilizzo e funzionamento
40 33003445 07/2007
Interruzione dell'alimenta-zione
La tabella seguente illustra le conseguenze di una variazione della tensione di esercizio:
Se si interrompe l'alimentazione tutti gli ingressi e le uscite ritornano alla condizione
"off" di sicurezza.
Riconfigu-razione di sistemi piccoli
Un PLC di sicurezza si può riconfigurare anche mentre la rete sta eseguendo una configurazione esistente. Le risorse che richiedono la configurazione si devono arrestare. La tabella seguente descrive la procedura di riconfigurazione:
Riconfigu-razione di sistemi grandi
La tabella seguente descrive la procedura di riconfigurazione di sistemi grandi:
Livello di tensione Reazione del controller da 19,3 VDC a 28,8 VDC Funzionamento normale
< 18,0 VDC Stato di allarme (le variabili interne vengono scritte e inviate a ingressi/uscite).
< 12,0 VDC ingressi e uscite vengono disattivati.
Fase Azione
1 Con l'ambiente di programmazione XPSMFWIN fermare il PLC di sicurezza da riconfigurare.
2 Dopo averla sottoposta ad un controllo completo da parte di un tecnico specializzato, scaricare la nuova configurazione sul PLC di sicurezza o sul modulo I/O remoto tramite un cavo Ethernet di Categoria 5, Classe D o superiore.
3 Dopo aver riprogrammato il modulo avviare il modulo.
4 Eseguire immediatamente la nuova configurazione.
Fase Azione
1 Fermare le risorse in rete coinvolte con l'ambiente di programmazione XPSMFWIN; piccole sezioni di una rete si possono riconfigurare in più fasi.
2 Collegare il PC a un punto di comunicazione Ethernet.
3 Dopo averla sottoposta ad un controllo completo da parte di un tecnico specializzato, scaricare la nuova configurazione sul PLC di sicurezza tramite un cavo Ethernet di Categoria 5, Classe D o superiore.
4 Riavviare tutti i moduli, preferibilmente in più fasi, un sistema alla volta.
Caratteristiche del corto circuito dei canali di uscita
Se un canale di uscita va in corto circuito il modulo di sicurezza remoto lo disattiva.
Se si verificano più corto circuiti i canali vengono disattivati singolarmente in funzione del loro assorbimento di corrente.
Se si supera la massima corrente ammessa per tutte le uscite queste vengono disattivate e riconnesse ciclicamente.
Diagnostica Con l'ambiente di programmazione XPSMFWIN è possibile visualizzare tutti gli ingressi e le uscite del modulo I/O di sicurezza remoto. Ogni modulo di sicurezza remoto fornisce segnali di diagnostica riferiti al proprio stato, codici di errore e stato dei canali.
XPSMFWIN consente di visualizzare i dati di diagnostica in due modalità:
z Con la funzione di controllo On-line per monitorare i valori dei segnali e delle variabili sullo schema logico, mentre i sistemi continuano ad eseguire il programma.
z Con la finestra di Diagnostica che visualizza lo stato di CPU, COM e moduli I/O.