XPSMF1DI1601 Módulo de Entrada Remota Manual do Hardware

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XPSMF1DI1601 Módulo de Entrada Remota

Manual do Hardware

07/2007

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índice

Instruções de segurança . . . 5

Acerca deste manual . . . 7

Capítulo 1 Aspectos Gerais: XPSMF1DI1601 . . . 9

Tópicos . . . 9

Introdução . . . 10

Representação . . . 11

Dimensões . . . 12

Instalação . . . 14

Capítulo 2 Aplicação e Função . . . 25

Tópicos . . . 25

Primeiro Funcionamento . . . 26

Aplicação. . . 27

Função . . . 28

Teste Offline . . . 39

Capítulo 3 Descrição do Equipamento . . . 41

Tópicos . . . 41

Elementos da Caixa . . . 42

Botão Reiniciar . . . 45

Comunicação . . . 46

LEDs . . . 50

Cablagem . . . 53

Endereço IP e Sistema ID . . . 55

SafeEthernet . . . 56

Condições de Funcionamento. . . 62

Características Técnicas . . . 65

Itens Adicionais . . . 69

(4)

Anexos . . . 71

Tópicos . . . 71

Anexo A Esquemas de Ligação, Exemplos de Aplicação e Códigos de Erro . . . 73

Tópicos . . . 73

Códigos de Erro . . . 74

Exemplos de Cablagem. . . 76

Configuração de Interfaces Ethernet . . . 79

Glossário . . . 83

Índice

remissivo

. . . 87

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§

Instruções de segurança

Informações importantes

AVISO Leia estas instruções atentamente e observe o equipamento para se familiarizar com o dispositivo antes de tentar instalá-lo, utilizá-lo ou repará-lo. As seguintes mensagens especiais podem aparecer ao longo desta documentação ou no equipamento para avisar dos potenciais perigos ou para chamar a atenção para informações que clarifiquem ou simplifiquem um procedimento.

A inclusão deste símbolo numa etiqueta de segurança de Perigo ou Aviso indica que existe um risco de electrocussão que pode provocar acidentes pessoais se não seguir as instruções.

Este é o símbolo de alerta de segurança. É utilizado para o avisar de potenciais perigos de acidentes pessoais. Obedeça a todas as mensagens de segurança que aparecem a seguir a este símbolo para evitar eventuais acidentes pessoais ou a morte.

PERIGO indica uma situação de perigo iminente que, se não for evitada, provocará a morte ou ferimentos graves.

PERIGO

AVISO indica uma situação de perigo potencial que, se não for evitada, pode provocar a morte, ferimentos graves ou danos no equipamento.

AVISO

CUIDADO indica uma situação de perigo potencial que, se não for evitada, pode originar ferimentos ou danos no equipamento.

CUIDADO

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Instruções de segurança

TENHA EM ATENÇÃO O SEGUINTE

O equipamento eléctrico só deve ser instalado, utilizado e reparado por técnicos especializados. A Schneider Electric não assume qualquer responsabilidade por quaisquer consequências decorrentes da utilização deste material.

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Acerca deste manual

Apresentação

Objectivo do documento

Este manual descreve o módulo de entrada remota XPSMF1DI1601.

As seguintes descrições XPSMF1DI1601 estão incluídas neste manual:

z dimensões e instalação

z aplicação e função

z descrição do equipamento

z exemplos de aplicação

Ãmbito de aplicação

O módulo de entrada remota XPSMF1DI1601 foi testado e certificado pela TÜV relativamente à segurança funcional de acordo com a CE e os standards listados em baixo.

z TÜV Anlagentechnik GmbH Automation, software e tecnologia de informação Am Grauen Stein 51105 Köln

z Certificado e relatório de teste Nº 968/EZ 128.04/03 Dispositivos de automatização relacionados com segurança

HIMatrix F1DI1601

z Normas internacionais:

z IEC 61508, partes 1-7: 2000, até SIL 3

z EN 954-1: 1996, até Categoria 4

z EN 298: 1994

z NFPA 8501:1997

z NFPA 8502: 1999

z EN 61131-2: 1994 e A11: 1996, A12: 2000

z EN 61000-6-2: 2000, EN 50082-2: 1996, EN 50081-2: 1993

z Normas nacionais:

z DIN V VDE 0801: 1990 e A1: 1994

z DIN V 19250: 1994, até RC6

z DIN VDE 0116: 1989, prEN 50156-1: CDV 2000

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Acerca deste manual

O software de programação correspondente é XPSMFWIN. O software é executável em Microsoft Windows 2000/XP. O software ajuda o utilizador a criar programas relacionados com segurança e a trabalhar com o Sistema Electrónico Programável (PES).

Avisos relativamente ao(s) produto(s)

A Schneider Electric não assume qualquer responsabilidade por erros que possam surgir neste documento. Se tiver qualquer sugestão relativa a aperfeiçoamentos ou alterações ou encontrou algum erro nesta publicação, notifique-nos.

Não é permitida a reprodução de qualquer excerto deste documento, seja por meio electrónico ou mecânico, incluindo fotocópias, sem autorização por escrito da Schneider Electric.

Todos os regulamentos relevantes, sejam estatais, regionais ou locais, devem ser tomados em consideração quando instalar e utilizar este produto. Por razões de segurança e para assegurar compatibilidade com os dados documentados do sistema, a reparação de componentes deverá ser efectuada apenas pelo fabricante.

A não utilização de software Schneider Electric ou software aprovado, com os nossos produtos de hardware poderá resultar em danos pessoais ou mau funcionamento.

A não observância dos avisos relacionados com a segurança deste produto poderá resultar em danos pessoais ou no equipamento.

Comentários utilizador

Envie os seus comentários para o endereç;o de correio electrónico [email protected]

Nota: A declaração de conformidade é fornecida com a embalagem do produto.

Todos os aparelhos foram rotulados com o símbolo CE.

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1 Aspectos Gerais: XPSMF1DI1601

Tópicos

Aspectos Gerais Este capítulo contém os aspectos gerais do módulo de entrada remota XPSMF1DI1601.

Conteúdo deste capítulo

Este capítulo inclui os seguintes tópicos:

Tópico Página

Introdução 10

Representação 11

Dimensões 12

Instalação 14

(10)

Aspectos Gerais

Introdução

Módulo de Entrada Remota de Segurança XPSMF1DI1601

O XPSMF1DI1601 é um módulo de entrada remota de segurança que funciona com a gama do PLC de Segurança XPSMF e não contém um programa de utilizador. Foi concebido para monitorizar as funções de segurança até à Categoria de segurança 4, de acordo com EN 954-1 e SIL 3 e de acordo com IEC 61508 e é utilizado para expandir um PLC de Segurança. O XPSMF1DI1601 é um módulo de entrada remota de segurança compacto numa caixa de metal com 16 entradas digitais programáveis e 4 saídas de impulso.

O módulo de entrada remoto de segurança é um produto altamente visível graças à caixa de cor vermelha. A taxa de protecção de entrada geral do produto é IP 20.

O XPSMF1DI1601 é um produto extremamente versátil e pode ser utilizado em todas as áreas de uma fábrica. Nas áreas em que as condições são severas, explosivas ou geralmente perigosas, está disponível a protecção extra na forma de delimitação para optimizar o desempenho do produto, prolongar a sua vida útil e melhorar a segurança em cada ambiente de fábrica. O XPSMF1DI1601 é um módulo de entrada remoto de segurança muito potente e é muito fácil de programar e instalar.

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Aspectos Gerais

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Representação

Vista Dianteira A seguinte imagem apresenta a vista dianteira do módulo de entrada remota XPSMF1DI1601:

24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL

1 10/100BaseT10/100BaseT2

HIMA

L-L- L+L+ DI

LS+ 9 10 11 12 L- 13 1415 16 1718

TO L- 1 2 3 4L-

25 26 27 28 29 30 DI

LS+13 14 15 16L-

19 20 21 22 23 24

HIMatrix _F1

^{by HIMA}_DI

18 17 16 15 14 13 L- L-L+ L+

DI LS+ 5 6 7 8 L-

7 8 9 1011 12

DI LS+ 1 2 3 4 L-

1 2 3 4 5 6

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

30 29 28 27 26 25 24

23 22 21 20 19

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Aspectos Gerais

Dimensões

Aspectos gerais do

XPSMF1DI1601

A seguinte secção contém informação sobre as dimensões do módulo de entrada remoto de segurança XPSMF1DI1601, apresentando a vista dianteira e lateral.

Dimensões da Vista Dianteira

A seguinte imagem apresenta as dimensões da vista dianteira do módulo de entrada remota de segurança:

mm inch

149

152 5.87

5.98 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL

HIMA

L-L- L+L+ DI

LS+ 9 10 11 12 L- 13 1415 16 1718

TO L- 1 2 3 4L-

25 26 27 28 29 30 DI

LS+13 14 15 16L-

19 20 21 22 23 24

HIMatrix _F1

^{by HIMA}_DI

18 17 16 15 14 13 L- L- L+ L+

DI LS+ 5 6 7 8 L-

7 8 9 1011 12

DI LS+ 1 2 3 4 L-

1 2 3 4 5 6

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

30 29 28 27 26 25 24

23 22 21 20 19

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Aspectos Gerais

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Dimensões da Vista Lateral

A seguinte imagem apresenta as dimensões da vista lateral do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

28,5

62

76

37 109 113

3

mm inch

1.12

2.44

2.99

0.12

0.12

1.46 4.29 4.45

77 3.03

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Aspectos Gerais

Instalação

Introdução O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 pode ser instalado em bases de montagem e em compartimentos fechados, como estações de controlo, todas as caixas de terminais e prateleiras de controlo. O XPSMF1DI1601 foi desenvolvido de acordo com todos os padrões aplicáveis para os requisitos EMC, climatéricos e ambientais.

Procedimento A montagem do módulo de entrada remota requer os seguintes passos:

Passo Acção

1 Puxar a mola de desengate rápido para baixo.

2 Posicionar o módulo de entrada remota numa calha DIN.

3 Solte a mola.

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Aspectos Gerais

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Montagem do Módulo de Entrada Remota

Monte o módulo de entrada remota na posição horizontal (de modo a que o logótipo F1DI no painel frontal fique virado para o utilizador) para que haja ventilação suficiente. Recomendamos que não monte o módulo de entrada remota na vertical, porque neste caso seriam necessárias medições adicionais para garantir que o dispositivo não se desloque.

A distância mínima em relação a qualquer dispositivo mais próximo de outro fabricante é a seguinte:

z espaço vertical mínimo de 100 mm (3.93 in.),

z espaço horizontal mínimo de 20 mm (0.78 in.).

Folgas mínimas para o módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 (Dispositivos Compactos):

HIMA

HIMatrix

F30

by HIMA

HIMA

HIMatrix

F3

by HIMA

mm inch

20 0.79

100 3.94

HIMA

HIMatrix

F31

by HIMA

HIMA

HIMatrix

F3

by HIMA

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Aspectos Gerais

Para mais informações sobre a temperatura de funcionamento, ver Dados Técnicos, p. 67.

Nota: A instalação deve ser feita de forma a que

z o dispositivo não fique sujeito a emissões de calor dos dispositivos mais próximos e

z que os dispositivos com interferências elevadas de EMC não afectem o XPSMF1DI1601.

A emissão de calor e a compatibilidade electromagnética (EMC) devem ser verificadas nos dispositivos de outros fabricantes para assegurar que a operação do dispositivo de saída remota não é afectada por qualquer dispositivo externo.

Também tem de ser levado em conta o espaço geral de instalação para todos os cabos, de forma a garantir uma ventilação suficiente. Podem ser tomadas outras medidas adicionais, tais como adicionar ventoinhas de extracção de calor, se a caixa do produto começar a aquecer.

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Aspectos Gerais

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Circulação do Ar As ranhuras de ventilação na caixa não podem estar tapadas. Na instalação de XPSMF1DI1601 certifique-se de que a altura das condutas de cabos não exceda 40 mm (1.57 in.). Caso a conduta de cabo tenha uma altura superior a 40 mm (1.57 in.), devem ser colocados espaçadores atrás da calha din. A ilustração abaixo mostra um exemplo para a utilização de espaçadores.

Utilização de condutas de cabos com montagem horizontal de dispositivos compactos em calhas:

mm inch

100 3.94

Dispositivo compacto

Dispositivo compacto Conduta do cabo

100 3.94

Espaçador 1.57

40

1.57 40

C A

1 2

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Aspectos Gerais

Instalação com espaçadores:

O comprimento do espaçador necessário é calculado do seguinte modo:

C = A - 40 mm (1.57 in).

C = comprimento do espaçador A = altura da conduta de cabo

Se estiverem instalados mais do que dois dispositivos (mesmo quando a folga vertical mínima de 100 mm (3.94 in.) é observada) um em cima do outro, são necessárias medidas adicionais de ventilação para garantir uma distribuição homogénea da temperatura. A ilustração abaixo apresenta a folga mínima no caso de não estarem instaladas calhas DIN nos espaçadores.

N.º Descrição

1 A altura das condutas de cabos é inferior a 40 mm (1.57 in.).

2 A altura das condutas de cabos é superior a 40 mm (1.57 in.).

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Aspectos Gerais

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As imagens seguintes mostram a folga mínima entre os módulos de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

mm inch

80 3.15

80 3.15 HIMA

HI M atrix F3

^{by H}

IMA HIMA

HIM atr ix F31

by HIMA

1.57 40

1 2

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Aspectos Gerais

Folga mínima entre os módulos de entrada remota de segurança e os PLCs de Segurança:

Em superfícies de montagem aberta, o cumprimento da folga mínima e a verificação da circulação de ar desimpedida ajudará a manter uma temperatura óptima de funcionamento.

1 Instalação com espaçadores: a altura das condutas de cabos é superior a 40 mm (1.57 in); a separação vertical aumenta.

2 O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 é montado verticalmente.

Nota: São necessários meios adicionais para assegurar que o dispositivo de saída remota não deslize para baixo durante a operação; qualquer movimento pode causar uma tensão na cablagem.

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Aspectos Gerais

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Calor O aumento da integração de componentes electrónicos em partes mais pequenas permite uma elevada dissipação de calor numa pequena área de superfície. A quantidade de calor produzido depende da carga externa do dispositivo.

Dependendo da concepção do dispositivo, a instalação, localização de concepção, circulação do ar e as condições ambientais provocam um impacto muito

significativo na temperatura de funcionamento do produto.

É importante cumprir as condições ambientais aprovadas quando instalar o aparelho. Uma temperatura de funcionamento reduzida prolonga a vida útil do aparelho e aumenta a fiabilidade dos componentes instalados.

Se o XPSMF1DI1601 necessitar de um revestimento adicional para aumentar a protecção de entrada, a caixa de protecção tem de ser concebida de forma a que o calor gerado no seu interior se possa dissipar da superfície da protecção. O tipo de protecção e localização da instalação seleccionada tem de permitir uma fácil dissipação de calor. Se possível, deve ser utilizada uma ventoinha para garantir a circulação do ar.

FUNCIONAMENTO DE EQUIPAMENTO NÃO INTENCIONAL

O calor excessivo pode resultar no funcionamento de saída inesperado.

Siga todas as instruções de montagem e espaçamento fornecidas.

A não observância destas instruções pode provocar a morte, ferimentos graves, ou danos no equipamento.

Nota: Pode ser utilizada uma protecção adicional para aumentar a protecção de entrada do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601.

AVISO

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Aspectos Gerais

A área de superfície da protecção A é calculada dependendo do tipo de montagem ou instalação, como se segue:

A tabela seguinte é utilizada para calcular o tamanho de protecção recomendado para a montagem do XPSMF1DI1601:.

Instalação da caixa Cálculo de A [m²] (1m²=10.76ft²) Caixa única, livre de todos os lados A = 1,8 x A x (L + P) + 1,4 x L x P

Caixa única para montagem na parede

A = 1,4 x L x (A + P) +1,8 x A x P

Caixa de extremidade sem apoio A = 1,4 x P x (L + A) +1,8 x L x A

Caixa de extremidade para montagem na parede

A = 1,4 x A x (L + P) + 1,4 x L x P

Caixa central sem apoio A = 1,8 x L x A + 1,4 x L x P + A x P

Caixa central para montagem na parede

A = 1,4 x L x (A + P) + A x P

Caixa central para montagem na parede, superfície superior coberta

A = 1,4 x L x A + 0,7 x L x P + A x P

A a área de superfície da protecção L largura

A altura P profundidade

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Aspectos Gerais

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Convecção Interna

Com a convecção de calor interna, o calor é dissipado para o exterior através das paredes da caixa. Isto é possível quando a temperatura ambiente é inferior à temperatura no interior da caixa.

A tabela seguinte descreve as variáveis utilizadas para calcular a convecção interna:

* (1m²= 10.76ft²)

O aumento da temperatura máxima de todos os dispositivos electrónicos que se encontram dentro da caixa é calculado do seguinte modo:

A dissipação de energia P_v pode ser calculada com base nos valores da energia eléctrica do controlador, as suas entradas e saídas.

Variável Descrição

P_v [W] saída de calor (dissipação de calor) dos componentes electrónicos A [m²]* área de superfície efectiva da caixa

k [W/m² K]* o coeficiente de transferência de calor da caixa (por ex., Folha de aço: aproximadamente 5,5 W/m² K)*

ΔT

( )máx Pv k•A ---

=

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Aspectos Gerais

Estado da Temperatura/

Temperatura de Funcionamento

Os módulos de saída remota foram concebidos para funcionar com a temperatura máxima de 60^oC (140^oF). Os estados de temperatura em módulos únicos e PLC são avaliados através do módulo CPU ou da CPU do dispositivo de saída remota para sistemas compactos. O estado da temperatura de um módulo particular ou PLC é medido por um sensor. O sensor monitoriza o estado da temperatura do dispositivo de saída remota automática e continuamente.

A tabela seguinte mostra as amplitudes em que o estado da temperatura indica a temperatura medida:

Estado da temperatura Temperatura elevada indica o seguinte:

temperatura de funcionamento = temperatura máx. (delta T) máx. + temperatura ambiente >= 60^oC (140^oF).

Neste caso, suporte a convecção interna adicionando grelhas para o ar ou aumentando o espaço livre entre os dispositivos de saída remota.

Estado da temperatura Temperatura muito elevada indica o seguinte:

temperatura de funcionamento = temperatura máx. (delta T) máx. + temperatura ambiente >= 70^oC (158^oF).

Neste caso, suporte a convecção interna integrando elementos de refrigeração activos adicionais (ventoinha, dispositivos de refrigeração, etc.) ou aumentando o espaço livre em torno dos dispositivos de saída remota.

Se o sensor indicar um aumento da temperatura acima do limite crítico, o estado da temperatura é alterado. Os estados da temperatura podem ser avaliados através do sinal do sistema Estado da Temperatura do XPSMFWIN.

Amplitude da Temperatura Estado da Temperatura Sinal de Sistema de Estado da Temperatura

<60^o(140^oF) Normal 0x00

60ôC (140ôF) a 70ôC (158ôF)

Temperatura elevada 0x01

>70ôC (158ôF) Temperatura muito elevada 0x03 Regresse a 64ôC (147.2ôF) Temperatura elevada 0x01

Regresse a <54^oC (129.2^oF) Normal 0x00

Nota: A diferença em amplitudes de aumento e diminuição de temperatura é resultado da histerese do sensor que é igual a 6^oC (10.8^oF).

(25)

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2 Aplicação e Função

Tópicos

Aspectos Gerais Este capítulo descreve a aplicação e função do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601.

Primeiro Funcionamento 26

Aplicação 27

Função 28

Teste Offline 39

(26)

Aplicação e Função

Primeiro Funcionamento

Aspectos Gerais A secção seguinte contém informação sobre o primeiro funcionamento do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601.

Primeira Ligação à Alimentação

A tabela seguinte descreve os procedimentos da primeira ligação à alimentação do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

Etapa Descrição

1 O LED de Alimentação (verde) fica aceso durante 0,5 seg.

2 Todos os LEDs ficam acesos durante 5 seg.

3 O LED 24V CC fica aceso.

O LED de Programa (cor-de-laranja) pisca.

PERIGO DE CHOQUE ELÉCTRICO, EXPLOSÃO OU ARCO ELÉCTRICO Desligue toda a alimentação antes de efectuar manutenções ao equipamento.

A não observância destas instruções resultará em morte, ou ferimentos graves.

PERIGO

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Aplicação

Aspectos Gerais O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 está certificado de acordo com as seguintes normas:

z SIL 3, de acordo com IEC 61508

z Categoria 4, em conformidade com EN 954-1

z IEC 61131-2

z prEN 501156

z DIN V 19250 até RC 6

z NFPA 8501, NFPA 8502

A vasta gama de hardware e transmissão segura de dados permitem ao sistema ser optimizado de forma a se adequar a estruturas de instalações antecipadas ou existentes.

Os trabalhos em rede relacionados com o dispositivo de entrada remota são efectuados na Ethernet, através de SafeEthernet, baseada em tecnologia Ethernet padrão e certificada quanto a TÜV/BG. A SafeEthernet transmite dados

relacionados com segurança até 100 Mbit/s half duplex e 10 Mbit/s full duplex e suporta a utilização da gama completa de funções Ethernet para aplicações de rede.

Uma combinação de PLC de Segurança de alta velocidade e um protocolo de bus de segurança de alta velocidade (SafeEthernet) oferece novos níveis de

flexibilidade para soluções de processamento automático.

Os limites actuais do sistema relacionados com conceitos de automatização de segurança estão a desaparecer. Está a ser criada uma plataforma para soluções com base numa aplicação efectiva.

Caraterísticas essenciais do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

z Certificação até SIL 3, de acordo com IEC 61508.

Categoria 4, EN 954-1.

z Comunicação via SafeEthernet e Modbus.

z Versatilidade. Pode utilizar o módulo de entrada remota em todas as condições ambientais com equipamento adicional.

z Configuração de rede rápida e fácil.

z Interfaces de fácil utilização.

(28)

Função

Aspectos Gerais Esta secção descreve as funções do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601.

Diagrama de Blocos

O diagrama seguinte é um diagrama de blocos do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

Segue-se uma breve descrição dos componentes do diagrama:

z Entradas: 16 entradas digitais

z Saídas: 4 saídas de impulso (não utilizar como saídas standard)

z Sistema de processador duplo

z Unidade de controlo de monitorização

z Interruptor de 2 portas com uma função auto cross-over incorporada, que permite a utilização do cabo 1:1 e cabo cross-over

z 2 fichas RJ 45 para cabo 1:1 ou cabo cross-over

4 saídas de

impulso TO 1

TO 4 .

. Monitorização

Sistema de processador

duplo

Interruptor

RJ 45 RJ 45 16

entradas digitais DI 1

DI 16 . .

(29)

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Controlo da Linha

O Controlo da Linha é um sistema de monitorização de curto-circuito e quebra de linha, por ex., para Controlo de Paragem de Emergência (categoria 4, de acordo com EN 954-1), que pode ser configurado no sistema do XPSMF1DI1601. As saídas digitais TO1 a TO4 podem ser ligadas às entradas digitais DI do mesmo sistema.

O diagrama seguinte mostra a ligação das saídas e entradas digitais:

O gráfico temporal acima mostra a variação de dois canais de impulso. Quando ligadas, as entradas do sistema aguardam o valor específico de impulso. Se o impulso não for recebido ou for recebido um impulso alternado, o sistema definirá automaticamente a saída do sistema específico para o estado "zero" seguro. Se existir uma quebra de linha, curto-circuito ou sinal alternado, o FAULT LED na frente do dispositivo I/O remoto piscará repetidamente até o problema ser resolvido. O sistema ligará depois novamente todas as saídas de impulso de forma cíclica.

SAÍDAS DE IMPULSO

As saídas de impulso não podem ser utilizadas como saídas relacionadas com segurança!

[1]

TO

[5]

DI Emergência

DESLIGADA 1 (E-stop)

[2]

[6]

Emergência DESLIGADA 2 (E-stop)

T1 T2

S1_1 S1_2

[3]

TO

[7]

DI

[4]

[8]

T3 T4

S2_1 S2_2

T1

t configurável 500...2000μs

T2 configurável 500...2000μs

AVISO

(30)

Podem ocorrer as seguintes falhas:

z Curto-circuito entre 2 linhas paralelas

z Mudança de 2 linhas, por ex., DO 2 a DI 7 (configurado) e DO 2 a DI 6 (ligado por fio)

z Falha de terra numa das linhas (apenas com o pólo de referência ligado à terra)

z Quebra de linha

z Abertura dos contactos (por ex., um dos interruptores de Paragem de Emergência é accionado)

Se ocorrer alguma das falhas,

z o FAULT LED no painel frontal do módulo de entrada remota fica aceso,

z as saídas são definidas para 0 e

z é gerado o código de falha.

Nota: O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 foi concebido segundo o princípio de desactivação para accionamento. Se ocorrer uma falha, os sinais de entrada e de saída revertem para estados livres de voltagem e de corrente para garantir um funcionamento seguro.

(31)

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Entradas Digitais Relacionadas com Segurança

O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 possui 16 entradas digitais. Os 16 LED (DI) indicam o estado das entradas.

Fontes de 24V à prova de curto-circuito alimentam contactos de sensores livres de potencial com LS+. Uma fonte de voltagem fornece energia a um grupo de quatro sensores.

As fontes de sinal com a sua alimentação dedicada também podem ser ligadas em vez dos contactos. O pólo de referência da fonte de sinal tem depois de ser ligado ao pólo de referência da entrada (L-).

O estado seguro da entrada é indicado por um sinal 0 que é passado para a lógica do programa do utilizador. Se as rotinas de teste detectarem uma falha nas entradas digitais, é processado um sinal 0 no programa do utilizador para o canal com avaria, de acordo com o princípio de desactivação para accionamento. O FAULT LED fica, então, aceso.

O princípio de desactivação para accionamento deve ser utilizado com cablagem externa e quando ligar sensores. Para criar um estado seguro no caso de uma falha, os sinais de entrada revertem para o estado de sem alimentação (sinal 0). A linha externa não é monitorizada, mas uma quebra de cablagem é interpretada como um sinal 0 seguro.

(32)

A tabela seguinte mostra as ligações das entradas digitais aos terminais correspondentes:

Terminal N.º Designação Função (entradas)

1 LS+ Alimentação de sensor para entradas 1 a 4

2 1 Entrada digital 1

6 L- Pólo de referência

(33)

33003398 07/2007 33

Sobretensão em Entradas Digitais

No caso das entradas digitais, um impulso de sobretensão EN 61000-4-5 pode ser lido como um sinal elevado de tempo reduzido (causado por tempo de ciclo reduzido do sistema XPSMF1DI1601).

Para evitar erros nestes casos, 1 das seguintes medidas deve ser tomada em relação às aplicações:

z instalação das linhas de entrada blindadas para evitar os efeitos das sobretensões no sistema

z supressão de ruído no programa de aplicação – deve estar presente um sinal durante pelo menos 2 ciclos antes de ser avaliado

Saídas de Impulso

O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 possui quatro saídas de impulso. Cada saída digital tem o seu próprio LED para indicar o estado da saída. As 4 saídas digitais de impulso podem ser utilizadas para Controlo de Linha (monitorização de curto-circuito ou de Quebra de linha de impulsos digitais). Por exemplo, quando utilizado com os botões adequados de Paragem de Emergência é possível estar em conformidade com a categoria 4, de acordo com o EN 954-1.

A tabela seguinte apresenta as designações e funções dos terminais 25-30:

Nota: Técnicas de concepção adequadas de EMC vão permitir que o designer do sistema de segurança alcance o desempenho máximo utilizando o tempo mínimo de resposta do PLC de segurança.

Terminal N.º Designação Função (saídas de impulso TO)

26 1 Saída de impulso 1

SAÍDAS DE IMPULSO

As saídas de impulso não podem ser utilizadas como saídas relacionadas com segurança, como por ex., para controlo de actuadores relacionados com a segurança.

AVISO

(34)

Desconexão do Cabo

Numa rede PLC de Segurança, as áreas são cobertas pela rede de Segurança. Por isso, podem ocorrer danos ou interrupção no cabo das comunicações. No sistema abaixo, o "X" representa uma quebra de cabo entre o PLC 2 de Segurança e PLC 3 de Segurança. As comunicações entre cada um dos sistemas serão terminadas.

Como resultado, verificar-se-á o seguinte:

z se o sistema PLC 2 de Segurança estava dependente das entradas do sistema PLC 3 de Segurança, as saídas correspondentes serão automaticamente definidas para "zero",

z se o sistema PLC 3 de Segurança estava dependente das entradas do sistema PLC 2 de Segurança, as saídas correspondentes serão automaticamente definidas para "zero" e

z se os sistemas ainda forem fornecidos com a alimentação 24 V CC, os dois sistemas continuarão a operar as entradas e saídas restantes de cada sistema separado.

O diagrama seguinte apresenta um exemplo da interrupção de rede do PLC de Segurança:

Se a rede local estiver a reagir apenas às entradas do mesmo sistema, o sistema PLC continua a funcionar sem falhas.

PLC 1 de Segurança PLC 2 de Segurança PLC 3 de Segurança

Módulo de saída remota

(35)

33003398 07/2007 35

Interrupção de Alimentação

A tabela seguinte mostra reacções às alterações na voltagem de funcionamento:

Se a alimentação é interrompida, todas as entradas e saídas são descontinuadas e regressam ao estado de desligado "seguro".

Reconfiguração para Sistemas Pequenos

Um PLC de Segurança pode ser reconfigurado enquanto a rede está a executar uma configuração existente. Os recursos que requerem reconfiguração têm de ser interrompidos. A tabela seguinte descreve o procedimento de reconfiguração:

Reconfiguração para Sistemas Grandes

A tabela seguinte descreve o procedimento de reconfiguração para sistemas grandes:

Nível de voltagem Reacção do controlador 19,3V CC a 28,8V CC Funcionamento normal

< 18,0V CC Estado de aviso: a variável do sistema é definida.

Se o programa de aplicação monitoriza a variável do sistema, esta reacção programada é realizada, de outro modo o programa de aplicação é executado normalmente

< 12,0V CC As entradas e saídas são desligadas.

1 Utilizando o ambiente de programação XPSMFWIN, pare o sistema PLC de Segurança que necessita de uma nova configuração.

2 Transfira a nova configuração totalmente verificada por um engenheiro de segurança qualificado para o PLC de Segurança via cabo Ethernet Cat. 5, grau D ou superior.

3 Depois do módulo ser reprogramado, inicie o dispositivo.

4 Execute imediatamente a nova configuração.

1 Interrompa os recursos relevantes na rede através do ambiente de

programação XPSMFWIN. Os pequenos segmentos de uma rede podem ser reconfigurados por etapas.

2 Ligue o seu PC a um ponto qualquer de comunicação SafeEthernet.

3 Transfira a(s) nova(s) configuração(ões) totalmente verificada(s) por um engenheiro de segurança qualificado para a rede PLC de Segurança via cabo Ethernet Cat. 5, grau D ou superior.

4 Reinicie todos os dispositivos, preferencialmente por etapas – sistema a sistema.

(36)

Diagnósticos Utilizando o ambiente de programação XPSMFWIN, podem ser visualizados todos os diagnósticos do dispositivo de saída remota de segurança. Cada dispositivo remoto de segurança apresenta sinais de diagnóstico com referência ao respectivo estado, códigos de erro e estado do canal.

No XPSMFWIN, todas as informações de diagnóstico podem ser visualizadas de duas formas:

z Através da função de teste On-line - pode monitorizar os valores dos sinais e variáveis dentro do plano lógico, enquanto os sistemas estão a executar o programa.

z Utilizando a janela Diagnóstico que mostra todos os estados da CPU, COM e módulos I/O.

Substituir Módulos Danificados

Se um módulo de entrada remota de segurança falhar, é utilizado o seguinte procedimento de substituição:

1 Desligue a alimentação do módulo específico.

2 Desligue todos os terminais (não é necessário retirar as cablagens de entrada e de saída).

3 Desligue a comunicação - Ethernet do módulo de entrada remota.

4 Solte a mola da calha DIN e desmonte o módulo.

5 Monte o novo módulo e solte a mola da calha DIN.

6 Volte a ligar a alimentação.

7 Ligue ao PC que está a executar o XPSMFWIN através do cabo Ethernet.

8 Introduza novas definições de comunicação para endereço MAC e endereço IP.

9 Transfira a configuração utilizada pelo módulo anterior.

10 Ligue todos os terminais de saída ao novo módulo. Não é necessário voltar a ligar os fios, mas os terminais têm de ser verificados de maneira a assegurar que estão em boas condições.

11 Restabeleça a ligação de rede.

12 Execute o módulo.

(37)

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Testar as Entradas e Saídas Quanto à Voltagem de Interferência e Falhas de Terra

A voltagem de interferência inadmissível pode ser medida com um verificador universal. Recomendamos que teste os terminais individualmente quanto à voltagem de interferência não aprovada.

Quando testar os cabos externos quanto à resistência de isolamento, curto-circuito e quebra de linha, os cabos não podem ser ligados em ambas as extremidades para evitar defeitos ou destruição do XPSMF1DI1601 causados por voltagens

excessivas.

As falhas de terra deverão ser testadas antes de ligar o cabo field aos dispositivos.

A voltagem de alimentação tem de ser desligada dos sensores, tal como entre o pólo negativo e os actuadores. Se o pólo negativo estiver ligado à terra durante a operação, a ligação à terra tem de ser desligada durante testes de falhas de terra.

Isto também é aplicável à ligação de terra do verificador de falhas de terra existente.

Cada terminal só pode ser testado relativamente à terra com um verificador de resistência ou instrumento de teste similar.

Testar o isolamento de um ou mais fios relativamente à terra é admissível, mas não dois fios silenciados. O teste à alta voltagem também não é admissível.

As instruções para medir a voltagem de circuito e resistência de isolamento podem ser encontradas em EN 50178.

Manutenção O módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 foi concebido para aplicações industriais. Todos os componentes têm uma disponibilidade muito elevada e estão em conformidade com os requisitos IEC 61508 para PFD e PFH, de acordo com SIL 3.

Nota: Para utilização relacionada com a segurança, os módulos devem ser sujeitos a um teste offline a cada 10 anos. Para Teste Offline, verTeste Offline, p. 39.

TESTE OFFLINE

De acordo com IEC 61508-4, o Teste Offline deve ser realizado para verificar o funcionamento adequado.

AVISO

(38)

Reparação dos Módulos de Entrada Remota

Não pode reparar o módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601. Os dispositivos danificados têm de ser devolvidos à Schneider Electric para reparação.

A validade do certificado de segurança expira se forem feitas reparações não autorizadas no dispositivo. O fabricante não assume qualquer responsabilidade por reparações não autorizadas. As reparações não autorizadas também irão cancelar todas as garantias para o dispositivo.

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33003398 07/2007 39

Teste Offline

Aspectos Gerais O teste offline reconhece falhas perigosas escondidas que poderiam afectar o funcionamento seguro do aparelho.

Os sistemas de segurança têm de ser sujeitos a um teste offline a cada 10 anos.

Com uma análise através da ferramenta de cálculo SILence, o intervalo pode ser alargado. (SILence é um programa diferente. Contacte o serviço para mais informações ou procure na página inicial de HIMA uma versão experimental do software SILence.)

Para módulos de relés, o teste para os relés tem de ser executado em intervalos definidos para o respectivo aparelho.

Execução do Teste Offline

A execução do teste offline depende da configuração do aparelho

(EUC = equipamento sob controlo), do potencial de risco que tem e das normas aplicadas ao funcionamento, as quais constituem a base para aprovação pela autoridade responsável pelos testes.

De acordo com as normas IEC 61508 1-7, IEC 61511 1-3, IEC 62061 e VDI/VDE 2180, folhas de 1 a 4, a empresa tem de efectuar testes aos sistemas relacionados com segurança.

Testes Periódicos

Os módulos podem ser testados através da execução do ciclo total de segurança.

Na prática, os dispositivos field de entrada e saída têm um intervalo de testes mais frequente (por ex., a cada 6 ou a cada 12 meses) do que os módulos. Se o utilizador final testar o ciclo de segurança completo devido aos dispositivos field, então os módulos são automaticamente incluídos nestes testes. Não são necessários testes adicionais periódicos para os módulos.

Se o teste dos dispositivos field não incluir os módulos, será necessário testar o PES pelo menos uma vez em 10 anos. Isto pode ser efectuado reiniciando os módulos.

No caso de haver requisitos de testes periódicos para módulos específicos, o utilizador final deverá consultar a lista de informações destes módulos.

(40)

(41)

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3 Descrição do Equipamento

Tópicos

Aspectos Gerais Este capítulo contém a descrição do equipamento do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601.

Elementos da Caixa 42

Botão Reiniciar 45

Comunicação 46

LEDs 50

Cablagem 53

Endereço IP e Sistema ID 55

SafeEthernet 56

Condições de Funcionamento 62

Características Técnicas 65

Itens Adicionais 69

(42)

Descrição do Equipamento

Elementos da Caixa

Vista Dianteira A seguinte imagem apresenta os diversos elementos do painel frontal do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

Elementos do painel frontal:

1 Entrada da fonte de alimentação

2 Entradas digitais

3 Saídas de impulso

4 Indicadores

HIMA

L-L- L+L+ DI

LS+ 9 10 11 12 L- 13 1415 16 1718

TO L- 1 2 3 4L-

25 26 27 28 29 30 DI

LS+13 14 15 16L-

19 20 21 22 23 24

HIMatrix _F1

^{by HIMA}_DI

18 17 16 15 14 13 L- L- L+ L+

DI LS+ 5 6 7 8 L-

7 8 9 1011 12

DI LS+ 1 2 3 4 L-

1 2 3 4 5 6

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

30 29 28 27 26 25 24

23 22 21 20 19

2

2 2

1 2

3 4

(43)

33003398 07/2007 43

Vista Superior A imagem seguinte apresenta os elementos do painel superior:

Vista Inferior A imagem seguinte apresenta os elementos do painel inferior:

Botão reiniciar

Ethernet connections

(44)

Painel Traseiro A imagem seguinte apresenta os elementos do painel traseiro:

Vista Lateral A imagem seguinte apresenta os elementos da vista lateral:

Reforço da calha DIN Mola de libertação rápida

(45)

33003398 07/2007 45

Botão Reiniciar

Aspectos Gerais O dispositivo está equipado com um botão reiniciar. O botão reiniciar é utilizado no caso de perda da palavra-passe para a ligação do computador.

Utilizar o Botão Reiniciar

Pode aceder ao botão de pressão através de uma pequena abertura redonda no lado superior da caixa, aproximadamente 40-50mm (1.57-1.97in) da margem esquerda.

Utilize o botão apenas enquanto reinicia o dispositivo e mantenha o botão pressionado durante no mínimo 20 segundos. Pressionar o botão reiniciar enquanto o dispositivo está a funcionar não produz qualquer efeito.

Efeito Ao pressionar o botão Reiniciar,

z são desactivadas todas as contas (com excepção da conta padrão Administrador sem palavra-passe) e

z os endereços IP e a ID do sistema (SRS) são definidos para os valores predefinidos.

Nota: Após a activação do botão reiniciar, os valores são alterados e permanecem válidos até ao próximo reinício. Após o próximo reinício, os valores anteriores são restaurados. Se for necessário, pode introduzir novas informações.

(46)

Comunicação

Aspectos Gerais Os PLC de Segurança e os dispositivos de saída remota comunicam entre si e o computador através da Ethernet, utilizando o protocolo SafeEthernet.

Os PLC de Segurança comunicam entre si e com um computador através da disposição SafeEthernet estrela ou linear. O computador pode ser ligado em qualquer local da rede.

A secção de comunicação está ligada ao sistema microprocessador de segurança.

Permite controlar a comunicação entre PES e outros sistemas através de interfaces potentes, tal como 100 BaseT: SafeEthernet, Modbus TCP/IP.

Comunicação Relacionada com a Segurança

Comunicação através de comutadores

O interruptor integrado em cada sistema para a comunicação Ethernet é apresentado no diagrama de blocos (ver Diagrama de Blocos, p. 28).

Ao contrário de um hub, um comutador permite guardar pacotes de dados durante algum tempo de forma a estabelecer uma ligação temporária entre os dois elementos de comunicação (transmissor/receptor), para transferir dados. Desta forma, podem ser evitadas colisões (que ocorrem frequentemente nos hubs) e a carga sobre a rede pode ser diminuída. Para a transferência controlada de dados, é necessário que cada comutador possua uma tabela de relação endereço/porta.

Esta tabela será criada automaticamente num processo de auto-aprendizagem.

Cada porta do interruptor está correlacionada com os endereços MAC definidos. De acordo com esta tabela, os pacotes de dados recebidos são comutados

directamente para a porta correspondente.

O comutador alterna automaticamente entre as capacidades de transferência das transmissões full e half duplex de 10 e 100MBit/s.

O interruptor controla a comunicação entre os diferentes dispositivos. O interruptor consegue endereçar até 1000 endereços absolutos MAC.

O cruzamento automático detecta se os cabos foram ligados com os fios trocados e o interruptor irá efectuar o ajuste apropriado.

Para a ligação em rede através de Ethernet, o módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601 está equipado com duas ligações localizadas no painel lateral inferior da caixa. Os vários sistemas podem ser ligados em rede como exigido através da configuração Ethernet estrela ou linha. Também pode ser ligado um computador sempre que necessário.

Nota: Ao criar a rede, certifique-se de que não são formados quaisquer loops de rede. O sistema deve receber dados através de um único caminho.

(47)

33003398 07/2007 47

O esquema seguinte apresenta um exemplo de uma ligação em rede SafeEthernet:

XPSMFPS01 XPS-MF Telemecanique

HIMA

HIMatrix F1^{by HIMA}^DI

HIMA

HIMatrix

F30

by HIMA 24V DC

RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL

HIMA

HIMatrix

F3DIO

by HIMA

HIMA

HIMatrix

F35

by HIMA

HIMA

HIMatrix

F31

by HIMA

F60 or other XPSMF PC with XPSMFWIN SafeEthernet protocol

HIMA

HIMatrix

F3AIO

by HIMA 24V DC

RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL

HIMA

HIMatrix

F2DO

by HIMA

(48)

É apresentado a seguir um diagrama de ligação do cabo Ethernet:

Pares de fichas e distâncias dos cabos:

Número Número de pares de fichas Distância máxima dos cabos

1 2 100m (328.1ft)

2 2 100m (328.1ft)

3 3 100m (328.1ft)

4 3 100m (328.1ft)

5 4 100m (328.1ft)

HIMA

HIMatrixF31^{by HIMA}

HIMA

Legenda:

Dispositivo encaixotado Ficha Acoplamento (ficha e tomada) 1

2

3

4

5

6

(49)

33003398 07/2007 49

Ao utilizar cabos específicos e fichas aprovadas para 100 MHz, a distância máxima do cabo é de 100m (328.1ft) com um máximo de seis pares de fichas. A combinação de ficha e tomada é considerada como um par.

Utilize cabos de fibra óptica com conversores para grandes distâncias.

A utilização da ligação de protocolo SafeEthernet através de Ethernet tem as seguintes vantagens:

z Transferência muito rápida de pacote entre áreas de colisão

z Aumento significativo de dados em modo full-duplex

z A prevenção de colisões permite uma operação determinista.

(50)

LEDs

Aspectos Gerais Os LEDs do módulo de entrada remota de segurança XPSMF1DI1601:

HIMA

L-L- L+L+ DI

LS+ 9 10 11 12 L- 13 1415 16 1718

TO L- 1 2 3 4L-

25 26 27 28 29 30 DI

LS+13 14 15 16L-

19 20 21 22 23 24

HIMatrix _F1

^{by HIMA}_DI

18 17 16 15 14 13 L- L- L+ L+

DI LS+ 5 6 7 8 L-

7 8 9 1011 12

DI LS+ 1 2 3 4 L-

1 2 3 4 5 6

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

30 29 28 27 26 25 24

23 22 21 20 19