Module de positionnement FM SIMATIC. S7-300 Module de positionnement FM 351. Avant-propos. Présentation du produit

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1 Module de positionnement FM 351 Avant-propos Présentation du produit 1 SIMATIC S7-300 Instructions de service Notions de base sur le positionnement 2 Montage et démontage du FM Câblage du FM Installation du progiciel de configuration 5 Programmation du FM Mise en service du FM Paramètres machine et consignes 8 Modes de fonctionnement et tâches 9 Codeurs 10 Diagnostic 11 Exemples 12 A Caractéristiques techniques B Schémas de raccordement Blocs de données et listes C d'erreurs Programmation sans D SFB 52 et 53 05/2011 A5E

2 Mentions légales Mentions légales Signalétique d'avertissement Ce manuel donne des consignes que vous devez respecter pour votre propre sécurité et pour éviter des dommages matériels. Les avertissements servant à votre sécurité personnelle sont accompagnés d'un triangle de danger, les avertissements concernant uniquement des dommages matériels sont dépourvus de ce triangle. Les avertissements sont représentés ci-après par ordre décroissant de niveau de risque. DANGER signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées entraîne la mort ou des blessures graves. ATTENTION signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner la mort ou des blessures graves. PRUDENCE accompagné d un triangle de danger, signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner des blessures légères. PRUDENCE non accompagné d un triangle de danger, signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner un dommage matériel. IMPORTANT signifie que le non-respect de l'avertissement correspondant peut entraîner l'apparition d'un événement ou d'un état indésirable. En présence de plusieurs niveaux de risque, c'est toujours l'avertissement correspondant au niveau le plus élevé qui est reproduit. Si un avertissement avec triangle de danger prévient des risques de dommages corporels, le même avertissement peut aussi contenir un avis de mise en garde contre des dommages matériels. Personnes qualifiées L appareil/le système décrit dans cette documentation ne doit être manipulé que par du personnel qualifié pour chaque tâche spécifique. La documentation relative à cette tâche doit être observée, en particulier les consignes de sécurité et avertissements. Les personnes qualifiées sont, en raison de leur formation et de leur expérience, en mesure de reconnaître les risques liés au maniement de ce produit / système et de les éviter. Utilisation des produits Siemens conforme à leur destination Tenez compte des points suivants: ATTENTION Les produits Siemens ne doivent être utilisés que pour les cas d'application prévus dans le catalogue et dans la documentation technique correspondante. S'ils sont utilisés en liaison avec des produits et composants d'autres marques, ceux-ci doivent être recommandés ou agréés par Siemens. Le fonctionnement correct et sûr des produits suppose un transport, un entreposage, une mise en place, un montage, une mise en service, une utilisation et une maintenance dans les règles de l'art. Il faut respecter les conditions d'environnement admissibles ainsi que les indications dans les documentations afférentes. Marques de fabrique Toutes les désignations repérées par sont des marques déposées de Siemens AG. Les autres désignations dans ce document peuvent être des marques dont l'utilisation par des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs. Exclusion de responsabilité Nous avons vérifié la conformité du contenu du présent document avec le matériel et le logiciel qui y sont décrits. Ne pouvant toutefois exclure toute divergence, nous ne pouvons pas nous porter garants de la conformité intégrale. Si l'usage de ce manuel devait révéler des erreurs, nous en tiendrons compte et apporterons les corrections nécessaires dès la prochaine édition. Siemens AG Industry Sector Postfach NÜRNBERG ALLEMAGNE A5E P 07/2011 Copyright Siemens AG Sous réserve de modifications techniques

3 Avant-propos Avant-propos Domaine de validité du manuel Le présent manuel contient la description du module de positionnement FM 351 valable au moment de la parution du manuel. Nous nous réservons la possibilité de décrire les modifications des fonctionnalités des FM 351 dans une notice d'information produit. Sujet du manuel Le présent manuel décrit le matériel et le logiciel du module de positionnement FM 351. Il se compose : d'une partie de base : chapitres "Présentation du produit" à "Mise en service du FM 351" d'une partie de référence : chapitres "Paramètres machine et consignes" à "Exemples" d'annexes : chapitres "Caractéristiques techniques", "Schémas de branchement" et "Blocs de données / Listes d'erreurs" d'un index Normes La gamme de produits SIMATIC S7-300 remplit les exigences et les critères de la norme CEI Recyclage et élimination Le FM 351 est recyclable grâce à ses composants peu polluants. Pour un recyclage de votre ancien appareil respectueux de l'environnement, veuillez vous adresser à une société de recyclage des déchets électroniques certifiée. Instructions de service, 05/2011, A5E

4 Avant-propos Autre assistance Si ce manuel ne répondait pas à toutes les questions que vous vous posez sur l'utilisation des produits décrits, veuillez vous adresser à votre interlocuteur Siemens ( dans l'agence ou la représentation Siemens de votre région. L'index des documentations techniques proposées pour chaque produit SIMATIC et système est disponible sur Internet. SIMATIC Guide Manuels ( Vous trouverez le catalogue en ligne et le système de commande en ligne sur Internet. A&D Mall ( Centre de formation Nous vous proposons des cours spéciaux afin de vous faciliter l'approche de l'automatique et des systèmes d'automatisation. Pour tout renseignement, veuillez vous adresser à votre centre de formation régional ou au centre central de formation à Nuremberg (code postal D-90327). Internet : Site Internet SITRAIN ( Technical Support Vous joignez le support technique pour tous les produits A&D par les voies de communication suivantes : Formulaire Web pour demande d'assistance ( Service & Support sur Internet En plus de la documentation que nous vous offrons, nous mettons la totalité de notre savoirfaire à votre disposition, en ligne sur Internet à l'adresse suivante : Industry Automation and Drive Technologies - site Internet ( Vous y trouverez par exemple les informations suivantes : la Newsletter, qui fournit constamment des informations actuelles sur vos produits, les documents dont vous avez besoin à l'aide de la fonction de recherche du Service & Support, un forum où utilisateurs et spécialistes du monde entier peuvent échanger des informations, votre interlocuteur local pour toute question sur la technique d'automatisation et d'entraînement. des informations sur le service après-vente, les réparations, les pièces de rechange, et beaucoup plus encore à la rubrique "Services". 4 Instructions de service, 05/2011, A5E

5 Sommaire Avant-propos Présentation du produit Domaines d application du module de positionnement Configuration d un positionnement commandé avec un FM Notions de base sur le positionnement Positionnement commandé Zones et précotes du module de positionnement Montage et démontage du FM Câblage du FM Règles de sécurité importantes Description de l interface des codeurs Raccordement des codeurs Description du connecteur frontal Câblage de l étage de puissance Câblage du connecteur frontal Installation du progiciel de configuration Programmation du FM Présentation du chapitre Programmation Bases de la programmation d'un module de positionnement FC ABS_INIT (FC 0) FB ABS_CTRL (FB 1) FB ABS_DIAG (FB 2) Blocs de données Modèles de blocs de données DB de canal DB de diagnostic DB de paramètres Caractéristiques techniques des FC, FB et DB pour le FM Accès rapide au données du module Voies de transmission de paramètres...53 Instructions de service, 05/2011, A5E

6 Sommaire 7 Mise en service du FM Paramètres machine et consignes Ecriture et lecture des paramètres machine et des tables des consignes Unité Paramètres machine de l entraînement Paramètres machine de l axe Paramètres machine du codeur Détermination du référencement du codeur absolu Résolution Consignes Consignes Numéro de consigne 1 à Numéro de consigne Numéro de consigne Modes de fonctionnement et tâches Fin d un positionnement Configuration du mode "Manuel à vue" Configuration du mode "Prise de référence" Configuration du mode semi-automatique Configuration de l'affectation de valeur réelle / annulation d affectation de valeur réelle Configuration de la définition du point de référence Configuration d'une boucle Entrée de déblocage Lecture des paramètres de position Lecture des paramètres du codeur Signaux en retour pour le positionnement Signaux en retour pour le diagnostic Codeurs Codeurs incrémentaux Codeur absolu Instructions de service, 05/2011, A5E

7 Sommaire 11 Diagnostic Possibilités de signalisation et d analyse d'erreurs Types d'erreurs Erreurs synchrones Erreurs asynchrones Signification des LED de signalisation d'erreurs Affichage des erreurs avec le pupitre opérateur (OP) Analyse des erreurs dans le programme utilisateur Mémoire tampon de diagnostic du module Alarmes de diagnostic Exemples Introduction Conditions Préparation des exemples Code des exemples Test d un exemple Réutilisation d un exemple Exemple de programme 1 "GettingStarted" Exemple de programme 2 "Mise en service" Exemple de programme 3 "AllFunctions" Exemple de programme 4 "OneChannel" Exemple de programme 5 "DiagnosticAndInterrupt" Exemple de programme 6 MultiChannels A Caractéristiques techniques A.1 Caractéristiques techniques générales A.2 Caractéristiques techniques du FM B Schémas de raccordement B.1 Vue d'ensemble B.2 Schéma de raccordement pour le codeur incrémental Siemens 6FX (Up=5V ; RS 422) B.3 Schéma de raccordement pour le codeur incrémental Siemens 6FX (Up=24V ; RS 422) B.4 Schéma de raccordement pour le codeur incrémental Siemens 6FX (Up = 24V ; HTL) B.5 Schéma de raccordement pour le codeur absolu Siemens 6FX (Up=24V ; SSI) Instructions de service, 05/2011, A5E

8 Sommaire C Blocs de données et listes d'erreurs C.1 Contenu du DB de canal C.2 Contenu du DB de paramètres C.3 Données et structure du DB de diagnostic C.4 Liste des messages JOB_ERR C.5 Classes d'erreurs D Programmation sans SFB 52 et D.1 Présentation du chapitre Programmation sans SFB 52 et D.2 Bases de la programmation d un module de positionnement D.3 FC ABS_INIT (FC 0) D.4 FC ABS_CTRL (FC 1) D.5 FC ABS_DIAG (FC 2) D.6 Blocs de données D.6.1 Modèles de blocs de données D.6.2 DB de canal D.6.3 DB de diagnostic D.6.4 DB de paramètres D.7 Caractéristiques techniques des FC et DB pour le FM D.8 Accès rapide au données du module D.9 Moyens de transmission de paramètres Index Instructions de service, 05/2011, A5E

9 Présentation du produit Description du FM 351 Le module de positionnement FM 351 est utilisé pour le positionnement commandé avec entraînements à grande vitesse et petite vitesse dans le système d'automatisation S Le module comprend 2 canaux indépendants avec lesquels il commande respectivement un axe rotatif ou un axe linéaire. Pour chaque canal, le module prend en charge un codeur incrémental ou un codeur absolu (SSI). Vous pouvez utiliser conjointement plusieurs modules de positionnement FM 351. Il est également possible de combiner ce module à d'autres modules FM/CP. Une application typique est la combinaison avec un module de came électronique FM 352. Figure 1-1 Configuration d'un SIMATIC S7-300 avec un FM 351 Instructions de service, 05/2011, A5E

10 Présentation du produit 1.2 Domaines d application du module de positionnement 1.2 Domaines d application du module de positionnement Vue d'ensemble Machines d'emballage Engins de levage et moyens de manutention Machines de traitement du bois Exemple : commande d'opérations d'amenage Différentes pièces en bois sont usinées sur une machine à profiler. L'usinage du bois nécessite un certain nombre d'opérations et donc différentes têtes de fraisage. Les différentes tête de fraisage sont replacées par une opération de positionnement commandé. Machines à papier et machines à imprimer Machines de traitement du caoutchouc et machines de traitement des matières plastiques Exemple : opérations de manipulations simples Les pièces moulées dans une presse d'injection sont extraites du moule par un bras préhenseur. Ce dernier est piloté par un module de positionnement. Industrie des matériaux de construction Machines-outils 10 Instructions de service, 05/2011, A5E

11 Présentation du produit 1.3 Configuration d un positionnement commandé avec un FM Configuration d un positionnement commandé avec un FM 351 Circuit de commande Sur la figure suivante vous voyez les composants d'un positionnement commandé avec entraînements à grande vitesse et petite vitesse. Figure 1-2 Positionnement commandé Etage de puissance et dispositif de sécurité L'étage de puissance (p. ex. un montage à contacteurs) est piloté via les sorties TOR du FM 351. Le FM 351 dispose de 4 modes de commande (voir le chapitre "Paramètres machine de l entraînement (Page 67)"). En cas d'actionnement du dispositif de sécurité (commutateur d'arret D'URGENCE ou fin de course matériel), l'étage de puissance coupe le moteur. Moteur Le moteur est piloté par l'étage de puissance et entraîne l'axe. Instructions de service, 05/2011, A5E

12 Présentation du produit 1.3 Configuration d un positionnement commandé avec un FM 351 Codeur Le codeur fournit des informations sur le déplacement et le sens. Les codeurs suivants peuvent être raccordés : codeur incrémental avec signal différentiel 5V, symétrique codeur incrémental avec signal différentiel 24V, asymétrique Codeur absolu SSI Le FM 351 peut assurer le positionnement d'au plus 2 axes selon le procédé de grande vitesse/petite vitesse. L'étage de puissance est piloté via les 4 sorties TOR (voir le chapitre "Paramètres machine de l entraînement (Page 67)" et le chapitre "Résolution (Page 85)"). Le module de positionnement FM 351 détermine la valeur actuelle réelle de position de l'axe à partir des signaux des codeurs qui sont proportionnels au trajet de déplacement (voir le chapitre "Paramètres machine du codeur (Page 77)"). Le FM 351 offre les modes de fonctionnement et les fonctions suivants : Mode de fonctionnement "Manuel à vue" (cf. chapitre "Configuration du mode "Manuel à vue" (Page 99)") Mode de fonctionnement "Prise de référence" (cf. chapitre "Configuration du mode "Prise de référence" (Page 103)") Mode de fonctionnement "Semi-automatique absolu/relatif" (voir le chapitre "Configuration du mode semi-automatique (Page 109)") Affectation de valeur réelle (voir le chapitre "Configuration de l'affectation de valeur réelle / annulation d affectation de valeur réelle (Page 117)") Définition du point de référence (voir le chapitre "Configuration de la définition du point de référence (Page 119)") Boucle (cf. chapitre "Configuration d'une boucle (Page 121)") CPU La CPU exécute le programme utilisateur. Des appels de fonctions permettent d'échanger des données et des signaux entre le programme utilisateur et le module. 12 Instructions de service, 05/2011, A5E

13 Présentation du produit 1.3 Configuration d un positionnement commandé avec un FM 351 PG/PC Les fonctions du PG/PC sont les suivantes : Paramétrage : Vous paramétrez le FM 351 soit avec les masques de paramétrage soit avec le DB de paramètres (voir le chapitre "Contenu du DB de paramètres (Page 187)"). Programmation : Vous programmez le FM 351 avec des fonctions que vous pouvez intégrer directement au programme utilisateur. Test et mise en service : Vous testez le FM 351 via les masques de paramétrage et le mettez ainsi également en marche. Vue d'ensemble du module de positionnement 2 axes, types d'axes : axe linéaire axe rotatif 4 sorties TOR par axe 4 entrées TOR par axe Entraînement/moteurs typiques : moteur normalisé commandé par contacteur moteur normalisé raccordé à un variateur de fréquence (p. ex. Micromaster) moteur asynchrone raccordé à l'étage de puissance avec régulation vectorielle Systèmes de mesure de déplacement : codeur incrémental 5V, symétrique codeur incrémental 24V, asymétrique codeur absolu SSI Fonctions de surveillance : surveillance de la plage de travail par fin de course logiciel surveillance de l'immobilisation surveillance des codeurs surveillance pour le mouvement d'axe et l'arrivée à destination Instructions de service, 05/2011, A5E

14 Présentation du produit 1.3 Configuration d un positionnement commandé avec un FM 351 Environnement système : Utilisation en configuration centralisée SIMATIC S7-300, à partir de la CPU 314 (recommandation : selon l'application et les besoins en mémoire utilisateur) SIMATIC C7 Utilisation déportée avec l'et 200M Intégration système : remplacement de modules possible sans PG téléservice possible 14 Instructions de service, 05/2011, A5E

15 Notions de base sur le positionnement Positionnement commandé Positionnement commandé Chaque opération de positionnement est caractérisée par : une position de démarrage, une destination visée par le positionnement, des paramètres qui définissent le déroulement du positionnement. L'approche de la destination s'effectue tout d'abord en avance rapide, la grande vitesse. A une distance définie de la destination intervient le passage à une vitesse plus faible, la petite vitesse. l'entraînement est arrêté juste avant que l'axe atteigne la destination - également à une distance prédéfinie de cette destination. Le module surveille l'arrivée à destination. l'entraînement est commandé via des sorties TOR à petite vitesse ou à grande vitesse dans la direction adéquate. Instructions de service, 05/2011, A5E

16 Notions de base sur le positionnement 2.2 Zones et précotes du module de positionnement 2.2 Zones et précotes du module de positionnement Destination La destination est la position absolue ou relative sur l'axe qui est atteinte lors du positionnement. Définition des précotes et des zones Pour chaque positionnement commandé, les zones et positions suivantes sont paramétrables : Plage de travail Zone Précourse de changement de vitesse Précote de changement de vitesse Précourse de coupure Précote de coupure Zone de destination Zone d'arrêt Signification Définit la plage que vous déterminez pour votre tâche par les fins de course logiciels ou la fin de l'axe rotatif. Définit la distance au point de destination à laquelle l'entraînement passe de la grande à la petite vitesse. Définit la position à laquelle l'entraînement passe de la grande à la petite vitesse. Définit la distance au point de destination à laquelle l'entraînement sera arrêté. Définit la position à laquelle l'entraînement sera arrêté. A partir de ce point, le module de positionnement se chargera des fonctions de surveillance. Définit l'exactitude de positionnement de votre application et encadre symétriquement la destination. Définit une zone symétrique autour de la destination, surveillée par le module de positionnement. 16 Instructions de service, 05/2011, A5E

17 Notions de base sur le positionnement 2.2 Zones et précotes du module de positionnement La figure suivante vous montre comment les précotes et les précourses peuvent être disposées pour un positionnement. Par mesure de simplification, nous supposerons que la vitesse réelle évolue de manière linéaire tout au long du parcours. Les rampes qui apparaissent s'expliquent par l'inertie mécanique ou les possibilités de paramétrage de l'étage de puissance. Figure 2-1 Précotes et précourses La figure suivante vous montre comment les différentes zones peuvent être disposées autour de la destination Plage de travail Précourse de changement de vitesse dans le sens plus Précourse de changement de vitesse dans le sens moins Précourse de coupure dans le sens plus Précourse de coupure dans le sens moins Zone d'arrêt Zone de destination Figure 2-2 Zones autour d'une destination Instructions de service, 05/2011, A5E

18 Notions de base sur le positionnement 2.2 Zones et précotes du module de positionnement 18 Instructions de service, 05/2011, A5E

19 Montage et démontage du FM Règles de sécurité importantes Certaines règles et consignes de sécurité importantes, énoncées dans les instructions de service SIMATIC S7-300, CPU 31xC et CPU 31x : Installation et configuration ( sont à observer lors de l'intégration d'un S7-300 équipé d'un FM 351 dans une installation ou un système. Position de montage du profilé-support Le montage horizontal du profilé-support est à privilégier. En cas de montage vertical, il vous devez tenir compte des restrictions en matière de températures ambiantes (max. 40 C). Définition des emplacements Le FM 351 peut être monté sur le profilé-support à n'importe quel emplacement pour modules de signaux. Outillage nécessaire Pour monter ou démonter le module FM 351, vous devez disposer d'un tournevis de 4,5 mm. Montage du module de positionnement FM Le FM 351 est fourni avec un connecteur de bus. Enfichez ce dernier sur le connecteur de bus du module situé à gauche du FM 351. Le connecteur de bus se trouvant à l'arrière, il faut - le cas échéant - démonter le module. 2. Si vous voulez monter d'autres modules à droite du FM 351, enfichez auparavant le connecteur de bus du module suivant dans le connecteur de bus situé à droite sur le FM 351. Si le FM 351 est le dernier module de la rangée, n'enfichez pas de connecteur de bus. 3. Accrochez le FM 351 sur le profilé-support et rabattez-le vers le bas. 4. Vissez le FM 351 (couple de serrage env. 0,8... 1,1 Nm). 5. Au terme du montage, vous pouvez affecter un numéro d'emplacement au FM 351. Utilisez à cet effet des repères d'emplacement qui sont fournis avec la CPU. Les règles de numérotation et la mise en place des repères d'emplacement sont décrites dans les instructions de services SIMATIC S7-300, CPU 31xC et CPU 31x : Installation et configuration ( 6. Montez l'étrier de connexion des blindages. N de réf. : 6ES AA00-0AA0 Instructions de service, 05/2011, A5E

20 Montage et démontage du FM 351 Démontage du module de positionnement FM Coupez l'étage de puissance. 2. Coupez l'alimentation 24 V du FM Commutez la CPU en STOP. 4. Ouvrez les portes avant. Le cas échéant, retirez la bande de repérage. 5. Déverrouillez le connecteur frontal et débranchez-le. 6. Débranchez le connecteur Sub-D pour le codeur. 7. Dévissez les vis de fixation du module. 8. Basculez le module vers le haut pour le dégager du profilé-support, puis déposez-le. 20 Instructions de service, 05/2011, A5E

21 Câblage du FM Règles de sécurité importantes Règles de sécurité importantes Pour le concept de sécurité de l'installation, il est indispensable d'installer les éléments de commutation indiqués ci-après et de les adapter aux conditions de votre installation. Commutateurs d'arret D'URGENCE permettant d'arrêter l'ensemble de l'installation. Commutateurs de fin de course matériels agissant directement sur les parties puissance de tous les entraînements. Disjoncteur moteur Instructions de service, 05/2011, A5E

22 Câblage du FM Description de l interface des codeurs 4.2 Description de l interface des codeurs Position des connecteurs Sub-D La figure suivante illustre la position de montage et la désignation des connecteurs sur le module. Les deux connecteurs SUB-D permettent de raccorder des codeurs incrémentaux ou des codeurs absolus (SSI) (voir le chapitre "Codeurs incrémentaux (Page 131)" et le chapitre "Codeur absolu (Page 134)"). Figure 4-1 Position des connecteurs Sub-D X2 et X3 22 Instructions de service, 05/2011, A5E

23 Câblage du FM Description de l interface des codeurs Brochage des connecteurs X2 et X3 Broche Nom Codeur incrémental (24V) Codeur incrémental (5V) Codeur absolu 1 A* Signal de codeur A CLS Horloge de décalage SSI 3 /CLS Horloge de décalage SSI inverse 4 B* Signal de codeur B VCC Alimentation du codeur Alimentation du codeur Alimentation du codeur 6 5,2V CC --- Alimentation du codeur Alimentation du codeur 7 M Masse Masse Masse 8 N* Top zéro RE Commutation P/M 1) N --- Top zéro /N --- Top zéro inverse /B --- Signal de codeur B inverse B --- Signal de codeur B /A / /DAT --- Signal de codeur A inverse Données SSI inverses 15 A / DAT --- Signal de codeur A Données SSI 1) Voir le chapitre "Schéma de raccordement pour le codeur incrémental Siemens 6FX (Up = 24V ; HTL) (Page 178)". Instructions de service, 05/2011, A5E

24 Câblage du FM Raccordement des codeurs 4.3 Raccordement des codeurs Etrier de connexion des blindages Avec l'étrier de connexion des blindages, vous pouvez raccorder facilement tous les câbles blindés à la terre par connexion directe de l'étrier de connexion des blindages au profilésupport. Pour de plus amples informations, reportez-vous aux instructions de service SIMATIC S7-300, CPU 31xC et CPU 31x : Installation et configuration ( Marche à suivre 1. Raccorder le câble à connecteurs au codeur. Pour certains codeurs, il peut s'avérer nécessaire de confectionner un câble (extrémité du câble côté codeur) selon les indications du constructeur. 2. Les câbles des codeurs doivent être blindés. Les câbles A et /A, B et /B, N et /N pour le codeur incrémental et les câbles DAT et /DAT, CLS et /CLS pour le codeur absolu doivent être torsadés par paire. 3. Ouvrir la porte avant et enficher le connecteur Sub-D sur le FM Fixer le connecteur à l'aide des vis moletées. Fermez la porte frontale. 5. Enlever le matériau d'isolation sur le câble de connexion et fixer le blindage du câble sur l'étrier de connexion des blindages. Utiliser à cet effet des bornes de connexion blindées. Figure 4-2 Emplacement de l'étrier de connexion des blindages 24 Instructions de service, 05/2011, A5E

25 Câblage du FM Description du connecteur frontal 4.4 Description du connecteur frontal Connecteur frontal Le connecteur frontal à 20 points sert à raccorder les tensions d'alimentation des codeurs et des sorties TOR. Par ailleurs, les sorties et entrées TOR affectées aux canaux y sont raccordées. Brochage du connecteur frontal (X1) Borne Nom Signification Codeur incrémental Codeur absolu 1 1L+ Tension auxiliaire 24 V cc pour l'alimentation du codeur 2 1M Masse d'alimentation du codeur 3 1I0 Canal 1 : Entrée TOR 0 Contact de point de référence Non utilisé 4 1I1 Canal 1 : Entrée TOR 1 Inverseur de marche Non utilisé 5 1I2 Canal 1 : Entrée TOR 2 Entrée de validation 6 1I3 Canal 1 : Entrée TOR 3 Non utilisé 7 2I0 Canal 2 : Entrée TOR 0 Contact de point de référence Non utilisé 8 2I1 Canal 2 : Entrée TOR 1 Contact d'inversion Non utilisé 9 2I2 Canal 2 : Entrée TOR 2 Entrée de validation 10 2I3 Canal 2 : Entrée TOR 3 Non utilisé 11 1Q0 Canal 1 : Sortie TOR Q1 Canal 1 : Sortie TOR Q2 Canal 1 : Sortie TOR Q3 Canal 1 : Sortie TOR Q0 Canal 2 : Sortie TOR Q1 Canal 2 : Sortie TOR Q2 Canal 2 : Sortie TOR Q3 Canal 2 : Sortie TOR L+ Tension auxiliaire 24 V cc pour l'alimentation du circuit de charge 20 2M Masse de l'alimentation du circuit de charge Instructions de service, 05/2011, A5E

26 Câblage du FM Description du connecteur frontal Tension auxiliaire pour l'alimentation des codeurs (1L+, 1M) Ici, vous raccordez une tension auxiliaire 24 V cc pour l'alimentation des codeurs. Le potentiel de référence de cette alimentation (1M) n'est pas relié à la masse de l'alimentation du circuit de charge (2M) dans le FM 351. L'alimentation 24 V cc pour les codeurs fait l'objet d'une surveillance de sous-tension et de rupture du fil de masse. La tension auxiliaire 24 V cc pour l'alimentation des codeurs est convertie de manière interne en 5,2 V cc. Ceci permet de disposer, au niveau de l'interface vers les codeurs (connecteurs Sub-D X2 et X3), de tensions 24 V cc et 5,2 V cc pour l'alimentation de différents types de codeurs. Tension auxiliaire pour l'alimentation du circuit de charge (2L+, 2M) Vous devez raccorder aux bornes 2L+ et 2M une tension auxiliaire 24 V cc pour l'alimentation du circuit de charge des sorties TOR. Remarque concernant le câblage pour 24 V cc Lors du câblage, les bornes 1L+, 1M et 2L+, 2M doivent être câblées pour obtenir un fonctionnement correct du module. Si vous raccordez 1L+, 1M et 2L+, 2M à des tensions d'alimentation séparées, la synchronisation des axes est sauvegardée après une coupure de courant à la tension auxiliaire pour l'alimentation du circuit de charge (2L+, 2M). Alimentation du circuit de charge L'alimentation du circuit de charge cc doit satisfaire aux exigences suivantes : Comme alimentation du circuit de charge, vous ne devez utiliser qu'une très basse tension 60 V cc avec isolation de sécurité. L'isolation de sécurité peut être réalisée conformément aux exigences figurant dans les normes VDE 0100 partie 410 / HD / CEI (comme très basse tension de service avec isolation de sécurité) ou VDE 0805 / EN / CEI 950 (comme très basse tension de sécurité TBTS) ou VDE 0106, partie entrées TOR (1I0 à 2I3) Le FM 351 dispose de 4 entrées TOR par canal. Aux 8 entrées TOR, vous pouvez raccorder des contacts sans rebonds (sortie type P 24V) ou des détecteurs sans contacts (détecteurs de proximité 2 ou 3 fils). Les entrées TOR ne font pas l'objet d'une surveillance de court-circuit ou de rupture de fil et sont séparées galvaniquement de la masse de l'alimentation des codeurs et de la masse de la CPU. L'état de chaque entrée est signalé par la LED correspondante. 26 Instructions de service, 05/2011, A5E

27 Câblage du FM Description du connecteur frontal 8 sorties TOR (1Q0 à 2Q3) Le FM 351 dispose de 4 sorties TOR par canal. Les sorties TOR pilotent l'étage de puissance. La fonction des sorties TOR dépend du mode de commande. Vous pouvez sélectionner le type d'activation (voir le chapitre "Paramètres machine de l entraînement (Page 67)") dans le logiciel de configuration ou dans le DB de paramètres. Les sorties TOR ne font pas l'objet d'une surveillance de court-circuit ou de rupture de fil et sont séparées galvaniquement de la masse de l'alimentation des codeurs et de la masse de la CPU. L'état de chaque sortie est signalé par la LED correspondante. Tableau 4-1 Fonctions des sorties TOR, x pour canal 1 ou 2 Sortie Q Mode de commande Grande vitesse xq0 Grande vitesse Grande/petite vitesse Grande vitesse sens plus xq1 Petite vitesse Position atteinte Petite vitesse Petite vitesse sens plus xq2 Déplacement Déplacement sens Déplacement Grande vitesse sens sens plus plus sens plus moins xq3 Déplacement sens moins Déplacement sens moins Déplacement sens moins Petite vitesse sens moins Instructions de service, 05/2011, A5E

28 Câblage du FM Câblage de l étage de puissance 4.5 Câblage de l étage de puissance Etage de puissance l'étage de puissance, un simple montage à contacteurs p. ex., est raccordé aux sorties TOR du module de positionnement et commande le moteur. Montage à contacteurs La figure suivante présente les circuits de commande et de charge d'un étage de puissance. Les fonctions des sorties TOR correspondent au type d'activation 1 (voir le chapitre "Paramètres machine de l entraînement (Page 67)"). K1 K2 K3 K4 E1 E2 Sens plus Sens moins Grande vitesse Petite vitesse Fin de course matériel moins Fin de course matériel plus Figure 4-3 Montage à contacteurs 28 Instructions de service, 05/2011, A5E

29 Câblage du FM Câblage de l étage de puissance Fonctionnement du montage à contacteurs Les contacteurs K1 et K2 commandent le sens de rotation du moteur. Ces deux contacteurs sont interverrouillés par les contacts à ouverture K2 et K1. Les fins de course matériels E1 et E2 sont les fins de course moins/plus. Si ces fins de course sont dépassés, le moteur est coupé. Les contacteurs K3 et K4 font passer le moteur de la grande à la petite vitesse. Ces deux contacteurs sont interverrouillés par les contacts à ouverture K4 et K3. PRUDENCE Veillez à garantir l'interverrouillage des contacteurs de réseau. L'interverrouillage des contacteurs de réseau est présenté dans la figure précédente. Le non-respect de cette prescription peut entraîner l'apparition d'un court-circuit dans le réseau d'alimentation. Remarque Le raccordement direct d'inductances, par exemple de relais et de contacteurs, est possible sans circuit de protection externe. Si les circuits de sortie SIMATIC peuvent être coupés par des contacts installés en plus, par ex. des contacts de relais, vous devez prévoir des dispositifs de protection contre les surtensions supplémentaires pour les inductances (voir l'exemple suivant relatif à la protection contre les surtensions). Instructions de service, 05/2011, A5E

30 Câblage du FM Câblage de l étage de puissance Exemple de protection contre les surtensions La figure suivante décrit un circuit électrique de sortie nécessitant des dispositifs de protection supplémentaires contre les surtensions. Des bobines actionnées par courant continu sont reliées à des diodes ou à des diodes Zener. Figure 4-4 Contact de relais dans le circuit de sortie 30 Instructions de service, 05/2011, A5E

31 Câblage du FM Câblage du connecteur frontal 4.6 Câblage du connecteur frontal Câbles de raccordement Les câbles connectés aux entrées et sorties TOR doivent être blindés à partir d'une longueur de 100 m. Les blindages des câbles doivent être réalisés des deux côtés. Conducteur souple, section de 0,25...1,5 mm 2 Les embouts sur les âmes ne sont pas nécessaires. Si vous voulez quand même en utiliser, vous pouvez prendre des embouts sans collet d'isolation (DIN 46228, forme A, modèle court). Outillage nécessaire Tournevis mécanique ou électrique 3,5 mm. Marche à suivre ATTENTION Si la tension n'est pas coupée, il y a risque de blessures corporelles ou de dommages matériels. En cas de câblage du connecteur frontal du FM 351 sous tension, il y a risque de blessure sous l'effet du courant électrique. Effectuez le câblage du FM 351 uniquement lorsque celui-ci est hors tension! En l'absence d'interrupteur d'arret D'URGENCE, il y a risque de dommages provoqués par les unités connectées. Si vous pilotez le FM 351 depuis le logiciel de configuration, il faut que vous installiez à proximité un interrupteur d'arret D'URGENCE qui vous permette de couper les entraînements raccordés. 1. Dénuder les câbles sur 6 mm. Sertir éventuellement avec des embouts. 2. Ouvrir le volet avant et amener le connecteur frontal en position de câblage. 3. Engager le collier d'arrêt de traction dans le connecteur frontal. 4. Monter l'arrêt de traction sur le connecteur. 5. Si les câbles doivent partir vers le bas, commencer le câblage par le bas ; sinon, commencer par le haut. Serrer également les bornes qui ne sont pas occupées. Le couple de serrage est de 0,6... 0,8 Nm. 6. Serrer le collier d'arrêt de traction autour du faisceau de conducteur. Instructions de service, 05/2011, A5E

32 Câblage du FM Câblage du connecteur frontal 7. Ramener le connecteur frontal en position de fonctionnement. Enfoncer pour ce faire l'élément de verrouillage. 8. Vous pouvez remplir la bande de repérage fournie et la glisser dans le volet frontal. Liaison des potentiels La masse de la tension auxiliaire pour l'alimentation des codeurs et la masse de la CPU sont séparées galvaniquement. Pour la compatibilité descendante avec le FM 351 de référence 6ES7351-1AH01-0AE0, la masse de la tension auxiliaire pour l'alimentation des codeurs (1M) peut être connectée à la masse de la CPU (M). Figure 4-5 Liaison des potentiels 32 Instructions de service, 05/2011, A5E

33 Installation du progiciel de configuration 5 Condition préalable Avant de commencer le paramétrage du module de positionnement, veuillez tenir compte des conditions préalables mentionnées dans le fichier lisezmoi.rtf, notamment concernant la version STEP 7 requise. Le fichier lisezmoi.rtf se trouve sur le CD fourni. Contenu du progiciel de configuration Figure 5-1 Contenu du progiciel de configuration Marche à suivre Le progiciel de configuration complet se trouve sur le CD fourni. 1. Désinstallez un éventuel progiciel de configuration déjà présent. 2. Introduisez le CD dans le lecteur de CD de votre PG/PC. 3. Lancez le fichier Setup.exe et suivez, étape par étape, les instructions affichées par le programme d'installation. Instructions de service, 05/2011, A5E

34 Installation du progiciel de configuration Résultat Les composants du progiciel de configuration sont installés dans les répertoires suivants : SIEMENS\STEP7\S7LIBS\FMx51LIB : FC, FB et UDT SIEMENS\STEP7\S7FABS : logiciel de configuration, lisez-moi, aide en ligne SIEMENS\STEP7\EXAMPLES : Exemples SIEMENS\STEP7\S7MANUAL\S7FABS : Getting Started, manuels Remarque Si, lors de l'installation de STEP 7, vous avez choisi un répertoire autre que SIEMENS\STEP7, ce répertoire est mentionné. 34 Instructions de service, 05/2011, A5E

35 Programmation du FM Présentation du chapitre Programmation La CPU prend en charge les blocs système SFB 52 et SFB 53 avec fonctionnalité DPV1? Pour la programmation du FM 351, utilisez les blocs du dossier Programme "FM 351 ABS V2" de la bibliothèque de blocs fournie. Ces blocs prennent en charge une utilisation centralisée dans le S7-300, ainsi qu'une utilisation décentralisée avec PROFINET et PROFIBUS DP. Vous trouverez une description dans ce chapitre. La CPU ne prend pas en charge les blocs système SFB 52 et SFB 53 avec fonctionnalité DPV1? Pour la programmation du FM 351, utilisez les blocs du dossier Programme "FM 351,451 ABS V1". La description relative se trouve dans l'annexe "Programmation sans SFB 52 et 53 (Page 203)". Instructions de service, 05/2011, A5E

36 Programmation du FM Bases de la programmation d'un module de positionnement 6.2 Bases de la programmation d'un module de positionnement Tâche Vous pouvez paramétrer, commander et mettre en service chaque canal du module de positionnement depuis un programme utilisateur. Les chapitres suivants vous permettent de concevoir un programme utilisateur correspondant à votre application. Préparation 1. Dans SIMATIC Manager, ouvrez la bibliothèque de blocs FMx51LIB et copiez les fonctions (FC), blocs fonctionnels (FB) et modèles de blocs (UDT) requis dans le dossier Blocs de votre projet. Si des numéros de blocs sont déjà utilisés, attribuez-en de nouveaux. Les désignations de blocs sont repris tels quels dans la table des mnémoniques de votre programme S7. Nom FC ABS_INIT (FC 0) FB ABS_CTRL (FB 1) FB ABS_DIAG (FB 2) UDT ABS_CHANTYPE(UDT 1) UDT ABS_DIAGTYPE (UDT 2) UDT ABS_PARATYPE(UDT 3) Signification Cette FC permet l'initialisation du DB de canal après un démarrage du module. Ce FB permet l'échange de données et la commande. Ce FB permet de traiter des informations de diagnostic détaillées dans le programme ou de les mettre à disposition d'un système de contrôle-commande. Cet UDT permet de créer par canal un DB de canal qui est utilisé par la FC ABS_INIT et le FB ABS_CTRL. Cet UDT permet de créer par module un DB de diagnostic qui est utilisé par le FB ABS_DIAG. Cet UDT permet de créer un DB de paramètres avec des paramètres ; ce DB est utilisé par le FB ABS_CTRL pour effectuer la lecture ou l'écriture de paramètres machine ou de tables des consignes. 2. Créez des blocs de données (DB) en utilisant les UDT dans le dossier Blocs de votre programme S7 : Un DB de canal pour chaque canal. Si vous voulez écrire ou lire les paramètres par programme utilisateur, il vous faut pour chaque canal un DB de paramètres. Si vous voulez exécuter un diagnostic par programme utilisateur, il vous faut seulement un DB de diagnostic pour chaque module. 3. Saisissez l'adresse du module dans le DB de canal correspondant et, le cas échéant, également dans le DB de diagnostic correspondant à l'adresse "MOD_ADDR" (voir chapitre Bases de la programmation d un module de positionnement (Page 204)). 4. Saisissez le numéro de canal et, le cas échéant, le numéro du DB de paramètres dans le DB de canal correspondant. Si votre PG/PC est connecté à une CPU, vous pouvez à présent charger les blocs dans cette dernière. 36 Instructions de service, 05/2011, A5E

37 Programmation du FM Bases de la programmation d'un module de positionnement La figure suivante vous montre comment le module de positionnement, les FC, les DB et les OB communiquent entre eux. *) Pour accéder au module, utilisez l'adresse du module saisie dans le paramètre "MOD_ADDR" (DB de canal/ DB de diagnostic). Nous vous recommandons d'affecter l'adresse du module au DB de canal / DB de diagnostic dans le programme utilisateur de sorte que cette affectation ait lieu lors de l'appel du programme utilisateur dans l'ob 100. Figure 6-1 Echange de données entre FC, FB, DB et module de positionnement Instructions de service, 05/2011, A5E

38 Programmation du FM FC ABS_INIT (FC 0) 6.3 FC ABS_INIT (FC 0) Tâche La fonction FC ABS_INIT efface les données suivantes dans le DB de canal : Signaux de commande Signaux en retour Bits lanceur, bits de fin et bits d'erreur des tâches Commutateurs de fonction ainsi que leurs bits de fin et bits d'erreur Gestion de la tâche pour le FB ABS_CTRL Appel La fonction doit être exécutée pour chaque canal après un démarrage, c'est-à-dire mise sous tension d'alimentation du module ou de la CPU. Vous devez donc l'appeler, par exemple, dans l'ob 100 de démarrage et dans l'ob 83 d'enfichage/débrochage ou durant la phase d'initialisation de votre programme utilisateur. Vous vous assurez ainsi que le programme utilisateur n'accède pas à des données non actuelles après un nouveau démarrage de la CPU ou un démarrage du module. Bloc de données utilisé DB de canal : L'adresse du module doit être inscrite dans le DB de canal. Paramètres d'appel Nom Type de Type P Signification données DB_NO INT IN Numéro du DB de canal Valeurs en retour La fonction ne livre pas de valeur en retour. 38 Instructions de service, 05/2011, A5E

39 Programmation du FM FB ABS_CTRL (FB 1) 6.4 FB ABS_CTRL (FB 1) Fonctions Le bloc FB ABS_CTRL vous permet de lire les paramètres de fonctionnement pour chaque canal du module, de paramétrer les canaux et de les piloter durant le fonctionnement. Vous utilisez à cet effet des signaux de commande, des signaux en retour, des commutateurs de fonction ainsi que des tâches d'écriture et de lecture. A chaque appel, la fonction exécute les tâches suivantes : Lecture des signaux en retour : Le FB ABS_CTRL lit tous les signaux en retour pour un canal et les inscrit dans le DB de canal. Puisque les signaux de commande et les tâches ne seront traités qu'ultérieurement, les signaux en retour mettent en évidence l'état du canal avant appel du bloc. Gestion des tâches : Le FB ABS_CTRL exécute les tâches d'écriture et de lecture et transmet des données entre le DB de canal, le DB de paramètres et le module. Ecriture des signaux de commande : Les signaux de commande inscrits dans le DB de canal sont transmis au module. Utilisation dans le programme utilisateur Le FB ABS_CTRL est certes un bloc multiinstances, mais il ne peut pas être utilisé lui-même comme multiinstance dans un bloc utilisateur. Appel Le FB ABS_CTRL doit être appelé de façon cyclique pour chaque canal, dans l'ob 1 par exemple. Avant d'appeler le FB ABS_CTRL, vous devez saisir dans le DB de canal tous les paramètres requis pour l'exécution des fonctions envisagées. Blocs de données utilisés DB de canal : Dans le DB de canal l'adresse du module et le numéro de canal doivent être inscrits. Des indications erronées peuvent conduire à des erreurs d'accès à la périphérie ou à un accès à un autre module ce qui entraîne une falsification des données. DB de paramètres : Si vous souhaitez écrire ou lire des paramètres machine à l'aide de tâches, vous devez utiliser un DB de paramètres dont le numéro doit figurer dans le DB de canal. Instructions de service, 05/2011, A5E

40 Programmation du FM FB ABS_CTRL (FB 1) Paramètres d'appel Nom Type de données Type P Signification DB_NO INT IN Numéro du DB de canal RETVAL INT OUT Valeur en retour Valeurs en retour Cette fonction fournit les valeurs en retour suivantes : RETVAL RB Description tâche active au minimum 0 1 Aucune tâche active, aucune erreur -1 0 Erreur : erreur de données (DATA_ERR) ou erreur de communication (JOB_ERR) survenues Tâches L'échange de données avec le module au-delà des signaux de commande et des signaux en retour est réalisé à l'aide de tâches. Pour émettre une tâche, vous mettez à 1 le bit lanceur correspondant dans le DB de canal et, dans le cas de tâches d'écriture, également les données correspondantes. Appelez ensuite le FB ABS_CTRL pour exécuter la tâche. Si vous utilisez le FM 351 en configuration centralisée, une tâche de lecture requiert exactement un cycle. Si vous utilisez le FM 351 comme élément déporté, une tâche de lecture peut requérir plusieurs cycles. Une tâche d'écriture requiert au moins 3 appels ou cycles d'ob en raison des acquittements requis du module. Une fois la tâche terminée, le bloc remet le bit lanceur à zéro. A l'appel suivant du bloc, la tâche suivante est déterminée et exécutée. Pour chaque tâche, il existe non seulement un bit lanceur terminé par _EN pour "enable", mais également un bit de fin et un bit d'erreur. Leur désignation se termine respectivement par _D pour "done" et par _ERR pour "error". Le FB ABS_CTRL actualise les bits de fin et d'erreur quand l'exécution d'une tâche est terminée. La remise à 0 de ces bits est recommandée après leur exploitation ou avant lancement d'une tâche. Quand le bit JOBRESET est mis à 1, tous les bits de fin et d'erreurs sont remis à 0 avant le traitement des tâches à exécuter. Le bit JOBRESET est ensuite de nouveau remis à Instructions de service, 05/2011, A5E

41 Programmation du FM FB ABS_CTRL (FB 1) Commutateurs de fonction Les commutateurs de fonction activent ou désactivent les états du canal. Une tâche d'écriture des commutateurs de fonction n'est exécutée qu'en cas de modification de la position du commutateur. La position du commutateur de fonction reste après exécution de la tâche. Lors d'un appel du FB ABS_CTRL, vous pouvez utiliser simultanément les commutateurs de fonction et les tâches. Comme les tâches, les commutateurs de fonction possèdent également des bits lanceurs dont la désignation se termine par _ON/_OFF, des bits de fin dont la désignation se termine par _D et des bits d'erreur dont la désignation se termine par _ERR. Pour pouvoir exploiter ces bits de fin et ces bits d'erreur, il est recommandé de les mettre à 0 avant de lancer une tâche pour la modification d'un commutateur de fonction. Ordre d'exécution des tâches Vous pouvez lancer plusieurs tâches simultanément. Si aucune tâche n'est active, la gestion des tâches du FB ABS_CTRL cherche à partir de la tâche MDWR_EN si des bits lanceurs sont mis à 1 ou s'il y a eu des modifications au niveau des commutateurs de fonction. Si une tâche est trouvée, elle est exécutée. Quand la tâche est terminée, la gestion des tâches cherche la prochaine tâche à exécuter. Quand la dernière tâche ENCVAL_EN a été explorée, la recherche recommence à la tâche MDWR_EN. La recherche se répète jusqu'à ce que toutes les tâches aient été exécutées. Les tâches sont traitées dans un ordre technologique pertinent : Ordre Adresse dans le DB de canal Tâches d'écriture Nom Signification Remis à zéro par MDWR_EN Ecriture des paramètres machine FB MD_EN Activation des paramètres machine FB DELDIST_EN AVALREM_EN DELDIAG_EN Effacement de la distance restant à parcourir Annulation d'affectation de valeur réelle Effacement de la mémoire tampon de diagnostic TRGL1WR_EN Ecriture de la table des consignes 1 FB TRGL2WR_EN Ecriture de la table des consignes 2 FB REFPT_EN Définition du point de référence FB Commutateurs de fonction : Boucle dans le sens + Programme utilisateur PLOOP_ON MLOOP_ON EI_OFF Boucle dans le sens moins Ignorer l'entrée de validation AVAL_EN Affectation des valeurs réelles FB 1 Instructions de service, 05/2011, A5E