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AUTOMATES S7-F de Sécurité SIMATIC Safety Integrated Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN954-1

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Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1

A&D Safety Integrated /31 AS-FE-I-008-V10-DE

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Avant-propos Les exemples typiques d'applications avec automatismes de sécurité sont basés sur des configurations opérationnelles et testées s’appuyant sur des produits standards de la division A&D de chez SIEMENS permettant de réaliser de façon économique, simple et rapide le traitement de boucles fonctionnelles de sécurité. Chacun des exemples fonctionnels présentés remplit une tâche partielle représentative d'une application industrielle dans le domaine de la sécurité.

Ces exemples fonctionnels comprennent la liste de tous les composants logiciels et matériel, les shémas de câblage, et le programme automate avec le code testé et ses commentaires. Cela permet à chacun de s'inspirer et de pouvoir tester en peu de temps des fonctionnalités élémentaires dans le domaine de la sécurité fonctionnelle et ensuite de les insérer dans une application complète.

Remarque importante Les exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité ne sont que des idées, ils ne sont pas obligatoires et n’ont aucune prétention d’exhaustivité quant à la configuration. Ces exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité ne sont pas des solutions spécifiques clients, mais ont pour but d’apporter de l’aide pour des fonctions précises. Dans ce cas vous êtes responsable de la bonne utilisation de ces documents.

Ils ne vous déchargent pas de l’obligation de contrôle de vérification pendant la phase d'utilisation, de l’installation, de l’exploitation et de la maintenance de l'installation globale. En appliquant ces exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité, vous reconnaissez le fait que Siemens ne peut être tenu pour responsable de dommages éventuels au-delà des clauses de responsabilité décrites ci-dessus. Nous nous réservons le droit de procéder à tout moment et sans avis préalable à des modifications sur les exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité mentionnés. En cas de divergences entre les conseils contenus dans les présents exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité et d’autres publications de Siemens, le contenu des documentations techniques restera prioritaire.

Table des matières

1 Garantie, responsabilité et assistance technique ....................................... 3

2 Fonction d’automatisation............................................................................. 4 2.1 Fonctionnalité ................................................................................................... 4 2.2 Avantages généraux / client ............................................................................. 8

3 Eléments requis .............................................................................................. 8

4 Construction et câblage............................................................................... 10 4.1 Vue d’ensemble de la structure matérielle...................................................... 11 4.2 Réglage des paramètres du MICROMASTER 410 ........................................ 13 4.3 Câblage des appareillages de matériel .......................................................... 15 4.4 Contrôle du fonctionnement............................................................................ 19 4.5 Paramètres importants réglés sur les appareillages de matériel .................... 20

5 Données de référence de puissance .......................................................... 23

6 Code pour exemple ...................................................................................... 24

Evaluation / Information de retour ............................................................................ 31



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1 Garantie, responsabilité et assistance technique

Nous ne sommes en aucun cas responsable des informations contenues dans le présent document. Nous excluons toute responsabilité de notre part, quel qu’en soit le motif juridique, en matière de dommages provoqués par l'utilisation des exemples, conseils, programmes, données d’étude et de prestation, etc. décrits dans les présents exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité, sous réserve que nous ne soyons pas obligatoirement responsables, par exemple en vertu de la loi sur la responsabilité civile produits, en cas de préméditation, de négligence grave, d'atteinte à la vie ou à la santé, de dommages corporels, d’une reprise de garantie pour l’état d’une chose, du fait de cacher frauduleusement une carence ou de la violation d’obligations contractuelles fondamentales. Toutefois, les dommages-intérêts pour violation d’obligations contractuelles fondamentales sont limités aux dommages prévisibles et aux caractéristiques du contrat sous réserve qu’il n’y ait aucune préméditation, négligence grave ou atteinte à la vie, à la santé, ou dommage corporel. Ceci n’est pas lié à une modification de la charge de la preuve à votre désavantage. Copyright© 2004 Siemens A&D. Toute diffusion ou duplication des exemples fonctionnels d'automatismes de sécurité, en totalité ou en partie, sont interdites sans autorisation expresse préalable de Siemens A&D.

Si vous aviez des questions sur ce paragraphe, n’hésitez pas de nous contacter via l’adresse de courriel suivante :

[email protected]



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2 Fonction d’automatisation

2.1 Fonctionnalité

Catégories Trois catégories d’arrêt (les catégories d'arrêt 0, 1 et 2) ont été définies pour la mise hors circuit sûre de machines. La catégorie d'arrêt doit être déterminée à l’aide de l’évaluation du risque de la machine. Les normes et prescriptions appliquées se trouvent dans la norme DIN EN 60204-1 : 1998.

Catégorie d'arrêt 0 Arrêt de la machine en coupant immédiatement l’alimentation en énergie des entraînements de la machine. Il s’agit là d’un arrêt non piloté. Chaque machine doit être équipée d’une fonction d’arrêt selon la catégorie d’arrêt 0. L’arrêt selon la catégorie 0 doit être prioritaire. La mise hors circuit décrite ici répond aux exigences de la catégorie de sécurité 4 selon EN 954-1.

Catégorie d'arrêt 1 Arrêt piloté tout en maintenant actif l’alimentation en énergie des entraînements de la machine permettant l’arrêt piloté. L’alimentation en énergie n’est interrompue que si la machine est en arrêt. La mise hors circuit décrite ici répond aux exigences de la catégorie de sécurité 4 selon EN 954-1.

Catégorie d'arrêt 2 Arrêt piloté tout en maintenant actif l’alimentation en énergie des entraînements de la machine.

Exemple fonctionnel La mise hors circuit sûre dans les catégories d'arrêt 0 et 1 est montrée dans cet exemple. Un moteur asynchrone triphasé est mis en et hors circuit au moyen d'un convertisseur de fréquence MICROMASTER. Outre l’arrêt voulu, le moteur peut être arrêté en sécurité des manières suivantes :

Catégorie d'arrêt 0 Un bouton poussoir (NF) simule le contact d’une porte de protection. Quand la porte de protection est ouverte (signal « 0 » de la touche), l'entraînement est immédiatement coupé du réseau.

Catégorie d'arrêt 1 En cas d'arrêt d'urgence, la catégorie d'arrêt 1 est utilisée. Le moteur est ici ralenti jusqu'à l'arrêt complet. Après un temps paramétré auparavant (après lequel l'immobilisation du moteur est sûre), le moteur est coupé du réseau.

Les conditions suivantes doivent également être remplies pour l’arrêt d’urgence :


• Priorité par rapport à toutes les autres fonctions et commandes

• La réinitialisation ne doit pas enclencher un redémarrage (acquittement nécessaire)

Remarque Nous avons utilisé dans cet exemple un moteur avec frein d’arrêt. Les paramètres pour le MICROMASTER utilisés par nous tiennent compte de ce frein d’arrêt du moteur. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez modifier les paramètres correspondants du MICROMASTER.

Temps de réponse Pour le calcul du temps de réponse maximal de votre système F, vous pouvez utiliser le fichier Excel (tableau Cotia) disponible pour S7 Distributed Safety V 5.3. Vous trouverez ce fichier sur Internet:

http://www4.ad.siemens.de/ww/view/de

sous le numéro de contribution 19138505


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Ordinogramme L’ordinogramme suivant visualise le déroulement (pour avoir une meilleure vue d’ensemble, l’arrêt de service n’est pas représentée) :

http://www4.ad.siemens.de/ww/view/de

Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 Séquence des temps pour la catégorie d'arrêt 0

Les temps indiqués dans le tableau suivant sont visualisés dans un autre diagramme en fonction du temps. Les désignations des signaux correspondent à celles du code source de programme S7.

Temps

Description

t1 Faites s’exciter les contacteurs K1 et K2 au moyen du signal d’acquittement (flanc négatif) et alimentez le MICROMASTER en tension. Le MICROMASTER s’allume de cette façon.

t2 Avec le signal de démarrage (flanc positif), la sortie MM du module de sortie standard commute le signal „1“ sur le MICROMASTER. Cela a pour effet que le moteur se met en route selon une fonction de rampe paramétrée dans le MICROMASTER.

t3 Lors du fonctionnement, la porte de protection est ouverte (FDOOR=“0“). Le signal de la porte de protection est simulé ici par une touche (NF). Les contacteurs K1 et K2 retombent et déconnectent MICROMASTER et le moteur du réseau ; la sortie MM est réinitialisée dans le programme.


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Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 Séquence des temps pour la catégorie d'arrêt 1

Les temps indiqués dans le tableau suivant sont visualisés dans un autre diagramme en fonction du temps. Les désignations des signaux correspondent à celles du code source de programme S7.

Temps

Description

t1 Faites s’exciter les contacteurs K1 et K2 au moyen du signal d’acquittement (flanc négatif) et alimentez le MICROMASTER en tension. Le MICROMASTER s’allume de cette façon.

t2 Avec le signal de démarrage (flanc positif), la sortie MM du module de sortie standard commute le signal „1“ sur le MICROMASTER. Cela a pour effet que le moteur se met en route selon une fonction de rampe paramétrée dans le MICROMASTER.

t3 Après le déclenchement de l’arrêt d’urgence (ESTP=0“), la sortie MM du module de sortie standard est réinitialisée. De cette manière, le MICROMASTER arrête le moteur.

t4-t3 Au bout de ce laps de temps, le moteur doit être arrêté. Ce laps de temps est créé en tant que paramètre d’entrée dans le programme de sécurité sur un module de fonctions certifié de la bibliothèque de Distributed Safety.

t4 A l’arrêt du moteur (écoulement du temps paramétré), les contacteurs K1 et K2 retombent. L’entraînement est par là déconnecté du réseau.


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Arrêt voulu Si dans cet exemple la touche (NF) d’arrêt d’exploitation a été appuyée, le comportement suivant a lieu :

Le moteur est ici ralenti par le MICROMASTER jusqu'à l'arrêt complet. Les contacteurs K1 et K2 continuent d’alimenter le MICROMASTER en tension. Le redémarrage du moteur est possible sans acquittement préalable.



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2.2 Avantages généraux / client

• Réduction des travaux de câblage grâce à l’utilisation de stations CPU S7 à sécurité intégrée et d’une périphérie décentralisée. Cet avantage est d’autant plus important que le nombre de fonctions de sécurité réalisées est grand.

• Programmation du programme de sécurité à l’aide des outils d’ingénierie STEP 7.

• Une seule CPU est nécessaire, car les programmes de sécurité et standards peuvent coexister dans l’unité centrale.

• Utilisation de modules à sécurité intégrée fabriqués d’avance (et certifiés) provenant de la bibliothèque de Distributed Safety.

3 Eléments requis

Appareillage de matériel Elément Type MLFB / Données de la

commande Qte Fabricant

Alimentation en courant PS307 5A 6ES73071EA00-0AA0 1

UC S7, utilisable pour les applications de sécurité CPU 315F-2DP 6ES7315-6FF01-0AB0 1

Carte mémoire micro (Micro Memory Card) MMC 512 ko 6ES7953-8LJ10-0AA0 1

Carte interface pour ET 200S IM 151 High Feature 6ES7151-1BA00-0AB0 1

Module de mise sous tension pour ET 200S PM-E DC24..48V AC24..230V 6ES7138-4CB10-0AB0 2

Module électronique pour ET 200S 2DI HF DC24V HF 6ES7131-4BB00-0AB0 3

Module électronique pour ET 200S 2DO HF DC24V HF 6ES7 132-4BB00-0AB0 1

Module électronique pour ET 200S 4/8 F-DI DC24V 6ES7138-4FA01-0AB0 1

Module électronique pour ET 200S 4 F-DO DC24V/2A 6ES7138-4FB01-0AB0 1

Module terminal pour ET 200S TM-P15S23-A0 6ES7193-4CD20-0AA0 2

Module terminal pour ET 200S TM-E15S24-A1 6ES7193-4CA20-0AA0 4

Module terminal pour ET 200S TM-E30C46-A1 6ES7193-4CF50-0AA0 2

Barre profilée 482,6 mm 6ES7390-1AE80-0AA0 1

Barre profilée normalisée 35 mm, Longueur:483 mm 6ES5710-8MA11 1

Arrêt d’urgence 1 bouton de touche, 1C à ouvert. 3SB3801-0DG3 1

Contact à la masse (pour arrêt d’urgence) 1 contact ouvert., raccord fileté 3SB3420-0C 1

Bouton poussoir Vert, 1CF 3SB3801-0DA3 2

Bouton poussoir Rouge, 1 CO 3SB3801-0DB3 2

Contacteur AC-3, 3KW/400V, 1CO, DC 24V, 3RT1015-2BB42 2

Contacteur AC-3, 3KW/400V, 1CF, DC 24V 3RT1015-2BB41 1

Elément limiteur de surtension à rapporter sur le contacteur

Circuit RC AC 24...48V, DC 24...70V 3RT1916-1CB00 3

Interrupteur de puissance protégeant le moteur Décl.0,35...0,5A 3RV1011-1JA20 1

Convertisseur de fréquence MICROMASTER 410 6SE6410-2BB13-7AA0 1

Panneau de commande du convertisseur de fréquence MM410 Operator Panel 6SE6400-0SP00-0AA0 1

SIEMENS AG



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Elément Type MLFB / Données de la commande

Qte Fabricant

Moteur Moteur basse tension 0,18 kW 1LA7063-4AB10-Z +Option 26 1

Remarque Nous avons utilisé dans cet exemple un moteur avec frein d’arrêt. Les paramètres utilisés par nous pour le MICROMASTER tiennent compte de ce frein d’arrêt du moteur. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez renoncer aux éléments de matériel suivants : Contacteur avec contact auxiliaire (NO), 1 élément limiteur de surtension à rapporter sur le contacteur, l’option 26 du moteur.

Remarque La fonctionnalité a été testée au moyen de l’appareillage de matériel indiqué ci-dessus. Vous pouvez également utiliser des produits similaires, différents des produits listés ci-dessus. Si c’est le cas, veuillez tenir compte du fait que ce changement nécessite, le cas échéant, des modifications du code d’exemple (par ex. d’autres adresses).

Logiciel et outils de paramétrage Elément Type MLFB / Données de la commande Qte Fabricant

SIMATIC STEP 7 V5.3 + SP1 6ES7810-4CC07-0YA5 1

SIMATIC Distributed Safety V5.3 6ES7833-1FC01-0YA5 1

SIEMENS


4 Construction et câblage

Tenez compte de la consigne de sécurité suivante relative à l’utilisation du MICROMASTER 410:


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! Avertis-sement

• Le MICROMASTER conduit des tensions dangereuses et commande des parties mécaniques tournantes qui peuvent également être dangereuses. La non observation des avertissements ou des conseils mentionnés dans le mode d’emploi du MICROMASTER peut avoir pour conséquence la mort, de graves dommages corporels ou matériels.

• Seul du personnel qualifié est autorisé à travailler sur cet appareil. Le personnel doit intensivement être familiarisé aux consignes de sécurité, aux instructions d’installation, d’exploitation et d’entretien contenues dans le mode d’emploi du MICROMASTER. L’appareil peut fonctionner de manière irréprochable et sûre en cas d’un maniement, d’une installation, commande et entretien correctes.

• Danger d’électrocution. Les condensateurs du circuit intermédiaire à courant continue peuvent conserver leur charge pendant 5 minutes après avoir coupé la tension d’alimentation. L’appareil ne peut être ouvert qu’au bout de 5 minutes après la déconnexion de la tension d’alimentation.

• Les enfants et des personnes non autorisées ne doivent pas se trouver à proximité de l’appareil !

• L’appareil doit uniquement être utilisé dans les domaines prévus par le fabricant. Des modifications non autorisées et l’utilisation de pièces de rechange et d’accessoires non distribués ni recommandés par le fabricant du produit, peuvent causer un incendie, une électrocution et des dommages corporels.


4.1 Vue d’ensemble de la structure matérielle

La structure réalisant la fonction d’arrêt selon les catégories 0 et 1 comprend une configuration PROFIBUS. Une CPU S7 à sécurité intégrée sert de maître DP, une station ET 200S d’esclave DP.

Vue d’ensemble du circuit de commande


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Remarque Nous avons utilisé dans cet exemple un moteur avec frein d’arrêt. Les paramètres utilisés par nous pour le MICROMASTER tiennent compte de ce frein d’arrêt du moteur. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez renoncer au contacteur K3.

Remarque Deux modules électroniques 2DI peuvent être remplacés par un module électronique 4DI. Les modules électroniques très performants (« high feature ») peuvent également être remplacés par des modules standards.


Vue d’ensemble du circuit de charge


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Remarque Nous avons utilisé dans cet exemple un moteur avec frein d’arrêt. Les paramètres utilisés par nous pour le MICROMASTER tiennent compte de ce frein d’arrêt du moteur. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez renoncer au contacteur K3.

Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 4.2 Réglage des paramètres du MICROMASTER 410

Le réglage des paramètres du MICROMASTER 410 est décrit dans le mode d’emploi correspondant. Pour donner de plus amples informations, quelques points sont expliqués en détail dans le présent document :

• Introduction des paramètres

• Paramètres utilisés

Introduction des paramètres

Le panneau de commande (OP) permet d’avoir accès aux paramètres de conversion. Vous verrez par la suite comment régler le paramètre „Fonction entrée numérique 1» (P0701). L’ensemble de tous les autres paramètres peuvent être réglés de la même façon.


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Il s’agit ici du procédé de paramétrage, les explications sur le paramètres sont données dans le chapitre „Paramètres utilisés“.

Condition requise: Le MICROMASTER doit être alimenté en tension.

N° Appuyez sur …

Remarque Résultat affiché

1

...pour pouvoir accéder aux paramètres.

2

...jusqu’à ce que P0701 soit affiché.

3

...pour accéder au niveau des valeurs des paramètres.

4 ...pour obtenir la valeur requise (ici : 1)

5

...pour confirmer et stocker la valeur

ou

Remarque A titre alternative, le MICROMASTER peut également être paramétré à l’aide du logiciel „STARTER“ qui peut être téléchargé gratuitement depuis l’Internet.

Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 Paramètres utilisés

Nous vous expliquerons par la suite quelques paramètres caractéristiques qui ont été utilisés pour cet exemple (avec le moteur utilisé).


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N° de paramètre

Nom paramètre Valeur à régler Remarque / Explication

P0700 Sélection Source de commande

2 (borne plate) Il y a plusieurs possibilités de démarrer ou d’arrêter le moteur à l’aide du MICROMASTER, par ex. au moyen du clavier du panneau de commande. Dans cet exemple, les commandes de démarrage/d’arrêt du moteur sont émises par le module de sortie standard ET 200S et sont acheminées vers la borne plate du MICROMASTER.

P0701 Fonction entrée numérique 1

1 (EN/HORS1) Les commandes de démarrage/d’arrêt sont captées par l’entrée numérique 1 du MICROMASTER. Signal “1“: Le moteur démarre (EN) Signal “0“: Le moteur s’arrête (HORS1)

P0731 Fonction sortie numérique 1

52.C (Frein d’arrêt du moteur activé)

Frein d’arrêt du moteur activé (voir aussi P1215)

P0971 Chargez les valeurs de la mémoire vive RAM à l’EEPROM

1 Démarrage Mémoire vive RAM -> EEPROM

Toutes les valeurs sont transmises de la mémoire vive RAM à l’EEPROM.

P1120 Temps d’initialisation

6 Valeur de temps en secondes dont a besoin le moteur pour accélérer de l’arrêt au régime maximal.

P1121 Temps de remise en arrêt

6 Valeur de temps en secondes dont a besoin le moteur pour ralentir du régime maximal à l’arrêt.

P1215 Libération frein d’arrêt du moteur (MHB)

1: Frein d’arrêt moteur libéré

La valeur 52.C à P0731a pour effet l’activation d’un relais aux points 1 et 2 pour commander le frein. Le relais est installé aux bornes 11 et 12 du MICROMASTER.

Remarque L’ensemble des paramètres sont stockés dans le fichier « as_fe_i_008_v10_code_pstopcat.zip ». Vous pouvez utiliser ce fichier si vous avez le logiciel SIEMENS « STARTER ». Le chapitre 6 « Code pour exemple » indique où vous pouvez commander ce logiciel.


! Attention

Tenez compte du fait que les paramètres stockés dans le fichier „as_fe_i_008_v10_code_pstopcat.zip“ se réfèrent au moteur avec frein d’arrêt que nous avons utilisé pour nos essais. Si vous utilisez un autre moteur, vous devez adapter les paramètres du MICROMASTER.

Pour des raisons de sécurité, le moteur avec le réglage d’essai des paramètres ne peut pas atteindre le régime maximal.

4.3 Câblage des appareillages de matériel

Condition requise: Les alimentations doivent être alimentées en courant alternatif à 230 V.

Vérifiez au préalable les adresses réglées aux appareillages de matériel mentionnés ci-dessous :


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Matériel Adresse à régler

Remarque

IM 151 High Feature

6 (Adresse PROFIBUS)

Peut être modifié

F-DI Position de

l’interrupteur: 1111111110

F-DO Position de l’interrupteur: 1111111101

Les adresses PROFIsafe sont attribuées automatiquement lors de la configuration des modules à sécurité intégrée dans STEP 7. Les adresses PROFIsafe de 1 à 1022 sont admissibles. Veillez à ce que l’adresse réglée sur l’interrupteur d’adresse (interrupteur DIL) côté module soit conforme à l’adresse PROFIsafe réglée dans la configuration matérielle de STEP 7.

Remarque L’interface DP de l’unité centrale 315F doit être câblée à l’interface DP de l’IM 151 HF.

Remarque Le diagramme suivant visualise le câblage du matériel. Vous verrez d’abord un tableau dans lequel sont numérotés les éléments de matériel à usage multiple pour que vous puissiez les identifier clairement dans le schéma de câblage montré à la page suivante.


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Remarque

Nous avons utilisé dans cet exemple un moteur avec frein d’arrêt (voir la page suivante). Les paramètres pour le MICROMASTER utilisés par nous tiennent compte de ce frein d’arrêt du moteur. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez renoncer au contacteur K3.



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L1

N

PE

PM-E

4 8

3 7

A 4

2 6

A 8

AUX1

4 8

2 6

3 7

A 4 A 8

AUX1

PM-E 2 DI HF

3 7

A 4

1 5

2 6

A 8

IM 151 HF

L L M M

1 5

2 6

3 7

4 8

A 4 A 8

A 3 A 7

9

1 0

1 1 1 5

1 2 1 6

A 12 A 16

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F-DI

1 5

2 6

3 7

4 8

A 4 A 8

A 3 A 7

9 1 3

1 0 1 4

1 1 1 5

1 2 1 6

A 12 A 16

A A 15

F-DO

Acquittement Démar-rage

Arrêt

Bouton d’arrêt

d’urgence

A1+

A2-

21

22 Contacteur

K1

A1+

A2-

21

22 Contacteur

K2

2 DI HF

1 5

2 6

3 7

A 4 A 8 2 DI HF

1 5

2 6

3 7

A 4 A 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12

Convertisseur fréqu. MICROMASTER

Contacteur K3

13

14

A1+

A2-

4321

5

2 DO HF

1 5

2 6

3 7

A 4 A 8

Contact porte de protection

(contact simulé)

1 3

1 4

PS 307 / CPU 315F


!

Avertis-sement

Le MICROMASTER doit être relié à la terre.

Remarque Afin de pouvoir télécharger le projet S7 vers l’UC 315F-2DP, il faut que l’interface MPI de votre App.d.progr./PC et l’interface MPI de l’UC 315F-2DP soient interconnectées (câble MPI).

Le circuit de charge est constitué comme suit :


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Le contacteur K3 est responsable de l’alimentation en tension du redresseur du courant du frein d’arrêt.

Remarque Tenez compte du fait que dans cet exemple le contacteur K3, contrairement aux contacteurs K1 et K2, est doté d’un contact à fermeture. Si vous ne souhaitez pas utiliser le frein d’arrêt du moteur, vous pouvez renoncer au contacteur K3.



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4.4 Contrôle du fonctionnement

Vous pouvez procéder au contrôle du fonctionnement des entrées et sorties utilisées :

• après avoir câblé l’appareillage de matériel

• après le téléchargement du projet S7 à la CPU F

• après le réglage des paramètres correspondants du MICROMASTER.

Entrées et sorties utilisées

N° Matériel Adr. Symbole

Signal (valeur de défaut)

Remarque

1 Touche (NO) E 0.0 START “0” Requête de démarrage 2 Touche (NF) E 0.1 STOP “1” Arrêt d’exploitation 3 Touche (NO) E 1.0 ACK “0“ Acquittement 4 Touche (NF) E 3.1 FDOOR “1” Simulation du contact de la

porte de protection 5 Contact auxiliaire du

contacteur (NF) E 1.1 K1_HELP “1“ Contacteur K1

6 Contact auxiliaire du contacteur (NF)

E 2.0 K2_HELP “1“ Contacteur K2

7 Bouton d’arrêt d’urgence (NF) E 3.0 ESTP “1“ Arrêt d’urgence 8 Micromaster A 0.0 MM “0“ Commande MICROMASTER 9 Bobine magnétique du

contacteur A 9.0 K1_K2 “0“ De A 9.0 à K1 et K2

Contrôle des entrées et sorties Condition requise: Les valeurs de défaut indiquées sous « Entrées et sorties utilisées » doivent être attribuées aux entrées et sorties.

Réaction N° Action

A 9.0 MICROMASTER Moteur 1 Appuyez sur et relâchez

ensuite le bouton poussoir E 1.0

“1“ Alimentation en tension via K1 et K2

Arrêté

2 Appuyez sur et relâchez ensuite le bouton poussoir E 0.0

“1“ EN Se met en route

3 Attendez que le moteur s’est mis en route

“1“ EN Tourne

4 Appuyez sur le bouton d’arrêt d’urgence E 3.0

“0“ (temporisé)

A l’arrêt du moteur, les contacteurs K1 et K2 retombent, le MICROMASTER est déconnecté du réseau (Catégorie d’arrêt 1).

Ralentit jusqu’à l’arrêt complet

5 Déverrouillez le bouton d’arrêt d’urgence et répétez les opérations n° 1à 3

“1“ Alimentation en tension via K1 et K2

Se met en route

6 Appuyez sur et relâchez ensuite le bouton poussoir E 3.1

“0“ La retombée des contacteurs K1 et K2 provoque la déconnexion immédiate du MICROMASTER et du moteur du réseau (Catégorie d’arrêt 0).


Remarque Un acquittement est nécessaire pour le redémarrage après un arrêt d’urgence, à la réception d’un signal en provenance du contact de la porte de protection simulée et au premier démarrage.

4.5 Paramètres importants réglés sur les appareillages de matériel

Pour vous donner une vue d’ensemble, quelques paramètres importants appliqués dans la configuration matérielle de STEP 7 seront illustrés par la suite. Ces paramètres peuvent être retrouvés dans le projet joint STEP 7. Il est en principe possible de modifier ces paramètres (par ex. selon les exigences individuelles), mais vous devez tenir compte du conseil suivant :

! Attention

Les paramètres mentionnés ci-après ont pour but de répondre aux exigences de la catégorie de sécurité 4 selon EN 954-1. Toute modification sur les paramètres risque de désactiver les fonctions de sécurité.


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Si vous effectuez des modifications (par ex. ajouter un module supplémentaire), il faut également modifier le code d’exemple.

Vue d’ensemble

L’adresse PROFIBUS doit être réglée au moyen de l’IM 151 HF par le biais de l’interrupteur DIL.

Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 Paramètres de l’UC 315F-2DP

Vous pouvez accéder aux paramètres correspondants en faisant un double-clic sur « CPU 315F-2 DP » (voir « Vue d’ensemble »).


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Figure Remarque

Valeur de défaut : 100 ms. Il faut veiller à ce que la période de surveillance des modules F soit plus longue que le délai de OB 35.

Ce paramètre peut être réglé dans le volet „Protection“. Il faut attribuer un mot de passe pour pouvoir établir le paramètre « CPU Contains Safety Program » (CPU contient programme de sécurité). C’est le seul cas où tous les modules F nécessaires seront générés lors de la traduction de la configuration matérielle de STEP 7 pour assurer le fonctionnement correct et sûr des modules F. Le mot de passe utilisé ici est : siemens

Mode réglé: „Mode d’essai“ En mode processus, les fonctions d’essai comme par ex. Surveiller/commander l’état du programme ou une variable sont limitées de manière à ce que la prolongation de la durée de cycle réglée ne soit pas dépassée. Les essais pour tester les points d’arrêt et l’exécution du programme étape par étape ne peuvent pas être effectués. En mode d’essai, toutes les fonctions d’essai, même celles qui peuvent entraîner des prolongations importantes de la durée de cycle, peuvent être utilisées sans restrictions via PG/PC. Remarque importante: Si la CPU se trouve en mode d’essai, vous devez assurer que la CPU ou le processus peut tolérer des prolongations importantes de la durée de cycle.


Paramètres des modules F-DI à sécurité intégrée Vous pouvez accéder aux paramètres correspondants en faisant un double-clic sur « 4/8 F-DI DC24V » (voir « Vue d’ensemble »).


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Figure Remarque

Le bouton d’arrêt d’urgence à deux canaux est alimenté en courant par le biais du module correspondant. Les exigences selon la catégorie 4 sont remplies grâce à la possibilité de détection d’un court-circuit. Cela nécessite que l’essai de court-circuit doit être activé.

DIL switch settings (Paramètres de l’interrupteur DIL ) Cette valeur doit être réglée au moyen du module (F-DI). F monitoring time (Période de surveillance F) Il faut veiller à ce que la période de surveillance F soit plus longue que le délai de OB 35.

Egalement accessible par le volet « Paramètres ». Le bouton d’arrêt d’urgence est raccordé à deux canaux du canal 0. Le contact simulé de la porte de protection (NF) est lu au canal 1. Tous les autres canaux non utilisés doivent être désactivés.

Attention

La surveillance d’une porte de protection selon la catégorie de sécurité est réalisée à l’aide de capteurs (voir les exemples fonctionnels de Safety Integrated n° 2, 3 et 4). Le bouton individuel raccordé ici simule dans cet exemple uniquement un signal qui, pour une meilleure visualisation, a été attribué à une porte de protection .

Arrêt d’urgence dans les catégories d’arrêt 0 et 1 pour des applications catégorie 4 selon EN 954-1 Paramètres des modules F-DO à sécurité intégrée

Vous pouvez accéder aux paramètres correspondants en faisant un double-clic sur « 4 F-DO DC24V/2A » (voir « Vue d’ensemble »).


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Figure Remarque

DIL switch settings (Paramètres de l’interrupteur DIL ) Cette valeur doit être réglée au moyen du module (F-DO). F monitoring time (Période de surveillance F) Il faut veiller à ce que la période de surveillance F soit plus longue que le délai de OB 35.

Activez le canal 0 utilisé pour la commutation des contacteurs du réseau K1 et K2, désactivez les canaux non utilisés. Le temps de relecture détermine la durée de l’opération de coupure du canal correspondant. Il est recommandé de régler un temps de relecture suffisamment long pour parer à la commutation de charges capacitives élevées par le canal correspondant. Nous vous recommandons de régler un temps de relecture le plus court possible, il faut cependant régler un temps assez long pour éviter que le canal de sortie ne soit passivé.

5 Données de référence de puissance

Mémoires de téléchargement et de travail (sans code source de programme) Total Modules standards S7 Modules F (à sécurité

intégrée)

Mémoire de téléchargement

env. 37,5 k env. 0,2 k env. 37,3 k

Mémoire de travail env. 28,2 k env. 0,09 k env. 28,1 k

Mémoires de téléchargement et de travail (avec code source de programme) Total Modules standards S7 Modules F (à sécurité

intégrée)

Mémoire de téléchargement

env. 47,1 k env. 1,0 k env. 46,1 k

Mémoire de travail env. 31,5 env. 0,4 k env. 31,1 k

Durée de cycle Durée totale d’un cycle (typique) env.

4 ms Programme standard et de sécurité

Durée d’exécution maxi du programme de sécurité

7 ms Le calcul est effectué à l’aide du tableau Cotia. Le chapitre 2 indique où vous pouvez trouver ces tableaux.



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6 Code pour exemple

Avant-propos Vous trouverez joint à ce document le projet STEP 7 sous forme de programme exemple à l’aide duquel vous pourrez repérer la fonctionnalité décrite ici.

Le code exemple est toujours attribué aux modules utilisés dans les exemples fonctionnels et répond aux exigences de fonctionnalité. D’autres présentations de problèmes allant plus loin doivent être réalisées par l’utilisateur, le code exemple peut servir de programme de base.

Mot de passe Le mot de passe à taper pour accéder à tous les modules de sécurité est à chaque fois siemens.

Utilisation du projet STEP 7 Un moteur peut être démarré en appuyant sur un bouton (NO) à l’aide du MICROMASTER. Celui-ci peut être arrêté des manières suivantes :

1. Arrêt voulu via un bouton (NF)

2. Arrêt à sécurité intégrée via un bouton (NF) simulant le contact d’une porte de protection (Catégorie d’arrêt 0).

3. Arrêt à sécurité intégrée via un bouton d’arrêt d’urgence selon la catégorie d'arrêt 1.

Téléchargement Pour appeler le fichier de projet correspondant, ouvrez le fichier « as_fe_i_008_v10_code_cstopcat.zip » proposé pour un téléchargement individuel (à la page HTML) et copiez-le dans un répertoire quelconque.

Afin de pouvoir télécharger le projet S7 vers la CPU F, procédez de la manière suivante:

• Téléchargez d’abord la configuration matérielle dans la CPU S7

• Changez ensuite au SIMATIC Manager.

• Activez le dossier « Modules »

• Menu « Outils » -> Traiter le programme de sécurité

• Cliquez sur le bouton « Télécharger »

Le code exemple avec les configurations indiquées offre les options suivantes :

• Un moteur est arrêté au moyen d’un bouton (NF) simulant le contact d’une porte de protection (catégorie d’arrêt 0).

• Un moteur est arrêté au moyen d’un bouton d’arrêt d’urgence (NF/NF) selon la catégorie d’arrêt 1.


Remarque Si vous souhaitez utiliser nos réglages des paramètres pour le MICROMASTER ("as_fe_i_008_v10_code_pstopcat.zip"), vous avez besoin du logiciel SIEMENS „STARTER“ que vous pouvez téléchargez gratuitement dans l’Internet. Le lien correspondant est le suivant :

Lien : www.siemens.de/automation/service&support

Puis, cliquez sur le lien “Download” (Téléchargement) et introduisez « Starter » comme mot de recherche.

Des projets anciens (*.mcp) peuvent être convertis en un projet actuel pour y permettre un traitement ultérieure. Sélectionnez dans le volet le projet Starter et confirmez par OK. Le projet est alors converti, d’éventuelles erreurs apparaîtront dans l’affichage des détails.

Déroulement du programme Le programme utilisateur standard se compose de deux réseaux dans l’OB 1:

Réseau 1


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Le bit mémoire „FEEDBACK“ analyse les relectures des signaux en provenance des contacteurs K1 et K2. Dans le programme de sécurité, « FEEDBACK » est utilisé comme paramètre d’entrée du FB „F_FDBACK“. Le module FB „F_FDBACK“ est un module certifié de la bibliothèque de Distributed Safety destiné à la surveillance des relectures des signaux.

L’information du bit mémoire FEEDBACK est lue par le programme de sécurité comme bit mémoire FEEDBACK1. Cette attribution est effectuée par l’horloge de surveillance OB35 pour la raison suivante :

Si vous souhaitez lire des données du programme utilisateur standard (bit mémoire ou périphérie d’entrée/sortie de la périphérie standard) depuis le programme de sécurité (ici: FEEDBACK) qui peuvent être modifiées par le programme utilisateur standard ou par un système de commande et de supervision pendant la durée d’exécution du module F, vous devez utiliser pour cela des bits mémoires individuels (ici: FEEDBACK1). Ces bits mémoires doivent être écrasés par des données en provenance du programme utilisateur standard juste avant que l’exécution du module F ne soit lancée. Depuis le programme de sécurité, vous ne devez avoir recours qu’à ces bits mémoires.

Dans le présent exemple, ce procédé a déjà été réalisé. En général, il vaut pourtant ce qui suit :

Remarque Si vous ne tenez pas compte des instructions mentionnées ci-dessus, il est possible que la CPU F s’arrête.

http://www.siemens.de/automation/service&support


Réseau 2


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C’est dans le réseau 2 que sont émis les signaux de démarrage (START) et d’arrêt de service (STOP). Pour cela, la sortie du module de sortie standard MM est initialisée / remise à zéro. Cette sortie est connectée au MICROMASTER. Avec le signal MM=“1“ le MICROMASTER reçoit la commande de démarrer le moteur, MM=“0“ a pour effet que le MICROMASTER ralentit le moteur jusqu’à l’arrêt.

Tant que le signal „1“ est présent à l’entrée R (remise à zéro) de la bascule, MM=“0“, même après avoir appuyé sur le bouton de démarrage, car la fonction Réinitialiser est prioritaire pour ce type de de bascule.


Le programme de sécurité se déroule de la manière suivante :


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FB „Safety_PRG“ (FB 1, DB 1) Réseau 1

Un acquittement (flanc négatif de ACK) signifie que #Q_ESTP et #Q_FDOOR prennent les deux la valeur „1“ (Condition requise : Bouton d’arrêt d’urgence déverrouillé et contact de porte de protection simulé FDOOR=“1“). Il en résulte l’excitation des contacteurs K1 et K2 dans le réseau 2 et l’alimentation du MICROMASTER en tension.

Si, lors du service normal, la porte de protection est ouverte (simulé par FDOOR), FDOOR prend la valeur “0“ et ainsi Q_FDOOR=“0“, ce qui provoque la retombée immédiate des contacteurs K1 et K2 dans le réseau 2. L'entraînement est alors immédiatement coupé du réseau. (catégorie d'arrêt 0).


Si, lors du service normal, le bouton d’arrêt d’urgence est appuyé (ESTP=“0“), le paramètre #Q_ESTP est remis à zéro au bout du temps réglé sur PT. Ce temps doit être réglé de manière à ce que le moteur soit arrêté après son écoulement. Ce n’est qu’à ce moment-là que l'entraînement dans le réseau 2 est coupé du réseau d’alimentation (catégorie d'arrêt 1).

Réseau 2 Le module de fonctions FB “Safety_PRG” (FB1, DB1) appelle d’abord le module FB “F_FDBACK” (FB216, DB216). Le FB 216 est un module certifié de la bibliothèque de Distributed Safety, disponible à partir de la version 5.3.


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Remarque Avant d’ajouter le module d’application F_FDBACK, le module

d’application F_TOF stocké dans le conteneur de modules F-Application Blocks\Blocs de la bibliothèque F Distributed Safety (V1) doit être copié au conteneur de modules de votre programme S7 au cas où celui-ci n’y serait pas encore disponible. (dans notre exemple, le copiage a déjà été effectué).

! Avertis-sement

Si vous utilisez le module d’application F F_FDBACK, le module d’application F_TOF doit garder le numéro FB 186. La numérotation ne doit pas être changée !


Le signal d’acquittement ACK a pour tâche l’acquittement après le dépassement du temps de rétroaction FDB_TIME (au FB 216).

La sortie Q est réglée sur 1 dès que l’entrée ON est sur 1. Pour cela, l’entrée de relectures FEEDBACK doit être réglée sur 1 et aucune erreur de relectures ne doit être enregistrée. Dans cet exemple, cela provoque l’excitation des contacteurs K1 et K2, ce qui a pour effet l’alimentation en tension du MICROMASTER.

Une erreur de relecture ERROR = 1 est détectée si la relecture du signa à l’entrée FEEDBACK (vers la sortie Q) ne prend pas le même état de signal présent à l’entrée ON à l’intérieur du temps de relecture maximal admissible FDB_TIME.

Afin d’assurer qu’aucune erreur de relecture ne soit détectée lors de la passivation de la périphérie F commandée par la sortie Q et que l’acquittement ne soit pas nécessaire, la variable QBAD du bloc de données de la périphérie F correspondante doit être disponible à l’entrée QBAD_FIO.

Avec F_GLOBDB.VKE1 à l’entrée ACK_NEC, le signal prend la valeur « 1 ». Ce réglage requiert un acquittement à l’entrée ACK à l’apparition d’une erreur (ERROR=“1“).


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Remarque Le F-Global-DB (F_GLOBDB) permet de régler les variables „VKE0“ ou „VKE1“. Celles-ci peuvent être utilisées dans le programme de sécurité pour alimenter des paramètres lors de l’appel de modules, si vous avez besoin des constantes logiques „0“ et „1“.

Réseau 3 FC „REINTEGRATION“ (FC 2) Le réseau 3 du FB 1 appelle le module FC 2 par lequel a lieu la réintégration en cas d’une passivation des modules F-DI ou F-DO. Un bit mémoire REINT est prévu pour le module F-DO qui permet de réintégrer le module à l’aide d’un flanc positif.

! Avertis-sement

Dans cet exemple, la réintégration de modules passivés s’effectue automatiquement. Veillez à n’utiliser cette fonction de réintégration automatique pour vos applications que si aucun danger ne peut en résulter.

Si un module est passivé, la led « SF » (erreur système) située au module correspondant s’allume. L’opération de réintégration d’un module F va durer environ 1 minute.



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Mode d’emploi Condition requise:

• La configuration matérielle et le programme de sécurité doivent se trouver dans CPU S7.

• Le bouton d’arrêt d’urgence doit être déverrouillé.

• Les modules F-DI / F-DO ne doivent pas être passivés.

Les tableaux suivants décrivent le fonctionnement :

N° Action Résultat / Remarque

1 Appuyez sur le bouton d’acquittement (NO), puis relâchez-le.

Nécessaire avant le premier démarrage Les contacteurs K1 et K2 s’excitent et alimentent le MICROMASTER en tension.

2 Appuyez sur le bouton de démarrage (NO), puis relâchez-le.

La sortie MM du module de sortie numérique est initialisée. C’est ainsi que le MICROMASTER reçoit le signal de démarrage du moteur. Le MICROMASTER met en route le moteur selon le réglage des paramètres.

3 Appuyez sur le bouton (NF) simulant le contact de la porte de protection, puis relâchez-le.

Les contacteurs K1 et K2 retombent. Le MICROMASTER et le moteur sont coupés du réseau (catégorie d'arrêt 0).

4 Répétez les opérations n° 1 et 2 5 Appuyez sur le bouton d’arrêt

d’urgence La sortie MM du module de sortie numérique est remise à zéro. C’est ainsi que le MICROMASTER reçoit le signal d’arrêt du moteur. Le MICROMASTER ralentit le moteur selon le réglage des paramètres jusqu’à son arrêt complet. Les contacteurs K1 et K2 retombent et déconnectent l’entraînement du réseau.

Remarque Un acquittement est nécessaire pour le redémarrage après un arrêt d’urgence, à la réception d’un signal en provenance de la porte de protection simulée et au premier démarrage.

Alternative La bibliothèque de Distributed Safety offre un module de fonctions contenant les catégories d’arrêt FB „F_ESTOP1“ (FB 215). Grâce à ce module de fonctions, vous pouvez réaliser un arrêt d’urgence selon les catégories d'arrêt 0 et 1.



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