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Siemens Safety Integrated: Programma di sicurezza per l’industria - 3

2.3 Partenze motore decentrate

con funzione di sicurezza

Il sistema di periferie decentrate

ET200

Cos’è ET 200?

Nel costruire un impianto vengono

solitamente montati i gruppi di entra-

ta/uscita nel sistema d’automazione

centrale.

La grande distanza degli ingressi/usci-

te dal PLC può rendere il cablaggio

considerevole e disordinato, e le

influenze elettromagnetiche possono

pregiudicare l’affidabilità.

Per determinati impianti consigliamo

l’impiego dei sistemi periferici decen-

trati ET 200:

• La CPU di comando si trova nel

punto centrale

• Le periferie (entrate/uscite) lavorano

decentrate il loco

• PROFIBUS-DP, con la sua rapidità di

trasmissione dei dati, si preoccupa

Figura 2/8

di far comunicare la CPU e le perife-

La famiglia di apparecchi SIMATIC ET 200S offre combinazioni periferiche modulari per

rie senza difficoltà.

derivazioni utenze

Da cosa è costituito ET 200?

PROFIBUS-DP

Slave-DP: Gli apparecchi periferici

Il sistema di periferie decentrate ET

sono allacciati come Slave-DP. Essi

200 è composto da partecipanti attivi

PROFIBUS-DP (DP sta per Periferia

elaborano i dati del trasmettitore e

(Masters) e passivi (Slaves) collegati

Decentrata) è un sistema Bus aperto

provvedono in loco affinchè possano

attraverso PROFIBUS-DP.

secondo normative EN 50170, volume

essere trasportati attraverso PROFI-

2, PROFIBUS. Si compone di

BUS-DP.

Masters-DP e Slaves-DP.

Master-DP: L’elemento di collega-

mento tra comando e periferie decen-

trate è il Master-DP. Esso scambia i

dati con le periferie decentrate attra-

verso PROFIBUS-DP e sorveglia il

Bus.

2/48 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2

Gruppo carico 1

Gruppo carico 2 con tecnica di sicurezza

IM 151

DS

DS

DS

RS

Contattore di

alimentazione

Modulo di alimentazione

Copertura del modulo

di collegamento

Tabella 2/56

Composizione di derivazioni utenza di sicurezza

Con lo sviluppo del sistema ET 200S

Quali vantaggi offre questo

2.3.1 ET 200S SIGUARD

possono essere soddisfatte le esigen-

sistema?

ze pratiche di un moderno sistema di

• Il “cablaggio preconfezionato”

periferie decentrate, in termini di tec-

garantisce una elevata flessibilità.

Nella tecnica di comando di bassa

nica, funzionalità e facilità di utilizzo.

Questo consente il sezionameno

tensione si và delineando, oltre alla

Attraverso il ricorso ad una più spinta

della parte puramente elettromecca-

tendenza alla miniaturizzazione degli

razionalizzazione del potenziale, si ha

nica (moduli terminali) e dei compo-

apparecchi, anche la diffusione delle

un miglioramento dei costi di realizza-

nenti elettronici (moduli elettronici)

periferie decentrate.

zione rispetto ai sistemi precedenti.

Il modulo terminale porta il cablag-

Con questa nuova filosofia vengono

Una stazione ET200S può essere rea-

gio di processo e garantisce il colle-

offerte agli utilizzatori soluzioni con

lizzata con precise combinazioni di

gamento elettrico e meccanico tra i

elevata modularità, ridotti tempi di

moduli E/A e moduli partenza motore.

moduli periferici e il modulo d’inter-

montaggio, facilità di servizio e di

Per informazioni dettagliate riguardo

faccia IM 151.

manutenzione ad un prezzo accettabi-

questo sistema consultare anche il

le.

I moduli terminali vengono montati

manuale “SIMATIC ET 200S Moduli e

a scatto su guida profilata 35mm

Fino ad oggi sono stati offerti appa-

partenze motore - Tecnica di sicurezza

secondo DIN EN 50 022 esattamen-

recchi modulari quali semplici soluzio-

SGUARD

te come gli altri apparecchi.

ni di E/A montati in campo dove la

progettazione risultava in ogni caso

complicata, oppure in alternativa solu-

zioni costose con ridotta funzionalità.

Questo aveva come conseguenza che

gli impianti risultavano per lo più

sovradimensionati e costosi.

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2/49

2

Cablaggio convenzionale

EI

3TK28

SPS

U1

U2

Emergenza

M

M

M

M

M

ET 200S SIGUARD

Modulo di

connessione

ET 200S SIGUARD

PM-D

DS

DS

DS

DS

DS

Interruttore

F1

SPS

PROFIBUS-DP

IM

151

L+

M

F

-Kit

F

-Kit

F

-Kit

F

-Kit

F

-Kit

Contattore

F-Kit

F-Kit

F-Kit

F-Kit

F-Kit

di

A1+

alimentazione

A2-

KO

Tasto

ON

Tasto di

emergenza

M

M

M

M

M

~

~

~

~

~

Tabella 2/57

Confronto fra i cablaggi, categoria 4 secondo EN 954-1, emergenza

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2/51

Segnalazioni di stato e di errore

LEDs

Relè di

Tasti

Stato/causa d’errore/rimedio

sicu-

SF

PWR

CON

Stato

rezza

Emergenza

ON

off

verd

verde

verde

ein

non comandato

com. occasionale

Esercizio normale

a

a

a

rosso

verde

verde

verde

on

Errore di Bus

a

a

a

a

rosso

verde

verde

off

off

non comandato

non comandato

Relé di sicurezza scattato

a

a

a

Per avviare premere

il tasto ON.

rosso

verde

verde

rosso

off

comandato

Inserzione non possibile.

a

a

a

a

• Corto coruito nel ciruito d’emergenza oppure

• errore nello schema dell’apparecchio.

Sbloccare l’emergenza; il LED di

stato segnala rosso, rimuovere l’errore

esterno, per es. cortocircuito nei

conduttori dei sensori

rosso

verde

verde

rosso

off

non comandato

• Errore nello schema

a

a

a

a

dell’interfaccia

• Relè incollato,

sostituire l’apparecchio

rosso

verde

off

Tensione di alimentazione U₂

a

a

del contattore non disponibile.

rosso

off

verde

off

off

Tensione di alimentazione U₁

a

a

per l’elettronica non disponibile.

rosso

off

off

off

off

Tensione di alimentazione U₁ e U₂

a

non disponibile.

* non rilevante

SF

a

Errore di sistema

rosso

PWR

a

Alimentazione (alimentaz. dell’elettronica U

1)

verde

CON

a

Contattore (alimentaz. del contattore U

2)

verde

STAT

aa

Segnalazione di stato per i relè di sicurezza

rosso/verde

Tabella 2/58

Segnalazione di stato e di errore attraverso LEDs sul modulo di alimentazione PM-D F1

2/52 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2.4 Apparecchi per il comando in piena sicurezza

Corrente nominale

Corrente nominale

Corrente nominale

Corrente nominale

fino 100A

fino 100A

fino 20A (3LF), fino

fino 100A

Interruttori principali e

Interruttori principali e

100A (3LB)

Grandezze S00

fino 12 A

di emergenza 3LD, 3LC

di emergenza 3LD, 3LC

Commutatori 3LD, 3LC

S0

fino 25 A

S2

fino 50 A

S3

fino 100 A

Interruttori salvamotori 3RV1

Caratteristiche:

Accessori:

Protezione a prova di

Il comando rotativo può

Interruttori di comando

Comando bloccoporta in

Manopola nera con

dito secondo VDE 0106,

essere bloccato con

3LF attrezzabili con 12

posizione di ON e con

sfondo grigio oppure

parte 100 senza calotte

max.3 lucchetti.

elementi di contatto.

lucchettabilità in posizione

rossa con sfondo giallo

aggiuntive.

Apertura forzata dei

di OFF

contatti.

Custodie isolanti,

Custodie isolanti e in

Custodie isolanti,

Custodie isolanti, comando

comando rotativo, grado

fusione, comando rota-

comando a leva, IP54

rotativo, grado di protezione

di protezione IP54 oppu-

tivo, grado di protezione

IP54 oppure IP55 con mor-

re IP55, con morsetto di

IP54 oppure IP55, con

Serratura a chiave con

setto N e PE per interrutto-

neutro e di terra.

morsetto di neutro e di

differenti esecuzioni

re con/senza accessori aggi-

terra.

untivi

Accessori:

N, PE, contatti aux. 1L,

Anche per impiego d’emer-

1R, 1L+1R

genza

Impiego come apparecchi

Esecuzioni disponibili:

Apparecchi in custodia,

generali e d’emergenza

• Fissaggio frontale

come emergenza

oppure per comando di

• Fissaggio sul fondo

motori o altre utenze.

• Per quadri di distribuzione

Per l’impiego d’emergenza è

• In custodia isolante

necessario sostituire la

manopola rotativa nera con

quella rossa completa di

sfondo di contrasto giallo.

• 3 e 4 poli

• 3 e 4 poli

• da 1 fino a 6 poli

Bobine a lancio di corrente,

(anche con contatti

• 5 differenti grandezze

• 8 differenti grandezze

di minima tensione

anticipati) per aggancio

costruttive

costruttive

laterale.

• ognuna con 4 differenti

• ognuna con 4 differenti

esecuz. di contatti

esecuz. di contatti

Tabella 2/59

Per altre informazioni sui prodotti citati fare riferimento ai cataloghi di scelta.

2/54 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2

Corrente nominale

Corrente nominale

Corrente nominale

Corrente nominale

Periferie decentrate con

fino 2500A

fino 2500A

fino 3200A

fino 6300A

IP20 con composizione

Interruttori automatici

Interruttori sottovuoto

Interruttori aperti 3WN6

nterruttori aperti 3WN1

modulare per utenze

3VF2 fino 3VF8 con

3WS1 con regolazioni

con regolazioni

con regolazioni

fino 5,5kW, con tecnica

regolazioni

da 252 fino 2500A

da 126 fino 3200A

da 126 fino 6300A

di sicurezza integrata

da 16 fino 2500A

Equipaggiamento

Modulo di alimentazio-

aggiuntivo:

ne SIGUARD per allac-

ciamento a circuito

tasto d’emergenza, blocco

lucchettabile sul tasto di chi-

co, blocco contro la movi-

d’emergenza a due

a chiave al posto del tasto

usura, copertura piombabile

mentazione dell’interruttore

canali, controllo di

di apertura, dispositivo

sul tasto di chiusura elettri

con portella aperta.

ripari. Fino a categoria

di sicurezza 4. Il circui-

to di potenza viene

ottenuto tramite il bus

di energia integrato

Particolarità:

Caratteristiche:

(max. 40A).

Interruzione sottovuoto,

Blocco contro la chiusura

terruttore è in posizione di

assenza di camere

con portella aperta se l’in

esercizio.

spegniarco

Per altre informazioni sui prodotti citati fare riferimento ai cataloghi di scelta.

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

2/55

3.2 Descrizione del prodotto S5-95F

L'S5-95F risulta così utilizzabile in

Nel sistema S5-95F sono integrati:

3.2.1 Costruzione

numerosi campi applicativi quali, ad

• processore,

esempio:

• 16 ingressi digitali di sicurezza (DI),

• Dispositivi di protezione di macchi-

L'S5-95F consiste in due apparecchia-

na quali grate di protezione, interrut-

• 4 interrupt hardware di sicurezza,

ture parziali identiche, corrispondenti a

tori d'emergenza, barriere luminose

due PLC compatti S5-95U modificati.

• 8 uscite digitali di sicurezza (DO),

e scanner,

Le due apparecchiature parziali comu-

• 8 DO non di sicurezza, 4 per ogni

• Presse idrauliche e meccaniche,

nicano tra di loro attraverso un cavo

apparecchiatura parziale,

• Impianti di combustione,

in fibra ottica (LWL).

• 2 contatori hardware di sicurezza.

• Impianti per il trasporto di persone

Con gli ingressi digitali rilevanti per la

quali funivie, scale mobili, impianti

sicurezza, i sensori alimentano le due

ferroviari,

apparecchiature parziali contempora-

neamente

• Impianti chimici come forni, centri-

fughe, sistemi di sicurezza contro la

Con le uscite digitali di sicurezza, gli

fuoriuscita di sostanze nocive,

attuatori vengono comandati da

entrambe le apparecchiature parziali.

• Giostre, sistemi di trasporto.

Sensori

Cavo in fibra ottica

Scambio dati:

In caso di errore:

commutazione in

App. parziale A

App. parziale B

uno stato di

sicurezza

Attuatori

Tabella 3/1

Scambio dati tra le apparecchiature parziali e collegamento di sensori

e attuatori nell’S5-95F

Il comando a due canali degli attuatori

Possibilità d'ampliamento:

offre la sicurezza che anche una sola

Se gli ingressi/uscite integrati

apparecchiatura parziale è in condizio-

(onboard) non sono sufficienti, il

ne di effettuare un intervento di sicu-

SIMATIC S5-95F può essere ampliato

rezza. L'S5-95F viene programmato

con:

come un S5-95U a un canale. All'av-

viamento l'S5-95F riconosce automati-

• unità di ingressi digitali di sicurezza

camente le unità di periferia rilevanti

con 8 DI ciascuna e

per la sicurezza e quindi la parame-

• unità di uscite digitali con 4 DO cia-

trizzazione è largamente automatica.

scuna e con

Con il supporto del software di para-

• unità non di sicurezza senza effetto

metrizzazione COM 95F questa auto-

di retroazione del controllore

parametrizzazione può anche essere

SIMATIC S5-100U.

modificata e tutte le funzioni ridondanti

del sistema possono essere introdotte

via menù in modo molto confortevole.

3/4 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

3.2.2 Modo

3.2.3 Programmazione

3.2.4 Servizio e

di funzionamento

Supervisione

Tramite il cavo in fibra ottica, le due

L'S5-95F viene programmato come

apparecchiature parziali durante il fun-

un normale controllore SIMATIC S5 a

zionamento si scambiano dati in modo

un canale con il noto software di pro-

veloce e affidabile e ne effettuano il

grammazione STEP 5 che può essere

confronto. Esse lavorano sincronizzate

installato su uno dei potenti dispositi-

con lo stesso programma applicativo e

vi di programmazione SIMATIC. Pos-

confrontano ciclicamente

sono essere utilizzati i tre tipi di rap-

presentazione: lista istruzioni (AWL),

• segnali di ingresso e di uscita e

schema a contatti (KOP), schema logi-

Figura 3/1

Visualizzatore di testi TD 390

• altri dati rilevanti, p.e. risultati com-

co (FUP). Le funzioni ridondanti non

binatori, merker e contatori.

richiedono alcun intervento, ma ven-

gono acquisite automaticamente dal

Per il confortevole controllo del pro-

In caso di differenze e/o di errori

controllore.

cesso, alle interfacce dell'S5-95F pos-

interni il controllore va immediata-

sono essere direttamente collegati:

mente in una condizione di stop di

Per molti campi d'impiego sono

sicurezza. Ulteriori reazioni all'errore,

disponibili librerie software con bloc-

• stampante per il protocollo

p.e. disattivazione (passivazione) di

chi di programma, testati e collaudati

• text display per la visualizzazione di

uscite difettose, possono essere

dalle diverse organizzazioni compe-

segnalazioni di anomalie o di funzio-

effettuate con la programmazione.

tenti, che possono essere semplice-

namento

mente caricati, richiamati e parame-

trizzati nell'S5-95F. Ciò riduce sensibil-

• dispositivi di programmazione e PC

mente i costi d'ingegnerizzazione. Le

per l'impiego di confortevoli funzioni

confortevoli funzioni di parametrizza-

di test anche in funzionamento di

zione, progettazione e diagnostica del

sicurezza

pacchetto di programmazione stan-

Mediante i processori di comunicazio-

dard STEP 5 facilitano poi la messa in

ne CP 521 e CP 541 è possibile

servizio.

scambiare dati con PLC sovraordinati

Naturalmente nell'S5-95F possono

e sistemi di gestione.

essere caricati anche programmi stan-

dard non di sicurezza. Grazie alla strut-

tura a blocchi modulare si può decide-

re tra percorso di sicurezza e standard.

Per la verifica tramite liste incrociate e

per controllare le gerarchie di richiamo

possono essere utilizzate le funzioni di

documentazione dello sperimentato

software di programmazione STEP 5.

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/5

• qualsiasi collegamento di sicurezza

3.2.5 Comunicazione

3.2.6 Messa in servizio e

ai sistemi a bus SINEC L1 e

PROFIBUS; lo standard PROFIBUS

manutenzione

può, senza cambiamenti, scambiare

Potenti possibilità di comunicazione

oltre ai telegrammi dati standard

La prima fase di una messa in servi-

consentono di integrare l'S5-95F in

anche dati rilevanti per la sicurezza,

zio per un controllore ad elevata sicu-

impianti d'automazione già esistenti.

e infine

rezza riguarda normalmente i compo-

In particolare per

nenti hardware. Nell'S5-95F, oltre alla

• per il collegamento ai sistemi a bus

corretta assegnazione degli indirizzi

• il collegamento punto a punto p.e. a

MODBUS e AS-Interface. Per quan-

per i vari posti connettore, per mezzo

PLC SIMATIC, ad apparecchiature

to riguarda AS-i una comunicazione

del COM 95F vengono anche definiti

Siemens, ad apparecchiature di

rilevante per la sicurezza è al

determinate caratteristiche di segnale

costruttori terzi, a stampanti, a let-

momento in preparazione.

e d'impianto. Ad esempio è possibile

tori di codici a barre,

qui introdurre le tolleranze di discre-

• la connessione al sistema a bus

panza e la reazione d'errore degli

PROFIBUS-DP,

ingressi di sicurezza a due canali,

garantiti non dal programma applicati-

vo ma automaticamente dal sistema

operativo.

Anche la vera e propria messa in ser-

PROFI-

PG/PC

TD 390

vizio del SIMATIC S5-95F viene sup-

BUS

portata dalle normali funzioni dello

STEP 5:

App. parziale A

CP 521 SI

Nel modo di test - come per le appa-

recchiature standard SIMATIC S5 - i

Stampante

blocchi di programma vengono con-

Computer

App. di periferia

trollati e, all'occorrenza, modificati

(OP)

online in modo confortevole, senza

che il sistema debba essere commu-

CP 541

tato nella posizione di Stop.

App. parziale B

CP 521 SI

CP 2433

Questo vale sia per le sezioni di sicu-

rezza del programma sia per le sezio-

ni standard che, nel PLC a elevata

sicurezza, svolgono "compiti stan-

dard" comandando moduli di periferia

standard: non esiste inoltre alcuna

SINEC L1

differenza di programmazione tra

sezioni di sicurezza e sezioni stan-

MODBUS

dard. Il PLC riconosce semplicemen-

te componenti hardware di sicurezza

AS-Interface

e non di sicurezza. Tutte le informazio-

ne relative a entrambe le sezioni del

programma sono quindi accessibili e

Tabella 3/2

possono essere trasmesse agli altri

SIMATIC S5-95F con unità d'ampliamento

partner della comunicazione senza

complicati trasferimenti di dati.

3/6 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3.3 Passaggio da SIMATIC S5 a

SIMATIC S7

3

Solo dopo che il programma applicati-

Al momento il SIMATIC S5 rappre-

Tramite il collegamento di un CP 541

vo è stato testato per tutte le funzioni

senta, per i controllori SIMATIC ad

come gateway tra interfaccia SINEC

di sicurezza previste, è possibile pas-

elevata sicurezza, la piattaforma di

L1 e PROFIBUS, risp. PROFIBUS-DP,

sare al funzionamento in sicurezza

sistema più attuale. Questo anche

i dati diagnostici del sistema di sicu-

dopo avere registrato su modulo di

grazie al rinnovamento dell'S5-95F,

rezza SIMATIC possono essere

memoria EPROM il programma

versione II, che ha introdotto notevoli

scambiati con l'S7 come i normali

stesso.

miglioramenti.

dati utente.

L'utilizzazione della EPROM comporta

A causa delle prove di funzionamento

in particolare i vantaggi di facilitare la

dei sistemi standard richieste dagli

sostituzione dell'apparecchiatura cen-

istituti di certificazione come base

trale senza l'impiego del dispositivo

per lo sviluppo dei sistemi di sicurez-

di programmazione, di leggere senza

za e dei lunghi tempi di approvazione,

problemi il programma completo con

lo sviluppo dei controllori ad elevata

la parametrizzazione delle caratteristi-

sicurezza SIMATIC è sempre succes-

che di sicurezza e, nel caso di impian-

siva ai sistemi standard. Però, duran-

ti con obbligo di certificazione, per-

te la fase di passaggio nella quale il

mette la facile e semplice prova del-

SIMATIC S7 sempre più si sostituisce

l'integrità del programma con il con-

al SIMATIC S5 come sistema stan-

fronto di EPROM all'avviamento del

dard, è possibile collegare facilmente

sistema.

via PROFIBUS gli attuali sistemi ad

elevata sicurezza SIMATIC S5 F alla

famiglia SIMATIC S7.

Dati

utente

liberi

SIMATIC S7

PROFIBUS

Slave DP

Slave DP

Anche S5-95F ad elevata

sicurezza con CP 541

Tabella 3/3

Passaggio da SIMATIC S5 a SIMATIC S7

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/7

3.4 Integrazione

3.5 Ampliamenti del S5-95F, versione II

nel PCS 7

Negli impianti di controllo di processo

L'ulteriore sviluppo basato sulle

• elaborazione di valori analogici di

esiste la necessità di integrare con

migliaia di sperimentati sistemi S5-

sicurezza con scelta da m a n;

semplici interfacce il controllore ad ele-

95F versione I, presenta rispetto al

• riconoscimento di cortocircuito spe-

vata sicurezza nel sistema di controllo

passato interessanti innovazioni sia

cifico per apparecchiatura parziale;

di processo PCS 7. I sistemi a questo

hardware sia software.

scopo appositamente sviluppati su

• comando di attuatori a 1 polo 2

base S7 con la piena integrazione nel

Ampliamenti del sistema operativo

canali;

PCS 7 e con la comunicazione di sicu-

Rispetto alla versione I dell'S5-95F

• circuito di spegnimento integrato

rezza via normale standard PROFIBUS

sono stati apportati i seguenti poten-

per DO F esterni;

verranno presentati nell'autunno del

ziamenti del sistema operativo:

1999. Nella fase di passaggio, nella

• controllo antivalenza/tempo di fun-

quale il SIMATIC S5 come sistema

• raddoppio della velocità d'elabora-

zionamento;

standard viene sempre più sostituito

zione;

• blocco funzionale standard "Poligo-

dal SIMATIC S7, è disponibile un pac-

• introduzione, per la prima volta in

nale";

chetto software che consente una faci-

questa fascia di controllori, di un

le integrazione del SIMATIC S5-95F ad

• ridondanza datori tramite scelta 2

sistema di sicurezza ad elevata

elevata sicurezza nel sistema di con-

su 3.

disponibilità (doppio sistema);

trollo di processo PCS 7.

• introduzione, anche questo per la pri-

Ampliamenti hardware

Utilizzando come base il collegamen-

ma volta in questa categoria, di un

to PROFIBUS-DP, è stato sviluppato

• Approvazioni di ulteriori moduli eco-

controllo rilevante per la sicurezza

un meccanismo di comunicazione tra

nomici della gamma standard del

della velocità e dell'assetto;

il SIMATIC S5-95F ad elevata sicurez-

SIMATIC S5-100U per l'impiego

za e il SIMATIC S7 che permette una

• scrittura di funzioni in funzionamen-

senza retroazione nell'S5-95F;

semplice e rapida integrazione nel

to di sicurezza tramite pannello ope-

• caricabilità dei DO F onboard con

PCS 7. Insieme ai dati definiti dall'u-

ratore (OP) (via CP 521 SI);

max. 2 A.

tente, il meccanismo prevede che

• riduzione del tempo "di buio" del

anche tutte le segnalazioni di sistema

test DO F a < 1 ms;

vengano automaticamente inviati dal-

l'S5-95F alla stazione di servizio

PCS 7 per la diagnostica.

Engineering Station

S7-400

DP-Master

Segnalazioni diagnostiche

Dati di processo

PROFIBUS-DP

PROFIBUS-DP

S5-95F ad

S5-95F ad

S5-95F ad

elevata sicurezza

elevata sicurezza

elevata sicurezza

ET-200

S7-300

Anche dati rilevanti per la sicurezza

(send/receive)

Tabella 3/4

Semplice integrazione nel sistema di controllo di processo PCS 7

3/8 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

Ampliamenti del COM 95F

Sistema di sicurezza ad elevata disponibilità SIMATIC S5-95F

Il salvataggio del programma è possi-

Riserva

bile direttamente sul PG, ciò significa

Master

che l'EPROM contenente il program-

- Impostazione

ma applicativo è programmabile anche

master/riserva

senza accesso diretto al sistema.

- Agg. riserva dopo

la riparazione

I principali ampliamenti del siste-

ma operativo

Raddoppio della velocità

Grazie a un nuovo controller a coman-

do compatibile i tempi di elaborazione

del programma applicativo e del siste-

Processo

ma operativo si sono praticamente

dimezzati rispetto al sistema prece-

dente. I tempi di reazione all'interrupt

rimangono invariati. Il carico base del

Sensore

sistema operativo è ora di soli 25 - 30

ms ca.

Tabella 3/5

Sistema di sicurezza ad elevata disponibilità SIMATIC S5-95F

Il tempo di reazione di catene di arre-

sti d'emergenza può essere notevol-

mente ridotto e il numero di tali cate-

essere impiegato, con un repertorio

Funzioni OP di scrittura in funzio-

ne negli interrupt a tempo (OB 13) è

funzioni limitato, anche come sistema

namento di sicurezza

pressoché raddoppiato.

H/F.

Ciò diventa possibile con il collega-

Per questa configurazione, due identi-

mento di un OP tramite il CP 521 SI.

Elevate disponibilità e sicurezza

ci sistemi F vengono combinati in un

In tal modo, essendo il traffico dati

Al contrario dei sistemi ad elevata

sistema a elevata sicurezza e a eleva-

controllato attraverso un blocco certi-

disponibilità (H), i sistemi F veri e pro-

ta disponibilità con sincronizzazione di

ficato (controllo di plausibilità), è stata

pri non aumentano la disponibilità di

ciclo, con ridotto repertorio di funzioni

ammessa per la prima volta dagli isti-

una macchina o di un impianto. Tutta-

(p.e. senza allarmi, senza temporizza-

tuti di collaudo anche la scrittura di

via, suddividendo un complesso com-

tori standard). In questo caso la peri-

dati in un campo dati definito in fun-

pito d'automazione su numerosi pic-

feria onboard è riservata alla comuni-

zionamento di sicurezza!

coli ed economici controllori a elevata

cazione fra i due sistemi.

Occorre però fare attenzione che que-

sicurezza SIMATIC S5-95F, la disponi-

sta integrazione determina reazioni

bilità viene sensibilmente incrementa-

Controllo di sicurezza della velocità

più lente, in quanto i telegrammi di

ta. Queste piccole unità offrono due

e dell'arresto

comunicazione vengono suddivisi su

ulteriori rilevanti vantaggi:

più cicli dati del bus di periferia

Con i due contatori hardware onboard

1. L'impianto può essere facilmente

esterno. Il collegamento è possibile

possono essere realizzati, tramite

e rapidamente certificato dagli isti-

conteggio d'impulsi, due controlli di

con tutti gli OP con protocollo ASCII

tuti di prova competenti.

libero (OP5, OP7, OP15, OP17, OP25,

velocità/di arresto ad elevata sicurez-

OP37).

2. La suddivisione in compiti parziali

za. Al superamento della frequenza

d'impulsi per unità di tempo stabilita

indipendenti determina facilità di

Per la prima volta è ora possibile

messa in servizio e di trattamento

nella progettazione, viene richiamato

scrivere parametri di comando

con conseguente riduzione dei

un OB di interrupt nel quale può

durante il funzionamento di sicu-

essere programmata la disinserzione.

costi d'ingegnerizzazione.

rezza, senza mettere il PLC in Stop!

Durante il funzionamento la frequen-

Per parti d'impianto che oltre alle

za d'intervento può essere all'occor-

caratteristiche di elevata sicurezza

renza modificata. Il SIMATIC S5-95F

devono anche essere assolutamente

può quindi essere impiegato per la

disponibili, p. e. dispositivi di prote-

prima volta su piccole macchine uten-

zione sovraordinati MSR nell'industria

sili.

chimica, il SIMATIC S5-95F può

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/9

Riduzione del tempo "di buio"

Effettuando il test di un'uscita con

Collegamento LWL

Collegamento LWL

segnale logico 1, il sistema operativo

commuta tale uscita per un breve

periodo di tempo sul segnale logico 0

e ne legge lo stato.

Svantaggio: attuatori con ritardi alla

commutazione molto brevi (p.e. elet-

DO

DI

DI

DO

DI

DO

DI

tronici), possono anche essere disin-

seriti. Il tempo che intercorre fino

Cortocircuito

all'avvenuta lettura dello stato dell'u-

non rilevato

scita viene definito tempo "di buio".

Corto-

Questo tempo "di buio" è stato ridotto

Datore a

Datore a

circuito

nella versione 2 a un valore < 1 ms

rilevato

2 canali

2 canali

rispetto ai 5-6 ms della versione I.

questo valore vale sia per le unità DO

Test convenzionale di

Test di cortocircuito specifico per

F di nuovo sviluppo con N. di ordina-

cortocircuito (datore a 2 canali)

apparecchiatura parziale (datore a 2 canali)

zione 6ES5 450-8FA12 sia per le nuo-

ve DO F integrate nell'apparecchiatu-

Tabella 3/6

Tabella 3/7

ra base. Grazie a questa caratteristica

Test convenzionale di cortocircuito

Test di cortocircuito specifico per appa-

si possono ora comandare anche

recchiatura parziale

attuatori veloci.

Per il riconoscimento di cortocircuito

Comando di attuatori a 2 canali,

Elaborazione di valori analogici di

dei conduttori di un datore ridondante

1 polo

sicurezza

nella versione I dell'S5-95F si devono

Con il nuovo modulo esterno F-DO

In relazione al tipo di circuito, alla

o utilizzare due DI ridondanti oppure i

con N. di ordinazione 6ES5 450-

parametrizzazione e alla dinamica dei

due conduttori del datore devono

8FA12 è possibile scegliere anche il

segnali analogici, possono essere rag-

essere messi in guaine diverse.

collegamento di attuatori a due canali

giunte classi di sicurezza fino a AK6 e

Inoltre nella suddivisione di un datore

ed a 1 polo. Vengono così attivate 2

diversi gradi di disponibilità.

ridondante su due ingressi non è più

canali DO ridondati in sequenza. L'at-

utilizzabile l'analisi automatica sulla

tuatore è collegato direttamente a

Riconoscimento di cortocircuito

discrepanza eseguita dal sistema

massa dall'altro capo.

specifico per apparecchiatura par-

operativo.

ziale

Il circuito di uscita a due canali e ad un

Nella versione II all'occorrenza si pos-

polo consente un risparmio nel cablag-

E' possibile controllare il cablaggio

sono controllare sul cortocircuito spe-

gio e si può utilizzare se può essere

dei conduttori dei datori di segnale se

cifico per apparecchiatura parziale, i

escluso o per disposizione o sollecita-

questi vengono alimentati tramite

conduttori di max. 32 datori ridon-

zione dei conduttori un cortocircuito

uscite DO di una delle due apparec-

danti posti nella stessa guaina .

tra il conduttore P ed il conduttore

chiature parziali. Per datori ad un

positivo. Questo tipo di circuito con-

canale non si presenta alcun proble-

Si dimezza così in questa nuova

sente un semplice collegamento di

ma. Poiché nel DB1 di parametrizza-

variante di progettazione il numero

attuatori elettronici.

zione nella versione I può essere

dei DO di test. Tuttavia è necessario

assegnato solo un DO di test per cor-

ancora un ingresso rilevante per la

tocircuito ad un ingresso DI rilevante

sicurezza in caso in cui i conduttori di

per la sicurezza, in questa versione

un datore a due canali vengano messi

non viene riconosciuto il cortocircuito

insieme in una guaina.

tra i due conduttori del datore.

3/10 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

FB standard Poligonale

Collegamento LWL

Il blocco funzionale standard "Poligo-

nale" dell'S5-95U è stato ora adattato

al SIMATIC S5-95F e già integrato nel

DO-F P

DO-FM

sistema operativo della versione II.

L+

M

P

M

Ridondanza datore

Un aumento della disponibilità per i

P

datori è possibile utilizzando 3 sensori

M

e realizzando una struttura 2 su 3 con

4 unità DI F esterne.

Comando a 2 poli

(commutazione su P/M)

Ampliamenti hardware

Tabella 3/8

Caricabilità con 2 A delle uscite DO F

Comando convenzionale di attuatori a 2 poli

Con l'aumento del potere d'interruzio-

ne da 0,75 A della versione I a 2 A

della versione II, le uscite digitali di

sicurezza onboard possono commu-

Collegamento LWL

tare la stessa corrente delle DO F

esterne.

DO-F P

DO-F P

L+

L+

P

P

Ampliamenti del COM 95F

P

Programmazione di EPROM con PG

Con la versione II, grazie al supporto

M

del software di parametrizzazione COM

Comando a 2 canali, 1polo

95F, è ora possibile programmare diret-

(commutazione doppia su P)

tamente sul PG, vale a dire senza

accesso diretto a un sistema 95F, una

EPROM utilizzabile dall'utente.

Tabella 3/9

Nuovo comando di attuatori a 2 canali, 1 polo

Circuito di spegnimento integrato

Controllo antivalenza/tempo di ela-

nei DO F esterni

borazione

Nei nuovi DO F con numero d'ordina-

Per l'impiego nella protezione di mac-

zione 6ES5 450-8FA12, il circuito di

chine sono già integrate nel sistema

spegnimento è già integrato. Un cir-

operativo sia le funzioni controllo

cuito esterno non è più necessario.

tempo discrepanza DI/DO sia le fun-

zioni superamento tempo di comando

attuatori, nonché la segnalazione tra-

mite contatto di rilettura.

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/11

3.6 SIMATIC S5-95F/P

La sicurezza nelle presse deve

3.6.1 Costruzione

essere assoluta!

Nelle presse, la sicurezza occupa il

primo posto perché gli infortuni acca-

dono più rapidamente di quanto si

possa pensare. Sicurezza delle pres-

Datore

se ma non costosa, come dimostra il

SIMATIC S5-95F/P; naturalmente uti-

lizzando tutti i vantaggi di un PLC libe-

ramente programmabile!

App. parziale A

App. parziale B

Confronto degli ingressi

Autotest

SIMATIC S5-95 F/P

Sincronizzazione

Elaborazione di interrupt

La sicurezza comprende tra l'altro

Scambio dati

l'hardware, le routine firmware inter-

Confronto di merker, contatori

ne, i test di cortocircuito nonché i

Confronto delle uscite

moduli di sicurezza collaudati dall'As-

In caso di errore passaggio in stato di sicurezza

sociazione Professionale, e cioè:

• dispositivo di introduzione a due

mani,

Attuatore

• selezione del modo di funzionamento,

• controllo cancelli di protezione,

Schema 3/10

Modo di funzionamento comando a due mani (flusso del segnale)

• stop d'emergenza,

• fotocellula,

Caratteristiche principali

• Grazie al controllo del cortocircuito

nella periferia e del controllo di sicu-

• comando a più addetti.

• Il SIMATIC S5-95F/P è impiegabile

rezza dell'elaborazione del program-

su tutte le presse in cui sono

Il repertorio di fornitura del SIMATIC

ma, le condizioni potenzialmente

necessari comandi di sicurezza di

S5-95F/P comprende due normali

pericolose possono essere veloce-

categoria 4 secondo EN 60954-1.

CPU SIMATIC S5-95F (vedere 3.2.1),

mente riconosciute.

un cavo in fibra ottica per il collega-

• Sono fornibili test effettuati dall'As-

• E' sufficiente un unico comando per

mento e blocchi software per l'auto-

sociazione Professionale Eisen &

l'intera pressa, in quanto esso può

mazione delle presse già collaudati

Metall III dei blocchi funzionali per

gestire anche le funzioni addizionali

dall'Associazione Professionale. Il pic-

prese, sotto forma di pacchetti

non rilevanti per la sicurezza.

colo controllore ad elevata sicurezza

software.

SIMATIC S5-95F/P sostituisce i nor-

• In caso di guasto sono disponibili

mali comandi a contattori con contatti

ampie possibilità di diagnostica.

forzati finora utilizzati e offre inoltre i

• Sono integrabili anche funzioni di

vantaggi di un moderno PLC libera-

sicurezza per specifiche esigenze

mente programmabile nel settore dei

applicative del cliente.

dispositivi di sicurezza per le presse.

3/12 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

Versione modulare per presse mec-

3.6.2 Modo

3.6.3 Programmazione

caniche e idrauliche

di funzionamento

Le restrittive prescrizioni di cablaggio

e delle attribuzioni dei segnali presen-

La sicurezza prima di tutto

Interrupt

ti nell'esecuzione compatta non si

Tutte le funzioni, una volta eseguito in

hanno invece nell'esecuzione modula-

Per l'elaborazione su interrupt oltre ai

modo tecnicamente corretto il pro-

re. In questo caso gli ingressi sono

16 ingressi digitali con tempo di rea-

gramma, vengono memorizzate nel

liberamente attribuibili. I moduli

zione di 8 ms, sono disponibili 4

controllore. Le funzioni specificamen-

software possono essere combinati a

ingressi di interrupt con tempi di rea-

te dedicate alle presse, quali ad

seconda delle esigenze della pressa.

zione di 3 ms. Questo garantisce una

esempio il comando a due mani, la

riproducibilità del tempo d'intervento

La versione modulare ha le seguenti

scelta del tipo di funzionamento, l'in-

indipendente dal tempo di elaborazio-

caratteristiche:

terrogazione di camme e finecorsa,

ne del programma ciclico.

ecc., sono disponibili già pronte come

• Esecuzione base con le stesse fun-

modulo software e facilitano la

zioni e modi di funzionamento del-

Mai lasciati soli

gestione all'utente. Nel collaudo del-

l'esecuzione compatta. E' possibile

La programmazione è facilmente

l'impianto viene solo verificato se il

inoltre il comando e il controllo di

comprensibile: dopo il caricamento

programma applicativo e il collega-

valvole idrauliche.

del pacchetto software COM 95F cari-

mento esterno rispondono alle pre-

cato nel dispositivo di programmazio-

• L'esecuzione completa è inoltre

scrizioni di sicurezza.

ne, il lavoro si svolge in dialogo guida-

adatta all'impiego per servizio con

to via menù. COM 95F supporta la

più addetti o per il controllo e il test

Esecuzione compatta per presse

parametrizzazione, la messa in servi-

di una fotocellula in servizio di pro-

meccaniche

zio e la diagnostica d'errore.

tezione o cadenzato.

L'esecuzione compatta è particolar-

mente indicata per l'impiego di presse

con cadenze veloci. Nel programma

vengono stabilite tramite prescrizioni

di cablaggio le attribuzioni degli ingres-

si/uscite e il loro corretto collegamen-

to rispetto al controllo di cortocircuito.

Modi di funzionamento principali

Valvola di

Selettore

Scelta del

sicurezza

Attrezzaggio

dei modi

modo di fun-

comando

Ciclo singolo due mani

di funziona-

zionamento

presse

Ciclo continuo automatico

Ciclo singola pedale

mento

Corsa continua pedale

Manuale indietro

FB 1

Comando BWS

(OB1)

FB 4

Nessuna emergenza

(OB13)

Nessun errore cumulativo

controllo

comando

a due mani

Abilitazione dal dispositivo

Pulpito di coman-

di protezione

do a due mani

Abilitazione addetto

unico

FB 3

FB 21

(OB13)

(OB13)

OB1

= elaborazione ciclica del programma

Tabella 3/11

OB13 = elaborazione del programma su interrupt a tempo

Modo di funzionamento del controllore di

sicurezza per presse SIMATIC S5-95F/P

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/13

3.7 Dati tecnici

Controllore

S5-95F

Costruzione

doppia ridondanza nel modo di funzionamento sincronizzato su evento

con accoppiamento dati parallelo via cavo LWL

Linguaggio di programmazione

STEP 5 con KOP, FUP e AWL

Elaborazione programma

ciclico, su interrupt, a tempo, strutturato a blocchi

Supporto software

COM 95F per la progettazione di tutte le caratteristiche di sistema e di sicurezza,

per la messa in servizio e per l'analisi e la diagnostica d'errore

Unità centrale

Memoria di programma e memoria dati

16 kByte programma applicativo e dati

(2 Byte per istruzione)

Tempo di elaborazione per 1024 istruzioni binarie

1,2 ms

Tempo di rilevamento interrupt

max. 0,5 ms

Tempo di reazione interrupt

max. 3 ms

Carico costante del ciclo del PLC, ca.

25 ms, dipendente da test interni

Ingressi e uscite digitali

di sicurezza, on-board: 20/8

di sicurezza, esterni: max. 128/64; oppure non di sicurezza, esterni: max. 320/320

Merker

2048 di cui 512 ritentivi

Temporizzatori, campo dei tempi 0,01 ... 9990 s

128

Contatori, campo di conteggio 0 ... 999

128

Ingressi/uscite seriali

1 interfaccia seriale V.24 /TTY

Ampliamento

centrale fino a 10 m

Comunicazione

• sistema a bus SINEC L1 anche per trasmissione dati di sicurezza;

con doppio bus anche ad elevata disponibilità

• sistema a bus PROFIBUS (con unità d'interfaccia CP 541);

anche per trasmissione dati di sicurezza; con doppio bus anche ad elevata disponibilità

• collegamento punto a punto via CP 521;

di sicurezza, senza effetto di retroazione nell'S5-95F; tipo di collegamento: 3964 R driver ASCII aperto

• AS-Interface via master CP 2433

(di sicurezza in preparazione)

• slave MODBUS

Periferia on-board

Ingressi

DC 24 V, 10 mA, con separazione di potenziale

• ingressi digitali

16 di sicurezza

• ingressi di interrupt

4 di sicurezza, tempo di reazione max. 3 ms

• contatori hardware

2 di sicurezza

Uscite

DC 24 V, con separazione di potenziale

• uscite digitali

8 di sicurezza , 2A

• uscite digitali

8 Standard, 500 mA

Periferia esterna (ampliamento)

• Unità di periferia, max.

32 ingressi/uscite digitali rilevanti o non per la sicurezza

• Ingressi digitali

128 con funzioni di sicurezza o 320 con funzioni standard

• Uscite digitali

64 con funzioni di sicurezza o 320 con funzioni standard

• Ingressi/uscite analogiche

di sicurezza, esterni: max. 16/0; non di sicurezza, esterni: max 32/16

3/14 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

Controllore

S5-95F

Supporto software tramite COM 95 F

• progettazione di tutte le caratteristiche di sistema e di sicurezza

(tedesco, inglese, francese)

• messa in servizio/analisi e diagnostica d'errore

Software standard, approvato TÜV o BG/BIA

funzioni ampliate

tecnica di combustione

protezione macchine

presse

OFF d’emergenza

Dispositivi di programmazione

PG SIMATIC , p.e. PG 720, PG 740, PG 760

o Personal Computer

Unità

• Tensione d'alimentazione

DC 24 V (20 V ... 30 V)

• Grado di protezione

IP 20 secondo IEC 529

• Dimensioni di ogni apparecchiatura parziale

145 mm x 135 mm x 146 mm

• Peso di ogni apparecchiatura parziale ca.

1,5 kg

Tabella 3/12

Dati tecnici del SIMATIC S5-95F

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/15

3.8 Dati per l'ordinazione

Unità / componente software

N. di ordinazione

Controllore programmabile S5-95F, apparecchiatura parziale

6ES5 095-8FB01

(CPU, periferia on-board, alimentatore 24 V)

Cavo LWL

6ES5 722-1BB00

Batteria tampone

6ES5 980-0MA11

Connettore frontale per periferia on-board (morsetti a vite)

6ES5 490-8FB11

Connettore frontale per periferia on-board (contatti crimp)

6ES5 490-8MA13

6ES5 490-8MA03

EPROM 8 kByte (CMOS)

6ES5 375-1LA15

EPROM 16 kByte (CMOS)

6ES5 375-1LA21

EPROM 32 kByte (CMOS)

6ES5 375-1LA41

Periferia esterna DI di sicurezza

6ES5 431-8FA11

Periferia esterna DO di sicurezza

6ES5 450-8FA12

AI 4 x 4 fino a 20 mA

6ES5 464-8MG11

Modulo di bus

6ES5 700-8FA11

Modulo di bus

6ES5 700-8MA22

Unità d'interfaccia IM 316 F

6ES5 316-8FA12

Pacchetto blocco funzionale standard per OFF d'emergenza

6ES5 840-8NQ11

Pacchetto blocco funzionale standard per tecnica di combustione

6ES5 840-8NR11

Tabella 3/13

Pacchetto blocco funzionale standard per funzioni ampliate

6ES5 845-8DH12

Unità di sicurezza e componenti software

Soluzione completa per dispositivi per presse costituita da:

N. di ordinazione

SIMATIC S5-95F (-8FB01), software, cavo LWL, documentazione:

Versione base per presse meccaniche

6AT1 150-0AA03-0XA0

(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)

Versione base per presse meccaniche e idrauliche

6AT1 150-0AA13-0XA0

(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)

Tabella 3/14

Versione completa per presse meccaniche e idrauliche

6AT1 150-0AA23-0XA0

Soluzione completa per dispositivi per

(licenza singola su dischetti, indipendente dalla lingua)

presse

Comunicazione di sicurezza/standard via PROFIBUS:

N. di ordinazione

Processore di comunicazione CP 541

Comunicazione

6ES5 541-8AA11

• Collegamento SEND/RECEIVE (PLC-PLC)

di sicurezza o standard

• FDL per Multicast

di sicurezza o standard

Tabella 3/15

• Connettore PROFIBUS-DP

Standard 1 m

6ES5 735-8BB00

Comunicazione di sicurezza/standard via

Standard 2,5 m

6ES5 735-8BC50

PROFIBUS

CD-ROM per l'integrazione nel PCS 7 costituito da:

N. di ordinazione

Blocchi funzionali S7, Face Plate per PCS 7, file di tipo per CP 541,

esempio applicativo, help online e manuale elettronico:

Licenza singola

6ES7 851-0CC00-0YA0

Tabella 3/16

Pacchetto software per integrazione in

Licenza di copiatura

6ES7 851-0CC00-0YA1

PCS 7

3/16 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3

Unità senza effetto di reazione, non di sicurezza

N. di ordinazione

(Unità standard del SIMATIC 100U):

Ingressi digitali 8 x DC 24 V

6ES5

421-8MA12

Ingressi digitali 4 x DC 24 ... 60 V

6ES5

430-8MB11

Ingressi digitali 4 x AC 115 V

6ES5

430-8MC11

Ingressi digitali 8 x DC 24 V

6ES5

431-8MA11

Ingressi digitali 8 x AC 115 V

6ES5

431-8MC11

Ingressi digitali 8 x AC 230 V

6ES5

431-8MD11

Ingressi digitali 8 x DC 5 ... 24 V

6ES5

433-8MA11

Uscite digitali 8 x DC 24 V/0,5 A

6ES5

441-8MA11

Uscite digitali 4 x DC 24 ... 60 V/0,5 A

6ES5

450-8MB11

Uscite digitali 4 x AC 115 ... 230 V/1 A

6ES5

450-8MD11

Uscite digitali 8 x DC 24 V/1 A

6ES5

451-8MA11

Uscite digitali 8 x AC 115 ... 230 V/0,5 A

6ES5

451-8MD11

Uscite a relè 8 x DC 30 V/AC 230 V

6ES5

451-8MR12

Uscite a relè 4 x DC 30 V/AC 230 V

6ES5

452-8MR11

Uscite digitali 8 x DC 5 ... 24 V/0,1 A

6ES5

453-8MA11

Ingressi/uscite digitali con LED di segnalazione

6ES5

482-8MA13

Ingressi analogici 4 x ± 50 mV

6ES5

464-8MA21

Ingressi analogici 4 x ± 1 V

6ES5

464-8MB11

Ingressi analogici 4 x ± 10 V

6ES5

464-8MC11

Ingressi analogici 4 x ± 20 mA

6ES5

464-8MD11

Ingressi analogici 4 x ± 4 ... 20 mA

6ES5

464-8ME11

Uscite analogiche 2 x ± 10 V

6ES5

470-8MA12

Uscite analogiche 2 x ± 20 mA

6ES5

470-8MB12

Uscite analogiche 2 x ± 4 ... 20 mA

6ES5

470-8MC12

Uscite analogiche 2 x 1 ... 5 V

6ES5

470-8MD12

Unità di regolazione IP 262

6ES5

262-8MA12

6ES5

262-8MB12

Unità di posizionamento IP 263

6ES5

263-8MA13

Unità di posizionamento IP 264

6ES5

264-8MA12

Unità a camme elettroniche IP 266

6ES5

266-8MA11

Unità comando motori passo-passo IP 267

6ES5

267-8MA11

Unità temporizzatori 2 x 0,3 ... 300 s

6ES5

380-8MA11

Unità contatori 25/500 kHz

6ES5

385-8MB11

Unità di valore limite 2 x 0,5 ... 20 mA/0,5 bis 10 V

6ES5

461-8MA11

Processore di comunicazione CP 521 SI

6ES5

521-8MA21

Processore di comunicazione CP 521 BASIC

6ES5

521-8MB12

Unità master per AS-interface CP 2433

6GK1 243-3SA00

Modulo di bus (SIGUT)

6ES5

700-8MA11

Modulo di bus (crimp)

6ES5

700-8MA21

Tabella 3/17

Interfaccia IM 316

6ES5 316-8MA12

Unità senza effetto di reazione, non di

sicurezza

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

3/17

4.1 Azionamenti e comandi CNC con sicurezze integrate

(estratto da una memoria tecnica (6)

del BIA (Istituto per l’assicurazione

contro gli infortuni sul lavoro)

Per proteggere il personale da movi-

menti che possono diventare pericolo-

si si devono prevedere sulle macchine

Tecnica di

sicurezza

apposite sicurezze. Queste devono

esterna

servire soprattutto per evitare situazio-

CNC

ni di macchina pericolose e quando i

dispositivi di protezione sono aperti.

Tra queste funzioni si possono citare

Azionamento

la sorveglianza di posizioni, p.e. posi-

Aziona-

con tecnica di

sicurezza

mento

zioni finali, la sorveglianza di velocità e

integrata

l’arresto o il mettere in arresto in si-

tuazioni pericolose.

Per mettere in pratica tecnicamente i

Tecnica di

provvedimenti di sicurezza fino ad ora

sicurezza

si è fatto uso di dispositivi esterni.

esterna

Questi sono contattori, interruttori

programmatori di camme e dispositivi

di sorveglianza.

M

M

Nel riconoscere una situazione perico-

losa questi dispositivi in generale atti-

vano una manovra di commutazione

tramite dispositivi elettromeccanici nel

circuito di potenza che porta all’arresto

dei movimenti (vedere figura 4.1).

Nell’integrazione delle funzioni tecno-

logiche i sistemi d’azionamento ed i

Tabellla 4/1

Tecnica di sicurezza esterna, tecnica di sicurezza integrata

comandi CNC svolgono oltre le loro

normali funzioni anche quelle di sicu-

(Presa da [6])

rezza.

Sulla base del breve tratto che i dati

devono percorrere dal rilevamento del-

le informazioni rilevanti per la sicurez-

za, p.e. velocità o posizione, fino alla

loro analisi, si possono raggiungere

tempi di reazione molto brevi. I sistemi

con tecnica di sicurezza integrata rea-

giscono in generale molto rapidamente

al superamento dei valori limiti am-

messi, p.e. valori limite per la posizio-

ne o la velocità. Questo può avere

un’importanza decisiva per il risultato

desiderato del controllo. La tecnica di

sicurezza integrata può accedere diret-

tamente alla parte di potenza dell’azio-

namento senza utilizzare dispositivi

elettromeccanici di commutazione nel

circuito di potenza. Ciò contribuisce a

ridurre la possibilità di guasti. Infine

con l’integrazione si riduce il tempo di

cablaggio del comando complessivo.

4/2 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

4.2 Equipaggiamenti per macchine a controllo numerico

4

Nel settore dei sistemi di automazio-

ne per macchine utensili, robot e

macchine speciali, Siemens sviluppa,

produce e commercializza controlli nu-

merici e sistemi di azionamento con i

nomi di SINUMERIK, SIROTEC e SI-

MODRIVE. Essi vengono utilizzati so-

prattutto nelle movimentazioni com-

plesse e dinamiche e per

posizionamenti con particolari esigen-

ze di precisione.

Figura 4/2

I sistemi SINUMERIK e SIMODRIVE

Sistema: SINUMERIK 840D / SIMODRIVE 611D

Sistema: SINUMERIK 840C / SIMODRIVE 611D

MMC

Pannello di

servizio OP

Pannello di

servizio

Tastiera per

Pulsant. comando

CNC

macchina

Pulsant. com.

macchina

Tastiera

MF2

Periferia

NCK

(Mix-I/O

CSB)

Periferia PLC

SIMATIC S7-300

MC

PLC

MMC

SINUMERIK 840C

Periferia

Periferia

CN

CN

SIMODRIVE 611D

con

E/R

NCU

HSA

VSA

VSA

E/R

NCU

HSA

VSA

VSA

SINUMERIK 840 D

SIMODRIVE 611D

Motori per

Motori per

azionamenti

azionamenti

digitali

1PH2/4/6/7

1FT6/1FK6

1FN

digitali

1PH2/4/6/7

1FT6/1FK6

1FN

Tabellla 4/3

Strutture di sistemi SINUMERIK 840D e 840C con SIMODRIVE611D e motori

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

4/3

4

Motori asincroni speciali in corren-

4.2.3 Motori SIMODRIVE

te alternata 1PH

Grazie alla regolazione transvettoriale

sviluppata e brevettata dalla Siemens

Con il sistema di convertitori modulari

è possibile regolare un motore asin-

SIMODRIVE 611 si possono realizzare

crono altrettanto bene come un mo-

diverse soluzioni d’azionamento risol-

tore in corrente continua. Nel con-

vendo così la maggior parte dei casi

applicativi.

fronto con un motore in continua, un

motore asincrono regolato tramite SI-

Servomotori 1FK6 ed 1FT6

MODRIVE 611 offre vantaggi quale

l’assenza di manutenzione e la dispo-

Sono la giusta soluzione quando vie-

Figura 4/7

nibilità della coppia nominale già a

ne richiesta una elevata dinamica ed

Motori 1FT6

bassi numeri di giri. Per la regolazione

una estrema precisione. Regolazione

della velocità e per il posizionamento

semplice e precisa combinata con ca-

i motori 1PH sono equipaggiati con

ratteristiche quali l’assenza di manu-

un preciso sistema di misura.

tenzione e l’elevata sovraccaricabilità

soddisfano pienamente le richiesta

che provengono dagli utilizzatori.

Motori lineari 1FN

I servomotori in corrente alternata

I motori lineari in corrente alternata

1FK6 ed 1FT6 sono motori sincroni

IFN offrono insieme al SIMODRIVE

ad eccitazione permanente con di-

611U un sistema di azionamento ido-

mensioni particolarmente compatte

neo alle esigenze delle moderne mac-

che sono stati sviluppati apposita-

chine utensili. I motori sono costituiti

mente per il funzionamento con il si-

da una parte primaria e da una parte

stema di convertitori digitali SIMO-

secondaria con magneti in metalli di

Figura 4/8

DRIVE 611.

terre rare. Utilizzando trasduttori di

Motori 1PH2

La regolazione digitale completamen-

misura idonei i motori possono posi-

te nuova e la nuova tecnica del tra-

zionare nel campo dei nanometri. Si

sduttore integrata (sistema di misura

possono citare l’elevatissima velocità

nel motore) soddisfano le esigenze

di movimento e l’estrema dinamicità

più elevate nella dinamica, nella rego-

che questi motori offrono.

lazione del numero dei giri, nella pre-

cisione del posizionamento e nella re-

golarità di rotazione.

Figura 4/9

Motore lineare 1FN

Figura 4/10

Motore 1PH7

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

4/5

Figura 4/11

Accessori e tecnica di collegamento

ticolari studiati appositamente per

4.2.4 Accessori

questo particolare settore. Utilizzando

questi prodotti si ha la possibilità di

realizzare, per la costruzione di una

I sistemi di automazione Siemens SI-

macchina, un sistema con tutti i parti-

NUMERIK e SIMODRIVE sono stati

colari perfettamente idonei.

sviluppati appositamente per le mac-

Siemens garantisce la perfetta funzio-

chine utensili. In aggiunta a questi si-

nalità di un sistema complessivo se

stemi Siemens offre anche tutti gli ac-

sono stati usati cavi prodotti dalle

cessori per realizzare i vari

proprie fabbriche.

collegamenti e quindi tutti i relativi par-

4/6 Safety Integrated - Manuale applicativo

Siemens S.p.A.

4.3 SINUMERIK Safety Integrated

4

4.3.1 Breve descrizione

Efficacia

“SINUMERIK safety integrated” offre

Dipendente da

funzioni di sicurezza omologate con le

quali si può realizzare una protezione

efficace di persone e macchine. Tutte

le funzioni di sicurezza soddisfano i re-

quisiti della categoria di sicurezza 3 se-

Funzione

Reazione

Accettazione

condo la normativa europea EN 954-1

e sono parte integrante del sistema a

controllo numerico. Non è necessario

utilizzare alcun altro sensore o appa-

recchiatura aggiuntiva.

Disponibilità

Tempo di reazione

Realmente secondo

elevata

brevissimo < 20ms

la prassi

Questo significa:

Tramite realizzazioni

rilevanti per la sicurezza

Nessuna installazione aggiuntiva a

così non c’è alcun

in categoria 3 secondo

con logica diretta

motivo di

bordo macchina e risparmio di spazio

EN 954-1

senza contatti

manipolazione

nel quadro elettrico.

Funzioni di sicurezza:

Tra le funzioni che la safety integrated

Tabella 4.12

Tecnica di sicurezza integrata di elevata efficacia

offre ricordiamo:

• funzioni per la sorveglianza sicura di

velocità e arresti

Questo significa:

per la sicurezza vengono verificate con

• funzioni per la limitazione sicura del

un test dinamico forzato ad intervalli

Massima protezione per l’operatore

campo di funzionamento e per il ri-

precisi di tempo. Vedere in proposito il

nelle operazioni di attrezzaggio ed ul-

conoscimento degli stessi.

paragrafo 4.3.4 Dinamica forzata

teriore protezione della macchina ,

Grazie ad ulteriori funzioni integrate

degli utensili e del pezzo da lavorare

Una caratteristica di questo concetto

nel pacchetto “safety integrated” è

durante il funzionamento automatico.

di sicurezza consiste nel fatto che già

possibile per la prima volta collegare

con un solo sistema di misura, il si-

Le funzioni di sicurezza offrono un in-

direttamente segnali di periferia a due

stema di misura standard integrato

canali p.e. il pulsante di emergenza o

telligente accesso trasversale al siste-

nel motore, si soddisfa alla classe di

le fotocellule. La combinazione logica

ma fino all’azionamento ed al sistema

sicurezza 3 prevista dalla normativa

e le reazioni avvengono internamente

di misura fino ad ora sconosciuto.

EN 954-1 (SIL2 secondo IEC 61508).

in tecnica sicura.

Grazie alle funzioni affidabili, ai tempi

Non è necessario un secondo tra-

Normalmente tutti gli errori rilevanti

di reazione contenuti e ad una positi-

sduttore che tuttavia può essere col-

per la sicurezza che si verificano nel

va accettazione, questo concetto di

legato come sistema di misura diretto

sistema determinano un arresto sicu-

sicurezza certificato rappresenta una

aggiuntivo (p.e. riga di misura).

ro del movimento che potrebbe esse-

soluzione molto vantaggiosa.

re pericoloso o una rapida interruzio-

Ne risulta che con questa tecnica di

ne dell’alimentazione del motore,

La struttura a multiprocessore di cui il

sicurezza innovativa si possono realiz-

senza far uso di contatti. L’arresto del-

sistema è dotato permette di realizza-

zare macchine adeguate agli standard

l’azionamento avviene sempre in

re una struttura di sistema diversitaria

più evoluti in fatto di sicurezza au-

modo ottimale, adatto allo stato di

a due canali. Le funzioni di sicurezza

mentandone anche la disponibilità

funzionamento della macchina in quel

sono integrate in modo ridondante

complessiva.

preciso momento. E così p.e. nel fun-

nel controllo numerico, nell’aziona-

Il nuovo concetto di sicurezza è il ri-

zionamento attrezzaggio con cancelli

mento e nella CPU del PLC integrato.

sultato di una stretta collaborazione

di protezione aperti, è possibile arre-

Le grandezze di processo ed i dati di

con la commissione tecnica “Eisen

stare istantaneamente la macchina

sistema rilevanti per la sicurezza ven-

und Metal II” dell’associazione pro-

(ottimale per la protezione delle per-

gono confrontati in modo incrociato (il

sone) e, in funzionamento automatico

fessionale EM sita in Mainz e con

cosiddetto cross monitoring) come ri-

con i cancelli di sicurezza chiusi, è

l’Istituto per l’assicurazione contro gli

portato nella fig. 4.13

“Schema a

possibile arrestare la macchina con

infortuni sul lavoro BIA di St. Augustin

blocchi: rilevare, valutare, reagire.”

una traiettoria controllata (ottimale

e con la Siemens AG di Erlangen.

per la protezione della macchina).

Funzioni hardware e software rilevanti

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

4/7

Arresti sicuri (SI-1)

Rilevamento

Valutazione

Reazione

L’arresto in sicurezza non è una fun-

zione indipendente ma descrive sola-

Segnale

mente una procedura che può essere

CPU

di retro-

Canale di

realizzata con il supporto delle funzio-

Contr.

azione

disinserzione

ni “SINUMERIK safetty Integrated

numerico

Tipo 1

L’arresto in sicurezza porta l’aziona-

mento in corrispondenza di un con-

controllo

trollo o di un sensore (p.e. fotocellula)

Datore di

incrementale

Parte di

incrociato

in modo sicuro dal movimento all’arre-

segnale

o assoluto

dei dati e dei

potenza

sto.

risultati

Fondamentalmente tutti gli errori rile-

CPU

vanti per la sicurezza che si verificano

Azionam.

Canale di

nel sistema portano ad un arresto si-

Segnale

disinserzione

curo e coordinato del movimento peri-

Tipo 2

di retro-

coloso o ad una rapida disattivazione

azione

dell’alimentazione del motore. Questa

disattivazione dell’alimentazione del

motore, necessaria in speciali casi di

Tabella 4/13

errore (gli azionamenti sono senza

Schema a blocchi: Rilevare, Valutare, Reagire

coppia), avviene tra convertitore e mo-

tore senza contatti in movimento e

può essere realizzata in un tempo

4.3.2 Descrizione delle

molto breve, specifico per quell’asse.

funzioni

Non è più necessario quindi scaricare

il circuito intermedio del convertitore.

Le funzioni di sicurezza sono attive in

L’arresto dell’azionamento avviene

tutti i modi di funzionamento e posso-

sempre in modo ottimale, adeguato al

no comunicare con il processo trami-

tipi di funzionamento della macchina.

te segnali d’ingresso e d’uscita rile-

L’attivazione di meccanismi esterni di

vanti per la sicurezza. Le funzioni di

frenatura amplia le funzioni integrate

sicurezza soddisfano ai requisiti della

e porta, in caso di arresto sicuro, ad

classe di sicurezza 3 della norma EN

un percorso di frenatura il più breve

954-1 e /o della classe SIL 2 della

possibile.

norma IEC 61508. La prova è stata

Figura 4/14

Meccanismi esterni di frenatura pos-

effettuata su un campione in accordo

Etichetta collocata sul SINUMERIC 840C

sono essere p.e. :

con le direttive CE. La certificazione è

stata rilasciata dal BIA in St.Augustin

• freno meccanico esterno, freno di

(vedere nel capitolo 4.11 Certificazioni

stazionamento o freno di servizio

rilasciate).

• freno elettrico esterno, freno a cor-

Le funzioni si suddividono in funzioni

tocircuito sull’indotto o freno a cor-

base di sicurezza integrate SI 1 e in

rente parassita.

funzioni ampliate SI 2.

Figura 4/15

Etichetta collocata sul SINUMERIK 840D

4/8 Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

4

Una protezione della rete non è più

necessaria se sulla macchina è dispo-

nibile un interruttore principale con

Stop

Stop

Stop

Stop

Stop

Stop

separazione di potenziale. I sensori

A

B

C

D

E

F

assegnati ai settori di sicurezza come

p.e. pulsanti di emergenza, fotocellu-

le, pedane a pulsante ecc. sono ac-

Arresto

Arresto

Arresto

Arresto

cessibili solo se il relativo ingresso

Assegn. val.

Assegn. val.

(p.e. cancello di protezione) è aperto

di con-

di con-

Mant. traiett.

ed agiscono, in prima istanza, in

segna „0“

segna „0“

Agganciato

Contraccolpo

modo locale a livello di cella.

Il processo parallelo che si sta svol-

SBH

gendo in altre aree di sicurezza può

(Arresto con regolatore di posizione attivo)

proseguire. Eccetto i sensori centrali

che agiscono sulla macchina nella sua

Solo in caso di errore

complessità.

SH

Esempio di EMERGENZA

(Blocco impulsi)

La combinazione logica e le necessa-

rie reazioni avvengono internamente

Tabella 4.16

in tecnica affidabile. Gli azionamenti

Varianti di stop

elettrici vengono arrestati in modo si-

curo ed infine, tramite l’elettronica,

Il tipo di reazione allo stop al verificar-

•

Stop di tipo C

separati dall’alimentazione. Un riav-

si di un errore può essere stabilito nel

L’azionamento viene frenato in limi-

viamento indesiderato viene, in modo

sistema o configurato dal costruttore

te di corrente mantenendo il con-

altrettanto sicuro, escluso. L’energia

della macchina. Al superamento dei

trollo del numero dei giri e portato

esterna p.e. idraulica o laser ecc, può

valori limite fissati tramite i dati mac-

in “arresto di funzionamento sicuro”

essere disattivata tramite uscite di

china delle funzioni SHB, SG, SE ed

(SBH).

periferia ridondate dalla logica integra-

SN possono essere scelte dal co-

ta di EMERGENZA e da attuatori col-

•

Stop di tipo D

struttore della macchina le reazioni di

legati a valle (contattori di potenza,

L’azionamento viene frenato mante-

stop tramite i dati macchina. Gli stop

elettrovalvole ecc).

nendo la traiettoria, restando aggan-

di tipo A, C e D possono essere scelti

ciato compresi gli assi simultanei e

L’arresto sicuro e coordinato elimina

riferiti (solo per SI-2)a eventi esterni

portato in “arresto operativo sicuro”

e/o riduce ulteriori danni (p.e. crash)

tramite ingressi rilevanti per la sicu-

(SBH).

alla disinserzione e permette un rapi-

rezza (SGE). Gli effetti delle varie va-

do e semplice riavviamento.

rianti di stop sono:

•

Stop di tipo E

L’azionamento viene frenato mante-

• STOP di tipo A

Reazioni allo STOP (SI-1)

nendo la traiettoria, restando aggan-

L’azionamento prosegue la rotazione

ciato compreso il movimento di con-

Tramite la struttura di controllo a due

se non viene attivato alcun mecca-

traccolpo e portato in “arresto

canali con il continuo confronto dati in-

nismo di frenatura esterno quale

operativo sicuro” (SBH).

crociato si raggiunge una elevata sicu-

cortocircuito sull’indotto o/e freno di

rezza da errori. Al verificarsi di differen-

stazionamento. L’allarme dell’asse

•

Stop di tipo F

ze sui due canali di controllo vengono

comporta uno stop BAG, cioè con

La reazione allo stop di tipo F è as-

generati allarmi e reazioni di arresto. Le

l’errore su un asse vengono arresta-

sociata in modo rigido ai risultati in-

reazioni di stop devono arrestare in si-

ti tutti gli assi e mandrini disponibili

crociati ed al confronto dei dati.

curezza gli azionamenti eseguendo l’o-

in un BAG. Al termine dello stop di

Vengono evidenziati così gli errori

perazione secondo le esigenze specifi-

tipo A è efficace l’ ”arresto sicuro”

sull’azionamento e sul comando. Si

che di macchina.

(SH).

attiva, a seconda della progettazio-

ne, una reazione di Stop di tipo A o

Si distingue tra diverse varianti di

• Stop di tipo B

B. Al termine è efficace “l’arresto

STOP quali: STOP A, B, C, D, E, F e lo

L’azionamento viene frenato in limi-

sicuro” (SH).

STOP di test

te di corrente mantenendo il con-

trollo del numero dei giri e portato

in “arresto sicuro” (SH).

Safety Integrated - Manuale applicativo Siemens S.p.A.

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