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Siemens SIMATIC Sistema di automazione S7-300. Dati dell’unità (2004) - 6

Unità analogiche

Collegamento di convertitori di misura a 2 fili

L+

Sensore ad. es.

M

misuratore di

pressione

Convertitore

M+

P

di misura

+

a 2 fili

-

M-

M+

Conv.

Convertitore

+

A/D

Bus

M-

P

di misura a

–

posteriore

2 fili

MANA

Figura 4-12

Collegamento di convertitori di misura a 2 fili ad una Ai separata galvanicamente

Nella conduzione della tensione di alimentazione L+ dell’unità, si deve parametrizzare in

STEP 7 il convertitore di misura a 2 fili quale convertitore di misura a 4 fili.

Sensore ad. es.

misuratore di

L+

pressione

M

Sensore

+

P

di misura

M+

a 4 fili

-

Conv.

A/D

Bus

M-

posteriore

MANA

Figura 4-13

Collegamento di convertitori di misura a 2 fili con conduzione di L+ ad una

AI separata galvanicamente

Collegamento di convertitori di misura a 4 fili

L+

Sensore ad.

M

es. misuratore

di pressione

M+

+

P

M-

-

M+

Con

+

P

v.

Bus

-

M-

A/D

posteriore

MANA

L+ M

Figura 4-14

Collegamento di convertitori di misura a 4 fili ad una AI separata galvanicamente

4-50

Unità analogiche

Collegamento a 4 fili di un termometro a resistenza

La tensione risultante ai capi del termometro a resistenza viene misurata ai punti M+ e M- .

Nel collegamento, prestare attenzione alla polarità del conduttore collegato (collegare I_C+ e

M₊ come pure I_C- e M- al termometro a resistenza).

Nel collegamento prestare attenzione a che i conduttori collegati I_C+ e M+ come pure i

conduttori IC_-

e M- vengano collegati direttamente al termometro a resistenza.

L+

M

M+

M-

Conv.

IC+

Bus

A/D

posteriore

IC

IC-

MANA

Figura 4-15

Collegamento a 4 fili di termometri a resistenza ad una AI separata galvanicamente

Collegamento a 3 fili di un termometro a resistenza

Nel collegamento a 3 fili a unità con 4 morsetti si deve si solito realizzare un ponticello tra

M_- e IC- (vedi figura 4-16). Prestare attenzione all’eccezione per la SM 331; AI 8 x RTD

(vedi figura 4-18).

Nel collegamento prestare attenzione a che i conduttori collegati I_C+ e M+ vengano collegati

direttamente al termometro a resistenza.

L+

M

M+

M-

Conv.

IC+

Bus

A/D

posteriore

IC

IC-

MANA

Figura 4-16

Collegamento a 3 fili di termometri a resistenza ad una AI separata galvanicamente

4-52

Unità analogiche

Collegamento a 2 fili di un termometro a resistenza

Nel collegamento a 2 fili si devono montare dei ponticelli nell’unità tra M₊ e I_C+ e tra M_- e I_C-.

L+

M

M+

M-

Conv.

IC+

Bus

A/D

posteriore

IC-

MANA

Figura 4-17

Collegamento a 2 fili di termometri a resistenza ad una AI separata galvanicamente

Collegamento a 3 fili alla SM 331; AI 8 x RTD

In caso di collegamento di 3 fili alla SM 331; AI 8 x RTD, si deve applicare un ponte tra

M₊ ed IC+ (vedere la figura 4-18).

Nel collegamento prestare attenzione a che i conduttori collegati I_C- e M- vengano collegati

direttamente al termometro a resistenza.

L+

M

M+

M-

Conv.

IC+

Bus

A/D

posteriore

IC

IC-

MANA

Figura 4-18

Collegamento a 3 fili di termometri a resistenza alla SM 331; AI 8 x RTD

Attenzione

!

Con un cablaggio errato del collegamento a 3 fili può aversi un funzionamento imprevisto

dell’unità e stati pericolosi dell’impianto.

4-53

Unità analogiche

4.11.1

Collegamento dei termometri a resistenza alla SM 331;

AI 8 x 13 bit

Collegamento a 2 fili

In caso di collegamento di 2 fili, si deve applicare un ponte tra M- e S- .

S-

Bus

M+

Conv.

posteriore

A/D

M-

Figura 4-19

Collegamento a 2 fili di termometri a resistenza alla SM 331;AI 8 x 13 bit

Collegamento a 3 fili

S-

Bus

M+

Conv.

posteriore

A/D

M-

Figura 4-20

Collegamento a 3 fili di termometri a resistenza alla SM 331; AI 8 x 13 bit

Collegamento a 4 fili

In caso di collegamento di 4 fili, il quarto filo non deve essere collegato (il filo rimane

inutilizzato, vedere figura 4-21).

4º filo non

S-

Bus

collegato

M+ Conv.

posteriore

A/D

M-

Figura 4-21

Collegamento a 4 fili di termometri a resistenza alla SM 331;AI 8 x 13 bit

4-54

Unità analogiche

4.12

Collegamento di termocoppie

Struttura delle termocoppie

Una termoelemento è composto dalla termocoppia (sensore di misura) e dalle parti per il

montaggio e il collegamento. La termocoppia è composta da due fili di materiale o leghe

diverse, le cui parti terminali sono saldate insieme.

A causa delle diverse strutture dei materiali si hanno diversi tipi di termocoppie, come ad

esempio K, J, N. Il principio di misura, indipendentemente dal tipo di termocoppie, è uguale

per tutti i tipi.

Zona di misura

Termocoppia con le zone termiche positive e negative

Zona di collegamento

Cavo compensato

Zona di confronto

Cavo di collegamento

Zona di registrazione della tensione termica

&°&C

Figura 4-22

Struttura delle termocoppie

Modo di funzionamento delle termocoppie

Se la zona di misura viene esposta ad una temperatura diversa da quella dei terminali liberi

della termocoppia (punto di collegamento), si ha allora tra i terminali liberi una tensione detta

tensione termica. Il valore della tensione termica dipende dalla differenza tra la temperatura

della zona di misura e la temperatura ai terminali liberi, come pure dal tipo di combinazione

di materiali per la termocoppia.

Siccome con una termocoppia si registra sempre una differenza di temperatura, è

necessario, per misurare la temperatura della zona di misura, mantenere i terminali liberi

nella zona di confronto ad una temperatura nota.

Le termocoppie possono essere prolungate dalla loro zona di collegamento con cavi

compensati fino alla zona di confronto. I cavi compensati sono di materiale identico a quello

dei fili della termocoppia. Il cavi di collegamento sono di rame. Fare attenzione che:

Assicurarsi che il collegamento dei due poli sia corretto pena la presenza di grandi errori di

misura.

4-55

Unità analogiche

Compensazione della temperatura di taratura

L’influenza di variazioni di temperatura nella zona di confronto può essere compensata

tramite un circuito apposito.

Per rilevare la temperatura di taratura in modo da ottenere dalla differenza di temperatura tra

zona di confronto e punto di misura un valore di temperatura assoluto, si hanno diverse

possibilità.

A seconda di dove (localmente) si ha bisogno della zona di confronto, è possibile operare

con compensazione interna o esterna.

Tabella 4-44 Possibilità di compensazione della temperatura di taratura

Possibilità

Commento

Nessuna compensazione

Se si desidera solo rilevare la differenza di temperatura tra punto

di misura e zona di confronto

Compensazione interna

Nel caso di compensazione interna, la temperatura interna dell’u-

(collegamento vedi figura 4-23)

nità viene presa come temperatura di confronto (termocoppia

confronto interno).

Compensazione esterna con un giunto di

L’utente ha già rilevato e compensato la temperatura di taratura

compensazione nei cavi di una singola

(termocoppia confronto esterno) con l’aiuto di un giunto di

termocoppia (collegamento vedi figure 4-24

compensazione inserito nei conduttori che vanno ad una singola

e 4-25)

termocoppia.

Da parte dell’unità non è più necessaria alcuna ulteriore

elaborazione.

solo per la SM 331; AI 8 x TC:

La temperatura di confronto si può rilevare tramite un termometro

a resistenza (platino o nichel) e farla calcolare per una qualsiasi

Compensazione esterna con termometro a

termocoppia dall’unità.

resistenza per rilevare la temperatura di

taratura

(collegamento vedi figura 4-26 e 4-27)

Modo di funzionamento della compensazione interna

Con la compensazione interna si può creare la zona di confronto sui morsetti dell’unità

analogica di ingresso. In questo caso si possono portare le linee di compensazione fino

all’unità analogica. La termocoppia interna rileva la temperatura dell’unità e fornisce una

tensione di compensazione.

Si osservi che la compensazione interna non raggiunge la precisione di quella esterna.

Modo di funzionamento della compensazione esterna con giunto di compensazione

Nel caso di compensazione esterna viene considerata la temperatura di taratura delle

termocoppie tramite, ad esempio, un giunto di compensazione.

Il giunto di compensazione contiene un circuito a ponte che è in equilibrio per una

determinata temperatura di confronto (temperatura di taratura). I punti di collegamento per le

zone terminali del cavo compensato della termocoppia costituiscono la zona di confronto.

La resistenza del ponte cambia se la temperatura effettiva di paragone differisce da quella di

taratura. Si ottiene così una tensione di compensazione positiva o negativa che si aggiunge

alla tensione termica.

4-56

Unità analogiche

Abbreviazioni usate nelle seguenti figure

Le abbreviazioni usate nelle seguenti figure hanno il seguente significato:

M +:

cavo di misura (positivo)

M-:

cavo di misura (negativo)

I_C+:

collegamento positivo dell’uscita di corrente costante

I_C-:

collegamento negativo dell’uscita di corrente costante

COMP₊: collegamento per compensazione (positivo)

COMP _-: collegamento per compensazione (negativo)

M_ANA:

potenziale di riferimento del circuito di misura

M :

massa

L +:

tensione di alimentazione DC a 24 V

P5V:

tensione di alimentazione del circuito logico dell’unità

KV +/KV -: connessioni per il confronto dei punti freddi

Avvertenza

Nelle seguenti figure, i necessari cavi di collegamento derivanti dal collegamento di

potenziale dell’unità di ingresso analogica e dei sensori non sono disegnati.

Si deve cioè anche in questo caso tenere conto e mettere in pratica quanto riportato nel

capitolo 4.8 sulle informazioni di validità generale per il collegamento di trasduttori di misura.

Collegamento di termocoppie con compensazione interna

Collegare le termocoppie direttamente o tramite cavi di compensazione potenziale agli

ingressi dell’unità. Ogni gruppo di canali può utilizzare un tipo di termocoppia supportato

dall’unità analogica indipendentemente dagli altri gruppi di canali.

L+

M

Termocoppia

M+

K0

M-

Conv.

A/D

Bus

posteriore

M+

K7

M-

Cavo compensato

(materiale uguale a

COMP+

quello della

COMP-/M_ANA

termocoppia)

Figura 4-23

Collegamento di termocoppie con compensazione interna ad una

AI separata galvanicamente

4-57

Unità analogiche

Collegamento del giunto di compensazione

Tale giunto di compensazione viene collegato ai morsetti COMP dell’unità e bisogna fare in

modo che il giunto di compensazione sia posto presso la zona di confronto delle

termocoppie. Il giunto di compensazione sia alimentato senza potenziale. L’alimentatore

disponga di un sufficiente filtraggio antidisturbo, ad esempio tramite una bobina schermatrice

con messa a terra.

I morsetti per il collegamento della termocoppia nel giunto di compensazione non vengono

usati e devono pertanto essere cortocircuitati (esempio vedi figura 4-25).

Si hanno le seguenti limitazioni:

• I parametri di un gruppo di canali valgono in generale per tutti i canali del gruppo (ad

esempio tensione di ingresso, tempo di integrazione ecc.)

• Una compensazione esterna ottenuta tramite il collegamento di un giunto di

compensazione ai morsetti COMP può essere effettuata solo per un tipo di termocoppia.

Ciò significa che tutti i canali che operano con compensazione esterna devono utilizzare

lo stesso tipo di termocoppia.

Collegamento di termocoppie con giunto di compensazione

Se tutte le termocoppie che sono collegate agli ingressi dell’unità hanno la stessa zona di

confronto, compensare allora nel modo seguente:

Cavo di

L+

collegamento

M

(di Cu)

M+

M-

Termocoppie

M+

Conv.

Bus

M-

A/D

posteriore

L+

M

Cavo compensato

Giunto

COMP₊

(materiale uguale

di comp.

a quello della

COMP_-/M_ANA

termocoppia)

Zona di confronto

Figura 4-24

Collegamento di termocoppie con giunto di compensazione ad una AI separata galvanicamente

Avvertenza

Per la compensazione delle unità analogiche di ingresso è necessario l’uso di giunti di

compensazione con una temperatura di taratura di 0 _C.

4-58

Unità analogiche

Giunto di compensazione consigliato

Si consiglia quale giunto di compensazione una zona di confronto (con alimentatore

integrato) della Siemens. Nella tabella seguente si trovano i necessari dati per l’ordinazione.

Tabella 4-45 Dati per l’ordinazione della zona di confronto

Giunto di compensazione consigliato

Numero di ordinazione

Zona di confronto con alimentatore integrato per

M72166-VVVVV

montaggio su rotaia

Energia ausiliaria

AC 220 V

B1

AC 110 V

B2

AC 24 V

B3

DC 24 V

B4

Collegamento a termocoppia Fe-CuNi

tipo L

1

Fe/Cu Ni

tipo J

2

Ni Cr/Ni

tipo K

3

Pt 10% Rh/Pt tipo S

4

Pt 13% Rh/Pt tipo R

5

Cu/Cu Ni

tipo U

6

Cu/Cu Ni

tipo T

7

Temperatura di riferimento

0 _C

00

4-59

Unità analogiche

Collegamento della zona di confronto (n. di ordinazione M72166-xxx00)

Se tutte le termocoppie che sono collegate agli ingressi dell’unità hanno la stessa zona di

confronto, compensare allora nel modo seguente:

Cavo compensato

Cavo di

L+

(materiale uguale a

collegamento

M

quello della

(di Cu)

termocoppia)

M+

M-

Termocoppie

M+

Conv.

Bus

M-

A/D

posteriore

Energia ausiliaria

+

-

COMP₊

3

1

COMP_-/M_ANA

I morsetti per il cavo di

SIEMENS

compensazione poten-

M72166-

ziale devono essere

cortocircuitati!

12 11

9

8

+

-

Uscita (conduttori Cu)

Figura 4-25

Collegamento di termocoppie con zona di confronto (n. di ordinazione M72166-xxx00) ad una AI

separata galvanicamente

4-60

Unità analogiche

Collegamento di termocoppie con compensazione temperatura alla

SM 331; AI 8 x TC

Tutti e 8 gli ingressi sono disponibili come canali di misura, se le termocoppie vengono

collegate attraverso dei punti di confronto regolati a 0 °C o 50 °C.

L+

Filo di

M

rame

M+

K0

M-

Punto di confronto

ADU

Bus posteriore

regolato a

0_C o 50_C

M+

K6

M-

M+

K7

M-

Figura 4-26

Collegamento di termocoppie attraverso un punto di confronto alla SM 331; AI 8 x TC

Collegamento di termocoppie con termometro a resistenza alla SM 331; AI 8 x TC

Per questo tipo di compensazione, la temperatura dei morsetti del punto di confronto viene

rilevata attraverso un sensore termico di resistenza con un campo di temperatura da -25 °C

a 85 °C.

Cavo di

L+

collegamento

(di Cu)

M

KV+

K0

KV-

Termocoppie

P5V

Conv.

A/D

KV+

K7

KV-

Bus

KV+

posteriore

Cavo

KV-

compensato

Pt 100

IC₊

Minterna

(materiale

uguale a

IC_-

quello della

termocoppia)

Zona di confronto

Figura 4-27

Collegamento di termocoppie con compensazione esterna attraverso un termometro a resistenza

alla SM 331; AI 8 x TC

4-61

Unità analogiche

Collegamento a 4 fili di carichi ad un’uscita in tensione di un’unità separata

galvanicamente

Tramite il collegamento a 4 fili viene raggiunta un’alta precisione al carico. A questo scopo i

cavi del sensore (S+ e S-) vanno collegati direttamente al carico. In tal modo la tensione

viene misurata e regolata direttamente al carico.

A causa di disturbi o di cadute di tensione, si può avere una differenza di potenziale tra il

cavo S- e il punto di riferimento del circuito analogico MANA. Questa differenza di

potenziale non deve però superare il valore consentito. Un superamento disturba la

precisione del segnale analogico.

L+

M

Q_V

Conv.

S+

Bus

D/A

posteriore

R

L

S-

MANA

CPU

U

ISO

Minterna

L+

M

Cavo di raccolta della

messa a terra

Figura 4-28

Collegamento a 4 fili di carichi ad un’uscita in tensione di un’AO separata galvanicamente

4-64

Unità analogiche

Collegamento a 2 fili di carichi ad una uscita di tensione di una unità non separata

galvanicamente

Nel caso di un collegamento a 2 fili, si possono lasciare aperti i punti S+ e S-. In tal modo,

però, non si raggiunge la precisione di un collegamento a 4 fili.

Il carico si collega alle connessioni Q_V e al punto di riferimento del circuito di misura M_ANA.

L+

M

Q_V

Conv.

Bus

D/A

posteriore

R_L

MANA

CPU

Minterna

L+

M

Cavo di raccolta della

messa a terra

Figura 4-29

Collegamento a 2 fili di carichi ad un’uscita in tensione di un’AO non separata galvanicamente

4-65

Unità analogiche

4.15

Collegamento di carichi/attuatori alle uscite di corrente

Avvertenza

Nelle seguenti figure, i necessari cavi di collegamento derivanti dal collegamento di

potenziale dell’unità di uscita analogica non sono disegnati.

Si deve cioè anche in questo caso tenere conto e mettere in pratica quanto riportato nel

capitolo 4.13 sulle informazioni di validità generale per il collegamento di carichi/attuatori.

Abbreviazioni usate nelle seguenti figure

Le abbreviazioni usate nelle seguenti figure hanno il seguente significato:

Q_I:

Uscita analogica in corrente (Output Current)

M_ANA: Potenziale di riferimento del circuito analogico

R_L:

Resistenza di carico

L +:

tensione di alimentazione DC a 24 V

M :

massa

U_ISO:

Differenza di potenziale tra M_ANA e il punto di collegamento M della CPU

Collegamento di carichi ad un’uscita in corrente

I carichi si devono collegare a Q_I e al punto di riferimento del circuito analogico M_ANA di

un’uscita di corrente.

L+

M

Q_I

Conv.

Bus

D/A

posteriore

R_L

MANA

CPU

U

ISO

Minterna

L+

M

Cavo di raccolta della

messa a terra

Figura 4-30

Collegamento di carichi ad un’uscita in corrente di un’AO separata galvanicamente

4-66

Unità analogiche

L+

M

Q_I

Conv.

Bus

D/A

posteriore

R_L

CPU

MANA

Minterna

L+

M

Cavo di raccolta della messa a terra

Figura 4-31

Collegamento di carichi ad un’uscita in corrente di un’AO non separata galvanicamente

4.16

Diagnostica delle unità analogiche

Segnalazioni di diagnostica parametrizzabili e non parametrizzabili

Nella diagnostica si fa differenza tra segnalazioni di diagnostica parametrizzabili e non

parametrizzabili.

Le segnalazioni di diagnostica parametrizzabili si ottengono solo se si è abilitata la

diagnostica tramite parametrizzazione. La parametrizzazione si effettua nel blocco dei

parametri “Diagnostica” in STEP 7 (vedi capitolo 4.7).

Le segnalazioni di diagnostica non parametrizzabili vengono messe sempre a disposizione

dall’unità analogica indipendentemente dall’abilitazione della diagnostica.

Operazioni dopo la segnalazione di diagnostica in STEP 7

Ogni segnalazione di diagnostica ha come conseguenza le seguenti operazioni:

• La segnalazione di diagnostica viene registrata nella diagnostica dell’unità analogica e

inoltrata alla CPU.

• Il LED di errore dell’unità analogica si accende.

• Se si è parametrizzato “Abilitazione interrupt di diagnostica” con STEP 7, allora viene

emesso un interrupt di diagnostica e viene richiamato l’OB 82 (vedi capitolo 4.17).

Lettura delle segnalazioni di diagnostica

L’utente può leggere le segnalazioni di diagnostica dettagliate tramite SFC nel programma

utente (vedi appendice “Dati di diagnostica delle unità di segnale”).

La causa dell’errore si può controllare in STEP 7 nella diagnostica dell’unità (vedi guida in

linea di STEP 7).

4-67

Unità analogiche

Segnalazione di diagnostica nel valore di misura di unità d’ingresso analogiche

Ogni unità di ingresso analogica fornisce indipendentemente dalla parametrizzazione al

riconoscimento di un errore il valore di misura 7FFF_H. Tale valore di misura significa o un

overflow, o un’anomalia o che un canale è disattivato.

Segnalazione di diagnostica tramite LED SF

Ogni unità analogica evidenzia all’utente l’errore tramite il proprio LED SF (LED di errore

cumulativo). Il LED SF si accende non appena l’unità analogica attiva una segnalazione di

diagnostica. Esso si spegne quando tutte le anomalie sono state eliminate.

Segnalazioni di diagnostica delle unità d’ingresso analogiche

La tabella seguente fornisce una panoramica dei messaggi di diagnostica delle unità di

ingresso analogiche.

Tabella 4-46 Segnalazioni di diagnostica delle unità d’ingresso analogiche

Messaggio di diagnostica

LED

Zona di effetto

parametrizzabile

della diagnostica

Manca la tensione esterna di carico

SF

Unità

no

Errore di progettazione/parametrizzazione

SF

Canale

sì

Errore di fase

SF

Canale

sì

Rottura cavo

SF

Canale

sì

Overflow negativo

SF

Canale

sì

Overflow

SF

Canale

sì

Segnalazioni di diagnostica delle unità di uscita analogiche

La tabella seguente fornisce una panoramica dei messaggi di diagnostica delle unità di

uscita analogiche.

Tabella 4-47 Segnalazioni di diagnostica delle unità di uscita analogiche

Messaggio di diagnostica

LED

Zona di effetto

parametrizzabile

della diagnostica

Manca la tensione esterna di carico

SF

Unità

no

Errore di progettazione/parametrizzazione

SF

Canale

sì

Cortocircuito verso M

SF

Canale

sì

Rottura cavo

SF

Canale

sì

Avvertenza

Il presupposto per il riconoscimento degli errori che vengono visualizzati con segnalazioni di

diagnostica parametrizzabili, è che l’unità analogica sia stata opportunamente

parametrizzata in STEP 7.

4-68

Unità analogiche

Cause di errore e rimedi nelle unità d’ingresso analogiche

Tabella 4-48 Segnalazioni di diagnostica delle unità d’ingresso analogiche, cause di errore e

rimedi

Messaggio di

Possibile causa dell’errore

Rimedi

diagnostica

Manca la tensione

Mancanza tensione di carico L+

Portare l’alimentazione L+ all’unità

esterna di carico

all’unità

Errore di

Trasferimento parametro errato

Verificare il modulo per il campo di misura

progettazione/paramet

all’unità

rizzazione

Parametrizzare nuovamente l’unità

Errore di fase

La differenza di potenziale U_CM tra

Collegare M- con M_ANA

gli ingressi (M-) e il potenziale di

riferimento del circuito di misura

(M_ANA) è troppo alta.

Rottura cavo

Impedenza troppo elevata della

Impiegare un altro tipo di trasduttore o di

circuitazione del trasduttore

cablaggio, per es. conduttori con sezione

maggiore.

Interruzione del cavo tra l’unità e il

Eseguire il collegamento

sensore

Canale non collegato (aperto)

Disattivare il gruppo di canali (parametro “tipo di

misura”)

Collegare il canale

Underflow

Il valore di ingresso oltrepassa il

limite inferiore della zona di

sottopilotaggio; errore provocato

probabilmente da:

Parametrizzare un altro campo di misura

Scelta del campo di misura errata

Nei campi di misura 4 ...a 20 mA e 1

Verificare i collegamenti

... 5 V eventualmente il sensore è

stato collegato scambiato di polarità

Overflow

Il valore di ingresso oltrepassa il

Parametrizzare un altro campo di misura

limite superiore della zona di

sovrapilotaggio

4-69

Unità analogiche

Cause di errore e rimedi nelle unità di uscita analogiche

Tabella 4-49 Segnalazioni di diagnostica delle unità di uscita analogiche, cause di errore e rimedi

Messaggio di

Possibili cause di errore

Rimedi

diagnostica

Mancanza tensione

Mancanza tensione di carico L+

Portare l’alimentazione L+ all’unità

esterna di carico

all’unità

Errore di

Trasferimento parametro errato

Parametrizzare nuovamente l’unità

progettazione/paramet

all’unità

rizzazione

Cortocircuito con M

Sovraccarico dell’uscita

Eliminare il sovraccarico

Cortocircuito dell’uscita Q_V con

Eliminare il cortocircuito

MANA

Rottura cavo

Impedenza dell’attuatore troppo

Impiegare un altro tipo di attuatore o di cablaggio,

elevata

p. es. conduttori con sezione maggiore.

Interruzione del cavo tra l’unità e

Eseguire il collegamento

l’attuatore

Canale non utilizzato (aperto)

Disattivare il gruppo di canali (parametro “tipo di

uscita”)

4-70

Unità analogiche

Avvertenza

Notare che se si è stabilito il limite superiore al di sopra del campo di sovrapilotaggio o il

limite inferiore al di sotto del campo di sottopilotaggio, non viene generato alcun interrupt di

processo.

Struttura dell’informazione di avvio Variable OB40_POINT_ADDR dell’OB 40

Quale sia stato il canale a superare un determinato valore limite, viene registrato

nell’informazione di avvio dell’OB 40 nella variabile OB40_POINT_ADDR. Nella figura

seguente si trova la correlazione ai bit della doppia parola di dati locali 8.

LB 8

LB 9

LB 11

.1

.0

3130 29 28272625 24

17 16

1

0

Bit N.

1

1

1

1

LD 8

Superamento in basso del valore limite inferiore canale 0

Superamento in basso del valore limite inferiore canale 1

Superamento del valore limite superiore canale 0

Superamento del valore limite superiore canale 1

Figura 4-32

Informazione di avvio dell’OB 40: quale evento ha generato l’interrupt di processo nel caso

di valore limite

Interrupt di processo nel caso di attivazione con “Fine ciclo raggiunto”

Tramite la parametrizzazione dell’interrupt di processo a fine ciclo, si ha la possibilità di

sincronizzare un processo con il ciclo dell’unità di ingresso analogica.

Un ciclo comprende la conversione dei valori misurati di tutti i canali attivati dell’unità di

ingresso analogica. L’unità elabora i canali uno dopo l’altro. A conversione di tutti i valori

misurati avvenuta, l’unità segnala alla CPU tramite interrupt che in tutti i canali sono presenti

nuovi valori.

L’utente può sfruttare l’interrupt per caricare sempre i valori analogici convertiti aggiornati.

4-72

Unità analogiche

Schema di principio e di collegamento della SM 331; AI 8 x 16 bit

1

21

2

22

250 OHM

+

CHO

A

3

23

–

Spia di errore -

24

4

rossa

250 OHM

+

CH1

25

V

5

-

SF

Conv.

26

6

A/D

250 OHM

+

V

CH2

7

27

-

Separazione

28

8

di potenziale

250 OHM

Interfaccia

+

CH3

V

9

del bus

29

-

di

10

pannello

30

11

31

12

SF

32

250 OHM

+

CH4

33

V

13

-

34

14

250 OHM

+

CH5

35

V

15

-

16

Conv.

36

A/D

250 OHM

+

CH6

37

V

17

-

38

18

250 OHM

+

CH7

39

V

19

-

20

40

Figura 4-33

Vista dell’unità e schema elettrico di principio dell’unità di ingresso analogica SM 331; AI 8 x 16 bit

Si noti che il canale 4-33 0 è configurato per la corrente e il canale 7 per la tensione.

Cablaggio dell’unità per misurazione di corrente

Le misure della corrente vengono effettuate collegando in parallelo i terminali di ingresso

della tensione del canale con la relativa resistenza per il rilevamento della corrente. A tale

scopo, collegare con un ponticello i terminali di ingresso del canale ai terminali adiacenti sul

connettore di campo.

Esempio: per configurare il canale 0 per la misurazione di corrente, è necessario collegare

con un ponticello il terminale 22 al 2 e il terminale 23 al 3.

Il canale configurato per le misure della corrente deve essere accoppiato con la resistenza di

rilevamento collegata ai terminali adiacenti del canale in modo da ottenere la precisione

necessaria.

4-74

Unità analogiche

Dati tecnici della SM 331; AI 8 x 16 bit

Dimensioni e peso

Formazione del valore analogico

Dimensioni L x A x P (mm)

40 x 125 x 117

Principio di misura

a integrazione

Peso

circa 272 g

Tempo di

integrazione/conversione/riso

Dati tipici dell’unità

luzione (per canale)

Supporta il funzionamento

no

• parametrizzabile

sì

isofase

• tempo di integraz. in

10

16,7

20

100

Numero degli ingressi

8

ms

Lunghezza cavo

• tempo di base di

35

55

65

305

• schermato

max. 200 m

conversione per

Tensioni, correnti e potenziali

gruppo di canali nel

caso di più di un

Separazione di potenziale

gruppo di canali attivo

• tra i canali e il bus

sì

• tempo di base di

10

16,7

20

100

posteriore

conversione per

Differenza di potenziale

gruppo di canali nel

ammessa

caso in cui sia

• tra gli ingressi (U_CM)

DC 50 V, AC 35 V

esclusivamente attivo

il gruppo di canali 0 o

• tra M_ANA e M_interna

DC 75 V / AC 60 V

1

(U_ISO)

tempo di integrazione del

10

16,7

20

100

Isolamento, valore di prova

DC 500 V

canale (1/f1)

in ms

Assorbimento di corrente

• dal bus posteriore

max. 130 mA

• risoluzione (incl.

15 bit + segno

campo di

Potenza dissipata dall’unità

tip. 0,6 W

sovrapilotaggio)

• soppressione della

100

60

50

10

tensione di disturbo per

frequenze f1 di disturbo

in Hz

Tempo base di esecuzione

140

220

260

1220

dell’unità in ms (tutti i canali

abilitati)

4-75

Unità analogiche

Soppressione dei disturbi e limiti di errore

Stato, interrupt, diagnostica

Soppressione della tensione di disturbo per f = n x

Interrupt

(f1 ± 1%),

• interrupt di valore limite

parametrizzabile

(f1 = frequenza di disturbo); n= 1, 2, ...

canale 0 e 2

• disturbo di modo

> 100 dB

• Interrupt di diagnostica

parametrizzabile

comune (U_cm < 50 V)

Funzioni di diagnostica

parametrizzabile

• disturbo di controfase

> 90 dB

• indicazione di errore

LED rosso (SF)

(valore di picco

cumulativo

possibile

dell’anomalia < valore

• informazioni di

nominale del campo

diagnostica leggibili

di ingresso)

Dati per la scelta di un datore

Interferenza tra gli ingressi

> 100 dB

Campi di ingresso (valori nominali)/resistenza di ingresso

Limite di errore d’esercizio (in

U_CM = 0 / U_CM = ±50 V

• tensione

± 5 V

/ 2MΩ

tutto il campo di temperatura

riferito al campo d’ingresso)

da 1 a 5 V

/ 2MΩ

± 10 V

/ 2MΩ

• ingresso tensione

±0,1% / ±&0,7%

• corrente

0 ... 20 mA

/ 250 Ω

• ingresso corrente

±0,3% / ±&0,9%

± 20 mA

/ 250 Ω

Limite di errore di base (limite di errore d’uso a 25°&C

4 ... 20 mA

/ 250 Ω

riferito al campo d’ingresso

Tensione di ingresso

max. 50 V continuativi

• ingresso tensione

±0,05 %

consentita per l’ingresso in

tensione (limite di

• ingresso corrente

±0,05 %

distruzione)

Errore di temperatura (riferito

±0,005%/K

Corrente di ingresso

max. 32 mA

al campo d’ingresso)

consentita per l’ingresso in

corrente (limite di distruzione)

Errore di linearità (riferito al

±0,03%

campo d’ingresso)

Collegamento dei datori di

segnale

Precisione di ripetizione

±0,025%

(nello stato stabilizzato a 25

• per misurazioni di

possibile

°C, riferito al campo

tensione

d’ingresso

• per misurazione di

corrente

quale convertitori di

possibilità di

misura a 2 fili

alimentazione separata

per convertitori di misura

quale convertitore di

possibile

misura a 4 fili

• carico del convertitore di

max. 820 Ω

misura a 2 fili

4-76

Unità analogiche

4.18.1

Messa in servizio della SM 331; AI 8 x 16 bit

Il modo di funzionamento della SM 331; AI 8 x 16 bit si imposta con STEP 7.

Parametri

Come fare a parametrizzare le unità analogiche in generale, è descritto nel capitolo 4.7.

Una panoramica dei parametri impostabili e delle relative preimpostazioni si trova nella

tabella seguente.

Tabella 4-50 Parametri della SM 331; AI 8 x 16 bit

Parametri

Campo di valori

Valore

Tipo del

Zona di

prefis-

parametro

effetto

sato

Abilitazione

•

Interrupt di

no

diagnostica

sì/no

no

dinamico

Unità

•

Interrupt di processo

sì/no

nel caso di

superamento del

valore limite

Attivatore per interrupt di

Possibile limitazione da parte del campo di

processo

misura.

• Valore limite

da 32511 a -32512

-

dinamico

superiore

Canale

da -32512 a 32511

• Valore limite inferiore

Diagnostica

•

Diagnosi cumulativa

sì/no

no

Gruppo di

statico

canale

• con controllo di

sì/no

no

rottura del cavo

Misurazione

•

Modo di misura

Disattivato

U

U

tensione

4DMU

Corrente

(convertitore di misura a 4 fili)

Gruppo di

dinamico

canale

• Campo di misura

I campi impostabili dei canali di ingresso sono

"10 V

descritti nel capitolo 4.18.2.

• Soppressione delle

400 Hz; 60 Hz; 50 Hz; 10 Hz

50 Hz

frequenze di disturbo

4-77

Unità analogiche

Gruppi di canali

I canali della SM 331; AI 8 x 16 bit sono raggruppati in quattro gruppi da due canali

ciascuno. I parametri possono essere correlati sempre solo ad un gruppo di canali.

La tabella seguente mostra quali canali vengano raggruppati in un gruppo di canali. Il

numero di gruppo di canale è necessario per la parametrizzazione nel programma utente

con SFC.

Tabella 4-51 Correlazione dei canali della SM 331; AI 8 x 16 bit ai gruppi di canali

i canali

... formano rispettivamente un gruppo di canali

Canale 0

Gruppo di canali 0

Canale 1

Canale 2

Gruppo di canali 1

Canale 3

Canale 4

Gruppo di canali 2

Canale 5

Canale 6

Gruppo di canali 3

Canale 7

Modo di aggiornamento high-speed

Nel modo di aggiornamento high-speed, la velocità di aggiornamento per i due canali del

gruppo è tre volte superiore rispetto a quando sono attivati più gruppi di canali.

Esempio: se ad esempio i canali 0 e 1 sono attivati con 2,5 ms di filtraggio, gli aggiornamenti

dei dati per i due canali saranno a disposizione del PLC ogni 10 ms. (le altre impostazioni

del filtro sono uguali alla frequenza di aggiornamento).

L’aggiornamento rapido dei valori di misura è possibile solo se nel gruppo di canali 0 o 1

ambedue i canali sono attivati, cioè se è impostato il parametro “tipo di misura”. Possono

però essere attivi o il gruppo di canali 0 o il gruppo di canali 1 (ma non ambedue

contemporaneamente).

Particolarità dei gruppi di canali per gli interrupt di processo

Gli interrupt di processo si possono impostare in STEP 7 per i gruppi di canali 0 e 1. Si

osservi tuttavia che si può impostare un interrupt di processo solo per il 15 canale del

gruppo, vale a dire per il canale 0 o 2.

Diagnostica

Nella tabella 4-46, a pagina 4-68 è descritto quali segnalazioni di diagnostica siano

raggruppate nel parametro “diagnostica cumulativa” .

4-78

Unità analogiche

Valore prefissato

L’unità ha come preimpostazione il tipo di misura “tensione” e il campo di misura “" 10 V”.

Questo tipo di misura con questo campo di misura si può usare senza parametrizzare la

SM 331; AI 8 x 16 bit con STEP 7.

Errore di misura con tensioni di fase

La SM 331; AI 8 x 16 bit è in grado di eseguire misure anche in presenza di tensioni di fase

AC o DC.

Per le tensioni di modo comune AC il cui valore è un multiplo della frequenza di filtraggio

impostata, la reiezione è data dal periodo di integrazione del convertitore A/D e dalla

reiezione di modo comune degli amplificatori di ingresso. Per tensioni di modo comune

AC < 35 V _RMS, il rapporto di reiezione > 100 dB produce un errore di misura trascurabile.

Per le tensioni di modo comune DC è disponibile solo la reiezione dell’amplificatore di

ingresso per minimizzare l’effetto della tensione di modo comune. Per questo motivo si

riscontra un certo peggioramento del livello di precisione in relazione alla tensione di modo

comune. L’errore nella peggiore eventualità si verifica con 50 V DC tra un canale e gli altri

sette. L’errore calcolato nella peggiore eventualità è pari a 0,7 % da 0 a 60 °C, mentre

l’errore misurato è pari tipicamente a≤&0.1% a 25 °C.

Particolarità nella parametrizzazione dei valori limite superiori e inferiori

I valori limite parametrizzabili (attivatori per interrupt di processo) si differenziano nella

SM 331; AI 8 x 16 bit dal campo di valori nella tabella 4-50.

Motivo: I metodi numerici nel software del blocco per la valutazione delle variabili di

processo impediscono in alcuni casi ai valori fino a 32511 di essere registrati. Il valore di

misura del processo dal quale deriva un interrupt di processo per overflow o underflow,

dipende dai fattori di calibrazione del canale interessato e può essere compreso tra i limiti

inferiori riportati nella tabella seguente e il valore 32511 (7EFF_H).

Per i valori limite, non è ammessa la scelta di valori che siano maggiori dei valori limite

minimi possibili riportati nella tabella seguente.

Tabella 4-53 Valori limite superiori/inferiori minimi della SM 331; AI 8 x 16 bit

Campo di misura

Valore limite superiore minimo

Valore limite inferiore minimo

±10 V

11,368 V

-11,369 V

31430

-31433

7AC6_H

8537_H

± 5 V

5,684 V

-5,684 V

31430

-31430

7AC6_H

853A_H

1 a 5 V

5,684 V

0,296 V

32376

-4864

7E78_H

ED00_H

0 a 20 mA

22,737 mA

-3,519 mA

31432

-4864

7AC8_H

ED00_H

4-80

Unità analogiche

Schema di principio e di collegamento della SM 331; AI 8 x 16 bit

Spia di errore - rossa

1

21

L +

2

L M

22

SF

M0+

M4+

3

23

Canale

Can. 4

0

4

24

A

V

DC

V

A

5

a

25

250 W

250 W

DC

6

26

M0-

M4-

M1+

7

27

M5+

Canale

Can. 5

1

8

28

A

V

V

A

9

29

250 W

250 W

Conv. A/D

Conv. A/D

10

30

M1-

M5-

M2+

M6+

11

31

Canale

Conv. A/D

Conv. A/D

Can. 6

2

12

32

A

V

V

A

13

33

250 W

250 W

14

34

M2-

Collega-

M6-

M3+

mento del

M7+

15

35

bus

Canale

logico e

Can. 7

3

16

36

posteriore

A

V

V

A

17

37

250 W

250 W

18

38

M3-

M7-

SF

19

39

20

40

M

Figura 4-34

Vista dell’unità e schema di collegamento della SM 331; AI 8 x 16 bit

4-83

Unità analogiche

Dati tecnici della SM 331; AI 8 x 16 bit

Dimensioni e peso

Formazione del valore analogico

Dimensioni L x A x P (mm)

40 x 125 x 117

Principio di misura

a integrazione

Peso

circa 272 g

Tempo di

integrazione/conversione/risolu

Dati tipici dell’unità

zione (per canale)

Supporta il funzionamento

no

• parametrizzabile

sì

isofase

• tempo base di conversione

95/83/72/23

Numero degli ingressi

8

in ms (modo a 8 canali)

Lunghezza cavo

• tempo base di conversione

10¹⁾

• schermato

max. 200 m

in ms (modo a 4 canali)

Tensioni, correnti e potenziali

• risoluzione incluso segno

16 bit

Tensione di alimentazione

DC 24 V

• soppressione della tensione

Tutte²⁾/50/60/400

nominale dell’elettronica L+

di disturbo per frequenze f1

di disturbo

• protezione contro scambio

sì

in Hz

di polarità

Livellamento dei valori misurati

nessuno / debole /

Separazione di potenziale

medio / forte

• tra i canali e il bus

sì

Tempo base di esecuzione

190/166/144//46

posteriore

dell’unità in ms (modo a 8

• tra i canali e la tensione di

sì

canali)

alimentazione

Tempo base di esecuzione

10¹⁾

dell’elettronica

dell’unità in ms (modo a 4

• tra i canali

sì

canali)

in gruppi di

2

Soppressione dei disturbi, limiti di errore

Differenza di potenziale

Soppressione della tensione di disturbo per

ammessa

F = n x&(f1 ±&1%)

(f1 = frequenza di disturbo, n = 1, 2, ...)

• tra gli ingressi (U_CM)

DC 75 V / AC 60 V

• disturbo di fase

> 100 dB

(U_cm < 60 V AC)

• tra M_ANA e M_interna (U_ISO)

DC 75 V / AC 60 V

• disturbo di controfase

>90 dB

3)

Isolamento, valore di prova

AC 500 V

(valore di picco

dell’anomalia < valore

Assorbimento di corrente

nominale del campo di

• dal bus posteriore

max. 100 mA

ingresso)

• dalla tensione di

max. 200 mA

Interferenza tra gli ingressi

> 100 dB

alimentazione L+

Limite di errore d’esercizio (in tutto il campo di temperatura

Potenza dissipata dall’unità

tip. 3,0 W

riferito al campo d’ingresso)

• tensione di ingresso

$ 0,1 %

• corrente di ingresso

$ 0,1 %

Limite di errore di base (limite di errore d’uso a 25 °C, riferito

al campo d’ingresso

• ingresso tensione

$0,05%

• ingresso corrente

$0,05%

Errore di temperatura (riferito al

$0,005%/K

campo d’ingresso)

Errore di linearità (riferito al

$0,01%

campo d’ingresso)

Precisione di ripetizione (nello

$0,01%

stato stabilizzato a 25 °C,

riferito al campo d’ingresso

4-84

Unità analogiche

Una panoramica dei parametri impostabili e delle relative preimpostazioni si trova nella

tabella seguente.

Tabella 4-54 Parametri della SM 331; AI 8 x 16 bit

Parametri

Campo di valori

Preimpostaz

Tipo del

Zona di

ioni

parametro

effetto

Abilitazione

• interrupt di processo al

sì/no

no

dinamico

superamento del valore limite

• interrupt di processo a fine ciclo

Unità

sì/no

no

dinamico

• Interrupt di diagnostica

sì/no

no

dinamico

Attivazione interrupt di processo

• Limite superiore

da 32511 a

-

dinamico

Canale

-32512

–

• Limite inferiore

dinamico

Canale

da 32511 a

-32512

Diagnostica

• Diagnosi cumulativa

sì/no

no

statico

Canale

• Controllo rottura cavo

sì/no

no

Canale

Misurazione

• Stato operativo dell’unità

•

8 canali

sì

dinamico

Unità

•

4 canali

no

• Soppressione delle frequenze di

50 Hz

Gruppo di

disturbo

60 Hz

canale

400 Hz

50/60/400 Hz

50/60/400 Hz

• Livellamento

• nessuna

nessuna

dinamico

Gruppo di

canale

• debole

• medio

• forte

• Modo di misura

• Campo di

dinamico

Gruppo di

misura:

canale

Disattivato

tensione

•

$&5 V

$&10 V

•

1 a 5 V

•

$&10 V

Corrente ( convertitore di misura a

•

0 a 20 mA

4 a 20 mA

4 fili)

•

4 a 20 mA

•

$&20 mA

4-86

Unità analogiche

Gruppi di canali

I canali della SM 331; AI 8 x16 bit sono disposti in gruppi di due ingressi ciascuno. Ai due

ingressi di un gruppo si devono assegnare gli stessi parametri, ad eccezione dei limiti di

interrupt.

La tabella 4-55 mostra quali canali dell’unità di ingresso digitale con potenziale separato

SM 331; AI 8 x 16 bit sono configurati come gruppo. Per impostare i parametri mediante

SFC nel programma applicativo, è necessario conoscere i numeri dei gruppi di canali. Per

informazioni dettagliate a tale proposito, vedere l’allegato A.

Tabella 4-55 Correlazione dei canali dell’unità di ingresso digitale con potenziale separato SM 331;

AI 8 x 16 bit ai gruppi di canali

I canali

... formano rispettivamente un gruppo di canali

Canale 0

Gruppo di canali 0

Canale 1

Canale 2

Gruppo di canali 1

Canale 3

Canale 4

Gruppo di canali 2

Canale 5

Canale 6

Gruppo di canali 3

Canale 7

Stati operativi

L’unità di ingresso digitale con potenziale separato SM 331; AI 8 x 16 bit, è dotata dei

seguenti stati operativi:

•

8 canali

•

4 canali

4-87

Unità analogiche

4.19.2

Modo a 8 canali

Descrizione del ciclo dell’unità

Nel modo a 8 canali, l’unità di ingresso digitale con potenziale separato SM 331; AI 8 x 16

bit, commuta tra i due canali in ciascun gruppo. Poiché l’unità comprende 4 trasformatori

analogici/digitali (ADC),tutti e 4 gli ADC convertono contemporaneamente per i canali 0, 2, 4

e 6. Dopo la conversione dei canali con numeri pari, tutti gli ADC convertono

contemporaneamente per i canali con numeri dispari 1, 3, 5 e 7 (vedere la figura 4-35).

Iniziare la conversione analogica

(contemporaneamente)

K0

K2

K4

K6

Tempo di

ciclo

Iniziare la conversione analogica

(contemporaneamente)

K1

K3

K5

K7

Figura 4-35

Ciclo del modo a 8 canali

4-88

Unità analogiche

Tempo di ciclo dell’unità

Nel modo a 8 canali della SM 331; AI 8 x 16 bit, il tempo di conversione del canale dipende

dalla frequenza di disturbo regolata. Regolando una frequenza di disturbo di 50 Hz, il tempo

di conversione canale, incluso il tempo di comunicazione, è di 76 ms. Regolando una

frequenza di disturbo di 60 Hz, il tempo di conversione canale è di 65 ms. Regolando una

frequenza di disturbo di 400 Hz, il tempo di conversione canale si riduce a 16 ms.

Regolando 50, 60 e 400 Hz, il tempo di conversione canale è di 88 ms. In questo caso l’unità

deve commutare all’altro canale del gruppo mediante il relè Opto-MOS. Il relè Opto-MOS

necessita di 7 per la commutazione e la regolazione. La tabella 4-56 mostra i tempi di ciclo

dell’unità con determinate frequenze di disturbo.

Tabella 4-56 Tempi di ciclo nel modo a 8 canali

Frequenza di disturbo

Tempo di ciclo del

Tempo di ciclo dell’unità

(Hz)

canale (ms)

(tutti i canali)

50

83

166

60

72

144

400

23

46

50/60/400

95

190

4.19.3

Modo a 4 canali

Descrizione del ciclo dell’unità

Nel modo a 4 canali, la SM 331; AI 8 x 16 bit non commuta tra i canali dei singoli gruppi.

Poiché l’unità comprende 4 trasformatori analogici/digitali (ADC), tutti e 4 gli ADC

convertono contemporaneamente per i canali 0, 2, 4 e 6.

Iniziare la conversione analogica

(contemporaneamente)

Tempo di

ciclo

K0

K2

K4

K6

Figura 4-36

Ciclo del modo a 4 canali

Tempo di ciclo dell’unità

Nel modo a 4 canali, il tempo di conversione canale, incluso il tempo di comunicazione della

SM 331; AI 8 x 16 bit, è di 10 ms. Poiché l’unità non commuta tra i canali all’interno di un

gruppo, il tempo di ciclo del canale è identico al tempo di ciclo dell’unità: 10 ms.

4-89

Unità analogiche

Cortocircuito verso M o L

Cortocircuitando in canale di ingresso verso M o L, l’unità non subisce alcun danno. Il canale

continua ad emettere dati validi e non viene segnalata alcuna diagnostica.

Overflow, sottoeccedenza e limiti dell’interrupt di processo

Per alcuni campi di misura, i limiti di intervento di diagnostica per overflow e sottoeccedenza,

sono diversi da quelli indicati a partire dal capitolo 4.3.1 nel manuale. In alcuni casi, dei

metodi numerici nel software dell’unità per la valutazione delle variabili di processo,

impediscono la segnalazione di valori fino a 32511.

I limiti degli interrupt di processo non devono essere impostati a valori superiori ai valori

limite minimi possibili per l’overflow o per la sottoeccedenza dell’interrupt di fine ciclo. Questi

valori sono indicati a partire dal capitolo 4.3.1.

Interrupt di fine ciclo

Attivando l’interrupt di fine ciclo, si può sincronizzare un processo con il ciclo di conversione

dell’unità. L’interrupt si verifica quando la trasformazione di tutti i canali attivati è terminata.

Tabella 4-58 Contenuto dei 4 byte con ulteriori informazioni di OB40 durante un interrupt di processo o

un interrupt di fine ciclo

Contenuto dei 4 byte con ulteriori

2⁷

2⁶

2⁵

2⁴

2³

2²

2¹

2⁰

Byte

informazioni

Merker

2 bit per canale per identificare il campo

anal

ogi

co

Valore limite superiore

speciale

7

6

5

4

3

2

1

0

0

superato nel canale

Valore limite inferiore

7

6

5

4

3

2

1

0

1

nel canale

Evento fine ciclo

X

2

Bit libero

3

4-92

Unità analogiche

Schema di principio e di collegamento dell’SM 331; AI 8 x 14 Bit High Speed

Misurazione di tensione,

visualizzazione d’errore cumulativa - rosso

misurazione di corrente

1

L+

Moduli per

24V

SF

Multiplexer

il campo

M0 +

2

di misura

3

M₀*CH0

4

M1 +

5

M1* CH1

Alimentazione

interna

6

M2 +

7

M2* CH2

8

M3 +

9

M₃-

CH3

10

Mana

11

Mana

Conv.

M4 +

A/D

12

13

M₄*CH4

Separazione

14

M5 +

di potenziale

15

M₅*CH5

16

M6 +

Connessione

SF

17

M6* CH6

del bus

18

M7 +

posteriore

19

M7* CH7

2

M

0

Figura 4-37

Vista dell’unità e schema elettrico di principio dell’SM 331; AI 8 x 14 Bit High Speed

4-94

Unità analogiche

Dati tecnici dell’SM 331; AI 8 x 14 Bit High Speed

Dimensioni e peso

Formazione del valore analogico

Dimensioni L x A x P (mm)

40 x 125 x 117

Principio di misura

Approssimazione

successiva

Peso

ca. 230 g

Tempo di

Dati tipici dell’unità

integrazione/conversione/risoluz

Supporta il funzionamento

sì

ione (per canale)

isofase

• parametrizzabile

sì

Numero degli ingressi

8

• Tempo base di conversione

52 ms

Lunghezza cavo

per canale

• schermato

max. 200 m

• Risoluzione (inclusa campo

14 bit

di sovrapilotaggio)

Tensioni, correnti e potenziali

• soppressione della tensione

ness

400

60

50

Tensione di alimentazione

DC 24 V

di disturbo per frequenze f1

una

nominale dell’elettronica L +

di disturbo in Hz

• protezione contro scambio

sì

• Tempo base di esecuzione

0,42 ms

di polarità

dell’unità (indipendente dal

numero dei canali abilitati)

Tensione di alimentazione dei

convertitori di misura

Soppressione dei disturbi, limiti di errore

• corrente di alimentazione

max. 30 mA (per canale)

Soppressione della tensione di disturbo per f = n x

(f1 " 1 %), (f1 = frequenza di disturbo) n=1,2...

• a prova di cortocircuito

sì

• Disturbo isofase

> 80 dB

Separazione di potenziale

(U_CM < 11 V_SS)

• tra i canali e il bus

sì

• disturbi di modo normale

> 40 dB

posteriore

(valore di picco del disturbo

• tra i canali

no

< valore nominale del

campo di ingresso)

• tra i canali e la tensione di

sì

alimentazione

Interferenza tra gli ingressi

> 65 dB

dell’elettronica

Limite di errore d’esercizio (in tutto il campo di temperatura

Differenza di potenziale

riferito al campo d’ingresso)

ammessa

DC 11 V/AC 8 V

• ingresso tensione

" 1 V

" 0,3 %

• tra gli ingressi e M_ANA

(U_CM)

" 5 V

" 0,4 %

- per segnale = 0 V

" 10 V

" 0,3 %

- non per convertitori di

1 ... 5 V

" 0,4 %

misura a 2 fili

• ingresso corrente

" 20 mA " 0,3 %

• tra gli ingressi (U_CM)

DC 11 V / AC 8 V

0 ... 20 mA

" 0,3 %

• tra M_ANA e M_interna (U_ISO)

DC 75 V / AC 60 V

4 ... 20 mA

" 0,3 %

Isolamento, valore di prova

• Canali rispetto al bus di

DC 500 V

pannello e tensione di carico

L +

Assorbimento di corrente

• dal bus posteriore

max. 100 mA

• dalla tensione di carico L +

max. 50 mA

(senza convertitori di misura

a 2 fili)

Potenza dissipata dall’unità

tip. 1,5 W

4-95

Unità analogiche

Limite di errore di base (limite di errore d’uso a 25 _C, riferito

Dati per la scelta di un datore

al campo d’ingresso

Campi di ingresso (valori

• ingresso tensione

" 1 V

" 0,2 %

nominali)/resistenza di ingresso

" 5 V " 0,25 %

• tensione

" 1 V

/10 MΩ

" 5 V

/100 kΩ

" 10 V

" 0,2 %

" 10 V

/100 kΩ

1 ... 5 V

" 0,25 %

1 ... 5 V

/100 kΩ

• ingresso corrente

" 20 mA " 0,2 %

•

corrente

" 20 mA

/50 Ω

0 ... 20 mA

" 0,2 %

0 ... 20 mA

/50 Ω

4 ... 20 mA

" 0,2 %

4 ... 20 mA

/50 Ω

Errore di temperatura (riferito al

" 0,004 %/K

Tensione di ingresso consentita

max. 20 V continui;

campo d’ingresso)

per l’ingresso in tensione (limite

75 V per max. 1 s

di distruzione)

(rapporto di scansione

Errore di linearità (riferito al

" 0,03%

1:20)

campo d’ingresso)

Corrente di ingresso consentita

40 mA

Precisione di ripetizione (nello

" 0,1 %

per l’ingresso in corrente (limite

stato stabilizzato a 25 _C, riferito

di distruzione)

al campo d’ingresso

Collegamento dei datori di

Stato, interrupt, diagnostiche

segnale

Interrupt

• per misurazioni di tensione

possibile

• Interrupt di processo

parametrizzabile

• per misurazione di corrente

• Interrupt di diagnostica

parametrizzabile

quale

possibile

Funzioni di diagnostica

convertitore di misura a 2 fili

• indicazione di errore

LED rosso (SF)

quale

possibile

cumulativo

possibile

convertitore di misura a 4 fili

• informazioni di diagnostica

• Carico del convertitore di

max. 820 Ω

leggibili

misura a 2 fili

(a L+ = DC 24 V)

Linearizzazione delle curve

nessuna

caratteristiche

4.20.1

Sincronismo di clock

Caratteristiche

I tempi di reazione riproducibili (cioè di uguale lunghezza), vengono raggiunti in un SIMATIC

con un ciclo di bus DP equidistante e la sincronizzazione dei seguenti singoli cicli a

funzionamento libero:

• Ciclo a funzionamento libero del programma utente. Per via delle ramificazioni acicliche

del programma, la lunghezza del tempo di ciclo può variare.

• Ciclo DP a funzionamento libero variabile sulla sottorete PROFIBUS

• Ciclo a funzionamento libero sul bus di pannello dello slave DP.

• Ciclo a funzionamento libero nella elaborazione del segnale e nella conversione nei

moduli dell’elettronica degli slave DP.

Con l’equidistanza, il ciclo DP funziona in sincronia e nella stessa lunghezza. Su questo

clock vengono sincronizzati i livelli di processo di una CPU (OB 61 fino a OB 64) e la

periferia sincrona al clock. I dati I/O vengono in tal modo trasmessi in intervalli definiti e

costanti (sincronismo di clock).

4-96

Unità analogiche

Presupposti

• I master DP e slave DP devono supportare il sincronismo di clock. Si necessita di

STEP 7 dalla versione 5.2.

Stato operativo: sincronismo di clock

Nel funzionamento sincrono al clock valgono le seguenti condizioni:

Standard Mode

Tempo di filtro e tempo di elaborazione T_WE tra la lettura dei valori

max. 625 ms

istantanei e la messa a disposizione nel buffer di trasferimento

(il valore indicato per T_WE vale indipendentemente dall’attivazione di

interrupt di processo o diagnostica)

di cui tempo di ritardo all’ingresso

10 ms

T_DPmin

3,5 ms

Interrupt di diagnostica

max. 4 x T_DP

Fast Mode (possibile solo con 6ES7 331-7HF01-0AB0)

Tempo di filtro e tempo di elaborazione T_WE tra la lettura dei valori

max. 625 ms

istantanei e la messa a disposizione nel buffer di trasferimento

(la diagnostica non è selezionabile)

di cui tempo di ritardo all’ingresso

10 ms

T_DPmin

1 ms

Avvertenza

Tramite l’impiego del “Fast Mode” si può accelerare il ciclo del sistema DP. Ciò però a

svantaggio della diagnostica: in questo stato operativo la diagnostica viene disinserita.

Il valore indicato per T_WE fornisce insieme con i tempi di calcolo e trasferimento necessari

nell’IM 153 il valore minimo impostabile in HW Config di 875 ms per T_i.

Il valore indicato per T_DPmin dipende dal grado di configurazione dello slave DP/dell’IM 153:

Nel caso di unità innestate diverse, è l’unità più lenta a determinare l’intervallo T_DPmin.

Avvertenza

Nel modo di funzionamento “sincrono al clock”, l’unità si imposta indipendente dalla

parametrizzazione effettuata in STEP 7 sempre su “Tempo di integrazione: nessuna /

frequenza di disturbo”. Nello stato operativo “sincrono al clock” la funzionalità “Interrupt di

processo” non è possibile.

4-97

Unità analogiche

Calcolo del tempo di filtro e di elaborazione

Indipendente dal numero dei canali parametrizzati, valgono sempre le stesse condizioni

temporali. Il momento per la lettura da un determinato canale riferito al segnale del clock si

calcola secondo la formula:

T_WE_CH = (numero di canale +1) x 52 ms + tv; tv = 119 fino a 209 ms

T_WE

Conversione A/D

Elaborazione interna (tv)

CH7

CH6

CH5

CH4

CH3

CH2

CH1

CH0

52 ms

52 ms

52 ms

52 ms

52 ms

52 ms

52 ms

52 ms

209ms

Figura 4-38

Calcolo del tempo di filtro e di elaborazione

Spiegazione dell’effetto nel funzionamento sincrono al clock

L’unità inizia con la conversione A/D del canale 7 e salva il risultato internamente. Alla fine

vengono convertiti allo stesso modo, in modo sequenziale a distanza di 52 ms i canali 6...0.

Dopo un tempo di elaborazione aggiuntivo interno, il risultato di tutti i canali convertiti si trova

a disposizione pronto per il prelievo da parte della CPU sul bus di pannello.

Ulteriori informazioni

Ulteriori informazioni sul sincronismo di clock si trovano nella guida in linea di STEP

7, nel

manuale Sistema di periferia decentrato ET 200M e nel manuale Sincronismo di clock

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