compteurs rapides S7-200

© Siemens AG 2011

SIMATIC Technology pour tâches technologiques – comptage/mesure, cames électroniques, régulation, motion control Brochure · Avril 2011

SIMATIC Technology Answers for for industry. industry.

© Siemens AG 2011

SIMATIC Technology SIMATIC Pour toutes les tâches technologiques

La base idéale pour toutes les tâches technologiques – avec une granularité sur mesure

Continuité et efficacité avec Totally Integrated Automation

Nous avons concocté une solution système très fouillée qui contribue à simplifier la manipulation de votre machine ou installation, à une ingénierie homogène et conviviale et à écourter sensiblement la mise en service - avec un système parfaitement cohérent. L'utilisation du savoir savoir-faire -faire existant vous permet de réduire considérablement considérablement vos coûts d'ingénierie.

Grâce au concept Totally Totally Integrated Automation, vous bénéficiez d'une continuité sans égale et de produits de grande classe - pour tous les types d'applications et pour tous les secteurs d'activité. Pour l'automatisation de la fabrication ou du processus ou pour des solutions au service de tâches d'infrastructure : avec Totally Integrated Automation et son noyau SIMATIC, nous apportons une contribution importante à l'accroisse l'accroissement ment de votre productivité. productivité.

Comptage ou mesure, cames électroniqu électroniques, es, régulation ou Motion Control, SIMATIC Technology vous permet de maîtriser toutes les tâches technologiq technologiques ues dans les combinaisons et les degrés de complexité les plus variés. Des fonctions intégrées dans la CPU aux modules d'application et systèmes de régulation personnalisables, en passant par les modules de fonction ET 200S décentralisés ou les contrôleurs technologiques – vous avez libre choix pour la réalisation de votre système.

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Fonctions intégrées pour CPU S7

Blocs fonctionnels chargeables pour solutions sur base logicielle

à partir de la page 18


SIMATIC Technology

Siemens – Un partenaire sur lequel vous pouvez compter De plus, profitez des avantages d'un partenaire fiable, aguerri aux automatismes industriels, et tirez ainsi parti de notre longue expérience et de notre force d'innovation continue. Nous sommes à votre service : 24 heures sur 24, dans le monde entier – avec une offre complète de prestations de service.

Modules fonctionne fonctionnels ls ET 200S intelligents pour des solutions décentralisées à partir de la page 25

Modules de fonction paramétrables pour S7-300/400 à partir de la page 28

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SIMATIC Technology SIMATIC Pour toutes les tâches technologiques

La base idéale pour toutes les tâches technologiques – avec une granularité sur mesure

Continuité et efficacité avec Totally Integrated Automation

Nous avons concocté une solution système très fouillée qui contribue à simplifier la manipulation de votre machine ou installation, à une ingénierie homogène et conviviale et à écourter sensiblement la mise en service - avec un système parfaitement cohérent. L'utilisation du savoir savoir-faire -faire existant vous permet de réduire considérablement considérablement vos coûts d'ingénierie.

Grâce au concept Totally Totally Integrated Automation, vous bénéficiez d'une continuité sans égale et de produits de grande classe - pour tous les types d'applications et pour tous les secteurs d'activité. Pour l'automatisation de la fabrication ou du processus ou pour des solutions au service de tâches d'infrastructure : avec Totally Integrated Automation et son noyau SIMATIC, nous apportons une contribution importante à l'accroisse l'accroissement ment de votre productivité. productivité.

Comptage ou mesure, cames électroniqu électroniques, es, régulation ou Motion Control, SIMATIC Technology vous permet de maîtriser toutes les tâches technologiq technologiques ues dans les combinaisons et les degrés de complexité les plus variés. Des fonctions intégrées dans la CPU aux modules d'application et systèmes de régulation personnalisables, en passant par les modules de fonction ET 200S décentralisés ou les contrôleurs technologiques – vous avez libre choix pour la réalisation de votre système.

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Fonctions intégrées pour CPU S7

Blocs fonctionnels chargeables pour solutions sur base logicielle



SIMATIC Technology

Siemens – Un partenaire sur lequel vous pouvez compter De plus, profitez des avantages d'un partenaire fiable, aguerri aux automatismes industriels, et tirez ainsi parti de notre longue expérience et de notre force d'innovation continue. Nous sommes à votre service : 24 heures sur 24, dans le monde entier – avec une offre complète de prestations de service.

Modules fonctionne fonctionnels ls ET 200S intelligents pour des solutions décentralisées à partir de la page 25

Modules de fonction paramétrables pour S7-300/400 à partir de la page 28

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Sommaire

Totally Integrated Automation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Points forts ■

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Résolution de tâches technologiques grâce à la continuité du concept TIA

Propriétés du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Granularité maximale lors du choix d'une solution sur base logicielle ou matérielle

Fonctions intégrées18

Paramétrage et programmation dans l'environnement STEP 7 habituel Solutions avec PROFIBUS isochrone pour un maximum de précision dans le cadre d'opérations de traitement rapides.

SIMATIC Technology Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Comptage, positionnement et régulation avec les CPU S7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Blocs fonctionnels chargeables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Standard PID Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 PID Self-Tuner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Modular PID Control Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Easy Motion Control Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Modules ET 200S décentralisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Modules ET 200S décentralisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Modules de fonction paramétrables . . . . . . . . . . . . . . . 28 Modules de fonction paramétrables . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Modules de comptage / Cames électroniques . . . . . . . . . . 29 Modules de régulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Modules de positionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Modules de positionnement pour moteurs pas à pas et servomoteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Commande de contournage et positionnement FM 357-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Contrôleurs technologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Contrôleurs technologiques technologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Caractéristiques Caractérist iques techniques techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Contrôleurs technologiques pour PLC, Motion Control et Safety Integrated à partir de la page 35

Librement configurable Modules technologiqu technologiques es et système de régulation à partir de la page 40

Exemples d'applications d'applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Modules technologiques et systèmes de régulation personnalisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Modules technologiques et systèmes de régulation personnalisables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Blocs fonctionnels pour la commande de mouvement . . . 42 Module technologique FM 458-1 DP . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Module technologique T400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Système de régulation SIMATIC TDC . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Tableaux comparatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Boîte à cames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Comptage/mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Régulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Positionnementt / Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Positionnemen

Glossaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

SIMATIC Technology

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Totally Integrated Automation Misez sur de nouveaux critères de productivité au service d'atouts concurrentiels durables

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Propriétés Totally Integrated systèmeAutomation

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En réponse à la pression internationale croissante de la concurrence, il est aujourd'hui plus que jamais important d'exploiter à fond tous les potentiels d'optimisation – sur l'ensemble du cycle de vue d'une machine ou d'une installation. Des processus optimisés permettent de réduire le coût total de possession (TCO), de réduire le temps entre la conception et la commercialisation et d'améliorer la qualité. Cet équilibre parfait entre qualité, temps et coûts et plus que jamais le facteur décisif de la réussite industrielle. Totally Integrated Automation apporte une réponse optimale à toutes les exigences et offre un concept ouvert vis à vis des normes internationales et de systèmes tiers. Avec ses six principales caractéristiques système et robustesse), Totally Integrated Automation accompagne l'ensemble du cycle de vie d'une machine ou d'une installation. L'architecture système complète offre des solutions complètes pour chaque segment d'automatisation sur la base d'une gamme de produits complète.

SIMATIC : une automatisation plus efficace – et méthodique

SIMATIC, l’un des composants clé de Totally Integrated Automation, regroupe une multitude de produits standardisés, flexibles et granulaires – par exemple SIMATIC Technology pour des tâches technologiques que nous vous présentons dans cette brochure. SIMATIC est considéré aujourd'hui comme le numéro un mondial de l'automatisation. Un résultat qui tient au fait que SIMATIC intègre les six propriétés majeures du concept Totally Integrated Automation, à savoir : • Ingénierie • Communication • Diagnostic • Safety • Security • Robustesse De plus, SIMATIC se distingue par deux caractéristiques système supplémentaires : • Technologie • Disponibilité Vous trouverez de plus amples informations sur les caractéristiques du système et les avantages en découlant au chapitre “Propriétés système“.

Totally Integrated Propriétés Automation système

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Propriétés système Vue d’ensemble Rendement d'ingénierie maximal – dans toutes les phases du cycle de vie de la machine et de l'installation

Avec SIMATIC, vous misez sur un environnement d'ingénierie cohérent. Un logiciel efficace vous accompagne durant l'ensemble du cycle de vie de votre machine ou de votre installation – depuis les études préliminaires et la conception jusqu'à la mise en service, à l'exploitation et à la modernisation, en passant par la configuration et la programmation. Grâce à sa souplesse d'intégration et à des interfaces harmonisées, le logiciel SIMATIC assure une cohérence élevée des données - sur l'ensemble du processus d'ingénierie. Avec le TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal), Siemens redéfinit l‘ingénierie. Le nouvel environnement de développement TIA Portal réunit les outils logiciels d‘automatisation SIMATIC STEP 7, SIMATIC WinCC et SINAMICS StartDrive en un environnement commun.

e i r e i n é g n I

Une transparence maximale des données à tous les niveaux d'automatisation – sur la base de standards éprouvés

n o i t a c i n u m m o C

Avec SIMATIC, vous disposez de toutes les conditions nécessaires pour une cohérence sans restrictions de la communication – et donc pour une visibilité maximale à tous les niveaux, du niveau de terrain et de conduite jusqu'au niveau de gestion de l'entreprise en passant par le niveau de gestion de l'exploitation. SIMATIC mise sur des standards internationaux non propriétaires qui peuvent être combinés de manière flexible : PROFINET, le principal standard Industrial Ethernet, et PROFIBUS, le numéro un mondial des bus de terrain.

Réduction au minimum des temps d'immobilisation – grâce à des concepts de diagnostic efficaces

c i t s o n g a i D

Tous les produits SIMATIC intègrent des fonctions de diagnostic qui permettent de détecter les dérangements et d'y remédier efficacement - pour une disponibilité accrue du système. Et même pour des installations de grande ampleur, vous disposez avec la Maintenance Station d'une vue harmonisée des informations relatives à l'entretien de tous les composants d'automatisation.

Protection des personnes et des machines – dans le cadre d'un système global cohérent

SIMATIC Safety Integrated offre des produits certifiés par le TÜV (contrôle technique allemand) et qui simplifient le respect des normes applicables : CEI 62061 jusqu'à SIL 3, EN ISO 13849-1 jusqu'à PL e ainsi que EN 954-1. Grâce à l'intégration des techniques de sécurité dans la technique standard, il suffit d'un seul automate, d'une seule périphérie et d'un seul système de bus. Ainsi, les avantages du système et les fonctionnalités étendues de SIMATIC sont également disponibles pour les applications de sécurité.

y t e f a S

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Propriétés système

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Sécurité des données dans l'univers des réseaux – grâce à des systèmes de sécurité harmonisés et échelonnables

Avec l‘utilisation croissante des liaisons Ethernet jusqu‘au niveau de terrain, les questions de sécurité jouent un rôle de plus en plus important dans le secteur industriel. De nombreuses mesures doivent être prises afin d‘assurer la protection étendue d‘une installation. Ces mesures vont de l‘organisation de l‘entreprise et de ses directives jusqu‘à la sécurisation des cellules d‘automatisation par la segmentation du réseau, en passant par les mesures de protection des systèmes de bureautique et d‘automatisation. Siemens pratique le concept de protection cellulaire et offre, avec les constituants de la gamme SCALANCE et les modules Security, les consituants nécessaires à la création de cellules sécurisées.

y t i r u c e S

Vocation industrielle maximale - grâce à une robustesse élevée

Chaque produit standard de la gamme SIMATIC se distingue par une qualité et une robustesse maximales et convient parfaitement à l'usage en environnement industriel. Des tests système spécifiques garantissent la qualité prévue et exigée. Les composants SIMATIC satisfont à toutes les normes internationales applicables et sont certifiés en conséquence. Les directives de qualité SIMATIC portent aussi bien sur l'insensibilité à la température et aux chocs que sur la résistances aux vibrations ou la compatibilité électromagnétique. Des variantes particulières telles que SIPLUS extreme ou des versions spéciales de SIMATIC ET 200 sont disponibles pour les conditions d'utilisation rudes à extrêmes, avec p. ex. un degré de protection plus élevé, des plages de température étendues ou une sollicitation chimique particulière.

e s s e t s u b o R

Possibilités accrues, complexité réduite – grâce aux fonctionnalités technologiques intégrées

e i g o l o n h c e T

Pour le comptage, la mesure, l'utilisation de boîtes à cames, la régulation ou les applications de Motion Control : toutes ces tâches technologiques peuvent être intégrés de manière cohérente avec diverses combinaisons et niveaux de complexité dans l'univers SIMATIC – de manière simple, conviviale et cohérente. Le paramétrage et la programmation s'effectuent dans l'environnement STEP 7 familier.

Disponibilité maximale – avec des concepts de redondance cohérents

é t i l i b i n o p s i D

Pour une disponibilité élevée de l'installation, Siemens propose un concept de redondance complet pour l'ensemble de l'installation : du niveau de terrain au niveau de gestion de l' entreprise en passant par le niveau de commande. Ainsi, des automates testés sur le terrain permettant une commutation sans à-coups avec synchronisation automatique sur événement confèrent une sécurité absolue à vos applications à haute disponibilité.

www.siemens.com/simatic-system-features Propriétés système

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Ingénierie Rendement d'ingénierie maximal – dans toutes les phases du cycle de vie de la machine et de l'installation Cohérence de conception et d’ingénierie …

… pour tous les constituants d’automatisme

Station d’ingénierie

Niveau gestion

SIMATIC WinCC

Base de données de projet

Niveau conduitesupervision

PROFINET Industrial Ethernet

Ingénierie numérique  Logiciels d’ingénierie  

Niveau terrain

TIA Portal   

Entraînements

Périphérie décentralisée

Avec SIMATIC, vous misez sur un environnement d'ingénierie cohérent. Un logiciel efficace vous accompagne durant l'ensemble du cycle de vie de votre machine ou de votre installation - depuis les études préliminaires et la conception jusqu'à la mise en service, à l'exploitation et à la modernisation, en passant par la configuration et la programmation. Grâce à sa souplesse d'intégration et à des interfaces harmonisées, le logiciel SIMATIC assure une cohérence élevée des données - sur l'ensemble du processus d'ingénierie.

Interfaces de données ouvertes

Cohérence des données dans l'ensemble du projet

• L'interface de nombreux packs logiciels est disponible dans six langues • Les interfaces des terminaux IHM (pupitres) peuvent être créées dans des langues au choix – au même titre que les commentaires de programme au sein de SIMATIC STEP 7

• Saisie et configuration des variables dans un seul éditeur • Synchronisation à l'échelle du projet Modularité par philosophie de blocs

• Il est possible de créer des parties de programme et des interfaces utilisateur de manière modulaire en tant que blocs réutilisables • Il est possible de charger des blocs de programme dans le système d'automatisation en cours de fonctionnement • Des extensions et modifications de la configuration matérielle sont en outre possibles en cours de fonctionnement Configuration commune pour l'ensemble du matériel d'automatisation

• Configuration matérielle commune • Configuration réseau commune

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Automates

HMI PROFIBUS


• Possibilité d'intégration de composants tiers sur la base de fichiers GSD/EDD • Des interfaces d'importation/exportation permettent d'échanger des données avec des logiciels tiers (MS Excel) Archivage des données

• Toutes les données, les données de configuration matérielle, les programmes, les interfaces utilisateur sont enregistrées et archivées dans un projet Propriétés multilingues / caractère international

Langages de programmation standard

• Langages de programmation conformes CEI 61131-3 ou PLCopen • Blocs de Motion Control certifiés PLCopen Avec le TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal), Siemens redéfinit l‘ingénierie. Le nouvel environnement de développement TIA Portal réunit les outils logiciels d‘automatisation SIMATIC STEP 7, SIMATIC WinCC et SINAMICS StartDrive en un environnement commun. Avec con interface utilisateur intuitive, sa navigation efficiente et sa technologie éprouvée, le TIA Portal se distingue en de nombreux points. Il constitue un jalon pour le développement logiciel du futur.

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Communication Une transparence maximale des données à tous les niveaux d'automatisation – sur la base de standards éprouvés Niveau de gestion de l'exploitation/ niveau de gestion de la production Internet Ethernet

Niveau de gestion de l'exploitation

SIMATIC WinCC Commutateur PROFINET

Niveau commande

Industrial Ethernet

IWLAN

Automate

Automate IWLAN

IHM PROFIBUS

Niveau terrain Périphérie décentralisée ASInterface Périphérie décentralisée

Entraînements

Avec SIMATIC, vous disposez de toutes les conditions nécessaires pour une cohérence sans restrictions de la communication – et donc pour une transparence maximale à tous les niveaux, du niveau de terrain et de conduite jusqu'au niveau de gestion de l'entreprise en passant par le niveau de gestion de la production. SIMATIC mise sur des standards internationaux non propriétaires qui peuvent être combinés de manière flexible : PROFIBUS, le numéro un mondial des bus de terrain, et PROFINET, le principal standard Industrial Ethernet. Avec SIMATIC, les informations importantes sont ainsi disponibles à tout moment sur toute l'installation. Cela simplifie énormément la mise en ser vice, le diagnostic et la maintenance - même sans fil ou via Internet. De plus, il est possible d'accéder depuis n'importe quel endroit aux composants afin d'intervenir en cas de besoin dans le processus.

Entraînements

Flexibilité et échelonnabilité

• Souplesse de combinaison des standards de communication - sans altérer les performances d'un système (safety, diagnostic, etc.) • Réalisation d'applications à temps critiques jusqu'à l'isochro-

nisme Systèmes de bus combinables

• Possibilité d'intégration et/ou de conservation de structures de communication existantes (PROFINET, PROFIBUS, AS-Interface etc.) grâce à des processeurs de communication CP/Link Communication sans fil • Compatibilité de la communication sans fil sur la base d'In-

dustrial Wireless LAN – même la fonctionnalité Safety est réalisée via la communication IWLAN Fonction de routage

Accès aux données sur toute l'installation ou l'entreprise

• Communication cohérente à tous les niveaux d'automatisation - Niveau de gestion de l' entreprise - Niveau de gestion de l' exploitation - Niveau de commande - Niveau de terrain

• Possibilité d'accès à tous les composants dans l'ensemble du système - pour simplifier la mise en service, le diagnostic et la télémaintenance Intégration dans des applications Office

• OPC et OPC XML pour la liaison d'applications bureautiques • Fonctionnalité de serveur web pour l'accès aux informations sur les appareils (p. ex. tampon de diagnostic) depuis tout

PC ayant accès à Internet


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Diagnostic Réduction au minimum des temps d'immobilisation – grâce à des concepts de diagnostic efficaces Niveau de gestion de l'exploitation

SIMATIC WinCC Maintenance Station Diagnostic à l'échelle de l'installation Reprise de la confguration de STEP 7 PROFINET

Niveau commande

Industrial Ethernet

Ingénierie Activer le diagnostic SIMATIC STEP 7 Achage ligne de l'inormation

Automate IHM

Détection du dérangement

PROFIBUS

Niveau terrain Ent raînements

Tous les produits SIMATIC intègrent des fonctions de diagnostic qui permettent de détecter un dérangement et d'y remédier efficacement - pour une disponibilité accrue du système. Et même pour des installations de grande ampleur, vous disposez avec la Maintenance Station d'une vue harmonisée des informations relatives à l'entretien de tous les composants d'automatisation. Il est ainsi possible d'accroître l'efficacité d'une ligne (overall equipment efficiency), de minimiser les temps d'immobilisation et de réduire les coûts. Diagnostic intégré

• Totally Integrated Automation propose des produits et des modules avec fonction de diagnostic intégrée • Diagnostic système à l'échelle de l'installation pour la détection et la signalisation automatique de dérangements • Il est possible de configurer aisément et de générer automatiquement des messages supplémentaires pour la surveillance de l'application/du processus (diagnostic process) Diagnostic avec affichage d'informations pertinentes

• • • •

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Informations en clair sur les défauts Identification univoque des modules (numéro) Informations sur l'adresse/l'emplacement Horodatage


Périphérie décentralisée

Diagnostic activable sans travail de programmation • La fonction de diagnostic des modules peut être activée

de manière conviviale dans SIMATIC STEP 7 • Les textes de messages sont disponibles en cinq langues • Fenêtres/vues de messages prédéfinies pour la visuali-

sation sur des terminaux IHM Diagnostic cohérent depuis le niveau de terrain jusqu'au niveau de gestion de l'entreprise

• Les états système (états des modules et du réseau, signalisation de défauts système) sont disponibles avec une représentation harmonisée à l'échelle de l'installa-

tion. • Les vues de diagnostic avec différents degrés de détail

(hiérarchie) sont automatiquement générées à partir des données de configuration (HW-Config)

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Safety (Sûreté de fonctionnement) Protection des personnes et des machines – dans le cadre d'un système global cohérent Hier : automatisation standard et de sécurité distinctes dans deux systèmes

Arrêt d'urgence utomate tandard

Arrêt d'urgence Automate de sécurité

Standard Périphérie

Arrêt d'urgence

Bus de sécurité

PROFIBUS

Nouveau : automatisation standard et de sécurité intégrée dans un même système

Arrêt d'urgence

utomate IMATIC e sécurité

En tant que constructeur ou exploitant de machines et d'équipements, le législateur vous impose de veiller à la sécurité des personnes et à la protection de l'environnement. Afin de satisfaire à ces exigences, Siemens vous pro-

pose avec Safety Integrated des produits certifiés par le TÜV qui simplifient le respect des normes applicables : CEI 62061 jusqu'à SIL 3, EN ISO 13849-1 jusqu'à PL e ainsi que EN 954-1 jusqu'à Cat. 4. Dans l'esprit du concept Totally Integrated Automation, Safety Integrated intègre des fonctions techniques de sécurité dans l'automatisation standard. Siemens est ainsi en mesure de proposer un programme de sécurité complet et cohérent – de la saisie à la réaction en passant par l'analyse. SIMATIC Safety Integrated - le programme de commande de sécurité - est l'épine dorsale du concept. Grâce à l'inté-

gration des techniques de sécurité dans la technique standard, il suffit d'un seul automate, d'une seule périphérie et d'un seul système de bus. Les avantages du système et les fonctionnalités étendues de SIMATIC sont donc également disponibles pour des applications de sécurité.

Arrêt d'urgence

E/S standard et de sécurité Arrêt d'urgence

Configuration mixte de la périphérie

• Agencement gain de place grâce à la combinaison de modules de sécurité et de modules standard dans une station Ingénierie cohérente

• Programmation globale (standard et de sécurité) dans l'environnement STEP 7 éprouvé • Programmation au choix avec des blocs préfabriqués, certifiés par le TÜV,ou avec des blocs de création propre Communication de sécurité

• Communication de sécurité par le biais des standards de communication mondialement éprouvés PROFINET ou PROFIBUS avec le profil PROFIsafe • Approches de solutions innovantes, p. ex. la communication de sécurité sans fil via IWLAN (Industrial Wireless LAN) et PROFINET – p.ex. avec le pupitre SIMATIC Mobile Panel 277F IWLAN avec fonction de sécurité intégrée Fonction diagnostic

Le résultat : un travail d'ingénierie nettement moindre et

une réduction considérable des composants matériels. Un automate pour les applications standard et de sécurité

• Auto-tests étendus et autodiagnostic des automates SIMATIC de sécurité • Traitement simultané du programme standard et de sécurité sur un même automate

• Diagnostic système identique pour les modules de sécurité et les composants standard : fonctionnalité, représentation, paramétrage harmonisés et activation simple de la fonction de diagnostic sans programmation


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SIMATIC Technology Pour toutes les tâches technologiques

Comptage et mesure

Comptage et mesure (page 54)

Régulation

Régulation (page 56)

■

Comptage d‘impulsions jusqu‘à 650 kHz

■

Régulation de température, pression et débit

■

Comptage monocoup, périodique ou sans fin

■

Régulateur pas à pas, impulsionnel et à action continue

■

Actions rapides déclenchées par compteur

■

■

Mesure de parcours, de vitesses de rotation, de fréquences ou de périodes

Régulation de maintien, de correspondance, en cascade, de rapport et de mélange

■

Structures de régulation préconfigurées ou individuellement programmables

■

Auto-optimisation

■

Sortie : régulateur pas-à-pas/modulation de largeur d‘impulsions

■

Saisie de déplacement par codeur incrémental ou SSI

■

Dosage

■

Fonction de verrou

Positionnement

Positionnement / Motion Control (page 58)

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■

Marche par à-coups

■

Positionnement en boucle ouverte à deux vitesses

■

Asservissement de position

■

Interpolation de plusiseurs axes

■

Synchronisme par réducteur électronique et profil de came

■

Moteurs asynchrones, pas à pas, servomoteurs

■

Surveillance de la plage de déplacement

■

Fonction de verrou

SIMATIC Technology

Cames électroniques

Cames électroniques (page 53) ■

Actions déclenchées sur position ou en fonction du temps

■

En fonction du sens

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Anticipation d‘arrêt dynamique

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Hystérésis

■

Temps de réaction à partir de 1 μs

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Maîtrise des processus rapides grâce à l‘isochronisme Les solutions décentralisées supportant l‘isochronisme sont garantes d‘une très grande précision et d‘une séquence d‘opérations rapide et fiable. Ces avantages sont essentiels en particulier dans les régulations d‘entraînements.

Pour commander les machines à cadence élevée dans les processus de production et de traitement particulièrement rapides, les cycles de traitement sont synchronisés. Cela signifie que les cycles de certaines opérations sont coordonnés et intégrés dans une trame temporelle fixe : le cycle système. Il en découle une continuité des opérations qui s‘effectuent ainsi de manière rapide et fiable. Cela permet au processus de réagir avec un temps de réaction défini et reproductible. L‘acquisition et l‘émission des signaux de périphérie doivent donc se faire dans une grille de périodicité équidistante, en synchronisme avec le programme utilisateur. La durée entre l‘acquisition d‘un signal par la périphérie décentralisée et la réaction correspondante de l‘actionneur doit être la plus courte possible et parfaitement reproductible. Pour répondre à cette exigence, un couplage direct est établi entre le cycle DP équidistant, les modules périphériques et le programme utilisateur.

CPU

Exigence d‘une cadence ultra-précise : métiers à tisser

Ce couplage synchrone d‘une solution d‘automatisation SIMATIC au PROFIBUS équidistant est appelé isochrone et présente les avantages suivants : • Les opérations rapides pour lesquels la reproductibilité (déterminisme) joue un rôle essentiel sont aussi automatisable avec une périphérie décentralisée • L‘isochronisme ouvre la voie à de multiples utilisations qui ne se limitent pas aux applications d‘entraînement et convient bien aux applications mettant en oeuvre des capteurs et actionneurs répartis de manière décentralisée sur la machine

PROFIBUS

ET 200

S ys t em c l o c k

6 1 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

La cadence système s‘applique à l‘ensemble de la structure d‘un automatisme.

SIMATIC Technology

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Gamme de produits – Familles de produits et applications pour SIMATIC Technology SIMATIC Technology est synonyme de flexibilité et d’adaptabilité du matériel et du logiciel. Fonctions intégrées (à partir de la page 18)

Les fonctions technologiques intégrées sont idéales pour les applications sur des machines compactes avec un nombre réduit d’axes et de voies de comptage et de régulation. Les fonctions technologiques font partie intégrante du système d’exploitation de la CPU et de STEP 7 et utilisent les entrées/sorties intégrées directement dans la CPU ou la périphérie standard. Le paramétrage des fonctions intégrées, par ex. les al gorithmes de régulation ou de positionn ement, s’effectue de manière simple et confortabl e au moyen de masques intégrés dans STEP 7.

Votre avantage : ■ ■ ■ ■

Solutions économiques en cas d’exigences réduites ou moyennes. Utilisation simplifiée : Aucun matériel ni logiciel exécutif supplémentaire Pas d’encombrement supplémentaire du fait de la fonctionnalité intégrée Paramétrage intégré dans STEP 7

Blocs fonctionnels chargeables (à partir de la page 21)

Les solutions basées sur logiciel sont destinées à la résolution optimale des tâches élémentaires de positionnement et de régulation et offrent une alternative économique et souple aux solutions technologiques basées sur du matériel. Les blocs de fonction sont utilisables de façon universelle sur les plates-formes matérielles SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S et WinAC. Une licence Runtime est nécessaire par CPU. L’ingénierie s’effectue avec STEP 7. Le paramétrage des blocs fonctionnels s’effectue à l’aide de masques simples et conviviaux, que l’on acquiert avec les modules fonctionnels ou sous forme de pack séparé. Pour la connexion de capteurs et d’actionneurs, on utilise les ■

■

Modules standard de SIMATIC, par ex. modules de signaux et modules de comptage en configuration centralisée ou décentralisée ou le PROFIBUS avec raccordement direct de capteurs et d’actionneurs.

Votre avantage : ■ ■ ■

Solutions économiques en entrée de gamme Solution flexible par appel des blocs appropriés dans le programme utilisateur Performance/dynamique modulable par le choix de la pl ateforme : SIMATIC S7-300, S7-400, ET 200S, WinAC

Modules de fonction ET 200S décentralisés (à partir de la page 25)

Les modules de fonction ET 200S sont des modules intelligents du système de périphérie décentralisée ET 200S, dont le domaine de prédilection sont les applications distribuées. Ils réalisent des tâches technologiques avec une large autonomie, c.-à-d. indépendamment de la CPU. Ces modules intègrent tous les avantages du système ET 200S tels que le concept de câblage intelligent, l’embrochage/débrochage des modules en service ainsi que la modularité granulaire. Le paramétrage des modules s’effectue avec STEP 7.

Votre avantage : ■ ■ ■

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Performances optimales dans le cas de tâches technologiques décentralisées Réduction considérable des coûts de câblage Encombrement réduit et configuration matérielle parfaitement adaptée grâce à un design compacte et modulaire

SIMATIC Technology

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Modules de fonction paramétrables (à partir de la page 28)

Les modules de fonctions entrent en lice dès lors que l’on doit faire face à de fortes exigences de précision et de dynamique. Ce sont des modules intelligents du SIMATIC S7-300/400 qui exécutent les tâches technologiques de façon autonome et diminuent ainsi la charge de traitement de la CPU. Pour le paramétrage, ces modules disposent de leurs propres outils de configuration sur la base de STEP 7. Le paramétrage et la mise en service s’effectuent par des masques conviviaux. Les modules fonctionnels du S7-300 peuvent aussi être exécutés de manière décentralisée dans le système de périphérie ET 200M, d e même que lors de l’automatisation basée sur PC avec WinAC. Votre avantage : ■ ■ ■

Précision et dynamique élevées, temps de réaction courts (comportement déterministe) Modules spécialisés et universels avec vaste répertoire fonctionnel Délestage de la CPU ca r la fonctionnalité est stockée dans le firmware de chaque module

Contrôleurs technologiques (à partir de la page 35)

Les contrôleurs technologiques sont utilisés pour réaliser les fonctions technologiques et représentent une solution économique pour les applications comptant jusqu’à 32 axes. Le contrôleur de mouvement intégré offre une puissance de calcul supplémentaire permettant de résoudre avec une performance élevée de vastes tâches de Motion Control. Le paramétrage s’effectue avec S7-Technology, un progiciel optionnel de STEP 7. Une bibliothèque de blocs comprenant des blocs fonctionnels selon PLC open est di sponible pour la programmation. Les entraînements sont connectés via une interf ace PROFIBUS DP(DRIVE) supplémentaire intégrée. La transparence est ainsi assurée de l’interfa ce homme-machine aux paramètres de l’entraînement. Votre avantage : ■ ■ ■

Haute performance pour les tâches de contrôle de mouvement (Motion Control) Paramétrage et programmation dans l’environnement STEP 7 habituel Programmation efficace avec des modules fonctionnels complets et conformes au standard PLC open

Modules technologiques et systèmes de régulation personnalisables (à partir de la page 40)

Les modules technologiques personnalisables étendent la flexibilité de la CPU en offrant une puissance de calcul supplémentaire et ainsi une per formance ultime pour les fonctions de commande, calcul et régulation dans SIMATIC. La configuration des fonctions technologiques s’effectue selon le module par voie graphique avec les outils habituels de SIMATIC S7 (CONT/LOG, CFC/SFC ou langage évolué C) et est adaptée individuellement à l’appl ication considérée. Le système de régulation SIMATIC TDC résout des tâches complexes d’entraînement, de régulation et de communication avec des capacités fonctionnelles maximales combinées à des temps de cycle minimum. Votre avantage : ■ ■ ■

Vitesse de traitement et précision maximales Flexibilité maximale pour une adaptation aux exigences individuelles Utilisable pour toutes les technologies.

SIMATIC Technology

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Aide à la sélection Vous trouverez les caractéristiques spécifiques des composants à partir de la page 18, Vous trouverez des tableaux comparatifs pour les technologies à partir de la page 53. Fonction technologique

Page

Voies/ axes

Comptage/mesure

Cames électron.

Régulation

Sortie signal de réglage

e g a t p m o C

e r u s e M

/ e s s r p u m o e c - t e e m m a a C c

e g a s o D

r e u d e o s r p n u t é o i a s t r i a é l m p i t u m D p g I é O r e t P

I L M

) e u u n q i t i g n o o l c a n n a E (

e p a t E

Fonctions intégrées

CPU 1211C

18

3/2

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k

CPU 1212C

18

4/2

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CPU 1214C CPU 312C

18 19

6/2 2

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CPU 313C CPU 314C

19 19

3 4/14)

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STEP 7 PID Control

20

indifférent

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STEP 7 PID Temp. Control

20

indifférent

k

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Standard PID Control Modular PID Control

21 23

indifférent indifférent

k

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Easy Motion Control

24

indifférent

1 SSI

26

1

2 PULSE 1 STEP

26 27

2 1

1 POS U

27

1

1 COUNT 5/24V

27

1

FM 350-1/450 FM 350-2

29 29

1/2 8

FM 352/452

29

1/1

FM 355C/455C FM 355S/455S

30 30

4/16 4/16

FM 355-2C FM 355-2S

31 31

4 4

FM 351/451

32

2/3

SM 338 IM 174

32 32

3 4

FM 353 FM 354

33 33

1 1

FM 453

33

3

FM 357-2

34

4

35

8/32/32

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Blocs fonctionnels chargeables

Modules ET 200S décentralisés

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Modules de fonction paramétrables k

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Contrôleurs technologiques

CPU 315T/317T /317TF 1)

k

Modules technologiques et systèmes de régulation personnalisables

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FM 352-5 FM 458-1 DP, EXM 4xx T400

40 43 46

1 indifférent 2

SIMATIC TDC

50

indifférent

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pour toutes les tâches d’automatisation du haut de gamme

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Régulation

n e o i é t r a g s i é t m n i t i p e o - n g i o t l u n A e

i l p e r e d n o i t c n o F

Motion Control

Mesure de déplacement e l a t n e m é r c n i

Positionnement (axes uniques, multiples) s e s à s e t é i d v é x c u o r e P d

e u l o s b a

e m l l n i e e o s i e t c n s i i s a n v o r t o f i e n p r s e l s e t s e n u A m d I p

k

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s n p u o i t o c a t à i s m i e L d

e r u q u i e t n c o r u t d c é e l R é

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n o i t a s i r n e è o r p h e c r n r y u S s

s e u q i l u a r d y h s e x A

e d n o i t n a i l o u s g s r é e R p

e d t s n e e m m m e c a r a g l p o r é P d

e l t b n a e r u g m i e r f n b i o L c

n o i t a l o p r e t n I

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1) En liais on avec S7-Technology 2) y compris commande via OP avec CPU à l’arrêt 3) En liaison avec PID Self-Tuner 4) 4x comptage, 1x positionnement 5)) via IM 174 6) Sortie de signaux de réglage

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6)

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Fonctions intégrées Comptage, positionnement et régulation avec les CPU S7 Les CPU S7 offrent diverses fonctions intégrées pour résoudre des tâches élémentaires de comptage, de positionnement et de régulation.

S7-1200 En fonction de la CPU, six compteurs ultra-rapides maximum sont intégrés (trois avec une fréquence de 100 kHz et trois avec une fréquence de 30 kHz). Des Signal Boards 200 kHz (variante 24 V ou 5 V) sont en outre disponibles en option. Ils permettent la surveillance précise des codeurs incrémentaux, le comptage de fréquence ou l’acquisition rapide des événements de processus. Deux sorties ultra-rapides ont été intégrées dans la commande SIMATIC S7-1200 et servent de sorties d’impulsions. Elles peuvent être utilisées pour la régulation de vitesse et l’asservissement de position des moteurs pas à pas et des servocommandes. Elles sont configurées simplement au moyen d’un objet technologique axial et combinées aux modules fonctionnels de mouvement PLCopen reconnus au niveau international et contenus dans le système d’ingénierie de base SIMATIC STEP 7. Ingénierie intuitive et efficace dans le portail TIA

L’ingénierie du S7-1200 offre une vue de projet pour toutes les tâches, un guidage ultramoderne de l’utilisateur pour une configuration intuitive et graphique avec technologie intelligente Drag-and-Drop, une gestion harmonisée des données et l’intégration de SIMATIC WinCC Basic.

Portail TIA - Ingénierie du S7-1200

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La vue de projet organise dans l’arborescence du projet (1) toutes les composantes matérielles utilisables et les éléments de structure de programme et de données connexes. Cela permet un accès direct aux appareils et dossiers correspondants ainsi qu’à des vues spéciales qui vous aident lors des tâches d’automatisation. Des fonctions technologiques telles que la régulation ou le contrôle de mouvement sont intégrées dans l’ingénierie. Cela comprend à la fois le paramétrage et des fonctions de mise en service. Le panneau de commande contenu dans le système d’ingénierie de base SIMATIC STEP 7 simplifie la mise en ser vice des moteurs pas à pas et des servocommandes avec interface impulsion-direction. Il assure la commande aussi bien automatique que manuelle des différents axes de mouvement et des informations de diagnostic en ligne. Le programme utilisateur (3) est représenté sous le paramétrage des axes (2). Cet éditeur de programmes permet une programmation efficace en CONT et LOG avec utilisation d’instructions et de bibliothèques (4). Des éléments de programme symboliques peuvent être affectés directement entre des éditeurs de commande et des éditeurs IHM au moyen de la fonctionnalité intelligente Drag-and-Drop. Des éditeurs IHM ainsi que des éditeurs de commande peuvent être utilisés efficacement de manière conjointe dans l’environnement d’ingénierie. L’interface structurée permet de configurer facilement des appareils et des réseaux à l’aide d’éditeurs graphiques.

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S7-300

Selon le type de CPU compacte S7-300, différents compteurs rapides jusqu’à 60 kHz sont disponibles. Ils servent au comptage et à la mesure de fréquence à l’aide de codeurs incrémentaux. Les CPU compactes disposent en outre de sorties à modulation de largeur d’impulsions, servant à la commande directe de vannes, organes de réglage et d’appareils de coupure. Les CPU 313C et 314C intègrent des blocs de régulation supplémentaires, qui n’occupent pas de place en mémoire utilisateur. Ils se prêtent de façon idéale à une combinaison avec la périphérie embarquée pour réaliser des tâches de régulation simples.

Des fonctions de positionnement élémentaires sont réalisables facilement dans la CPU compacte 314C. L’algorithme pour le positionnement relatif ou absolu d’un axe par le procédé à deux vitesses est intégré dans le système d’exploitation de la CPU. Un codeur incrémental 24 V est raccordable pour la mesure de déplacement. La valeur de consigne peut être sortie via 4 sorties TOR ou une sortie analogique ± 10 V. Au début du positionnement, le module démarre l’entraînement (par ex. variateur + moteur asynchrone standard) en définissant une sortie en vitesse rapide. Peu avant d’atteindre la position de destination (précote de commutation), le module commute l’entraînement en vitesse lente. L’entraînement est coupé sur la position de destination ou peu avant, suivant le paramétrage.

CPU compactes S7-300


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Régulation PID PID Control dans S7-1200

Le S7-1200 dispose de deux différents algorithmes de régulation PID : • PID Compact pour la régulation en continu et la régulation impulsionnelle (MLI) • PID 3-Step pour la régulation pas à pas de vannes et de distributeurs La conjonction des éditeurs du système d’ingénierie SIMATIC STEP 7 et des bloc de régulation universellement utilisables permet de résoudre facilement des tâches de régulation. Après le positionnement du bloc de régulation dans le programme utilisateur, il suffit de connecter la consigne, la valeur de processus et la grandeur réglante. L’étape suivante est la mise en service avec un autoréglage à deux niveaux. Autrement dit, le système calcule automatiquement des paramètres optimaux pour le gain, le temps d’intégration et le temps de différenciation au cours d’une première optimisation et d’une optimisation ultérieure. Cette combinaison permet de maîtriser aisément des systèmes complexes. Le panneau de commande intégré dans SIMATIC STEP 7 permet non seulement d’observer le circuit de régulation dans une représentation graphique en temps réel, mais aussi l’activation de l’autoréglage et la commande manuelle du régulateur (commutation manuel/automatique et activation/désactivation du régulateur sans à-coup. PID Control avec S7-1200 permet une configuration simple et une mise en service sans problèmes.

Panneau de commande pour l’optimisation PID pour S7-1200

PID Control pour S7-300/400 :

Les blocs fonctionnels standard pour les différentes fonctions de régulation sont contenus dans les bibliothèques de STEP 7 et CFC et sont chargés dans les CPU. Sur les CPU compactes 313C et 314C, ces régulateurs sont intégrés dans le système d’exploitation en tant que blocs fonctionnels système (SFB) et n’occupent pas de place dans la mémoire utilisateur. Les régulateurs sont paramétrés dans STEP 7 à l’aide d’un tableau clair. Le nombre de régulateurs réalisables est fonction de l’espace mémoire disponible et du temps d’exécution total résultant. PID Temperature Control

Outre les modules fonctionnels universels PID Control, STEP 7 contient deux modules de régulation destinés à la régulation élémentaire de température (par ex. pour le chauffage ou le refroidissement). Ils sont assortis d’un logiciel de paramétrage, d’un exemple de projet et d’un manuel électronique.

PID 3-Step dans l’éditeurs de programmes pour S7-1200

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Le logiciel de paramétrage contient un assistant pour l’autooptimisation et un masque spécial pour la mise en service ; il peut être lancé directement depuis SIMATIC Manager. • Outre les fonctions décrite pour PID Control, le bloc de régulation de température dispose d’une auto-optimisation en ligne intégrée, permettant une optimisation sans le recours à une console PG ou à un PC. • Il comprend aussi un étage de conformation d’impulsions pour la réalisation de régulateurs à sortie impulsionnelle. Par rapport à la solution avec PID Control, l’utilisateur n’a plus à interconnecter des modules de régulation : la programmation se ramène à un simple paramétrage. • Un autre bloc de régulation sert à la réalisation de régulateurs pas-à-pas.

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Blocs fonctionnels chargeables Standard PID Control Standard PID Control est une structure de régulation configurée qui s’adapte facilement au processus de régulation par connexion et déconnexion de fonctions. La structure de régulation est réalisée par un bloc fonctionnel qu’il faut charger dans la CPU. Sa configuration s’effectue par voie graphique à l’aide du logiciel de paramétrage correspondant. Standard PID Control est utilisable pour toutes les tâches de régulation petites à moyennes : pour la régulation de température, de pression, de débit et de niveau. Standard PID Control convient parfaitement aux applications qui utilisaient jusqu’à présent des régulateurs compacts. Standard PID Control est fourni avec les exemples suivants prêt à l’emploi : • Régulateur pas-à-pas avec simulation de système réglé • Régulateur à action continue avec simulation de système réglé • Régulation de rapport multi-boucle • Régulation de mélange • Régulation en cascade Régulateur impulsionnel

Le régulateur impulsionnel est regroupé avec le régulateur à action continue dans un bloc qui contient aussi la conversion en signal de rapport cyclique (conformateur d’impulsions). Ceci se traduit par une simplification du paramétrage et de la mise en service du régulateur impulsionnel. La période d’échantillonnage du régulateur et la période du conformateur d’impulsions sont réglables séparément. Cette dernière peut alors être choisie plus longue que la période d’échantillonnage. • L’avantage d’une période d’échantillonnage courte réside dans la rapidité de réaction du régulateur aux perturbations et aux commandes opérateur. • En revanche, l’allongement de la période du conformateur d’impulsions ménage l’organe de réglage en diminuant la fréquence de manœuvre. Les oscillations de la valeur réelle sont supprimées par une diminution automatique de la période active. • L’autre effet positif est la moindre charge de la CPU en raison de la plus grande périodicité d’appel du conformateur d’impulsions. • L’exemple d’un régulateur impulsionnel à sortie à 3 échelons (CHAUFFAGE – ARRET – REFROIDISSEMENT) facilite la mise en service de la régulation de température.

Régulateur pas-à-pas

Un algorithme de réglage permet d’obtenir la même précision de régulation avec une fréquence de manœuvre réduite de moitié par rapport aux régulateurs pas-à-pas conventionnels. Il en résulte un ménagement des organes de réglage et donc un allongement notable de leur durée de vie. Commutation manuelle/automatique

Lors de la commutation manuelle-automatique, les fonctions suivantes peuvent être sélectionnées par paramétrage : • Commutation manuelle/automatique sans à-coups • Commutation manuelle-automatique avec à-coups et échelon de grandeur réglante pour un rattrapage plus rapide de l’écart de régulation • Fonction de poursuite (synchronisation de la valeur manuelle en mode automatique) Facilité de paramétrage

Le paramétrage est supporté graphiquement par la vue de structure du régulateur, la vue de boucle, l’enregistreur de courbes et l’optimisation du régulateur. La structure de régulation claire permet d’activer et de désactiver aisément des fonctions au moyen d’interrupteurs logiciels. Des modifications de paramètre sont possibles même lorsque la CPU est en RUN ou que l’enregistreur de courbes ou la vue de boucle sont actifs. Fonctions de test

Des fonctions de test étendues facilitent la mise en service et le diagnostic. Comme pour les modules de régulation FM 355/455 et Modular PID Control, on dispose d’une vue de boucle de régulation avec bargraphe et d’un enregistreur pour la consignation de l’évolution des signaux dans le temps. La visualisation simultanée de la structure de régulation, des paramètres entrés et de leur effet sur le résultat est ainsi autorisée.


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PID Self-Tuner Les courbes enregistrées avec l’enregistreur de courbes peuvent être archivées dans des fichiers puis soumises à un traitement, par ex. avec un tableur.

Le logiciel optionnel PID Self-Tuner complète le régulateur PID avec des modules fonctionnels pour en faire un régulateur PI ou PID à auto-optimisation : • Régulateurs PID à action continue • Régulateur pas-à-pas avec ou sans signalisation en retour de position Des fonctions simples à comprendre et des exemples présentant une structure systématique autorisent une adaptation confortable du régulateur au process, en ligne. PID Self-Tuner peut être combiné de manière flexible avec les produits de régulation PID Control (intégrés dans STEP 7), Standard PID Control et Modular PID Control, ainsi que FM 355 et FM 455. Il peut tourner sur les plates-formes matérielles SIMATIC S7-300/400 et WinAC, et convient idéalement à l’optimisation de régulations de température, de niveau et de débit. Conditions requises pour le processus

Clarté de la structure du régulateur de Standard PID Control

Optimisation du régulateur

Le logiciel de paramétrage contient une auto-optimisation permettant d’ajuster le régulateur en un temps record, même sans connaître exactement le système réglé. A cet effet, le processus est activé par un échelon de grandeur réglante ou une variation de la consigne. Durant le régime transitoire, les valeurs du processus sont automatiquement acquises et affichées. A partir de ces valeurs, le programme établit un modèle mathématique du système réglé et détermine selon le principe de l’optimum les paramètres les plus avantageux pour les régulateurs PI et PID. Pour l’auto-optimisation du régulateur, on peut choisir entre deux types de réponse : • Réponse de la boucle de régulation avec dépassement de 10 % au maximum • Réponse sans dépassement Le PID Self-Tuner est conseillé pour une auto-optimisation en ligne.

PID Self-Tuner

PID parameter

Value Setpoint

PID controller

Process Controller output

Optimisation d’un régulateur PID avec PID Self-Tuner

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7 1 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

• Régime transitoire asymptotique stable • Temps de retard relativement faible (retard < 0,3 * temps de montée) • Linéarité suffisante dans la plage de fonctionnement sélectionnée • Qualité satisfaisante des signaux de mesure • Gains pas trop importants dans le processus Fonctions

• Réglage initial en ligne des régulateurs PID • Adaptation en ligne du régulateur PID pour une post-optimisation au point de fonctionnement • Optimisation des processus avec chauffage et refroidissement actif • Mode manuel • Optimisation du comportement à zones de régulation • Fonctions de test

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Modular PID Control Modular PID Control est une bibliothèque de blocs fonctionnels standard adaptés optimalement les uns aux autres. Ils permettent de réaliser à volonté des structures de régulation pour SIMATIC S7-300/400 et WinAC dans les applications du génie des procédés. En liaison avec le module analogique SM 334, on atteint des périodes d’échantillonnage de 5 ms. Les blocs peuvent être interconnectés dans STEP 7, SCL, ou encore, très simplement sous forme graphique, dans CFC. Il est ainsi possible de configurer et de tester en toute flexibilité et clarté des structures de régulation même complexes.

Exemples prêts à l’emploi

• • • • • • • • • •

Régulateur de maintien avec différentes sorties Régulateur de rapport mono-boucle Régulateur de rapport multi-boucle Régulateur de mélange Régulateur en cascade Régulateur avec commande anticipatrice Régulateur avec action anticipatrice Régulateur à sélection d’étendue Régulateur de substitution Régulateur multi-grandeurs

Les fonctions sont celles de Standard PID Control

• • • •

Fonctions de test Optimisation du régulateur Réponse sans dépassement Algorithme de régulation pour régulateur pas-à-pas

La combinaison avec PID Self-Tuner est également conseillée pour une auto-optimisation en ligne de systèmes réglés de température.

Modular PID Control avec l’éditeur graphique de diagramme fonctionnel CFC

Le logiciel de paramétrage correspondant contient une vue de boucle avec bargraphes et un enregistreur de courbes pour la représentation de l’allure des signaux. Ce logiciel facilite considérablement la mise en service. Modular PID Control convient d’une part pour des applications exigeant des structures de régulation très complexes. Il s’adresse d’autre part aux applications dans lesquelles l’espace mémoire doit être économisé et où chaque régulateur du système modulaire doit répondre exactement aux exigences. Modular PID Control est également recommandé lorsque l’on utilise seulement des blocs de calcul analogiques tels que zone morte, tracé polygonal, normalisation ou programmateur temporel. Les types de régulateur suivants sont disponibles : • Régulateur PID à action continue • Régulateur impulsionnel • Régulateur pas-à-pas


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Easy Motion Control

Easy Motion Control est la nouvelle solution logicielle, flexible et économique, pour les tâches d’asservissement de position avec SIMATIC S7-300/400 et WinAC. Easy Motion Control comprend des blocs fonctionnels pour la CPU et un logiciel de paramétrage. Il s’utilise par exemple pour l’accostage de positions absolues, le déplacement relatif et le synchronisme simple d’axes linéaires ou rotatifs. Son domaine d’application couvre les axes de réglage et de service ainsi que les axes d’amenage et de manutention. Le passage au vol à un nouveau mouvement est également possible. Easy Motion Control est prédestiné à l’emploi sur des machines comportant 1 à 5 axes. L’encombrement en mémoire est de 10 à 20 Ko pour le premier axe. Chaque axe supplémentaire ne requiert que 1 Ko. Avantages

• Libre choix du système d’entraînement (sauf moteurs pas à pas) • Interface standard selon PLCopen Motion Control • Intégration flexible et universelle dans le programme STEP 7 • Compatibilité isochrone Fonctionnement

L’opération de positionnement est gérée par les blocs fonctionnels chargés dans la CPU. Leur interface standardisée selon PLCopen Motion Control autorise une intégration simple et "sans couture" dans le programme utilisateur. La tâche de positionnement est aisément paramétrée et mise en service au moyen de STEP 7 et du logiciel de paramétrage fourni ; elle ne nécessite donc pas de langage spécial Motion Control.

En fonction de l’application, on pourra opter entre divers modules interfaces pour l’acquisition des signaux de capteurs et l’émission de consignes. Il existe des programmes pilotes d’entrée et de sortie pour les modules d’interface les plus courants. Les pilotes universels permettent de plus de relier les interfaces diverses de valeurs réelles et de consigne. Pilotes d’entrée pour saisie de déplacement

• • • • • • •

CPU 314C SM 338 FM 350-1, FM 450-1 ET 200S 1 SSI ET 200S 1 COUNT Codeur absolu PROFIBUS DP Pilotes universels pour divers modules d’interface

Pilotes de sortie pour commande d’entraînement pour :

• • • • •

CPU 314C SM 332, SM 432 ET 200S 2 AO U MICROMASTER 4 via PROFIBUS DP Pilote universel

Des pilotes d’entrée et de sortie pour SINAMICS et IM174 sont téléchargeables sur Internet à l’adresse http://support.automation.siemens.com/WW/view/fr/40787611 KOP-Darstellung

EN

MC_MoveAbsolute

Execute

Busy

Position

Done

Velocity

CmdAborted

Acceleration Deceleration Direction Axis Init

Bloc PLCopen dans STEP 7

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ENO

Error 9 1 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

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Station ET 200S à modularité granulaire

Différents modules ET 200S sont disponibles pour effectuer des fonctions de prétraitement décentralisé. Les modules de tête IM 151 permettent la mise en réseau via PROFIBUS DP ou PROFINET. Il est possible d’utiliser aussi bien que des maîtres S7 que des maîtres normalisés. Le paramétrage fait appel à STEP 7 ou, dans un environnement d’automatisation ouvert, à des fichiers GSD. Il n’est point besoin de blocs fonctionnels standard. Ingénierie dans le portail TIA

Pour l’ingénierie, le nouveau portail TIA offre une technologie logicielle dernier cri qui permet, grâce à l’interface utilisateur intuitive, de résoudre de manière simple et efficace toutes les tâches de configuration avec un minimum d’apprentissage. Au début du projet, il est possible de choisir entre la vue de portail axée tâches avec guidage simplifié de l’utilisateur ou la vue de projet – tous les outils pertinents pour la configuration des modules technologiques sont déjà intégrés. La vue de portail assure un guidage intuitif de l’utilisateur à travers toutes les étapes d’ingénierie. Qu’il s’agisse de programmer un contrôleur, de concevoir un écran IHM ou de configurer des connexions réseau – le portail TIA aide les utilisateurs – profanes ou expérimentés – à travailler de manière aussi productive que possible.

Ingénierie de modules technologiques SIMATIC pour la périphérie décentralisée ET 200S

STEP 7 autorise une configuration claire et harmonisée des modules technologiques. Le catalogue produits propose tous les modules disponibles avec un filtrage contextuel et un classement clair par fonctions. Les principales caractéristiques techniques sont déjà représentées dès le stade du choix. Cela facile le choix en cas de versions multiples. La représentation photoréaliste dans le catalogue matériel et dans la configuration achevée des différents composants évite les erreurs et donne une aperçu clair de la configuration en cours. Une fois que la station ET 200S a été sélectionnée pour le pro jet, elle apparaît dans l’arborescence structurée du projet avec la configuration correspondante des appareils et le diagnostic en ligne. La figure représente tous les modules technologiques qui peuvent être configurés et programmés dans le portail TIA. La procédure est intuitive : Les modules apparaissent de manière thématique clairement structurée dans le catalogue matériel situé à droite et peuvent être sélectionnés depuis leur référence de commande et "placés" directement par Drag-and-Drop dans le rack photoréaliste. Tous les paramètres contextuels pertinents sont représentés dans le fenêtre d’inspection. Il est possible d’y régler de manière conviviale tous les éléments, du mode de fonctionnement jusqu’au sens de comptage. Pour plus de clar té, tous les paramètres sont structurés de manière thématique dans une arborescence.


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Générateur d’impulsions 2 PULSE

Le module technologique bicanal 2 PULSE sert à la commande d’organes de réglage et de vannes. En liaison avec les logiciels de régulation SIMATIC tels que Standard PID Control, il assure la sortie décentralisée de grandeurs de réglage sous formes d’impulsions modulées en largeur, et soulage ainsi la CPU. Il sera utilisé par exemple pour la commande de contacteurs statiques ou de corps de chauffe.

Paramétrage convivial en bref

Le choix du mode de fonctionnement nécessaire (1) définit les conditions du choix des paramètres possibles et de la plage d’adressage nécessaire. Les paramètres correspondants sont affichés (2). Des listes de choix contextuelles indiquent avec précision les possibles de réglage correctes. Sur demande, des infobulles en cascade délivrent des informations exhaustives sur les différents réglages et proposent si nécessaire un lien direct avec le système d’aide en ligne détaillé (3). Les adresses correspondantes exactes sont attribuées automatiquement à l’arrière-plan et peuvent être adaptées le cas échéant aux besoins de l’installation. Module de mesure de déplacement 1 SSI

Le module de signaux monocanal 1 SSI permet de connecter des codeurs SSI aux stations ET 200S et de résoudre des tâches élémentaires de positionnement. L’algorithme de positionnement proprement dit est exécuté sur la CPU, par ex. avec Easy Motion Control. • 1 SSI réalise l’acquisition de la mesure du codeur SSI (13 à 25 bits) et la met à disposition du maître de niveau supérieur (par ex. CPU). • La valeur de mesure peut être comparée en outre à deux valeurs transmises par le maître. • En mode isochrone, le 1 SSI accepte un temps de cycle de 250 µs. Ceci permet aussi d’exploiter en mode synchrone un codeur plus lent avec réduction. • Pour la sécurité de la transmission, il est possible d’exploiter un bit de parité.

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Le module 2 PULSE dispose des modes de fonctionnement suivants : • Sortie impulsionnelle : une impulsion unique d’une durée prédéfinie est émise sur la sortie TOR 24 V. • Train d’impulsions : un nombre d’impulsions prédéfini par l’utilisateur est émis avec une fréquence prédéfinie sur la sortie TOR 24 V. • MLI (modulation de largeur d’impulsions) : une succession d’impulsions modulées en largeur est émise sur la sortie TOR 24 V. • Retard à la montée/à la retombée : Un signal appliqué à l’entrée TOR 24 V est émis à la sortie TOR 24 V avec retard à la montée/à la retombée. • Sortie de fréquence : Une fréquence prédéfinie jusqu’à 5 kHz est émise à la sortie 24 V. En mode de fonctionnement MLI et train d’impulsions, le module 2 PULSE peut mesurer la sortie de courant et envoyer un rapport à la CPU. Pour cela, la valeur moyenne est calculée sur la période. Ainsi, des valves proportionnelles simples peuvent être directement branchées et pilotées avec précision. Le mode isochrone améliore encore plus la précision d’une régulation. Pour augmenter la puissance, les deux canaux du module peuvent être connectés parallèlement et délivrer ainsi un courant électrique de 4 A maximum. Les interfaces de données utiles étendues offrent un plus grand confort pour la commande du module.

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Module moteur pas-à-pas 1 STEP

Le module monocanal 1 STEP assume des fonctions de positionnement en liaison avec des moteurs pas-à-pas. Il convient par ex. aux dispositifs d’avance dans les lignes de montage, les chaînes de transfert, les presses d’imprimerie, les machines textiles et à papier. Les tâches de déplacement suivantes sont disponibles : • Positionnement relatif : L’axe se déplace sur la distance prescrite • Positionnement absolu : L’axe se déplace sur la position prescrite • Prise de référence : L’axe se déplace pour trouver le point de référence et initialiser le système de mesure • Fonctionnement avec régulation de vitesse : La fréquence prescrite par la commande est émise en considérant la rampe d’accélération/ de décélération au niveau de la sortie. Ce mode de fonctionnement s’applique également à l’utilisation de 1 STEP sur une commande de positionnement de niveau supérieur comme sortie pour les moteurs pas à pas ; le cas échéant, en mode isochrone. Pour une utilisation souple, la vitesse actuelle, la position actuelle ou le parcours restant sont disponibles comme valeurs de réaction. Le 1 STEP possède deux entrées TOR avec fonctionnalités configurables à savoir : • Commutateur de point de référence pour supporter la prise de référence • Interrupteur de fin de course supérieure ou inférieure pour délimiter la zone de déplacement • Arrêt externe pour stopper l’axe avec un signal externe • Libération des impulsions externes pour autoriser le fonctionnement avec un signal externe Une utilisation comme commutateur de point de référence et interrupteur de fin de course est également possible Module de positionnement 1 POS U

Le module de positionnement monocanal 1 POS U convient au positionnement d’axes de réglage et de service, linéaires et rotatifs. Il s’utilise sur les machines de traitement de papier et de carton, dans l’agroalimentaire, dans le Module de positionnement 1 POS U secteur de la manutention et du convoyage. • La mesure de position peut s’effectuer avec des générateurs d’impulsions, des codeurs incrémentaux (avec signaux différentiels 5 V ou signaux 24 V) ou des codeurs absolus à interface SSI.

• Le positionnement en boucle ouverte fonctionne selon le principe à deux vitesses, avec trois sorties TOR qui commandent l’entraînement. L’axe peut être déplacé sur une position absolue ou d’une course relative. • En manuel à vue, les signaux de commande venant du programme utilisateur sont uniquement transmis par le module. • Trois entrées TOR 24 V servent à la prise de référence et de fin de course matériel. • Le paramétrage en cours de fonctionnement (pour la précote de commutation/arrêt) est possible. • En plus de la valeur réelle, il est possible de relire le parcours restant. • 1 POS U permet également des applications de dosage avec une vanne à 2 positions ; une seule voie du codeur incrémental est alors exploitée. Modules de comptage 1 COUNT 5/24V

Les modules de comptage monocanal 1 COUNT 5 V/24 V sont prédestinés aux applications de comptage et de mesure décentralisées. Les modules fournissent la tension d’alimentation 24 V pour les capteurs raccordés. • 1 COUNT compte les impulsions du codeur en fonction de signaux de validation (par ex. barrière photoélectrique reliée à l’entrée TOR intégrée). • Le module évalue le sens des signaux, compare la valeur courante/la valeur de mesure à une valeur de référence prédéfinie et commande une réaction via une sortie TOR intégrée. Les modules de comptage assurent les fonctions suivantes : • Comptage monocoup, périodique, sans fin • Mesure de longueur, de fréquence, de vitesse et de durée de période • Mesure de position avec codeur incrémental *) *)

En mode Fast, des applications isochrones particulièrement rapides (jusqu’à 500 µs) sont possibles.

Module de comptage 1 COUNT 5 V/500 kHz


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Modules de fonction paramétrables

Une gamme de modules de fonction (FM) paramétrables sont disponibles pour la résolution des tâches technologiques : • Au format S7-300 pour S7-300, ET 200M et WinAC • Au format S7-400 Un logiciel de paramétrage correspondant permet de paramétrer facilement les FM à l’aide de masques, par ex. • • • •

Sélection du type de capteur souhaité Sélection du mode de fonctionnement approprié Saisie des paramètres machine Définition des parcours de déplacement

Un guide de mise en route assiste l’utilisateur par étapes jusqu’à une configuration exécutable. Les FM disposent d’entrées et de sorties embarquées spéciales qui peuvent être raccordées directement aux capteurs (par ex. capteurs de déplacement) et aux actionneurs (par ex. entraînements). La plaquette signalétique électronique renferme les données d’identification enregistrées dans un module, p. ex. la référence de commande, la version, la date de montage, l’identifiant de l’installation. Ces informations caractérisent le module de manière univoque et sont disponibles en ligne, p. ex. pour simplifier le dépannage.

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Modules fonctionnels des systèmes S7-400 et S7-300

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Modules de comptage


Modules de comptage FM 350-1/450

Boîtes à cames FM 352/452

Les modules de comptage intelligents FM 350-1 (1 voie) et FM 450 (2 voies) sont destinés à un large éventail de tâches de comptage à haute fréquence et de mesure de précision (jusqu’à 500 kHz). • Ils acquièrent directement les impulsions des Modules de comptage FM 350-1 codeurs incrémentaux (à gauche) et FM 450 (à droite) en fonction des signaux de validation (par ex. barrière photoélectrique). La commande de validation est réalisée par niveau, impulsion ou programme utilisateur. • Ils évaluent le sens des impulsions des codeurs incrémentaux et comparent la valeur courante à deux valeurs de présélection paramétrables. • Il est possible de paramétrer soit une réaction par changement d’état des sorties TOR, soit une alarme processus dans la CPU, lorsque la valeur courante atteint la valeur finale ou une valeur de présélection.

Les boîtes à cames sont utilisées pour déclencher des actions en fonction de la position ou du temps. Leur grande flexibilité leur confère une supériorité notoire sur les mécanismes à cames traditionnels, par ex. la possibilité d’introduire des modifications par logiciel, même en service.

Les modules de comptage assurent les fonctions suivantes : • Comptage monocoup, périodique, sans fin • mesure de longueur, de fréquence, de vitesse et de durée de période *) • Mesure de position avec codeur incrémental Module de comptage FM 350-2

Le FM 350-2 est un module de comptage double largeur à 8 voies indépendantes les unes des autres pour un emploi universel dans des applications de comptage et de mesure jusqu’à 20 kHz. En liaison avec des vannes multipositions, le module FM 350-2 est également apte à la fonction de dosage. 4 voies de comptage sont alors regroupées pour former une voie de dosage. La validation du comptage est suivie d’une opération de dosage unique jusqu’à la valeur finale supérieure ou inférieure.

Boîtes à cames FM 452 (à gauche) et FM 352 (à droite)

FM 352/FM 452 sont des modules à une voie qui soulagent la CPU en assurant de façon autonome la mise à "1" et à "0" de cames TOR électroniques en fonction de la valeur courante. Ils comportent 32 pistes de came qui peuvent être scrutées par la CPU. En outre, un grand nombre de ces pistes de came peuvent être sorties directement sur les sorties TOR intégrées pour garantir des temps de réactions particulièrement courts. Les cames peuvent être affectées librement et sont utilisables en tant que came-course ou de came-temps : • Cames-course : Les cames sont activées et désactivées en fonction de la position de l’axe qui est mesurée par un codeur de déplacement. • Cames-temps : Les cames sont mises à "1" en fonction de la position puis remises à "0" après un certain temps fixé par une horloge intégrée. • La reproductibilité de 20 μs maxi. assure une précision maximale. Autres fonctions du FM 352/452 : • Compensation dynamique de temps mort (anticipation de la position de commutation dépendant de la vitesse) • Piste de came de comptage paramétrable • Piste de came de freinage paramétrable (arrêt systématique de la presse en position ouverte)

*) seulement avec FM 350-1


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Modules de régulation Modules de régulation FM 355/455

Les modules FM 355 (4 voies) et FM 455 (16 voies) sont des modules de régulation universels qui sont proposés chacun en deux variantes : • FM 355C/FM 455C comme régulateur à action continue pour la commande d’actionModules de régulation FM 455 neurs analogiques, par (à gauche) et FM 355 (à droite) ex. des vannes • FM 355S/FM 455S comme régulateur pas-à-pas ou impulsionnel pour des actionneurs à commande numérique (ex. corps de chauffe électriques, à propulsion mécanique, actionneurs à action intégrale) Domaine d’application

Les modules de régulation sont à usage universel, par ex. pour le régulation de température, de pression, de débit et de niveau dans les différents secteurs de la construction de machines et d’installations. Grâce notamment à leurs fonctions de repli, les modules se prêtent idéalement aux applications de contrôle-commande dans les domaines de la chimie et de l’industrie du verre et de la céramique. La régulation convient aux processus continus comme aux processus par lots.


• Le logiciel de paramétrage permet d’optimiser le régulateur PID (PG/PC nécessaire). • Des blocs séparés sont disponibles pour le FM 455 (sauf régulateur pas à pas) pour la régulation et l’optimisation de nombreuses boucles de régulation de température. Ils servent à la régulation d’un grand nombre de zones de chauffage ou de chauffage/refroidissement, comme c’est le cas sur une extrudeuse. Fonction de repli

Cette fonction garantit le fonctionnement ultérieur du module de régulation, même en cas de défaillance ou d’arrêt de la CPU. Il est possible de régler une valeur de consigne de sécurité pour le mode dégradé. Le paramétrage d’une grandeur réglante de sécurité est prévu pour le cas d’un défaut du transmetteur de mesure. Modes de fonctionnement

Les modules connaissent non seulement le mode automatique et le mode dégradé, mais aussi : • Mode manuel • Mode poursuite • Mode de sécurité Mise à jour du firmware

Pour une mise à jour simple et rapide, la dernière version du microprogramme (firmware) peut-être téléchargée gratuitement par Internet. Le nouveau firmware est chargé sur le module au moyen du logiciel de paramétrage.

Paramétrage

Les modules de régulation sont accompagnés d’un logiciel de paramétrage, d’une aide en ligne détaillée, d’un manuel et d’un guide de mise en route, ainsi que de blocs fonctionnels pour la communication entre FM et CPU. De nombreuses fonctions de test ainsi que des moyens de simulation facilitent la mise en service. Structures de régulation

Les modules de régulation comprennent plusieurs structures de régulation pratiquement prêtes à l’emploi : • Régulation de maintien • Régulation en cascade • Régulation de rapport • Régulation de mélange à 3 composants Il est possible d’interconnecter jusqu’à 4 régulateurs pour former une structure de régulation.

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Entrées

Les entrées analogiques peuvent être utilisées soit pour l’acquisition de valeurs analogiques, soit pour l’application de grandeurs perturbatrices. Une entrée supplémentaire sert à la compensation de température dans les applications à thermocouples. Les caractéristiques associées aux capteurs raccordables sont mémorisées sur le module et sont activées par paramétrage. Pour le cas où la caractéristique d’un capteur ne serait pas configurée, on peut entrer une caractéristique quelconque en définissant des points d’interpolation.

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Interface de paramétrage graphique du FM 355C

Optimisation du régulateur du module de régulation de température FM 355-2

Module de régulation de température FM 355-2


Le module de régulation de température à 4 voies FM 355-2 est proposé en deux variantes : • FM 355-2C avec sorties analogiques de régulateur à action continu • FM 355-2S avec sorties TOR de régulateur à impulsions/pas-à-pas

Le FM 355-2 dispose d’une fonction intégrée d’auto-optimisation en ligne, utilisable sans recourir à une console PG ou à un PC. L’auto-optimisation peut s’effectuer soit à partir de la température ambiante par un échelon de valeur de réglage (première optimisation), soit au point de fonctionnement du régulateur (postoptimisation).

Module de régulation FM 355-2

Le module est conçu spécialement pour la régulation de température avec possibilité de réalisation et d’optimisation de régulateurs avec chauffage et/ou refroidissement actif. Le principe de fonctionnement du module permet aussi de l’utiliser pour d’autres systèmes réglés imposant des contraintes analogues. Le FM 355-2 dispose d’une précision des entrées analogiques augmentée par rapport au FM 355, ce qui s’avère particulièrement avantageux en cas d’utilisation de thermocouples.

Pour démarrer l’optimisation, le système doit se trouver dans un état quasi stationnaire, c.-à-d. qu’une dérive de la valeur réelle est tolérée. Les paramètres de régulation sont disponibles dès l’atteinte du point d’inflexion de la réponse indicielle. Il n’est pas nécessaire d’attendre l’état final stationnaire, ce qui écourte sensiblement la durée de la mise en service. Le régulateur dispose d’une zone de régulation pour la montée rapide au point de fonctionnement. Par un affaiblissement réglable de l’action P lors de variations de la valeur de consigne, il est possible d’agir sur la réponse du régulateur et d’éviter les dépassements. Les limites de la grandeur réglante sont réglables en ligne.

Le module utilise un algorithme de régulation PID. La période d’échantillonnage est de 100 ms par entrée analogique utilisée. Un projet exemple OP27 est joint au module pour une utilisation simple des principales fonctions du régulateur. Fonction de repli

Cette fonction garantit le fonctionnement ultérieur du module de régulation, même en cas de défaillance ou d’arrêt de la CPU. Il est possible de régler une valeur de consigne de sécurité pour le mode dégradé. Le paramétrage d’une grandeur réglante de sécurité est prévu pour le cas d’un défaut du transmetteur de mesure.


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Modules de positionnement Module de positionnement FM 351/451

Module PROFIBUS IM 174

Les modules de positionnement FM 351 (2 voies) et FM 451 (3 voies) servent au réglage et au positionnement d’axes mécaniques selon le principe à deux vitesses. Ils permettent le déplacement absolu ou relatif d’axes rotatifs et lµ.

Le IM 174 est un module PROFIBUS isochrone au format S7-300 qui permet d’exploiter jusqu’à quatre entraînements sur un contrôleur Motion Control via PROFIBUS DP. Il peut Le nouveau module isochrone s’agir d’entraînements élecPROFIBUS IM 174 triques ou hydrauliques avec interface analogique de consigne (+/- 10 V) ou d’entraînements pas à pas avec interface impulsion-direction. Le contrôleur utilisé peut être un SIMATIC S7-300, S7-400 isochrone, une CPU technologique ou un SIMOTION C/P/D.

Module de positionnement FM 451/351

Les modules FM 351/451 autorisent une précision de positionnement relativement élevée malgré la simplicité des entraînements, et s’érigent ainsi en solutions économiques. Les FM 351/451 s’emploient par ex. pour les axes de réglage dans les secteurs de la logistique ou du transport. Les positions de destination peuvent être fixées par la CPU et sont modifiables en service. Elles peuvent aussi être définies dans une table stockée sur le module de positionnement. Au besoin, la position de destination peut toujours être accostée dans le même sens quelle que soit la position de départ. En option, I’arrêt de l’axe peut être surveillé jusqu’au prochain ordre de positionnement.

Les valeurs réelles (valeurs de capteur) sont transmises depuis le IM 174 via PROFIBUS DP à la commande de Motion Control. Le capteur utilisé peut être un codeur incrémental 5 V ou 24 V ou un codeur absolu SSI. Le régulateur de position du contrôleur calcule la consigne de vitesse. Cette valeur est transmise via PROFIBUS DP vers l’IM 174 où elle est émise. SIMATIC IM 174

Module de mesure de déplacement SM 338

Le module de mesure de déplacement SM 338 permet le raccordement de 3 capteurs SSI au S7-300 et à l’ET 200M. L’isochronisme et la fonction de verrouillage via entrées TOR Module de mesure de déplacement permettent de réaliser des applications en temps critique dans le domaine de la mesure de déplacements. SM 338 fournit des valeurs de déplacement pour le traitement dans le programme STEP 7. Le traitement est ensuite exécuté sur la CPU, par ex. le positionnement avec Easy Motion Control. Le module est paramétré au moyen de STEP 7 sans autre logiciel de configuration. SM 338 maîtrise les télégrammes SSI de 13 à 25 bits, qui sont sécurisés par un bit de parité.

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PROFIBUS Incremental encoder signal

SSI encoder signal

±10 V

±10 V Pulse direction signal

Servo drive 1

Stepper drive

Servo drive 2

Raccordement d’entraînements sur le module PROFIBUS IM 174

0 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

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Modules de positionnement pour moteurs pas à pas et servomoteurs Modules de positionnement pour moteurs pas à pas et servomoteurs Module

FM 353

FM 354

FM 453

Format

S7-300

S7-300

S7-400

Moteur

moteur pas à pas

servomoteur

servomoteur et moteur pas à pas

Système de mesure du parcours

inutile

incrémental 5 V, SSI

incrémental 5 V, SSI

Nombre d’axes

1

1

3

Ces modules servent à la commande de moteurs pas à pas ou à l’asservissement de position avec des servomoteurs. Ils peuvent s’utiliser pour des positionnements point à point ainsi que pour des profils de déplacement complexes, très contraignants en dynamique, précision et vitesse, jusque pour les applications multi-axes. Il permet le déplacement absolu et relatif d’axes rotatifs et linéaires. Le positionnement d’axes d’amenage, de réglage, de préparation, de ser vice, de production et de transport sont autant d’exemples d’application. Assurant en autonome le positionnement des servomoteurs et des moteurs pas à pas, il réduit la charge de traitement de la CPU de l’automate. En mode automatique, des profils de positionnement complexes (programmes de déplacement) sont exécutés en continu ou pas à pas. Ces programmes de déplacement peuvent être chargés en cours de service. Des entrées (ex. pour la mesure rapide) et sorties (ex. position atteinte) personnalisables sont disponibles pour le couplage avec la machine. Moteur pas à pas

Les moteurs pas-à-pas sont employés pour le positionnement de petites charges qui ne sont pas exposées à de grandes fluctuations. On peut ainsi atteindre des niveaux de précision élevés (du domaine du µm), comme avec les servomoteurs. La correction de l’usure des outils et la compensation du jeu dans les réducteurs concourrent à ce résultat. Ils permettent de réaliser des solutions relativement économiques car ils se passent de système de mesure. A travers leur interface impulsions-direction, les FM 353/453 émettent des impulsions vers l’étage de puissance du moteur pas-à-pas. Le nombre total d’impulsions détermine la longueur du parcours et la fréquence d’impulsion influe sur la vitesse de déplacement.

Servomoteurs

Les servomoteurs développent un couple compris entre 0,1 Nm et plusieurs centaines de Nm ; ils conviennent par ex. au positionnement précis dans des applications à charge fluctuante ou à dynamique élevée. Les FM 354/453 commandent l’entraînement par son interface analogique. Les capteurs de déplacement retournent la position actuelle de l’axe. La comparaison de la position réelle avec la position de consigne permet une optimisation continue de la position, de la vitesse et de l’accélération. La fonction de référencement du codeur absolu permet de réajuster l’installation après remplacement d’un codeur absolu défectueux. Cela permet d’utiliser des codeurs non programmables peu onéreux. Une solution complète d’un seul fournisseur

Pour les axes à servomoteurs, les variateurs SIMODRIVE 611 Universal ou MASTERDRIVES MC/VC ainsi que SINAMICS S120 (TM41 requis) et les servomoteurs 1FT6-/1FT7-/1FK7 constituent un complément idéal. Afin de compléter la solution d’entraînement, des codeurs absolus et incrémentaux de la gamme des capteurs SIMODRIVE ainsi que les câbles préconnectorisés MOTION-CONNECT sont disponibles.

Module de positionnement FM 354 pour servomoteurs


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Commande de contournage et positionnement FM 357-2

Domaine d’application

Fonctionnement

Le FM 357-2 est un module de positionnement et de commande de contournage 4 axes, rotatifs ou linéaires. On peut lui raccorder des servomoteurs et des moteurs pas à pas possédant une interface ± 10 V ou une interface PROFIBUS DP. La mesure de position peut être assurée au choix par un codeur incrémental RS 422 ou un codeur absolu SSI.

Selon le type d’axe utilisé, le déplacement des servo-axes ou des axes pas à pas s’effectue comme avec les modules FM 353/FM 354. Mais en plus, avec le FM 357-2, il est possible de déplacer les axes en interpolation.

Le FM 357-2 apporte à la construction de machines générale les performances d’une CNC. Intégré dans SIMATIC, le module bénéficie également de la convivialité de STEP 7. Il couvre presque tous les domaines du contrôle de mouvement automatisé, du positionnement simple à la commande de contournage par interpolation ; il fonctionne de manière autonome et réduit ainsi la charge de traitement de la CPU de l’automate proModule de positionnement et de com- grammable. mande de contournage FM357-2

Le module convient pour le déplacement de systèmes multidimensionnels, tels que machines d’usinage du métal, robots, manipulateurs, cintreuses et plieuses. En outre, il est idéal pour commander des machines à mouvements coordonnés, par ex. des machines textiles, d’emballage, à papier et d’imprimerie.

• Interpolation interne et coordination de 1 à 4 axes : interpolation linéaire, circulaire et complexe ; commande de contournage ; synchronisme des axes ; interpolation tabulaire ; profil de cames intelligent. • Fonctions de surveillance : rupture du câble, top zéro, arrêt, arrivée à destination, fin de course logiciel. • Fonctions spéciales : mesure de longueur, marche/arrêt par entrée rapide, limitation d’à-coups, forçage de valeur réelle au vol. • Fonction multi voies : jusqu’à 4 voies définissables, toutes combinaisons possibles (pour FM 357-2H : 1 voie). Fonctions du FM 357-2LX

Comme FM 357-2L, plus les fonctions suivantes : • Interpolation Spline évoluée, • Commande d’axes Gantry pour portiques, • Accostage de butée (par ex. pour le serrage d’outils), • Zones de protection 3D. Fonctions du FM 357-2H

Comme FM 357-2LX, plus les fonctions suivantes : • Transformation de coordonnées pour systèmes à bras articulés, scara et portiques avec 4 axes au plus ; • Fonction d’apprentissage avec le terminal portable HT 6.

Constitution

Paramétrage

Selon le firmware, l’appareil de base FM 357-2 se décline en plusieurs variantes : FM 357-2L, FM 357-2LX ou FM 357-2H. Des interfaces variables permettent de raccorder différents systèmes d’entraînement (panachage possible) :

Le FM 357-2 est programmé via un éditeur de programmation intégré dans STEP 7 selon la norme DIN 66025. Le FM 357-2 contient des commandes puissantes en langage évolué qui vont au-delà du langage de la norme. La mise en ser vice est prise en charge par un assistant de mise en service qui propose des fonctions conviviales : • déplacement et test des axes en ligne, à partir du PG/PC, • MDI, JOG, mode automatique, • diagnostic, messages d’erreurs, • fonction oscilloscope.

• Interface analogique/PROFIBUS DP pour applications motion control ou servo-axes avec codeurs et moteurs triphasés asynchrones • Interface de moteur pas à pas pour les axes à moteurs pas à pas

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Fonctions du FM 357-2L


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Combinaison des fonctionnalités d’API et de motion control

Domaines d’application

En liaison avec les blocs de Motion Control conformes à PLCopen, les contrôleurs technologiques conviennent plus spécialement pour les mouvements coordonnés de plusieurs axes. Outre les asservissements de position d’axes isolés, ils permettent principalement de réaliser des mouvements complexes synchronisés, par ex. par réducteur électronique, profil de came et correction sur repère. Les axes en synchronisme peuvent être couplés à un maître réel ou virtuel. Pour l’interpolation de trajectoires, il existe des fonctions conformes PLCopen qui supportent les différentes cinématiques standard (SCARA, picker à rouleaux, bras ar ticulé, Delta-Picker 2D/3D). CPU technologiques du S7-300

Les constructeurs de machines et d’installations sont de plus en plus fréquemment confrontés au défi de devoir proposer des machines toujours plus flexibles et productives à des prix plus compétitifs. Dans les constructions nouvelles, les solutions de mécatronique1) à coûts optimisés ont pris une grande l’importance. Pour la réalisation de solutions mécatroniques, les systèmes d’automatisation et d’entraînement intègrent dans une mesure croissante des fonctions technologiques de Motion Control. Siemens propose à cet effet les CPU technologiques SIMATIC S7-300 pour les tâches de commande et de Motion Control dans une CPU. Les CPU technologiques regroupent • les CPU standard performantes 315-2 DP, 317-2 DP et • des fonctions de Motion Control conformes à PLCopen. Les CPU technologiques sont de conception compacte et possèdent des entrées/sorties rapides (4 entrées TOR, 8 sorties TOR) et deux interfaces PROFIBUS DP : • Interface isochrone PROFIBUS DP(DRIVE) pour la commande de mouvement dynamique de plusieurs axes couplés ou d’axes isolés. • Interface DP/MPI pour le raccordement d’autres composants SIMATIC, par ex. PG, OP, automates S7 et stations périphériques décentralisées. Son utilisation en tant qu’interface DP autorise la configuration de réseaux étendus.

Le PROFIBUS isochrone permet de commander les axes via un bus numérique. La deuxième interface PROFIBUS DP facilite le paramétrage et la mise en service des entraînements moyennant un PC ou une PG. Les contrôleurs technologiques se prêtent ainsi à une multitude de nouvelles applications, telles que : • Lignes de traitement/de montage • Machines en continu • Systèmes de manutention • Potences • Portiques • Machines de remplissage • Machines d’enveloppage • Avance par rouleaux • Cisailles au vol • Formeuses de cartons • Machines d’étiquetage • Cisaille transversale • Presses hydrauliques • Palettiseuses

1) Mécatronique : substitution des composants mécaniques, par ex. un

réducteur par une solution purement logicielle "Réducteur électronique"


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SIMATIC CPU 317TF-2 DP – Tâches de sécurité et de motion control dans un contrôleur

Le nouveau SIMATIC CPU 317TF-2 DP dispose maintenant d’une commande permettant de résoudre des tâches standard, de motion control et de sécurité dans un même automate. Vous bénéficiez de tous les avantages de la CPU 317T-2 DP et disposez, pour des applications de sécurité, de blocs de bibliothèque préfabriqués et certifiés par le TÜV avec le pack optionnel STEP 7 Distributed Safety, lequel renferme entre autres les fonctions suivantes : Arrêt d’urgence, commande bimanuelle, insensibilisation, surveillance de porte.

Previously: Standard and safety automation – divided into two systems CPU 317 T-2DP

Pour assurer une communication parfaite, le contrôleur utilise PROFIBUS DP avec le protocole PROFIsafe. Les fonctions de sécurité des entraînements peuvent être directement utilisées. Le contrôleur satisfait aux plus hautes exigences de sécurité et facilite ainsi le respect des normes applicables : EN 954-1 jusqu’à cat. 4, CEI 62061 jusqu’à SIL 3 et EN ISO 13849-1 jusqu’à PL e. L’avantage : Toutes les fonctions sont dotées d’une même ingénierie, et la programmation, la mise en service et l’entretien sont un gain de temps et d’argent considérable. L’utilisation de matériel de sécurité extérieur et d’un système de câblage complexe n’a plus lieu d’être, si bien qu’un espace nettement réduit dans l’armoire est désormais nécessaire.

New: standard and safety automation – integrated in one system

Safety Controller

CPU 317TF-2DP

Safety Components

 SINAMICS S120



Reduced complexity of the user program

SINAMICS S120

Harmonization of the automation concept



 ET 200M

Automation standard et de sécurité en un même système

36


ET 200S

ET 200M

1 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

© Siemens AG 2011

Raccordement des constituants d’entraînement

Configuration avec STEP 7 et pack optionnel S7-Technology

Les contrôleurs technologiques possèdent une interface isochrone DP(DRIVE) pour le raccordement des composants d’entraînement. Cette interface est optimisée pour le raccordement d’entraînements via PROFIBUS et supporte tous les entraînements Siemens. 

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2 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Raccordement des constituants à la CPU technologique via DP(MPI) et PROFIBUS DP(DRIVE)

Constituants supportés sur PROFIBUS DP(DRIVE) Axes à vitesse variable

MICROMASTER 420/430/440 COMBIMASTER 411 SIMOVERT MASTERDRIVES VC SINAMICS G120

Axes de positionnement/ synchronisme

SIMODRIVE 611 universal HR SIMOVERT MASTERDRIVES MC SIMODRIVE POSMO CD/SI/CA SINAMICS S120

Autres stations PROFIBUS

SIMODRIVE sensor isochron

Le logiciel optionnel S7-Technology, basé sur STEP 7, est requis pour le paramétrage et la programmation des fonctions technologiques. • S7-Technology comprend une bibliothèque avec des modules fonctionnels conformes à PLCopen pour la programmation et la configuration des tâches de Motion Control, ainsi que les composants logiciels nécessaires au couplage et à la mise en service des entraînements. • Il permet le paramétrage des objets technologiques, p. ex. axes, objet de trajectoire, profils de came, came, palpeurs de mesure. Un langage spécial de contrôle de mouvement n’est pas nécessaire. • En plus des fonctions de diagnostic de SIMATIC, il dispose d’un panneau de commande et dûne fonction trace en temps réel. Ces fonctions réduisent le temps requis pour la mise en service et l’optimisation du système. • S7-Technology stocke les données utilisateur des objets technologiques dans des blocs de données. Ces derniers peuvent être interrogés dans le programme utilisateur S7. • S7-Technology utilise les langages CONT, LOG, LIST de STEP 7 ainsi que tous les utilitaires d’ingénierie comme S7-SCL ou S7-GRAPH. • S7-Technology supporte des axes hydrauliques avec régulation de position et de pression • Pour l’interpolation de trajectoires, il existe des fonctions conformes PLCopen qui supportent les différentes cinématiques standard (SCARA, picker à rouleaux, bras ar ticulé, Delta-Picker 2D/3D). Fonctions Motion Control

Les contrôleurs technologiques exécutent entre autres les fonctions de Motion Control suivantes : • Maître virtuel / maître réel • Synchronisme angulaire • Synchronisme par réducteur électronique • Synchronisme par profil de came • Interpolation de trajectoire • Synchronisation et désynchronisation • Fonction d’engagement/désengagement • Décalage angulaire (absolu / relatif) • Correction sur repère • Cames et piste de came • Accostage de butée • Asservissement de position pour axes électriques, virtuels et hydrauliques

Module d’interface analogique ADI 4 IM 174 ET 200M avec IM 153-2 High Feature ET 200S avec IM151-1 High Feature


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Caractéristiques techniques : CPU technologiques CPU technologique

CPU 315T-2 DP

CPU 317T-2 DP

CPU 317TF-2 DP

Dimensions Connecteur frontal requis Nº de référence générique : - CPU 6ES7 - S7-Technology 6ES7

160 x 125 x 130 1 x 40 points

160 x 125 x 130 1 x 40 points

315-6TH. 864-1CC.

317-6TK. 864-1CC.

317-6TF.

256 Ko 84 K

1 Mo 333 K

1,5 Mo 400 K

0,1 µs 0,2 µs 2 µs 3 µs

0,05 µs 0,2 µs 0,2 µs 1 µs

4 096 octets 256 / 256

4 096 octets 512 / 512

● * )

● * )

2 048 / 2 048 octets 2 048 / 2 048 octets 512 64

8 192 / 8 192 octets 2 048 / 2 048 octets 512 64

Mémoire

Mémoire de travail Instructions Temps d’exécution

Opération bit Opération mot Opération virgule fixe Opération à virgule flottante Mémoire interne/Temporisations/Compteurs

Mémentos Temporisations S7/Compteurs S7 Temporisations CEI/ Compteurs CEI Plages d’adresses

Plage d’adresses des périphériques E/S Mémoire image des E/S Voies TOR (centrales) Voies analogiques (centrales) Interfaces DP

Systèmes maîtres DP internes / CP 342-5 Esclave DP

●

/●

●

●

/●

●

Entrées/sorties intégrées

Entrées TOR Sorties TOR Fonctions intégrées

4 x 24 V CC ; par ex. pour l’exploitation des signaux de détecteurs de proximité 8 x 24 V CC ; 0,5 A; pour fonctions de commutation à cames rapides Synchronisme par réducteur électronique et profil de came Accostage de butée Correction sur repère via palpeurs de mesure Commutation à cames en fonction du temps ou de la distance Asservissement de position

Aptitude de sécurité

●

Capacité fonctionnelle maxi Technologie

Axes Profils de cames Cames TOR Détecteurs Capteurs externes Utilisation simultanée

8 16 16 8 8 32

*) via SFB, nombre illimité ou limité par la mémoire de

38


32 32 32 16 16 64

travail

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Exemples d’applications Palettiseur avec axes à interpolation simple avec profils de came Enoncé du problème

La tâche technologique est basée sur un palettiseur à 3 axes. L’élément principal est une unité de convoyage, dont la tâche consiste à disposer 16 caisses sur une palette. L’axe 1 déplace l’unité de convoyage en direction X, l’axe 2 assure le déplacement en direction Y, et l’axe 3 le déplacement en direction Z. Le processus de positionnement des caisses est rendu plus complexe dans la mesure où ces dernières, après avoir été prélevées de la bande transporteuse, doivent être déplacées le long de deux parois vers leur position de destination.

Solution

La tâche principale de la CPU technologique pour cette application est le développement d’un profil de came approprié pour le couplage du dispositif d’avance au mouvement continu de l’axe rotatif de la presse. Dans ce process, un profil de came simple est développé et associé à des variantes optimisées.

Gripper 144

Press 0

5

135

225

270

360

Press

Solution

4 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Material feed

La tâche a été réalisée par utilisation d’une série de fonctions préfabriquées de la bibliothèque technologique S7. La fonction de déplacement "MC_MovePath" permet de déplacer les axes de trajectoire en fonction des positions de palettisation imposées Le calcul de la trajectoire ainsi que l’interpolation 3D nécessaire sont assurés par la fonction "MC_PathSelect". La fonction "MC_GroupInterrupt" permet d’immobiliser les axes synchronisés en conséquence sur la trajectoire définie sans l a quitter. La fonction "MC_GroupContinue" permet de reprendre la trajectoire à partir de la position d’arrêt. Axis 3 Axis 2 Axis 1 Conveyor belt Pallet Walls Packages

3 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Alimentateur à pinces par cames sta tiques pour presse

Cisailles au vol avec synchronisation sur repère par réducteur électronique Enoncé du problème

La tâche technologique est basée sur des cisailles au vol à 2 axes. L’axe 1 déplace via une bande transporteuse une ligne de marchandises caractérisée par des repères. Après détection du repère, la vitesse des cisailles reliées à l’axe 2 doit être synchronisée avec celle de l’axe 1. Lorsque les deux axes se déplacent de façon synchrone, la ligne de marchandises doit être séparée et l’axe 2 doit revenir en position de base. Solution

La tâche a été réalisée en synchronisant l’axe du chariot à cisailles sur l’axe de la ligne de marchandises en synchronisme de réducteur. Le synchronisme est maintenu aussi longtemps que le traitement (ici la coupe) l’exige. Le groupe d’axes synchronisés est ensuite désolidarisé et l’axe du chariot à cisailles revient en position initiale. La détection du prochain repère active à nouveau le groupe d’axes synchronisés.

Enoncé du problème

La tâche technologique est basée sur une presse à laquelle est relié un dispositif d’avance de matériel vers l’alimentation. L’axe rotatif de la presse est utilisé comme axe pilote pour l’activation de l’alimentateur via un profil de came statique. Le profil de came est développé et créé de manière à obtenir une séquence définie avec précision entre le mouvement continu de l’axe pilote de la presse et l’axe asservi de l’alimentateur. De plus, un signal d’activation de la pince du dispositif d’avance est généré via une came électronique au niveau de l’axe pilote de la presse.

Initial position / starting position Sensor

100 mm

Axis 2: Drive for shears slide

Crop mark Conveyor belt

Axis 1: Drive for conveyor belt Shears slide

Shear blades

5 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Vous trouverez les fichiers à télécharger avec la documentation et les données de projet sur Internet à l’adresse : www.siemens.com/t-cpu

dans la zone "Plus d’informations sur SIMATIC Technology"


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Modules technologiques et systèmes de régulation personnalisables Solution pour des applications dynamiques et très souples

Processeur booléen ultra-rapide FM 352-5

Les modules technologiques personnalisables, en offrant le plus haut niveau en termes de flexibilité, de fonctionnalité et de performance, conviennent idéalement à la résolution des tâches mécatroniques exigeantes. • FM 352-5 pour des fonctions logiques très rapides sur bits avec S7-300 • FM 458-1 DP pour le calcul et la régulation rapides et précis avec S7-400 • Module technologique T400 pour les régulations d’entraînement performantes • SIMATIC TDC pour les solutions dans le secteur des installations industrielles

Le module technologique programmable FM 352-5 permet des fonctions logiques extrêmement rapides sur bits dans des machines à très haute cadence. Il convient pour des applications de comptage et de mesure avec des Processeur booléen temps de réaction très ultra-rapide FM 352-5 courts, par ex. pour le contrôle de qualité. La périphérie TOR embarquée (12 entrées TOR, 8 sorties TOR) et l’entrée pour capteur de déplacement (codeur incrémental ou SSI) permettent d’atteindre des temps de réaction extrêmement courts. L’architecture matérielle spéciale garantit un temps de cycle fixe du programme de 1µs. Le FM 352-5 est exploitable soit en configuration centralisée dans le S7-300, soit en configuration décentralisée sur PROFIBUS, soit en tant que contrôleur autonome. Les entrées/sorties TOR sont librement combinables par le programme utilisateur et peuvent être commandées en fonction de la distance parcourue.

Systèmes et modules fonctionnels pour des tâches de régulation exigeantes

La programmation utilise un sous-ensemble du jeu d’instruction du S7-300, par ex. fonctions combinatoires sur bits, opérations arithmétiques, comparaisons, fonctions de comptage/temporisation, registre à décalage, mesure de fréquence et de durée de période (par ex. générateur d’impulsions), etc. Le programme est élaboré au moyen de l’éditeur standard CONT/LOG de STEP 7. Avant son chargement, le programme ainsi élaboré peut être testé sur une CPU S7. La génération du code cible est réalisée avec le logiciel de configuration pour le FM 352-5. Le code cible est transféré dans la FM 352-5 par carte mémoire ou par téléchargement.

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Points communs entre FM 458-1 DP, T400 et SIMATIC TDC

Bibliothèques de blocs

Les modules technologiques FM 458-1 DP, T400 et le système de régulation SIMATIC TDC sont librement configurables avec STEP 7 et les outils d’ingénierie CFC et SFC. La configuration requiert la bibliothèque de blocs du pack supplémentaire D7-SYS.

Un grand nombre de fonctions spécifiques aux entraînements, sur les machines modernes, sont réalisées à l’aide de blocs fonctionnels CFC prêts à l’emploi. Ces blocs sont contenus dans la bibliothèque du pack optionnel D7-SYS.

Comparaison des modules et des systèmes Module technologique T400

Intégré dans les variateurs ■ ■ ■

MASTERDRIVES DC Master Dans son propre châssis (autonome)

Module technologique FM 458-1 DP

Régulation et calcul rapides ■ ■

■

Dans le système S7-400 Accès rapide à la périphérie par des modules d’extension Isochronisme avec PROFIBUS DP embarqué

Système d’automatisation haute performance SIMATIC TDC

Multitraitement synchronisé Jusqu’à 20 CPU par châssis ■ Jusqu’à 44 châssis ■ Pour grandes installations industrielles, sidérurgie et laminoirs ainsi que transport d’énergie ■

D7-SYS contient de nombreux blocs fonctionnels librement combinables, depuis les simples opérations mathématiques ou logiques jusqu’aux fonctions complexes assurant la commande complète des mouvements des axes linéaires ou rotatifs. Il offre en outre un générateur de code puissant, qui compile les diagrammes fonctionnels terminés en code machine. D7-SYS comprend les catégories de blocs suivants : • Blocs de régulation • Blocs arithmétiques • Blocs d’entrée/sortie • Blocs de communication, de commande, de signalisation • Blocs de conversion • Blocs logiques • Blocs de maintenance et de diagnostic • Blocs SFC • Blocs de Motion Control Configuration et mise en service

Les fonctions d’automatisation sont configurées avec CFC (Continuous Function Chart), en toute simplicité et efficacité. Les blocs fonctionnels technologiques sont sélectionnés dans la bibliothèque de blocs de D7-SYS, puis interconnectés par leurs entrées et sorties. Les diagrammes fonctionnels constituent en soi une documentation détaillée du programme élaboré. Le chargement, la mise en service et la maintenance s’effectuent à l’aide des fonctions « online » de STEP 7 et CFC/D7-SYS via l’interface centrale MPI/DP. Sequential Function Chart (SFC) est utilisé pour la combinaison des programmes CFC avec des commandes séquentielles. Le pack optionnel FB-GEN permet d’intégrer à l’application des blocs fonctionnels spécifiquement programmés par l’utilisateur en langage C. Aucune licence Runtime n’est nécessaire à cet effet.


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Blocs fonctionnels pour la commande de mouvement Les blocs suivants sont des exemples parmi les nombreux blocs fonctionnels de la bibliothèque.

Slave speed Engage Master speed

Positionnement

Le bloc de positionnement fournit, en plus de la position de consigne à accoster, les grandeurs de commande anticipatrice correspondantes, telle que la vitesse et l’accélération. On a ainsi la garantie d’une dynamique élevée. Le processus de positionnement peut être adapté de manière optimale aux exigences de l’application. Les réglages possibles concernent :

Setpoint position Speed setpoint

∆a

t

∆t Jerk = ∆a ∆t

Slave position Engaging cycle time

Slave position

7 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Synchronisme par tables

La position cible peut être atteinte soit en un temps minimum, soit sans dépassement. Outre le positionnement absolu, il est possible de définir un positionnement relatif pour les mouvements enchaînés.

amax

Master position

Fonction d’engagement/désengagement

• la vitesse maximale • l’accélération maximale • l’à -coups maximal

vmax

Disengage

Acceleration setpoint

6 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Les profils de came sous forme de tables sont décrits dans le bloc TAB. Les tables contiennent entre 16 000 et 250 000 points d’interpolation. L’exploitation des tables s’ef fectue à l’aide du bloc TABCAM. Ce dernier calcule, à partir de la table, la consigne de position et de vitesse de l’axe esclave correspondant à une position donnée de l’axe maître. Pour cela, il effectue une interpolation linéaire entre deux points consécutifs de la table. Un bloc de multiplexage permet de basculer en service entre plusieurs tables.

Table definition

Grandeurs caractéristiques paramétrables pour le positionnement

Engagement/désengagement

Le dispositif d’engagement déplace l’axe depuis l’arrêt sur la longueur d’engagement prescrite. Le dispositif de désengagement freine l’entraînement jusqu’à l’arrêt puis, au bout de la longueur de désengagement, le réaccélère à la vitesse de l’axe pilote. Les longueurs d’engagement/désengagement sont réglables et allongeables "à la volée". Des arrondis (lissages) peuvent également être entrés pour les mouvements.

42

Load S7 data block / PC Table evaluation

Individual loading with data blocks

d e e p E S V , A n L o i S t i s o P

MASTER Position, Speed

Chargement et exploitation de tables


8 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

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Module technologique FM 458-1 DP Le module technologique FM 458-1 DP intègre dans le S7-400 le calcul rapide et précis ainsi que la régulation. FM 458-1 DP dispose, avec la bibliothèque de modules, de toutes les fonctions mécatroniques nécessaires à la résolution de tâches technologiques, d’automate, de régulation et de contrôle de mouvement. Les temps d’échantillonnage équidistants à partir de 100 μs autorisent des régulations dynamiques, par ex. pour augmenter la précision ou la cadence de la machine. Avec la version V2 du firmware, FM 458-1 offre une performance améliorée à prix égal. Les blocs technologiques créés par l’utilisateur peuvent être protégés par une clé électronique. La synchronisation en vitesse et en position d’axes linéaires et rotatifs, la synchronisation et désynchronisation par rapport à d’autres axes, la régulation de bobineuses et de systèmes hydrauliques sont autant d’exemples d’application possibles.

Communication

La communication avec des partenaires s’effectue via l’interface PROFIBUS DP du FM 458-1 DP. Elle offre les propriétés suivantes : • Equidistance, c.-à-d. que le cycle PROFIBUS DP a toujours exactement la même longueur. • Isochronisme, c.-à-d. que la CPU, les stations périphériques et le programme utilisateur sont synchronisés sur le cycle PROFIBUS. • Transmission directe, c.-à-d. que les esclaves configurés peuvent s’échanger directement des données, sans configuration du FM 458-1 DP. • Routage, c.-à-d. que l’accès à tous les abonnés s’effectue par le biais d’une interface telle que MPI ou PROFIBUS DP et, en option, Industrial Ethernet. Le couplage optique SIMOLINK ultrarapide, permet de connecter environ 100 entraînements de la gamme SIMOVERT Masterdrives ou SIMOREG par anneau. Avantages ■

■

■ ■

■ ■

■

Vitesse de traitement, puissance de calcul, précision de positionnement élevées, grand nombre d’axes Technique de régulation sophistiquée pour des cadences plus élevées (100 µs) Commande de mouvement à haute dynamique Universalité pour toutes les applications technologiques de la construction de machines et d’installations Vaste bibliothèque de blocs fonctionnels Flexibilité maximale pour une adaptation aux exigences individuelles Liberté de configuration graphique à l’aide des outils SIMATIC STEP 7 et CFC, SFC et langage C en option

Calcul et régulation avec FM 458 Fonction

Caractéristiques

Comptage/mesure

Idéal pour les tâches de comptage et de mesure les plus diverses avec codeurs incrémentaux ou absolus jusqu’à 2,5 MHz maxi.


16 sorties TOR tenant lieu de pistes de cames (cames-course ou cames-temps). Chaque piste peut être adaptée individuellement à la tâche, par anticipation ou temporisation de commutation. Anticipation dynamique, hystérésis dynamique

Régulation

Structures/types de régulation programmables en toute souplesse, par ex. régulation de maintien, de correspondance, en cascade, de rapport et de mélange, régulation continue et prioritaire, régulation de pression, de niveau et de température, régulation hydraulique, régulation d’entraînement

Motion Control

Positionnement en boucle ouverte/fermée d’axes isolés et applications multi-axes via PROFIBUS DP ou SIMOLINK


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Configuration matérielle modulaire pour des applications diversifiées

Le FM 458-1 DP obéit à une approche modulaire et se compose d’un module de base et de deux modules d’extension différents pouvant être combinés. Il peut donc être configuré en fonction des besoins exacts de l’application. Un S7-400 peut comporter plusieurs configurations FM 458-1 DP. Leur nombre n’est limité que par la puissance de l’alimentation électrique utilisée.

Module de base FM 458-1 DP avec deux modules d’extension

Gamme de modules FM 458

44

Module de base FM 458-1 DP

Module de périphérie EXM 438-1

Modules de communication EXM 448

Processeur RISC 64 bits en virgule flottante pour une puissance de calcul extrême ■ Temps de cycle équidistants à partir de 100 µs ■ Calcul rapide des consignes, par ex. pour les entraînements, les arbres électriques à maître flottant et les arbres virtuels ■ Coordination rapide et strictement cyclique des mouvements d’entraînement non linéaires ■ 8 entrées TOR interruptives

Module d’extension pour une acquisition très rapide et synchronisable des codeurs de vitesse et absolus, et avec entrées/sorties TOR et analogiques.

Module de communication pour des liaisons rapides : ■ EXM 448 : - PROFIBUS DP ou SIMOLINK - avec emplacement libre pour un module optionnel MASTERDRIVES ■ EXM 448-2 : - jusqu’à 2 interfaces SIMOLINK dotées de la pleine fonctionnalité (maître, esclave, dispatcher, etc.) - pour le couplage synchronisé sur le cycle d’échantillonnage de plusieurs FM 458-1 DP


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Raccordement des entraînements FM 458-1 DP

Des interfaces série ou analogiques remplaçables permettent le raccordement de différents types d’axes : • Interface PROFIBUS DP intégrée, isochrone et équidistante, idéale pour les applications de Motion Control décentralisées • Anneau optique SIMOLINK ultra-rapide, par ex. pour le raccordement de variateurs de fréquence SIMOVERT MASTERDRIVES • Interfaces analogiques pour le raccordement d’entraînements sans interface PROFIBUS ou SIMOLINK L’utilisation du FM 458-1 DP est particulièrement intéressante pour les applications avec 6 axes et plus. Les applications multi-axes sont configurables avec 127 entraînements via PROFIBUS DP et environ 200 esclaves maxi via SIMOLINK. En règle générale, il suffit par conséquent d’un seul FM 458-1 DP. Raccordement via des interfaces série

Les entraînements sont raccordés au FM 458-1 DP par un système de bus numérique. La transmission des données est assurée soit par le PROFIBUS isochrone, soit par la connexion optique ultra rapide SIMOLINK (pour les MASTERDRIVES). Sur le MASTERDRIVES MC, le régulateur de position avec mesure de position sert à calculer la consigne de vitesse. Le FM 458-1 DP fournit en outre une valeur de commande anticipatrice de vitesse afin d’augmenter la dynamique et la stabilité.

Virtual master

Setpoint generation

Position setpoint Speed setpoint SIMOLINK

Axis 1

MASTERDRIVES MC Position controller

n* Speed controller M*

Pos* Axis 2 Pos

n

Position, speed detection

M

T

Axis n

9 0 0 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

MASTERDRIVES MC

Structure de régulation d’une commande d’axe FM 458-1 DP pour MASTERDRIVES MC

Raccordement via des interfaces analogiques

Des variateurs dépourvus de port SIMOLINK ou PROFIBUS DP peuvent être raccordés via des interfaces analogiques. Dans ce contexte, le FM 458-1 DP assure, en plus de la formation de la consigne, la fonction de régulateur de position pour les entraînements. Les consignes de vitesse sont transmises aux entraînements. Les mesures de vitesse et de position sont acquises à l’aide d’un bloc sur le FM 458-1 DP. FM 458-1 DP Virtual master

Analog, serial port

Setpoint generation

Drive

L’interface DSC standardisée est utilisable en liaison avec SIMODRIVE et SINAMICS. Les configurations SINAMICS permettent de calculer 60 entraînements en 4 ms. Le temps de cycle du régulateur de position de 1 ms permet de gérer 12 SINAMICS S120, un avantage considérable dans les applications réclamant à la fois une grande vitesse de production et une précision élevée.

Speed pre control

Axis 1

Speed controller

Position controller n*

n*

Pos* Pos

Speed setpoint

Actual position Position controller

n Speed detection

Position detection NAVMC

Axis n

M*

M

T

0 2 0 0 0 _ X controller X _ 0 7 T S _ G

Drive n Speed

Structure de régulation d’une commande d’axe FM 458-1 DP pour d’autres variateurs


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Module technologique T400 La carte technologique T400, configurable graphiquement, est une solution très économique pour doter vos entraînements de fonctions performantes de régulation, de commande et de positionnement. Le processeur RISC 32 bits permet des intervalles d’échantillonnage équidistants de 100 µs pour augmenter la précision des déplacements ou la cadence de la machine. SRT400 est un châssis compact - comparable au boîtier électronique des variateurs SIMOVERT MASTERDRIVES – et permet

de gérer deux à quatre entraînements.Le SRT400 peut recevoir soit deux modules technologiques T400, soit un module T400 et un module de communication MASTERDRIVES. Ceci permet, par ex., d’accroître économiquement la fonctionnalité et de moderniser les installations existantes. La T400 dispose d’une périphérie TOR et analogique intégrée, d’interfaces série et admet le raccordement de capteurs de déplacement (codeurs incrémentaux, absolus).

Utilisation Dans le boîtier électronique des variateurs triphasés SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70

Dans le boîtier électronique des variateurs à courant continu SIMOREG DC-Master 6RA70

Autonome dans le boîtier technologique SRT400 pour d’autres variateurs

Configuration de la T400

Selon l’application, la configuration de la carte T400 peut avoir lieu de plusieurs manières : Configuration Utilisation de la T400

Librement configurable

Librement configurable Bobineuse à mandrin

STEP 7, CFC et D7-SYS requis

Synchronisme angulaire Régulation de cisaille

Configuration standard sur la carte

Configuration standard dans le code source

Le programme exécutable correspondant est déjà chargé sur la carte T400 qui est donc immédiatement opérationnelle. 1)

Le code source se trouve sur le CD-ROM fourni. 2)

Avantages ■

■

■

■

■

■

■

46

Vitesse de traitement, puissance de calcul, précision de positionnement élevées, grand nombre d’axes Technique de régulation sophistiquée pour des cadences plus élevées (100 µs) Commande de mouvement à haute dynamique Universalité pour toutes les applications technologiques de la construction de machines et d’installations

1)

Vaste bibliothèque de blocs fonctionnels

Seuls quelques paramètres spécifiques à l’application doivent être encore installés pour la mise en service. A cet effet, différents accessoires sont disponibles, du simple pupitre opérateur au logiciel pour PC (Drive ES) ; STEP 7 et CFC ne sont donc pas nécessaires ici.

Flexibilité maximale pour une adaptation aux exigences individuelles Liberté de configuration graphique à l’aide des outils SIMATIC STEP 7 et CFC, SFC et langage C en option

L’ensemble est piloté par un système d’automatisation supérieur relié à la carte T400 par le biais de PROFIBUS.

Après le paramétrage, les configurations peuvent être dupliquées sur d’autres installations. 2)

Il est possible d’effectuer de nombreuses modifications spécifiques à l’application avec STEP 7 et CFC.


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Régulation de cisaille

Modes de fonctionnement et fonctions

Dans de nombreuses installations de production, il est nécessaire de découper un matériau se déplaçant de façon continue. Souvent, des éléments doivent être découpés à des longueurs exactes spécifiées. Dans le cas des matériaux imprimés, les découpes doivent, en outre, être réalisées par rapport à des marques se trouvant sur le matériau. Selon le matériau et le procédé de découpage, on utilise, à cet effet, des cisailles à tambours (lames tournantes), des cisailles au vol ou des scies au vol. Les applications typiques sont : • Découpage de plaques/feuilles dans l’industrie de transformation des métaux et l’industrie papetière • Réalisation de découpes nettes aux extrémités de bandes • Découpage de tubes et de profilés dans l’industrie de transformation des métaux et des matières plastiques • scies au vol pour le débitage de panneaux d’aggloméré • Poinçonnage synchronisé avec des marques tolérancées Le découpage précis d’un matériau se déplaçant rapidement requiert une coordination exacte des déplacements de l’outil et du matériau. Le pilotage des déplacements nécessite un système de régulation dont les caractéristiques dynamiques sont très bonnes, en particulier si une qualité de découpe constante est requise, même pour des vitesses de matériau variables et différents formats de découpage.

CBP

Les modes de fonctionnement et fonctions suivants sont disponibles : • Découpage continu • programme de découpage (nombre de découpes) • Essai de découpe (une plaque) • Découpe unique • Eboutage • Prise de référence • Manuel à vue • Accostage de la position de départ • Mise en position de changement de lame • Auto-adaptation des déplacements à la vitesse du matériau • Modification du format d’une découpe à l’autre • Synchronisation avec des marques présentes sur le matériau • Sélection du profil de vitesse le mieux adapté à la précision de coupe et au moteur • Augmentation de la vitesse lors de la coupe • Courbe caractéristique pour la spécification individuelle de la vitesse lors de la coupe • régulateur de format pour l’optimisation de la vitesse de coupe • Application de couples de coupe • compensation du frottement et des moments d’inertie dépendant de la position • Adaptation du gain du régulateur en fonction de la dynamique • Détection des erreurs

T400

Drum shears

Flying shears

Flying saws

9 2 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Régulation de cisaille


47

© Siemens AG 2011

Bobineuse à mandrin

Fonctions

L’enroulement est une des applications rencontrées le plus fréquemment en construction mécanique. Des enrouleurs très performants sont réalisables avec une régulation électrique dont la programmation était cependant très astreignante. Avec les configurations standard, le travail est facilité. SPW420 permet par exemple de réaliser des enrouleurs/ dérouleurs très performants et précis pour les applications suivantes : • Fabrication de films/feuilles • Machines textiles • Machines à imprimer • Installations d’application de revêtements • Machines de finissage du papier • Bobinoirs de tréfileuses • Dévidoirs dans l’industrie de transformation des métaux

0 0 4 T

Bobineuse à mandrin

e v i r D

0 3 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Les procédés d’enroulement et de mesure dépendent du matériau ; les fonctions suivantes sont disponibles : • Régulation indirecte de traction • Rrégulation directe de traction - Régulateur de vitesse avec substitution (le régulateur agit sur le couple moteur) - Correction de vitesse (le régulateur de traction agit sur la consigne de vitesse) - Régulation à v constante • Adaptation du gain des régulateurs de traction et de vitesse de rotation en fonction du diamètre, ce qui garantit une régulation plus rapide et plus stable • Commande de dureté d’enroulement paramétrable en fonction du diamètre par le biais d’une caractéristique polygonale, d’où amélioration de la qualité d’enroulement • Commande anticipatrice, avec : - Compensation du frottement paramétrable en fonction de la vitesse de rotation par le biais d’une caractéristique polygonale - Commande anticipatrice de l’accélération en fonction du diamètre, de la largeur de la bande, du rapport de transmission et de la densité du matériau - Commande anticipatrice de traction en fonction du diamètre et de la consigne de tension pour minimiser les temps de réaction • Calcul du diamètre avec fonction de commande, au choix avec ou sans signal de vitesse, "Forçage diamètre" et "Blocage diamètre" • Calcul de la longueur du matériau • Basculement entre deux rapports de transmission sur ordre pour la première fois, blocs fonctionnels logiciels librement combinables pour des impératifs spécifiques à l’application • Grande liberté de combinaison des données process avec fonction de paramétrage Modes de fonctionnement

Les modes de fonctionnement suivants sont disponibles : • Bobineuse avec/sans changement de rouleau au vol en liaison avec un trèfle • Commande locale, p. ex. modes manuel à vue, positionnement et petite vitesse • Arrêt sans dépassement avec caractéristique de freinage pour arrêt rapide Pour la saisie des mesures, il est possible de raccorder : • Un dynamomètre ou un rouleau tendeur • Deux générateurs d’impulsions pour la mesure de la vitesse de rotation du moteur et de la vitesse de bande

48


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Synchronisme angulaire

Fonctions

Le synchronisme angulaire fait partie des tâches de positionnement les plus complexes rencontrées dans le domaine des applications multi-axes. Voici quelques exemples : • Remplacement de transmissions mécaniques, par ex. sur mécanismes de translation de portiques, machines à enfourner et défourner ou métiers à tisser. • Remplacement de réducteurs à rapport de transmission fixe ou variable, par ex. réducteurs à pignons baladeurs, au point de déversement de transporteurs à bande ou au point de transition d’une machine à une autre, comme sur des machines d’emballage ou des encolleuses de dos de livre. • Synchronisme angulaire, également mis en œuvre pour l’engrènement de deux pièces, par ex. lors du cardage des textiles. Egalement utilisable pour l’impression ou le pliage de sacs, etc.

d D

e v i r D

i=5

i=2

Master

Slave

0 0 4 T

e v i r D

La configuration standard Régulation de synchronisme angulaire comporte les fonctions suivantes : • Ssynchronisme angulaire avec rapport de transmission réglable dans une grande plage • Réglage du décalage angulaire entre les entraînements en fonction de repères grossiers et fins (synchronisation) • Les signaux de synchronisation peuvent provenir de détecteurs de proximité (par ex. BERO) ou de générateurs d’impulsions (impulsion zéro) • Angle préréglé modifiable par le biais de la valeur de consigne • Anti-dévirage • Protection contre les survitesses et le blocage • Mode manuel à vue : des décalages angulaires différents peuvent être préréglés pour les deux sens de rotation (basculement automatique en cas d’inversion du sens de rotation). Ceci est nécessaire pour la synchronisation si les positions de commutation des repères fins sont différentes en marche à droite et en marche à gauche du moteur (ou de la partie de la machine qui doit servir de référence pour la synchronisation) et doivent être compensées. Un autre exemple est une voie de roulement de grue qui présente un repère fin surfacique. • Adaptation du régulateur d’angle en fonction du rapport de transmission • Spécification de la consigne (de vitesse de rotation) possible aussi par un générateur d’impulsions, par exemple en l’absence de consigne de vitesse via le bornier ou une interface

1 3 7 0 0 _ X X _ 0 7 T S _ G

Régulation de synchronisme angulaire


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Système de régulation SIMATIC TDC SIMATIC TDC – Régulation et commande sans limites

SIMATIC TDC est un système d’automatisation multiprocesseurs, dédié aux grandes installations du génie des procédés, du génie énergétique et des entraînements. SIMATIC TDC résout également des tâches complexes d’entraînement, de régulation et technologiques avec des capacités fonctionnelles maximales et des temps de cycle minimums sur une plate-forme unique et se présente donc comme le complément idéal de SIMATIC S7 dans le sommet de gamme. Intégré à SIMATIC, ce système d’automatisation pour technologies et entraînements utilise les outils éprouvés de SIMATIC pour la configuration et la programmation – d’où son appartenance à Totally Integrated Automation. La mise en œuvre de SIMATIC TDC est en outre facilitée par le recours systématique à des standards, par ex. pour la communication et IHM : • PROFIBUS DP et Industrial Ethernet, • SIMATIC WinCC et les pupitres opérateur SIMATIC OP. SIMATIC TDC se compose d’un ou plusieurs châssis de base, dans lesquels s’enfichent les modules requis. Sa configuration multiprocesseur permet une extension de puissance pratiquement illimitée. Points forts ■ ■

■

■

■

■ ■

■

Système modulaire avec matériel scalable Périodes d’échantillonnage à partir de 100 µs pour des tâches de régulation dynamiques Performances maximales grâce à l’architecture 64 bits des unités centrales Multitraitement synchronisable avec 20 unités centrales maxi. par châssis Performance de communication extrême entre les CPU inhérente au système de bus VMS Couplage synchrone de 44 châssis au plus Configuration graphique avec les outils d’ingénierie de STEP 7 CFC (Continuous Function Chart) et SFC (Sequential Function Chart) Modules personnalisés en C

Avantages ■

■

■

■

50

Hausse de la productivité et de la compétitivité grâce à une puissance de calcul maximale Réduction des coûts d’acquisition grâce à la réduction de la diversité des composants et à la gestion simplifiée des pièces de rechange Réduction des coûts d’ingénierie grâce à l’utilisation d’outils standard largement répandus et au maintien des logiciels existants Utilisation de standards internationaux

SIMATIC TDC – Régulation et commande sans limites

Automatisation pour grandes installations industrielles

SIMATIC TDC est conçu aussi bien pour les constructeurs d’installations industrielles que pour les bureaux d’études qui développent des solutions d’automatisation destinées aux exploitants. SIMATIC TDC sert par ex. à • la régulation d’entraînements (couple, vitesse de rotation, position, angle / différence angulaire, vitesse), en particulier pour coordonner plusieurs entraînements ou gérer des rapports complexes entre entraînements • la régulation de plusieurs / différentes grandeurs physiques (par ex. traction, pression) • le calcul de diverses grandeurs de processus ou d’installations (par ex. température) SIMATIC TDC écourte les cycles de calcul (100 µs), possède des réserves fonctionnelles et se distingue par une grande flexibilité. Exemples d’application

Citons parmi les exemples d’application de SIMATIC TDC : • la production et la transformation des métaux : installations de tréfilerie, machines à étirer, cintrer et dresser, presses, installations de coulée continue, laminoirs, refouleurs, cisailles et bobinoirs • les installations de transport de courant continu en haute tension pour le transfert d’énergie sur de grandes distances, par ex. par câbles sous-marins • les installations de compensation d’énergie réactive pour la stabilisation du transfert d’énergie, par ex. condensateurs unitaires, batteries de condensateurs


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Système modulaire

SIMATIC TDC est un système multiprocesseur modulaire, qui se compose d’un ou plusieurs châssis. Les châssis peuvent recevoir des unités centrales, des modules de périphérie et des modules de communication.

Constituants de TDC Châssis UR5213

Le châssis 19" UR5213 à blindage CEM permet une configuration évolutive du matériel avec de grandes réserves de puissance. Il convient pour le montage mural ou en armoire et possède une alimentation intégrée à refroidissement actif et surveillances internes. Une hausse de puissance est possible en configurant jusqu ’à 20 CPU ou en couplant jusqu’à 44 châssis.

Unité centrale CPU551

L’unité centrale CPU551 convient pour les tâches de régulation et de commande très exigeantes en puissance de calcul. La CPU garantit un traitement strictement cyclique avec des périodes d’échantillonnage réglables.

Carte de périphérie SM500

Le module de périphérie SM500 offre des possibilités variées de connexion à la périphérie TOR et analogique. Il admet également des codeurs incrémentaux et absolus.

Modules de communication CP50M1, CP51M1

Les modules de communication CP50M1 et CP51M1 assurent une communication performante pour la ■ mise en service ■ gestion de processus ■ conduite et supervision

Global Data Memory GDM

Couplage de châssis CP53M0

Ils maîtrisent les puissants protocoles : ■ MPI ■ PROFIBUS DP ■ Fast Ethernet avec TCP/IP et/ou UDP Une mémoire globale de données ou GDM ("Global Data Memory") permet à plusieurs châssis avec CP52x0 de communiquer entre eux pour une extension quasi-illimitée de la puissance de calcul. Jusqu’à 44 châssis peuvent être interconnectés par des f ibres optiques et une mémoire partagée. Outre la communication de plusieurs châssis, la GDM o ffre des possibilités de synchronisation (période d’échantillonnage, heure) et des fonctions d’alarme. Le temps d’actualisation est < 1 ms. Le couplage de châssis CP53M0 présente la fonctionnalité suivante : ■ couplage d’un système SIMATIC TDC à un système SIMADYN D ■ couplage d’un système SIMATIC TDC à deux autres châssis SIMATIC TDC ■ mémoire partagée pour l’échange de données entre les modules CPU dans le châssis


51

© Siemens AG 2011

SIMATIC Technology Notes

52

SIMATIC Technology

© Siemens AG 2011

Tableaux comparatifs Cames électroniques 2 5 3 M F

Caractéristiques N° de référence générique

2 5 4 M F

T 5 1 3 U P C

5 2 5 3 M F

T 7 1 3 U P C

8 8 3 5 4 4 M M X F E

0 0 4 T

6ES7 352-1A.

6ES7 452-1A.

6ES7 352-5A.

6ES7 315-6TG.

6ES7 317-6TJ.

6DD1 606-

6DD1 607-

Nbre de voies de capteur

1

1

1

8

32

1

EXM 438 : 2 x 12; PROFIBUS DP : 127 SIMOLINK : 2 x 200

Axe linéaire/ rotatif

●

●

▲

●

●

●

●

Nombre de pistes de came

32

32

▲

8

16

▼

▼

Came-course/ came-temps

128

128

▲

8

16

▼

▼

▼

▼

▼

▼

Propriétés

Fonctions de came

Came de freinage 1 Came de comptage 3

1 3

▲

Compensation dynamique de temps mort

●

▲

●

●

▼

▼

●

Connectique / Périphérie intégrée

Codeur incrémental avec signal différentiel de 5 V

●

●

●

via IM174, ADI4

via IM174, ADI4

●

8 (codeurs 15 V inclus)

Codeur incrémental à signal 15 /24 V

●

●

via 3 E TOR

ADI4

ADI4

●

Capteurs SSI

●

●

●

via IM174, ADI4

via IM174, ADI4

●

8 (codeurs 5 V inclus) 4

Surveillance des codeurs

●

●

●

●

●

●

●

Entrées TOR (24 V) 4

11

12

4

4

8+4 bidirect.

16 (200 µs); 8 (20 µs)

Fonctions entrées TOR

8 entrées de validation

Librement programmable

verrouillage

verrouillage

▼

▼

16

8 (type m ou p)

8

8

2+4 8 bidirectionnelles

S7-400

S7-300, autonome

S7-300

S7-300

SRT 400

1 entrée de validation

validation freinage, mesure de longueur, forçage au vol, prise de référence Sorties TOR (24 V) 13 Environnement système

Utilisation centralisée

S7-300

Utilisation décentralisée

ET 200M

ET 200M

PC-based Control

●

●

Logiciel de configuration

pack de confi- pack de configu- pack de configu- S7guration fourni ration fourni ration fourni Technology 1)

Logiciel de programmation STEP7 V11

P

P

Remplacement sans PG/PC ● disponible

●

●

▲

programmable

▼

configurable

●

P Professional

S7-400

MASTERDRIVES, DC-Master

●

B Basic

S7Technology 1)

● 1)

D7-SYS 1)

D7-SYS 1)

●

à commander séparément

Tableaux comparatifs

53

© Siemens AG 2011

Comptage/mesure C C C 1 2 4 1 1 1 2 2 2 1 1 1 U U U P P P C C C

Caractéristiques

N° de réf. géné- 6ES7 21. rique

C x 1 3 U P C

5 2 5 3 M F

T N V U 4 O 2 C / 1 5

1 0 5 3 M F

2 0 5 3 M F

0 5 4 M F

8 8 3 5 4 4 M M X F E

0 0 4 T

6ES7 31.

6ES7 1384DE./-4DA.

6ES7 6ES7 352352-5. 5. 6ES7 6ES7 350 350-1A. -1A. 6ES7 6ES7 350350-2A 2A.. 6ES7 6ES7 450450-1A 1A.. 6DD1 6DD1 606606-

6DD1 6DD1 607607-

CPU 1211C : 3 1212C : 4 1214C : 6

CPU 312C : 2; 313C : 3; 314C: 4

1

1-12, selon le 1 type de capteur et l’application

8 VC ou 2 VD 2 ou 4 VC et 1 VD

2

8 par EXM

Fréquence de comptage en kHz, max.

100, 200 1)

CPU 312C : 10; 313C : 30; 314C: 60

24 V : 100; 5 V : 650

5 V : 1 000; 24 V : 200

5 V : 500; 24 V : 200

Codeurs in- 5 V : 500; crémentaux : 24 V : 200 10; détecteurs de proximité/capteurs de direction : 20

5 V : 1 500; 15 V : 400

5 V : 2 500; 15 V : 1 000

Capacité de comptage Sens de comptage Exploitation quadruple Alimentation des capteurs Surveillance des capteurs

64 bits

32 bits

32 bits

32 bits

32 bits

32 bits

32 bits

32 bits

comptage/ décomptage

comptage/ comptage/ comptage/ comptage/ comptage/ comptage/ comptage/ comptage/ décomptage décomptage décomptage décomptage décomptage décomptage décomptage décomptage

●

●

Propriétés

Nombre de voies (VC = voie de comptage, VD = voie de dosage)

32 bits

●

●

●

●

●

●

24 V

24 V, 5 V

24 V, 5 V

pour capteurs 24 V, 5 V NAMUR

pour 1 COUNT 5 V

pour codeurs incr. 5 V


pour capteurs NAMUR


●

●

●

●

▲

●

●

●

▼

▼

Comptage périodique

●

●

▲

●

●

●

▼

▼

Mesure de fréquence

●

●

▲

●

●

▼

▼

Mesure de vitesse rot.

●

▲

●

●

▼

▼

Mesure de la période Mesure de longueur

●

▲

●

●

▼

▼

par fonction de verrouillage /de porte

▲


par fonction de porte


▼

▼

Dosage Valid. matérielle

à 1 stade à 1 stade à 4 stade à 1 stade ▲ Départ/Arrêt Dépar t/Arrêt Départ/Arrêt Dépar t/Arrêt Départ/Arrêt Dépar t/Arrêt

▼

▼

Validation logicielle

Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt Dépa Départ rt/A /Arr rrêt êt

▼

▼

Comparaison directionnelle par voie de comptage Fonction de errouillage Synchronisation sur top zéro

1

2

▲

2

2

▼

▼

●

●

▲

●

●

par interr. matérielle


●

▲

●

●

●

▼

▼

▲

●

●

●

▼

▼

24 V

●

Fonctions de comptage

Comptage mono-coup/ sans fin

▲

s

par fonction de porte

Alarme process ● ● ● disponible ▲ programmable ▼ configurable

54

Tableaux Tableaux comparatifs

P Professional

B Basic

1

1)avec High-Speed Digital Signal Board

© Siemens AG 2011

C C C 1 2 4 C 1 1 1 x 2 2 2 1 1 1 1 3 Caractéris U U U U P P P P tiques C C C C Capteurs raccordables / Périphérie intégrée

Codeur incrémental à signal différentiel 5 V

avec signal board

Codeur incrémental à signal 15/24 V Capteurs de direction 24 V Détecteurs de proximité 24 V Capteurs NAMUR

●

Capteurs SSI E TOR pour valid. mat., par entrée de comptage

5 2 5 3 M F

T N V U 4 O 2 C / 1 5

1 COUNT 5V

●

●

●

1 COUNT 24 V :

●

●

●

●

1 COUNT 24 V :

●

●

●

1 COUNT 24 V :

●

1 0 5 3 M F

2 0 5 3 M F

0 5 4 M F

0 0 4 T

●

●

●

●

●

15 V HTL

15 V HTL

●

●

●

●

●

●

●

●

● ● ▲

●

1 ETOR libre, fonction configurable

▲

2

1

2

E TOR pour forçage, par entrée de comptage

▲

●

1 ETOR libre, fonction configurable

▲

1

1

1

▼ jusqu’à

S TOR par voie de comptage

1 par 1 (2,0 A) comparateur pour 24 V; 2 (2,0 A) pour 5 V connecteur conn. frontal TM-E frontal stan- standard dard (40 points)

2 (0,5 A)

▼

Connecteurs

8 8 3 5 4 4 M M X F E

jusqu’à 8 (0,5 A)

2 (0,5 A)

6

▼

jusqu’à 8

1 par voie de comptage, 4 par voie de dosage conn. frontal conn. frontal conn. frontal standard standard standard (40 points) (20 points) (40 points)

connecteur standard frontal standard

standard

S7-300

S7-300

S7-300

S7-300

S7-400

ET 200S avec maître S7 et maître PROFIBUS normalisé

ET 200M avec maître S7 et maître PROFIBUS normalisé

ET 200M avec maître S7

ET 200M avec maître S7

●

●

●

●

pack de configuration fourni




P

P

P

via FB ou interface de données utiles



▼

Environnement système

Utilisation S7-1200 centralisée Utilisation décen- Services de base PN tralisée

S7-300 avec CPU 31xC CPU 31 314C

PC-based Control

Logiciel de paramétrage

constituant de STEP 7 Basic

constituant de STEP 7



B/P

P

B/P

Modes d’ d’accès

via pr programme utilisateur

via SFB

via interface de données utiles



Compatibilité isochrone

●

●

Embrochage/ débrochage en service

●

uniq. avec bus interne actif


●

●

●

●

Remplacement ● sans PG/PC ● disponible ▲ programmable

●

●

▼

configurable

●

P Professional

B Basic

SRT 400

D7-SYS 1)

D7-SYS 1)

via FB

via FB

avec SRT 400 et CBP 2 (uniq. esclave)

●

●

1) à commander séparément


55

© Siemens AG 2011

Régulation , l 7 C C C o P 1 2 4 r E 1 1 1 t l T 2 2 2 n . o S 1 1 1 o p r t C s U U U D n C D m n P P P I a F I e o C C C P d C P T C

l l o o C S r 2 d t t r r C S - 2 C S r n a 5 5 5 5 5 5 l n a o o 5 5 5 5 5 5 u C d C 3 3 3 3 4 4 d n a o D I I M M M M M M t D S P M P F F F F F F 6ES7 6ES7 21. 21. 6ES7 810-4. 6ES7 810-4. 6ES7 6ES7 31. 31. 6ES7 830-2. 1) 6ES7830-1. 1) 6ES7 6ES7 6ES7 6DD1 6ES7 860-2. 2) 6ES7860-1. 2) 355-. 355-2. 455-. 606-

Caractéristiques N° de de réf réf.. gén génér ériq ique ue

C C 3 4 1 1 3 3 U U P P C C

0 0 4 T

8 8 3 5 4 4 M M X F E

6DD1 607-

Propriétés

Nombre de voies

16

fixé par CPU et périphérie E/S

fixé par CPU et périphérie E/S

Fonction de repli

4

4

16

●

●

●

limité par mémoire et périph. connectée

Auto-optimisation du régulateur pendant la MES avec PG/P C Régul. temp. et simil. Autres syst. réglés

●

●

● 1) 3)

● 1) 3)

avec pack de configuration avec pack avec pack conf. conf.

●

Auto-optimisation du régulateur en service Régul. temp. et simil.

●

Autres syst. réglés

●

avec PID SelfTuner 3)

●





●


●

●

Fonctions de régulation élémentaires

Algorithme PID

●

●

●

●

●

●

●

Sortie régulateur PID à action continue

●

●

●

●

●

●

FM 355C FM 355-2C

FM 455C

Sortie régulateur pas à pas

●

●

●

●

●

●

FM 355S FM 355-2S

FM 455S

Sortie PWM

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

Caractéristique statique non linéaire

●

●

●

●

Splitrange

●

●

●

●

●

●

FM 355S FM 355-2S

FM 455S

●

●

●

●

●

●

▼

Fonctions complémentaires

Générateur de consigne

Signalisation en retour de position

▼

Branche de consigne

Limiteur

●

Limitation vitesse de variation

●

▼

Branche de mesure

Conversion de format

●

●

●

●

●

●

Cadrage

●

●

●

●

●

●

●

●

●

Lissage

●

●

●

●

●

Fonction racine carrée

●

●

●

●

Surveillance vitesse de variation

●

●

Détecteur de seuil

●

●

●

●

●

▼

Capteurs raccordables

Thermocouples

● 5)

Thermomètres à résistance

● 5)

Pt100

Pt 1 0 0

Tension

●

+/- 10 V

0 ... 10 V 0 ... 10 V 0 ... 10 V +/- 10 V

Courant

● 6)

0/4 ... 20 A

0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA

2

4 4)

1 par voie de régulation

Type B, J, Type B, E, Type B, J, K, R, S J, K, R, S K, R, S Pt100

Pt100 +/- 10 V

Périphérie intégrée

Entrées analogiques


1)

56

Exécutif (FB)

2)


3)

à commander séparément

4)

selon le type de la CPU


avec Signal Modul

5)


2

5 p ar EXM 438

avec Signal Board ou Signal Modul

6)

© Siemens AG 2011

Caractéristiques

, l 7 C C C o P 1 2 4 r E 1 1 1 t l T 2 2 2 n . o o 1 1 1 C S p r t s U U U D n C D m n P P P I a F I e o C C C P d C P T C

Entrées TOR

● 4)

Sorties analogiques

l o r d r t a n d o n C a I t D S P

C C 3 4 1 1 3 3 U U P P C C

l o r r t a l n u o d C o D I M P

C S 5 5 5 5 3 3 M M F F

C S 2 - 2 5 5 5 5 3 3 M M F F

C S 5 5 5 5 4 4 M M F F

8 8 3 5 4 4 M M X F E

0 0 4 T

16/24 4)

2 par voie 2 par voie 1 par voie 8 + 4 bidi- 16 par de régula- de régula- de régula- rection- EXM 438 tion tion tion nelles

2 4)

1 par voie de régulation (uniq. FM 355C)

1 par voie de régulation (uniq. FM 355-2C)

1 par voie 2 de régulation (uniq. FM 455C)

2 par voie de régulation (uniq. FM 355-2S)

2 par voie 2 + 4 bidi- 8 par EXM de régula- rection- 438 tion nelles (uniq. FM 455S)

Sorties TOR

● 4)

16 4)

2 par voie de régulation (uniq. FM 355S)

Connectique

connecteur frontal standard



Bornes

▼

8 par EXM 438

Coupleur

Branche de grandeur réglante

Commutation manuel/ auto

●

●

●

●

●

●

●

●

●

Limiteur

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

▲

●

●

●

Limitation vitesse de variation Structures de régulation

Régulation de maintien

●

Régulation de correspondance

▲

Régulation en cascade

●

●

●

▲

▼

●

●

●

●

●

Régulation de rapport

▲

●

●

●

●

●

Régulation de mélange

▲

▲

●

●

●

●

▲

▲

●

●

●

S7-300, S7-400, WinAC

S7-300 (à S7-300 partir de la CPU 313), S7-400, WinAC

S7-300

S7-400

Régulation à 3 composants

▲



S7-1200


Services de base PN

PC-based Control

S7-300, S7-400, WinAC

S7-300, S7-400, WinAC

S7-300 (CPU 313C/ 314C)

ET 200M ET 200M avec avec maître S7 maître S7 ●

●

●

●

●

3) ●

3) ●







B/P

P

P

P

Autorisation

pour logiciel de param.

Licence Runtime pour biblio. FB/FC/C

nécessaire par CPU

Modes d’accès

via provia FB gramme utilisateur

via FB

via SFB

Remplacement du module sans PG/PC ●

disponible

▲

●

D7-SYS 3)

pour D7-SYS

via FB/FC via FB/FC via FB

Débrochage/embrochage du module en service

S7-400

MASTERDRIVES, DCMaster

●


avec SRT 400

via FB

via FB

via FB

via FB

uniq. avec bus interne actif ●

programmable

via via via via via carte carte carte carte carte mémoire mémoire mémoire mémoire mémoire ▼

configurable

P Professional

●

●

●

via carte mémoire

B Basic


57

© Siemens AG 2011

Positionnement / Motion Control C C C 1 2 4 1 1 1 2 2 2 1 1 1 U U U P P P C C C

Caractéristiques N° de réf. générique

C 4 1 3 U P C

8 3 3 M S

l n o o r i y t t s o n a o E M C

U S O P 1

P E T S 1

I S S 1

6ES7 21.

6ES7 314-6.

6ES7 3384BC.

6ES7 8640A.

6ES7 1384DB.

6ES7 1384DC.

6ES7 1384DL.

Nombre d’axes/voies

2

1

3

dépendant de la CPU

1

1

1

Axe linéaire

●

●

●

●

●

Axe rotatif

●

●

●

●

●

Propriétés

Système de mesure de déplacement (voir aussi sous www.siemens.de/gebertypen ) Codeur incrémental avec signal différentiel 5V

● 1)

Codeur incrémental avec signal 24 V

●

●

Capteurs SSI

via module

●

via module

●

via module

●

Codeur absolu PROFIBUS DP

●

●

24 V

24 V

●

Alimentation des capteurs

24 V

24 V

interface vers entraînement

Sorties TOR pour vitesse et direction

▼

Interface impulsion/direction (signaux différentiels 5 V)

▼ 1)

4

3 max. 500 kHz

Interface analogique ± 10 V

via AO

●

PROFIBUS DP avec PROFIdrive

●

Entraînements/moteurs typiques

Moteur asynchrone normalisé commandé par contacteur

●

Moteur asynchrone normalisé avec variateur via protocole USS (par ex. SINAMICS G120)

●

via AO

●

Moteurs asynchrones

●

via AO

●

Entraînements à courant continu

●

via AO

Servomoteurs ou moteurs pas à pas sur étage de puissance à interface d’impulsions

●

●

●

Servomoteurs sur étage de puissance à interface analogique

via AO

Servomoteurs sur étage de puissance avec PROFIBUS DP/PROFIdrive (par ex. SIMODRIVE, SINAMICS ou MASTERDRIVES MC)

via télégramme libre

Fonctions

Mode manuel à vue

●

Procédé à deux vitesses

●

●

●

●

Positionnement point à point

●

Profils/programmes de déplacement

▲

●

●

●

relatif

▲

Limitation des à-coups Synchronisme/réducteur électr./ couplage par valeur pilote

●

Accostage de butée (par ex. serrage de pièces à usiner) Interpolation/Transformation ●

58

disponible

▲

programmable


▼

configurable

P Professional

●

B Basic

1)

avec High-Speed Digital Signal Board

●

© Siemens AG 2011

1 5 3 M F

1 5 4 M F

3 5 3 M F

2 7 5 3 M F

4 5 3 M F

3 5 4 M F

T T 5 7 1 1 3 3 U U P P C C

4 7 1 M I

8 8 3 5 4 4 M X M F E

0 0 4 T

6ES7 351-1.

6ES7 451-1.

6ES7 3531AH.

6ES7 3541AH

6ES7 3574AH.

6ES7 453-3.

6ES7 174-0.

6ES7 3156TG. 6ES7 317-6TJ.

6DD1 606-

6DD1 607-

2

3

1

1

4 2)

3

4

315T : 8; 317T : 32

2

jusqu’à 100 env.

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

3)

●

●

●

●

3)

15 V HTL

15 V HTL

●

●

3)

●

●

●

24 V / 5 V

24 V / 5 V

4 par axe

4 par axe

24 V / 5 V

max. 200 kHz ●

24 V / 5 V

24 V / 5 V

●

max. 750 kHz

max. 1 MHz

max. 750 kHz

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

● ● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

3)

▼

▼

●

●

●

●

●

4)

●

●

●

●

4)

●

●

●

4) ●

●

●

●

●

●

3) ●

●

●

●

●

●

●

● ●

●

●

●

3) ●

3)

●

●

●

▲

●

▼

▼

▼

▼

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

▲

▼

▼

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

5)

●

2) FM357-2H

et monovoie

3) via ADI4, IM174 4) via DP ou ADI4, IM174 5) sauf

FM357-2L


59

© Siemens AG 2011

Positionnement / Motion Control C C C 1 2 4 1 1 1 2 2 2 1 1 1 U U U P P P C C C

Caractéristiques

C 4 1 3 U P C

8 3 3 M S

l n o r o t y i n s t o a o E M C

Commande d’une sortie TOR sur arrivée à destination

●

via S TOR

Démarrage d’un positionnement par entrée TOR

●

via E TOR

U S O P 1

P E T S 1

I S S 1

Fonctions de surveillance

Fin de course pour surveillance de la plage de déplacement

●

Surveillance de l’immobilisation

logiciel

logiciel

●

●

Surveillance d’écart de traînage

hardware

●

Surveillance des capteurs

selon le module

●

●

●

5

2

1

●

●

●

Entrées/sorties intégrées

Entrées TOR

●

Fonction de verrouillage Mesure de longueur

●

Prise de référence

●

Arrêt externe

●

Fins de course matériels

●

Inversion de marche

▲

Forçage de valeur réelle au vol

●

Démarrage externe

●

2

3

●

●

●

●

●

● ●

●

Changement de bloc externe Sorties TOR

2

Fonctions

4

3

Interface d’entraînement

Interface d’entraînement



S7-1200

S7-300

S7-300


Services de base PN

●

ET 200M

●

●

●

fourni avec le constituant module de STEP 7

PC-based Control Logiciel de paramétrage





B/P

P

P

ET 200S

ET 200S

ET 200S

●

●

●



B/P

B/P

B/P

Compatibilité isochrone

●

Embrochage/débrochage en service


●

●

●

●

●

●

●

Remplacement du module sans PG/PC ●

60

S7-300 (à partir de la CPU 314C 1)), S7-400

disponible

▲

programmable


▼

●

configurable

●

P Professional

B Basic

●

●

1) Exclusivement utilisé par la technologie

© Siemens AG 2011

1 5 3 M F

1 5 4 M F

3 5 3 M F

4 5 3 M F

2 7 5 3 M F

3 5 4 M F

4 7 1 M I

T T 5 7 1 1 3 3 U U P P C C

8 8 3 5 4 4 M M X F E

0 0 4 T

●

●

●

●

●

▼

▼

●

●

●

●

●

●

●

▼

▼

logiciel

logiciel

logiciel

logiciel

logiciel

logiciel

●

▼

▼

●

●

●

●

●

●

▼

▼

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

4

12

4 par axe 10 1) librement configurables

4

8+4 bidirectionnelles

16 par EXM 438



●

●

4 par axe

4 par axe

●

●

●

●

4

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

▼

▼

●

●

▼

▼

▼

▼

▼

▼

●

●

●

▼

▼

●

▼

▼

●

● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

2) ●

●

●

●

●

4

4

8

4 par axe

interface vers interface vers entraînement entraînement

▼

▼

boîte à cames

▼

S7-300 S7-400 (à partir de la CPU 314)

S7-300 S7-300 S7-300 S7-400 (à partir de la (à partir de la (à partir de la CPU 314) CPU 314) CPU 314)

ET 200M

ET 200M (avec IM 153-2)

ET 200M (avec IM 153-2)

●

●

●

4 par axe

●

●

4 par axe

●

10

8

2+4 bidirect.

8 par EXM 438

1)

boîte à cames

▼

▼

S7-300

SRT 400

S7-400

●


●

3)

pack de confi- pack de confi- pack de confi- pack de confi- pack de confi- pack de confi- constituant guration guration guration guration guration guration de STEP7 fourni fourni fourni fourni fourni 5) fourni P

S7D7-SYS 4) 4) Technology

D7-SYS 4)

P ●

●

●

●

●

avec SRT 400 et CBP 2 (uniq. esclave)

●

uniq. avec bus interne actif ●

●

●

●

●

●

●

2) via actions synchrones 3) avec CPU 31xT 4) à commander séparément 5) le firmware


61

© Siemens AG 2011

Glossaire

Terme

Explication

Axes hydrauliques Cames électroniques

Asservissement de position d’u n vérin hydraulique en considérant la courbe caractéristique du distributeur. Les cames sont des signaux TOR de commande de la périphérie connectée. Les signaux de commutation transmis au maître en fonction de la position peuvent être retardés ou anticipés. Ceci permet de compenser l es temps de commutation des actionneurs connectés. Une came-course est active sur un tronçon dont la longueur et la position sont définies, indépendamment de la vitesse. Une came-temps est active pendant un intervalle de temps défini, qui démarre à une positi on définie. 2 valeurs de référence sont définies comme seuils de comparaison pour commander respectivement la mise à 1 et la remise à 0 d’une sortie TOR. Anticipation des ordres de commutation en fonction de la vitesse.

Came-course/came-temps

Commande de la sortie TOR en fonction du compteur Compensation dynamique de temps mort Comptage continu Comptage périodique Comptage unique Correction sur repère CPU compacte Décalage angulaire (absolu / relatif) Déplacement absolu Déplacement relatif Dosage Fonction d’engagement/ désengagement Fonction de verrouillage Fonctionnement en simulation Fonction Override IHM

62

Glossaire

Après validation, le compteur est incrémenté et décrémenté sans fin à partir de la valeur de départ, entre les limites de comptage inférieures et supérieures. Après validation, il y a comptage périodique à partir de la valeur de départ, à l’intérieur de la plage de comptage paramétrée. Après validation, le compteur est incrémenté ou décrémenté à partir de la valeur de départ jusqu’à la valeur finale supérieure ou inférieure. Correction d’offset/décalage pour les axes en synchronisme angulaire. Un écart de traînage est annulé le cas échéant. CPU avec fonctions technologiques intégrées et périphérie embarquée. Déplacement de la relation de position en synchronisme angulaire. Déplacement à une position de destination définie par des coordonnées absolues. Déplacement d’une distance définie. Mise à 1 ou à 0 d’une ou plusieurs sorties TOR pour fermer une ou plusieurs vannes en fonction de valeurs de comptage définies. Pour insérer ou éjecter un produit dans la séquence des produits. La fonction de verrouillage intégrée permet de mémoriser la valeur courante à l’impulsion près, pour la transmettre ensuite à une commande de ni veau supérieur. Fonctionnement de la commande de positionnement sans axe réellement connecté. Réduction de la vitesse programmée. Interface homme-machine (conduite et supervision)

© Siemens AG 2011

Terme

Explication

Limitation des à-coups

Limitation de la modification de l’accélération pour un démarrage en douceur de l’axe, ce qui permet de ménager la mécanique. Le maître virtuel génère à partir de la vitesse de machine souhaitée la consigne pilote pour les entraînements asservis (esclaves). Le maître réel fonctionne comme le maître vir tuel, mais la position de l’axe réel est acquise par un capteur. Positionnement point à point avec des positions, courses ou vitesses librement définissables. Acquisition des valeurs réelles, normalisées à l’unité de longueur. Après validation, comptage de toutes les impulsions arrivant dans un intervalle de temps paramétrable, pour en déduire la fréquence. Sortie d’impulsions de différentes largeurs à fréquence fixe.

Maître virtuel / maître réel

MDI/MDI au vol Mesure de déplacement Mesure de fréquence Modulation de largeur d’impulsions Mesure de la période Mesure de vitesse rot. Mode automatique Mode manuel à vue (réglage) PLCopen Procédé à deux vitesses

Régulation de position Régulation de pression Synchronisation Synchronisme angulaire Synchronisation et désynchronisation Synchronisme par profil de came Synchronisme par réducteur électronique

Après validation, comptage de toutes les impulsions arrivant dans un intervalle de temps paramétrable, pour en déduire la durée de la période. Après validation, comptage de toutes les impulsions arrivant dans un intervalle de temps paramétrable, pour en déduire la vitesse. Exécution de profils de positionnement complexes (programmes de déplacement) en continu ou pas à pas. Déplacement de l’axe à vitesse ou fréquence constante à l’aide des touches. Autorité de standardisation en automatisation. Pour de plus amples informations, voir www.plcopen.org L’entraînement est démarré d’abord en grande vitesse. Peu avant d’atteindre la position de destination (précote de commutation), l’entraînement est commuté en petite vitesse. L’entraînement est coupé sur la position de destination ou peu avant, suivant le paramétrage. Accostage d’u ne position où la valeur réelle rejoint exactement la consigne. Régulation de la pression dans un vérin hydraulique à une valeur consigne définie pour générer la force souhaitée. Une synchronisation est possible en exploitant une entrée TOR et/ou le signal de top zéro. La valeur réelle est renseignée avec une valeur de chargement. Les axes esclaves se déplacent en se référant en position par rapport à un axe pilote, ils sont synchrones du point de vue angulaire. Un écart de traînage éventuel est annulé. Intégrer un axe dans un groupe d’axes synchronisés et/ou l’en désolidariser. Un profil de came est un "réducteur" variable dont le rapport entre le déplacement pilote et le déplacement asservi est défini tout a fait librement dans un tableau. Extension de la fonction du synchronisme avec la possibilité de paramétrer le rapport de transmission. La vitesse de l’entraînement asservi est réglée en fonction de l’entraînement pilote avec un rapport de transmission paramétrable.

Glossaire

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© Siemens AG 2011

Références

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Mepac Produktions-GmbH – Constructeur de machines d’emballage, Allemagne

Alukon – Fabricant de profils de portes roulantes et de volets roulants, Allemagne

Cahier des charges

Cahier des charges

L’entreprise Mepac Produktions GmbH prévoyait la reprise de la production d’ensacheuses tubulaires à servomoteur. Pour ce faire, l’entreprise a tiré parti de la technique homogène d’entraînements et de commande de Siemens. Un automate programmable avec fonction technologique intégrée et modèle d’application taillé sur mesure a été l’élément déterminant dans le choix de cette entreprise du Land de Hesse. En outre, Mepac bénéficie d’une grande sécurité d’avenir et d’investissement en raison de la disponibilité mondiale et à long terme des constituants Siemens.

Afin de pouvoir répondre à la demande croissante à long terme avec une sécurité et une flexibilité maximales, l’entreprise Alukon prévoyait de renouveler sa technique de commande pour la fabrication des lamelles de volants roulants. La configuration et la reconfiguration des installations devaient être facilitée par l’intégration de tous les processus en un seul automatisme. En bref : Toutes les technologies impliquées dans le processus de fabrication continu devraient être gérées et supervisées à l’aide d’un seul automate. Pour cela, l’entreprise a tablé sur la modernisation plutôt que sur une réinstallation dans le but de plafonner ses dépenses.

Solution

Solution

La solution idéale pour satisfaire à ces exigences a été facilement trouvée - avec la CPU technologique SIMATIC S7-315T-2 DP. Elle regroupe la fonctionnalité classique d’un API et les nombreuses fonctions technologiques de motion control, avec la modularité et la flexibilité de la famille de produits SIMATIC. De plus, le contrôleur est configuré, programmé, diagnostiqué et entretenu comme un AP SIMATIC conventionnel. Le logiciel optionnel S7 Technology, basé sur STEP 7, comprend une bibliothèque de modules fonctionnels conformes à PLC open pour la programmation et la configuration des tâches de motion control, ainsi que les composants logiciels nécessaires à la connexion et à la mise en service des entraînements.

Une CPU technologique alliée à des entraînements SINAMICS réalise aussi bien les tâches d’automate que les tâches technologiques et de motion control en un seul dispositif. Grâce aux modules conformes PLCopen intégrés au pack logiciel optionnel S7 Technology basé STEP 7, les tâches de motion control sont réalisables facilement et de manière homogène. L’intégration de la logique et du contrôle de mouvement en un seul appareil rend les modules fonctionnels externes superflus.

Avantages

Avantages

La CPU technologique SIMATIC S7-315T-2 DP.a entièrement convaincu l’entreprise Mepac qui développera un concept d’automatisation évolutif pour ses ensacheuses tubulaires à servomoteur : Le succès dans les salons et le feedback des premiers utilisateurs sont systématiquement positifs – même dans des conditions de terrain difficiles, les machines fonctionnent avec rapidité, fiabilité et en harmonie. C’est pourquoi Mepac fait du nouveau concept d’entraînement et de commande le standard pour toutes ses machines à servomoteur.

Grâce à la nouvelle technique d’automatisation, les installations sont désormais plus productives et parfaitement fiables : Le fabricant de volets roulants est prêt à relever les défis de l’avenir. De même, la consommation d’énergie a baissé de 40 pour cent. L’intégration en un seul automatisme a permis non seulement d’accroître la conviviabilité, mais également de réduire l’ingénierie, le matériel nécessaire et la place requise (suppression de la deuxième armoire électrique).

Références

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Konrad Sondermaschinenbau – construction de machines, Allemagne

Danfoss A/S – Froid et climatisation, Danemark

Cahier des charges

Cahier des charges

Konrad Sondermaschinenbau compte parmi ses clients des sociétés importantes provenant de secteurs d’activité très différents. Les machines construites par l’entreprise servent généralement à la réalisation de produits finis qui doivent être cousus d’une manière ou d’une autre. Exemple le plus récent : une installation automatique de couture de filtres coniques pour systèmes d’air conditionné. Les exigences du client suédois Camfil Farr étaient claires : fiabilité et productivité maximales.

Danfoss A/S, un important fabricant mondial de compresseurs et de composants pour l’industrie du froid et de la climatisation s’approvisionne en équipements techniques auprès de la société Bremer Werk für Montagesysteme (bwm). L’entreprise danoise mandate bwm pour la réalisation de plusieurs cellules pour le prémontage et le montage final des vannes d’expansion thermostatiques. Les exigences portaient sur une extrême précision de la soudure laser sur une trajectoire circulaire et différents types de déplacements linéaires de grande précision, le tout au prix minimum.

Solution

Solution

Le coeur du système d’automatisation de l’installation et cadenceur de 6 servo-axes est une CPU technologique 315T-2 DP de la gamme SIMATIC S7-300. Outre les fonction d’automate, elle assume diverses fonctions technologiques et de motion control, le tout en un seul appareil compact. Sont raccordés, par l’intermédiaire du PROFIBUS isochrone et équidistant : trois modules bi-axes de la gamme SINAMICS et des servomoteurs de type 1FK7.

Pour les exigences plus complexes en matière de Motion Control, une solution spéciale a été élaborée, sur la base de la CPU standard 317T-2 DP compatible PROFIBUS. Cette unité centrale intègre, outre les fonctions d’automate classiques, des fonctions prévues pour les tâches technologiques et de motion control. Cette extension fonctionnelle est proposée par le logiciel optionnel SIMATIC S7-Technology, une grande bibliothèque de modules fonctionnels conformes à PLCopen, spécialement développé pour le contrôle de mouvement.

Avantages

Avantages

La solution de Konrad est la première du genre au monde : La CPU technologique garantit des déplacements rapides et harmonieux, car coordonnés par voie électronique, et réduit considérablement le nombre de modules fonctionnels matériels supplémentaires et d’interfaces. Ce système entretemps breveté travaille environ deux fois plus vite que les solutions connues et dépasse largement les exigences de départ.

La capacité et la qualité du montage a convaincu Danfoss A/S. Les utilisateurs n’ont pas besoin d’apprendre un langage Motion Control particulier pour pouvoir configurer et programmer la section automate et la section entraînement de la CPU technologique. De plus, la technique API utilisée permet d’accéder à un grand nombre de diagnostics qui sont fournis avec le progiciel optionnel S7-Technology. Ceci réduit le temps de mise en service et d’optimisation et accroît la disponibilité.

Références

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66

Dynacast – machines à couler sous pression, Allemagne

MMK Magnitogorsk Iron & Steel Works – Aciéries, Russie

Cahier des charges

Cahier des charges

En tant que leader de la coulée sous pression de métaux, Dynacast Deutschland propose des solutions de premier rang dans ce domaine. L’entreprise prévoyait d’innover totalement le système d’automatisation de sa machine servohydraulique KH2 SIS. Cette nouvelle solution prévoyait de n’utiliser que des composants standard, toujours disponibles dans le monde entier, configurables facilement et en totalité sans connaissances particulières en logiciel.

MMK Magnitorsk Iron & Steel Works, un des principaux producteur d’acier de Russie, prévoyait de construire un nouveau laminoir à froid pour la fabrication d’acier de qualité élevée. L’entreprise attendait de l’installation une très haute productivité. Avec une capacité annuelle de 800 000 tonnes, il s’agissait de couvrir la demande nationale et internationale croissante. Bien entendu, chaque tôle laminée à froid quittant le site devait satisfaire aux exigences de qualité les plus élevées.

Solution

Solution

Le cœur du nouveau système d’automatisation est un API SIMATIC S7-400 standard comportant le module fonctionnel à haute dynamique FM 458-1 DP pour la régulation des axes hydrauliques (et électriques). Cette combinaison permet de commander jusqu’à 5 axes hydrauliques très rapidement et avec une excellente répétabilité. Le système comprend également des modules d’extension adaptés EXM 438-1 pour des codeurs incrémentaux et capteurs SSI ainsi que des entrées et sorties analogiques et TOR.

Les performances exceptionnelles de l’installation viennent en partie de l’utilisation de puissants systèmes de régulation de la gamme SIMATIC. Le système de régulation SIMATIC TDC assume les tâches d’entraînement et d’automatisation, ainsi que la commande générale du laminoir. Les tâches de niveau inférieur sont confiées à des automates SIMATIC S7. Le module Global Data Memory (GDM) intégré dans SIMATIC TDC permet un échange rapide des données entre tous les composants raccordés et constitue ainsi la base d’une automatisation parfaitement synchrone, qui est incontournable pour garantir une production de masse avec le niveau qualitatif requis.

Avantages

Avantages

Comme demandé, la nouvelle solution s’appuie sur une technique d’automatisation standardisée. Les temps de réaction de < 0,5 ms sont plus de deux fois plus courts que le système de microprocesseurs utilisé précédemment. Grâce à SIMATIC Manager, qui permet une programmation et une configuration cohérentes, le temps d’ingénierie a pratiquement diminué de 50 %. Le logiciel de configuration graphique utilisé, Continuous Function Chart (CFC), est, malgré sa haute fonctionnalité, clairement structuré et très lisible, ce qui le fait convenir parfaitement à des non spécialistes.

La nouvelle installation a immédiatement convaincu MMK Magnitorsk. La performance garantie par contrat a été très largement dépassée. Il en va de même pour la qualité des tôles produites, en ce qui concerne tant la longueur que l’épaisseur. La première bobine de tôle livrée était d’une qualité telle, qu’elle a pu partir directement à la vente. SIMATIC TDC assure la gestion centralisée des données, ainsi que la saisie et l a classification granulaires des données. De cette manière, l’entreprise est parfaitement équipée pour répondre de manière souple et rapide aux exigences futures du marché. De plus, les puissantes fonctions de diagnostic permettent d’accroître sensiblement la disponibilité de l’installation et donc sa productivité.

Références

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Entrez dans l’univers SIMATIC

Cette brochure vous a fourni un premier aperçu de la vaste gamme de produits SIMATIC pour l’industrie manufacturière ainsi que des avantages qui en découlent pour les constructeurs de machines et les exploitants d’installations. Pour plus d’informations sur les différentes familles de systèmes, rendez-vous sur notre site Internet.

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SIMATIC est un élément central de Totally Integrated Automation, la gamme complète et homogène de produits et systèmes d’automatisation : www.siemens.com/tia SIMATIC – le leader des systèmes d’automatisation pour l’industrie : www.siemens.com/simatic Découvrez l’homogénéité unique de SIMATIC à partir des propriétés du système : www.siemens.com/simatic-system-features

SIMATIC PCS 7

SIMATIC Controller

SIMATIC ET 200

Le système de contrôle de procédés performant et évolutif pour tous les secteurs

Automates performants basés sur différentes plates-formes matérielles

Le système de périphérie décentralisée modulaire pour toutes les exigences

www.siemens.com/simatic-pcs7

www.siemens.com/simatic-controller

www.siemens.com/simatic-et200

SIMATIC Software

SIMATIC Technology

SIMATIC HMI

Logiciels industriels pour une effi cacité maximale à toutes les phases d’un pro jet d’a utomat isatio n

La gamme complète de produits pour la résolution de tâches technologiques

La gamme complète de conduitesupervision

www.siemens.com/simatic-software

www.siemens.com/simatic-technology

www.siemens.com/simatic-hmi

SIMATIC PC-based Automation

SIMATIC IT

SIMATIC NET

Une gamme complète de matériels et logiciels pour l‘automatisation sur base PC

La base pour des solutions MES personnalisées et homogènes

La gamme complète de produits et systèmes pour la communication industrielle

www.siemens.com/pc-based-automation

www.siemens.com/simatic-it

www.siemens.com/simatic-net

SIMATIC Safety Integrated

SIMATIC Sensors

SIPLUS extreme

Le système de sécurité sans failles, qui s’intègre entièrement dans l’automatisme standard

Capteurs et actionneurs pour les exigences les plus diverses de l’industrie manufacturière

Produits pour applications industrielles en environnements difficiles à extrêmes

www.siemens.com/simatic-safety-integrated

www.siemens.com/simatic-sensors

www.siemens.com/siplus-extreme

SIMATIC Vue d‘ensemble

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compteurs rapides S7-200

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