XPSMF35 Manual del hardware

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XPSMF35

Manual del hardware

07/2007

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Información de seguridad . . . 5

Acerca de este libro . . . 7

Capítulo 1

Descripción general: XPSMF35. . . 9

Presentación . . . 9

Introducción. . . 10

Representación . . . 11

Dimensiones . . . 12

Instalación . . . 14

Capítulo 2

Uso y funcionamiento . . . 25

Puesta en servicio inicial . . . 26

Aplicación . . . 27

Función . . . 28

Prueba de comprobación fuera de línea . . . 49

Capítulo 3

Descripción del aparato . . . 51

Presentación . . . 51 Elementos de la carcasa . . . 52 Botón de reinicialización . . . 55 Comunicaciones . . . 56 LED . . . 62 Cableado . . . 65

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Apéndice A

Diagramas de conexión, ejemplos de aplicación y

códigos de error. . . 91

Códigos de error . . . 92

Ejemplos de cableado . . . 99

Configuración de interfaces Ethernet. . . 105

Glosario

. . . 109

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§

Información importante

AVISO Lea atentamente estas instrucciones y observe el equipo para familiarizarse con el

dispositivo antes de instalarlo, utilizarlo o realizar su mantenimiento. Los mensajes especiales que se ofrecen a continuación pueden aparecer a lo largo de la documentación o en el equipo para advertir de peligros potenciales o para ofrecer información que aclare o simplifique los distintos procedimientos.

La inclusión de este icono en una etiqueta de peligro o advertencia indica un riesgo de descarga eléctrica, que puede provocar lesiones si

no se siguen las instrucciones.

Éste es el icono de alerta de seguridad. Se utiliza para advertir de posibles riesgos de lesiones. Observe todos los mensajes que siguen a este icono para evitar posibles lesiones o incluso la muerte.

PELIGRO indica una situación inminente de peligro que, si no se evita, provocará lesiones graves o incluso la muerte.

PELIGRO

ADVERTENCIA indica una posible situación de peligro que, si no se evita, puede

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TENGA EN CUENTA

Sólo el personal de servicio cualificado podrá instalar, utilizar, reparar y mantener el equipo eléctrico. Schneider Electric no asume las responsabilidades que pudieran surgir como consecuencia de la utilización de este material. © 2007 Schneider Electric. Todos los derechos reservados.

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Presentación

Objeto En este manual se describe el autómata programable (PLC) de seguridad

XPSMF35. El XPSMF35 es idéntico al PLC de seguridad HIMatrix F35.

En este manual se tratan los siguientes aspectos del PLC de seguridad XPSMF35:

z Dimensiones e instalación

z Uso y funcionamiento

z Descripción del aparato

z Ejemplos de aplicaciones

Campo de aplicación

El PLC de seguridad XPSMF35 ha sido probado y certificado por TÜV en cuanto a seguridad funcional según CE y las normas mencionadas a continuación:

z TÜV Anlagentechnik GmbH Automation, software, and information technology Am Grauen Stein 51105 Colonia

z Certificado e informe de pruebas n.º 968/EZ 128.04/03 Dispositivos de automati-zación relacionados con la seguridad

HIMatrix F35

z Normas internacionales

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

z EN 954-1: 1996, hasta la categoría 4

z EN 298: 1994

z NFPA 8501:1997

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El software de programación correspondiente es XPSMFWIN. El software puede ejecutarse en Microsoft Windows 2000/XP. El software ayuda al usuario a crear programas relacionados con la seguridad y a operar el sistema electrónico programable (PES).

Advertencia Schneider Electric no asume ninguna responsabilidad por los errores que puedan

aparecer en este documento. Si tiene sugerencias de mejoras o modificaciones en esta publicación o bien detecta errores en la misma, le agradeceríamos que nos lo notificara.

No se puede reproducir ninguna parte de este documento de ninguna forma ni por cualquier medio, sea electrónico o mecánico, incluida la fotocopia, sin el permiso explícito por escrito de Schneider Electric.

Al instalar y utilizar este producto se deben cumplir todas las normativas de seguridad locales, regionales o estatales pertinentes. Por motivos de seguridad y a fin de garantizar la conformidad con los datos del sistema documentados, únicamente el fabricante puede efectuar reparaciones en los componentes. En caso de no utilizar software de Schneider Electric o software aprobado por Schneider Electric con nuestros productos de hardware, se pueden producir lesiones o daños personales o resultados de funcionamiento incorrectos.

En caso de no cumplir esta advertencia de seguridad relativa al producto se pueden producir lesiones o daños en el equipo.

Comentarios del usuario

Envíe sus comentarios a la dirección electrónica [email protected]

Nota: La declaración de conformidad se suministra dentro del embalaje del

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1 Presentación

Descripción general

Este capítulo contiene una descripción general del PLC de seguridad XPSMF35.

Contenido: Este capítulo contiene los siguiente apartados:

Apartado Página

Introducción 10

Representación 11

Dimensiones 12

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Introducción

PLC de seguridad XPSMF35

XPSMF35 es un PLC de seguridad diseñado para la vigilancia de funciones de seguridad hasta la categoría 4 de seguridad de acuerdo con la norma EN 954-1 y SIL 3 según la norma IEC 61508. El XPSMF35 es un sistema electrónico

programable modular (PES) en una carcasa metálica con

z 24 entradas digitales programables

z 8 salidas digitales programables

z 2 contadores

z 8 entradas analógicas

El XPSMF35 es adecuado para montaje en zonas EX 2. Hay 3 versiones del XPSMF35:

z XPSMF3502: no contiene bus de campo.

z XPSMF3522: contiene esclavo Modbus serie.

z XPSMF3542: contiene esclavo Profibus serie.

El PLC de seguridad es un producto muy visible, gracias a su carcasa de color rojo. El grado de protección IP general del producto es IP 20. El XPSMF35 es un producto de gran versatilidad que se puede utilizar en todas las zonas de una fábrica. Para zonas con condiciones duras, explosivas o peligrosas en general, se dispone de envolventes como protección adicional para optimizar las prestaciones del producto, prolongar su vida útil y mejorar la seguridad en cualquier entorno de fabricación. El XPSMF35 es un PLC de seguridad muy potente y es muy fácil de programar e instalar.

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Representación

Esta sección contiene imágenes del PLC de seguridad XPSMF35.

Vista frontal La imagen siguiente muestra la vista frontal del PLC de seguridad XPSMF35:

24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 3 10/100BaseT10/100BaseT4 1 10/100BaseT10/100BaseT2 HIMA L- L- L+L+ FB3 FB2 FB1 A1B2 Z1 L- A2B2 65 66 67 68 69 70 T7I7 L- T8 I8 L-59 60 61 62 63 64 T5 I5L-T6I6 L-53 54 55 56 57 58 T3 I3 T4 I4 L-47 48 49 50 51 52 T1 I1 T2 I2 L-41 42 43 44 45 46

HIMatrix

F35

by HIMA 71 72 Z2 L-CO AI AI AI AI DI LS+ 1718 1920 31 3233 3435 36 21 2223 24 L-37 38 3940 DI LS+ 9 10 1112 21 2223 2425 26 13 1415 16 L-27 28 2930 DI LS+ 1 2 3 4 111213 1415 16 5 6 7 8 L-17 1819 20 DO L- 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 5 6 7 8 L-7 8 9 10

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Dimensiones

La sección siguiente contiene información sobre las dimensiones del PLC de seguridad XPSMF35 y muestra vistas frontales y laterales del PLC de seguridad.

Vista frontal acotada

La imagen siguiente muestra una vista frontal acotada del PLC de seguridad XPSMF35: mm in 250 253 9.84 9.96 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 3 10/100BaseT10/100BaseT 1 10/100BaseT10/100BaseT HIMA L- L- L+L+ FB3 FB2 FB1 A1B2 Z1 L-A2B2 656667 686970 T7I7 L-T8 I8 L-59 6061 62 63 64 T5 I5L-T6I6 L-5354 55 56 5758 T3 I3 T4 I4 L-4748 49 50 51 52 T1 I1 T2 I2 L-41 42 4344 45 46

HIMatrix

F35

by HIMA 71 72 Z2 L-CO AI AI AI AI DI LS+ 17 1819 20 3132 3334 35 36 2122 23 24 L-37 38 39 40 DI LS+ 9 10 11 12 2122 2324 25 26 13 1415 16 L-27 28 29 30 DI LS+ 1 2 3 4 1112 1314 1516 5 6 7 8 L-17 1819 20 DO L- 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 5 6 7 8 L-7 8 9 10 2 4 1,5 0.06 1,5 0.06

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Vista lateral acotada

La imagen siguiente muestra una vista lateral acotada del PLC de seguridad XPSMF35: 28,5 62 66,5 37 10 9 11 3 3 3 mm in 1.12 2.44 2.62 0.1 2 0.12 1. 46 4. 2 9 4.45 78 3.07

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Instalación

Introducción El PLC de seguridad XPSMF35 puede instalarse sobre bases de montaje y dentro

de cajas cerradas, como en estaciones de control, armarios de cableado y bastidores de control. El XPSMF35 se ha desarrollado en conformidad con toda la normativa CEM, climática y medioambiental aplicable.

Procedimiento Para montar el PLC de seguridad, deberá llevar a cabo los siguientes pasos:

Paso Acción

1 Abra la grapa de apertura rápida tirando hacia abajo. 2 Coloque el PLC de seguridad en el riel DIN.

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Montaje del PLC de seguridad

Monte el PLC de seguridad horizontalmente (de manera que el logotipo del F35 situado en el panel frontal quede de cara a usted) para que haya suficiente ventilación. Le aconsejamos que no monte el PLC de seguridad en posición vertical porque en ese caso deberían tomarse medidas adicionales para sujetar el dispositivo.

La distancia mínima a los dispositivos vecinos de otros fabricantes debe ser la siguiente:

z Espacio vertical de 100 mm (3.93 in.) como mínimo

z Espacio horizontal de 20 mm (0.78 in.) como mínimo

Distancias mínimas para XPSMF35 y para E/S remota (dispositivos compactos)

HIMA

HIMatrix

F30 by HIMA HIMA

HIMatrix

F3 by HIMA mm in 20 0.79 10 0 3. 94 HIMA

HIMatrix

F31 by HIMA HIMA

HIMatrix

F3 by HIMA

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Nota: La instalación debe realizarse de forma que:

z El dispositivo no esté sometido a las emisiones de calor de dispositivos vecinos.

z El XPSMF35 no se vea afectado por las fuertes interferencias electromagnéticas causadas por otros equipos.

Debe comprobarse la emisión de calor y la compatibilidad electromagnética (CEM) de los dispositivos de otros fabricantes a fin de asegurar que el funcionamiento del PLC de seguridad modular no se vea afectado por dispositivos externos.

También debe tenerse en cuenta todo el espacio requerido por el cableado para asegurar una suficiente ventilación. Pueden tomarse medidas adicionales, como la instalación de ventiladores de extracción de calor, si la carcasa del producto se calienta.

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Circulación de aire

No se deben tapar las ranuras de ventilación de la carcasa. Al instalar el XPSMF35, asegúrese de que la altura de las canaletas de cable no supere los 40 mm (1.57 in.). Si la altura de la canaleta de cable supera los 40 mm (1.57 in.), deberán ponerse espaciadores detrás del riel DIN. En la ilustración siguiente se muestra un ejemplo de utilización de espaciadores.

Utilización de canaletas de cable con dispositivos compactos montados horizontalmente en rieles mm in. 10 0 3. 94 Dispositivo compacto Canaleta de cable 10 0 3. 94 1.57 40 1.57 40 H 1 2

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Instalación con espaciadores

La longitud del espaciador requerido se calcula de la manera siguiente:

L = H - 40 mm (1.57 in.)

L = longitud del espaciador H = altura de la canaleta de cable

Si hay más de dos dispositivos, incluso si existe una distancia vertical mínima de 100 mm (3.94 in.), instalados uno sobre el otro, deberán tomarse medidas de ventilación adicionales para asegurar una distribución uniforme de la temperatura. La ilustración siguiente muestra las separaciones mínimas si los rieles DIN no están instalados sobre espaciadores.

Nº Descripción

1 La altura de las canaletas de cable es inferior a 40 mm (1.57 in.). 2 La altura de las canaletas de cable es superior a 40 mm (1.57 in.).

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Las imágenes siguientes muestran las separaciones mínimas entre los PLC de seguridad XPSMF35: mm in. 80 _3.15 80 _3.15 HI M A

HIM

atr

ix

F3

by H IM A

HIM

atri

x

F31

by H IM A 1.57 40 1 2

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Separación mínima entre los PLC de seguridad:

En superficies de montaje al descubierto, observar la separación mínima y asegurarse de que no haya obstáculos a la circulación del aire ayudará a mantener la temperatura óptima de funcionamiento.

Calor Debido a que cada vez se integran más componentes electrónicos en piezas más

pequeñas, se disipan grandes cantidades de calor en superficies pequeñas. La cantidad de calor producida depende de la carga externa del dispositivo. En función del diseño del dispositivo, la instalación, la ubicación proyectada, la circulación del aire y las condiciones ambientales influyen significativamente en la temperatura de funcionamiento del producto.

Es importante que la instalación del dispositivo respete las condiciones ambientales aprobadas. Una reducción de la temperatura de funcionamiento alarga la vida útil del dispositivo y la fiabilidad de los componentes instalados.

Si el XPSMF35 necesita una envolvente adicional para aumentar el grado de protección IP, la caja de la envolvente debe estar diseñada de forma que el calor generado dentro pueda disiparse por la superficie de la envolvente. El tipo de envolvente y el lugar de instalación seleccionados deben permitir que se disipe fácilmente el calor. Si es posible, utilice un ventilador para asegurar la buena circulación del aire.

Nº Descripción

1 Instalación con espaciadores: la altura de la canaleta de cable es superior a 40 mm (1.57 in.); aumenta la separación vertical.

2 El PLC de seguridad XPSMF35 está montado verticalmente (no recomendado).

Nota: Se requieren procedimientos adicionales para asegurar que el PLC de

seguridad no se deslice hacia abajo mientras está funcionando, puesto que cualquier movimiento puede someter el cableado a esfuerzos mecánicos.

Nota: Puede utilizarse una envolvente adicional para aumentar el grado de

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El área superficial de la envolvente (A) se calcula, en función del tipo de montaje o instalación, de la forma descrita a continuación.

La tabla siguiente se emplea para calcular el tamaño recomendado de la envolvente para montar el XPSMF35.

Instalación de la caja _{Cálculo de A [m}2_{] (1 m}2_{=10.76 ft}2₎

Caja única, sin nada alrededor A = 1,8 x H x (W + D) + 1,4 x W x D

Caja única, montaje mural A = 1,4 x W x (H + D) + 1,8 x H x D

Caja final, montaje exento A = 1,4 x D x (W + H) + 1,8 x W x H

Caja final, montaje mural A = 1,4 x H x (W + D) + 1,4 x W x D

Caja central, montaje exento A = 1,8 x W x H + 1,4 x W x D + H x D

Caja central, montaje mural A = 1,4 x W x (H + D) + H x D

Caja central, montaje mural, superficie superior cubierta

A = 1,4 x W x H + 0,7 x W x D + H x D

A Área superficial de la envolvente W Ancho

H Altura D Profundidad

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Convección interna

El calor se disipa hacia afuera a través de las paredes de la carcasa gracias a la convección interna. Esto es posible si la temperatura ambiente es más baja que la temperatura en el interior de la carcasa.

La tabla siguiente describe las variables empleadas para calcular la convección interna:

* (1 m2=10.76 ft2)

El máximo incremento de temperatura para todos los dispositivos electrónicos en el interior de la carcasa se calcula de la siguiente forma:

La potencia disipada P_v puede calcularse a partir de los valores de consumo eléctrico del controlador y de sus entradas y salidas.

Variable Descripción

Pv [W] Potencia térmica (disipación de calor) de los componentes electrónicos A [m2] / [ft2]* Área superficial efectiva de la carcasa

k [W/m2 K]* Coeficiente de transferencia de calor de la carcasa (p. ej., chapa de acero: aproximadamente 5,5 W/m2 K)*

ΔT

( )máx Pv

k•A ---=

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Estado de temperatura/ temperatura de funcionamiento

Los controladores están pensados para funcionar a una temperatura máxima de 60oC (140 °F). Los estados de temperatura en PLC y módulos únicos son evaluados por el módulo de CPU o, en sistemas compactos, por la CPU del PLC. El estado de temperatura en un módulo o PLC concreto se mide con un sensor. El sensor controla de forma continua y automática el estado de temperatura del PLC. La tabla siguiente muestra los rangos de temperatura medida que corresponden a cada estado de temperatura:

El estado de temperatura Temperatura alta indica lo siguiente:

Temperatura de funcionamiento = Temperatura máx. (delta T) máx + Temperatura ambiente >= 60oC (131 °F).

En este caso, mejore la convección interna aumentando el espacio libre entre los PLC o añadiendo rejillas para el paso del aire.

El estado de temperatura Temperatura muy alta indica lo siguiente:

Temperatura de funcionamiento = Temperatura máx. (delta T) máx + Temperatura ambiente >= 70oC (140 °F).

En este caso, mejore la convección interna integrando elementos activos de refrigeración (ventiladores, enfriadores, etc.) adicionales o aumentando el espacio libre alrededor de los PLC.

Si el sensor indica un aumento de temperatura por encima del umbral crítico, el

Rango de temperatura Estado de temperatura

< 60 oC (<140 °F) Normal

De 60 a 70 oC (de 140 °F a 158 °F) Temperatura alta > 70 oC (> 158 °F) Temperatura muy alta Vuelta a 64 oC (147.2 °F) Temperatura alta Vuelta a < 54 oC (< 129.2 °F) Normal

Nota: La diferencia en los rangos de temperatura en aumento y en descenso se

(24)

(25)

2 Presentación

En este capítulo se describen el uso y el funcionamiento del PLC de seguridad XPSMF35.

Apartado Página

Puesta en servicio inicial 26

Aplicación 27

Función 28

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Puesta en servicio inicial

La sección siguiente contiene información sobre la puesta en servicio inicial del PLC de seguridad XPSMF35.

Primer encendido

En la tabla siguiente se describe el comportamiento del PLC de seguridad XPSMF35 la primera vez que se pone en marcha:

Conexión con una

configuración y un programa existentes

En la tabla siguiente se describe la puesta en servicio inicial cuando el PLC de seguridad XPSMF35 está conectado con una configuración y un programa existentes:

Etapa Descripción

1 El LED de alimentación (verde) se ilumina durante 0,5 s. 2 Todos los LED se iluminan durante 5 s.

3 El LED de 24 V CC se ilumina.

El LED PROG (naranja) está parpadeando. El PLC de seguridad está esperando un programa.

Etapa Descripción

1 El LED de alimentación (verde) se ilumina durante 0,5 s. 2 Todos los LED se iluminan durante 5 s.

3 El LED 24 de V CC (verde) se ilumina.

El LED PROG (naranja) parpadea durante 15 s. 4 Programa comprobado.

El LED 24 de V CC (verde) se ilumina.

El LED RUN (verde) se ilumina o parpadea dependiendo de la configuración del programa.

RIESGO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O DESTELLO DE ARCO VOLTAICO

Desconecte toda la corriente antes de realizar mantenimiento en los equipos.

Si no se siguen estas instrucciones provocará lesiones graves o incluso la muerte.

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Aplicación

El PLC de seguridad XPSMF35 está certificado según las siguientes normas:

z SIL 3, de acuerdo con la norma IEC 61508

z Categoría 4 según la norma EN 954-1

z IEC 61131-2 z prEN 501156 z DIN V 19250 hasta RC 6 z NFPA 8501, NFPA 8502 z EN 54-2: 1997 z NFPA 72: 1999

La extensa gama de hardware y la transmisión de datos segura permiten que se optimice el sistema para adaptarse a las estructuras de instalación previstas o existentes.

Las comunicaciones relacionadas con la seguridad del PLC de seguridad tienen lugar mediante Ethernet, protocolo basado en la tecnología Ethernet estándar y certificado por TÜV/BG. Mediante el protocolo SafeEthernet, el medio Ethernet permite transmitir datos relacionados con la seguridad a velocidades de hasta 100 Mbit/s (half-duplex) o 10 Mbit/s (full-duplex) y permite el uso de la gama completa de funciones de Ethernet para aplicaciones en red.

La combinación de un PLC de seguridad de alta velocidad y de un protocolo de bus de seguridad de alta velocidad (SafeEthernet) ofrece nuevos niveles de flexibilidad para las soluciones del proceso de automatización.

Los límites actuales de los sistemas de automatización relacionados con la seguridad están desapareciendo. Se está creando un ámbito de soluciones verdaderamente basadas en aplicaciones.

Las características clave del PLC de seguridad XPSMF35 son

z Certificación hasta SIL 3, de acuerdo con la norma IEC 61508. Categoría 4, EN 954-1.

z Comunicaciones vía SafeEthernet, OPC y Modbus TCP/IP.

z Las comunicaciones de bus de campo disponibles para la transferencia de datos sin seguridad incluyen: Esclavo Profibus serie y esclavo Modbus serie.

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Función

En esta sección se describen las funciones del PLC de seguridad XPSMF35.

Diagrama de bloques

A continuación se muestra el diagrama de bloques del PLC de seguridad XPSMF35:

En la tabla siguiente se describen los componentes del diagrama

24 entradas digitales DI 1 DI 24 . . 8 salidas digitales DO 1 DO 8 . . Vigilancia (watchdog) Sistema de doble procesador RAM DE DOBLE PUERTO Conmutado r COM FB 1 FB 2 FB 3 RJ45 RJ45 RJ45 RJ45 Contador, canal 2 Canal 1 (A2, B2, Z2) (A1, B1, Z1) Canal 2 8 entradas analógica AI 1 AI 8 . . Elemento Descripción

Entradas z 24 entradas digitales

z 8 entradas analógicas

z 6 entradas de contador para 2 contadores

Salidas 8 salidas digitales

Sistema de doble procesador Cada procesador procesa los mismos datos y se comparan las salidas. Vigilancia (watchdog) La unidad de control de vigilancia (Watchdog) vigila el tiempo de ciclo. RAM de doble puerto Contiene la memoria PES

COM Bus de campo 2 (FB2) para

z Esclavo Modbus serie z Esclavo Profibus serie

Conmutador Conmutador de 4 puertos con función de cruce automático integrada, que permite el uso de cables directos y cruzados

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Vigilancia de líneas

Las entradas analógicas del XPSMF35 pueden utilizarse para vigilar los circuitos abiertos y los cortocircuitos (vigilancia de líneas) de sus propias salidas digitales DO y las salidas digitales de otros PLC de seguridad XPSMF.

Condiciones previas:

Las salidas digitales de cualquier PLC XPSMF pueden vigilarse con las entradas analógicas de cualquier dispositivo XPSMF:

Siempre y cuando:

z Se disponga de tensión del transmisor para entradas analógicas.

z Se pueda conectar una resistencia de medición externa (por derivación). El siguiente esquema de circuito muestra un método de vigilancia de las líneas que van de una salida digital a un actor (electroválvula):

Nota: El circuito debe adaptarse a los dispositivos de campo empleados y debe

comprobarse si funciona correctamente.

L-XPSMF DO XPSMF AI Sx/Tx 26,4 V RSerie R_Paralelo XPSMF AI Máx. 10 V 12 V Ix L-RDiodo Electroválvula 8 W 24 V CC Terminal de campo Terminal de campo

Área para controlar cortocircuitos y circuitos abiertos Circuito seguro en caso de producirse cortocircuitos

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En las tablas siguientes se muestra un ejemplo de parametrización de la vigilancia de líneas de una salida digital (montaje con una electroválvula de 8 W y 24 V CC):

En la tabla siguiente se muestran los valores de tensión de la vigilancia de líneas de DO:

Valores de resistencia

Serie R_serie = 1,6 kΩ

Resistencia de la electroválvula R_{electroválvula} = 75 Ω

Derivación R_derivación = 10 Ω

Valores de tensión

Tensión del transmisor 26,4 V

Tensión de salida DO (normal) 24 V

Tensión de salida DO en caso de cortocircuito 26,8 V Caída de la tensión en la electroválvula 21 V

Tensión conmutable del Diodo Zener 12 V

Valores medidos de tensión en AI con vigilancia de líneas de DO Caída de tensión R_serie Caída de tensión R_{electroválvula} Caída de tensión R_derivación

Valores de AI (con resolución FSx000)

FS1000 FS2000

Salida de DO con valor falso o 0 (salida de DO deenergizada)

25,08 V 1,15 V 0,15 V 14 28

Salida de DO con valor verdadero o 1 (salida de DO energizada)

- 21 V 3 V 300 600

Circuito de campo abierto

- - 0 V 0 0

Cortocircuito en circuito de campo o actuador

- 0 V 26,8 V 1000 2000

(Resolución máxima de las entradas analógicas AI con limitación de tensión del diodo Zener a 12 V)

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Control de línea (Circuito abierto)

La tensión de alimentación de la serie (alimentación del transmisor) varía dentro de un rango de tolerancia (véaseDatos técnicos, p. 82). Por lo tanto, las caídas de tensión de las resistencias pueden variar ligeramente. Dentro del rango de variación de la tensión del transmisor, se puede dar una caída de tensión detectable en la derivación R_derivación.

El valor de las resistencias en serie (R_serie) es tal que cuando DO = FALSE, se produce una ligera caída de tensión en la electroválvula (la válvula se calienta ligeramente) y la caída de tensión en la derivación es detectable.

El tamaño de la resistencia de la derivación (R_derivación) se determina de acuerdo con la resistencia de la electroválvula. Si hay una salida energizada (DO = TRUE), la caída de tensión en la electroválvula habrá sobrepasado el umbral de la válvula, es decir, funcionará el solenoide de la válvula.

El tamaño de la resistencia de la derivación (R_derivación) se determina de modo que, de acuerdo con el estado de la salida digital DO (TRUE o FALSE), se produzca siempre una caída de tensión detectable. No se detecta caída de tensión en la derivación si se abre el circuito dentro de la zona marcada de rojo.

La apertura de circuito en la zona marcada de rojo se puede detectar mediante la caída de tensión en la resistencia de la derivación (R_derivación), con un valor de entrada de AI.

Para la vigilancia de líneas el valor de AI se debe evaluar dentro de la lógica del programa de aplicación del XPSMFWIN.

Nota: Conecte la resistencia en serie (R_serie) y la resistencia de derivación

(R_derivación) directamente al terminal del controlador o a la E/S remota para maximizar la parte del circuito bajo vigilancia.

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Control de línea (Cortocircuito)

Un cortocircuito en el circuito del actuador (incluido este) ocasiona una considerable caída de tensión (≤ tensión de salida de DO) por la derivación. Así se puede detectar un cortocircuito (máxima resolución de AI). La protección frente a sobretensión de las entradas analógicas comienza aproximadamente en 15 V (véase Datos técnicos, p. 82). Debe montarse un circuito de protección con un diodo Zener en serie para evitar sobrecargas de la protección interna frente a sobretensión.

La configuración en serie del diodo Zener depende del umbral de la protección frente a sobretensión y debe configurarse de tal manera que la protección por sobretensión interna del XPSMF no se active en caso de cortocircuito.

CIRCUITO DE PROTECCIÓN

Para proteger el multiplexador de entradas de las entradas analógicas, se debe montar en el circuito de entrada un circuito de protección con un diodo Zener en serie-paralelo con la derivación existente.

Si no se siguen estas instrucciones pueden producirse lesiones personales graves o mortales o daños en el equipo.

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Ejemplo de configuración para cortocircuito R_derivación = 10 Ω R_{electroválvula} = 75 Ω

U_máx. = 26,8 Ω (máxima tensión de salida de la salida digital DO)

z Diodo Zener con tensión conmutable de 12 V

z Entrada analógica AI con rango de funcionamiento de 0 - 10 V

z Protección frente a sobretensión en XPSMF35 con tensión de entrada de> 15 V En una situación normal, sin cortocircuito, ocurre lo siguiente:

z U_máx = U_{electroválvula} + U_derivación = 26,8 V = 21 V + 5,8 V

z La tensión U_derivación cae también en el circuito de protección con diodo Zener y en el circuito en serie.

z El diodo Zener no conmuta a 5,8 V, es decir, la caída de tensión de 5,8 V en la derivación es la misma que en la entrada analógica.

En caso de cortocircuito, ocurre lo siguiente:

z U_máx = U_{electroválvula} + U_derivación = 26,8 V = 0 V + 26,8 V

z Si se produce un cortocircuito en un circuito de campo (actuador o línea), la tensión de DO sólo cae en la derivación.

z El umbral de la protección de tensión de AI es aproximadamente 15 V.

z El diodo Zener conmuta a 12 V. La tensión cae en AI , por lo que nunca excederá de 12 V. Se dispone de toda la escala en AI.

z La máxima caída de tensión U_diodo en la serie R_diodo del Zener tiene resulta ser U_diodo = 26,8 V - 12 V = 14,8 V.

z La intensidad en el diodo Zener está limitada a 20 mA, de acuerdo con la especificación de este. El valor mínimo para la serie resulta ser

R_diodo =14,8 V/20 mA = 740 Ω.

z El valor de R_diodo puede fijarse en 1 k Ω.

z La intensidad máxima que puede atravesar el diodo Zener está limitada por su resistencia, a un valor aproximado de 15 mA.

Un cortocircuito en la zona marcada de rojo (véase diagrama anterior) se puede supervisar mediante la caída de tensión en la resistencia de la derivación R_derivación, es decir, mediante el valor AI.

(34)

Adaptador de derivación

El derivador es un módulo enchufable para entradas analógicas del controlador relacionado con la seguridad XPSMF35. El valor de la resistencia es 250 Ω o 500 Ω. La ilustración siguiente es un diagrama de cableado del adaptador de derivación (250 Ω):

En la tabla siguiente se muestra la asignación de terminales del adaptador de derivación:

Denominación Función (entradas analógicas)

Sa Alimentación del transmisor a Ia+ Entrada analógica a Ia- Polo de referencia a Sb Alimentación del transmisor b Ib+ Entrada analógica b Ib- Polo de referencia b

Sa Sa Ia+ Ia+ Ia- Ia-Sb Sb Ib+ Ib+ Ib- Ib-Aplicación XPSMF AI Ra 250 Rb 250

(35)

Entradas digitales

relacionadas con la seguridad

El PLC de seguridad XPSMF35 tiene 24 entradas digitales. Los 24 LED (DI) indican el estado de las entradas.

Las entradas digitales son entradas analógicas que proporcionan al programa un valor INT comprendido entre 0 y 3.000 (entre 0 y 30 V). Se utilizan para crear valores límite para el cálculo de señales booleanas para las entradas digitales. Los valores predeterminados se ajustan a los valores siguientes:

z Señal 0: < 7 V

z Señal 1: > 13 V

La configuración de los umbrales se realiza mediante el uso de señales de sistema (capítulo 1.6) relativas a la precisión de seguridad.

Las fuentes de 24 V resistentes a cortocircuitos proporcionan contactos libres de potencial para contactos con LS+. Una fuente de tensión proporciona alimentación a un grupo de cuatro sensores.

También pueden conectarse, en lugar de los contactos, fuentes de señal con alimentación propia. En ese caso, el polo de referencia de la fuente de señal debe estar conectado al polo de referencia de la entrada (L-).

El estado seguro de la entrada se indica pasando una señal 0 a la lógica del

Nota: El programa solo activa los LED que indican el estado de las entradas

digitales si el F35 se encuentra en modo RUN.

Conexión de contactos libres de potencial LS + DI 1 DI 8 DI 7 : DI 2

Conexión de fuentes de tensión de señal DI 1 DI 8 DI 7 : DI 2 L-+ -+ -+ -+ -+

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-La tabla siguiente muestra las conexiones de las entradas digitales a los terminales correspondientes:

Nº de terminal Denominación Función (entradas)

11 LS+ Alimentación del sensor para entradas 1 a 8

12 1 Entrada digital 1 13 2 Entrada digital 2 14 3 Entrada digital 3 15 4 Entrada digital 4 16 5 Entrada digital 5 17 6 Entrada digital 6 18 7 Entrada digital 7 19 8 Entrada digital 8 20 L- Polo de referencia

(37)

Sobretensiones en entradas digitales

En el caso de las entradas digitales, puede detectarse un impulso de sobretensión EN 61000-4-5 como una señal alta breve (causada por el ciclo de tiempo breve del sistema XPSMF35).

Para evitar errores en estos casos, debe adoptarse una de las siguientes medidas en lo que respecta a las aplicaciones:

z Instalación de líneas de entrada apantalladas para impedir que las sobreten-siones afecten al sistema.

z Supresión de ruido en el programa de aplicación: debe haber señal por lo menos durante dos ciclos antes de realizar la evaluación.

Salidas digitales relacionadas con la seguridad

El PLC de seguridad XPSMF35 tiene ocho salidas digitales. Cada salida digital tiene su propio LED para indicar el estado de la salida.

Una salida se encuentra en un estado seguro cuando está deenergizada. En caso de fallo del canal, se desconectan las salidas correspondientes. Si se produce un fallo en el módulo, se desconectan todas las salidas. En caso de producirse un fallo de la comunicación Ethernet, las salidas afectadas se ajustan a los valores iniciales. En esos casos, se debe tener en cuenta la respuesta de los actuadores.

Los fallos en uno o más canales, así como los fallos en el módulo, se indican mediante el LED FAULT de la placa frontal. Además, pueden evaluarse las señales del sistema en el programa de aplicación del controlador.

La tabla siguiente muestra la corriente de las salidas en función de la temperatura ambiente:

Nota: Técnicas de diseño de EMC adecuadas permitirán al diseñador del sistema

de seguridad alcanzar el máximo rendimiento utilizando el tiempo de respuesta mínimo del PLC de seguridad.

Temperatura ambiente Salidas

De 20 a 50 oC (de 68 a 122 °F) Las salidas 1 a 3 y 5 a 7 pueden proporcionar hasta 0,5 A cada una. Las salidas 4 y 8 pueden proporcionar hasta 2 A cada una.

50 oC (122 °F) (máximo) Las salidas 1 a 3 y 5 a 7 pueden proporcionar hasta 0,5 A cada una. Las salidas 4 y 8 pueden proporcionar hasta 1 A cada una.

(38)

En la siguiente tabla se muestran las denominaciones y las funciones de los terminales 1 a 10:

El siguiente diagrama muestra un ejemplo de conexión de actuadores a salidas:

El diagrama anterior muestra un ejemplo de cómo conectar los actuadores a las salidas del sistema del PLC de seguridad. Es posible conectar cargas inductivas al PLC de seguridad sin tener que utilizar un diodo de protección en la carga. Sin embargo, para suprimir las posibles interferencias de tensión, le recomendamos encarecidamente que utilice un diodo de protección, como se muestra en el ejemplo anterior.

Nº de terminal Denominación Función (salidas)

1 L- Grupo de canales del polo de referencia

2 1 Salida digital 1

5 4 Salida digital 4 (para cargas mayores)

9 8 Salida digital 8 (para cargas mayores)

10 L- Grupo de canales del polo de referencia

LOS CIRCUITOS INTERNOS SEGUROS NO FUNCIONAN CORRECTAMENTE

Para conectar una carga, se debe utilizar un polo de referencia L- del grupo de canales correspondiente (conexión de dos polos), de manera que los circuitos internos seguros puedan funcionar.

L- DO 1 DO 2 DO 3 L-DO 4

ADVERTENCIA

(39)

Comunica-ciones

El dispositivo tiene dos contadores independientes cuyas entradas pueden configurarse para un nivel de tensión de 5 V o de 24 V. El nivel de tensión necesario se determina mediante el valor inicial de la señal con la señal del sistema del Counter[0x].5/24 V Mode.

La entradaA es la entrada del contador. La entradaB es la entrada de dirección del contador. La entrada Z (seguimiento cero) se utiliza para reinicializar. Alternati-vamente, todas las entradas son entradas de código Gray de 3 bits (con función de decodificador, véase más adelante).

Se pueden implementar los siguientes estados de funcionamiento:

z Función 1 del contador (depende de la señal de entrada de dirección del contador)

La señal del sistema Counter[0x].Direction se establece en TRUE, conteo con flanco de bajada en la entrada A1 (A2)

Low Signal (Señal baja) en la entrada B1 (B2) de dirección del contador aumenta el valor del contador. High Signal (Señal alta) en la entrada B1 (B2) de dirección del contador disminuye el valor del contador.

El contador no puede reinicializarse en el software XPSMFWIN.

Para este modo, la entrada Z1 (Z2) debe fijarse en Low Signal (Señal baja). El contador puede reinicializarse con una breve High Signal (Señal alta).

z Función 2 del contador (independiente de la señal de entrada de dirección del contador)

La señal del sistema Counter[0x].Direction fijada en FALSE, conteo con flanco de bajada en la entrada A1(A2).

El aumento o disminución no se controla externamente mediante la entrada B1 (B2), sino mediante el programa de aplicación. La señal del sistema

Counter[0x].Direction ajustada en FALSE, aumenta el valor del contador. La señal del sistema Counter[0x].Direction fijada en TRUE disminuye el valor del contador.

La entrada B1 (B2) no tiene función.

El contador puede reinicializarse con XPSMFWIN mediante una señal del sistema Counter[0x].Reset.

z Transductor giratorio absoluto (codificador) para código Gray

Se evalúa el código Gray de 3 bits de un transductor giratorio (conectado a las entradas A1, B1, Z1 (A2, B2, Z2). Este modo se define en el programa de aplicación con la señal del sistema Counter[0x].Gray Code. Esto se realiza

(40)

Configuración de la función 1 del contador (depende de la señal de entrada de dirección del contador):

Configuración de la función 2 del contador (independiente de la señal de entrada de dirección del contador):

Configuración del transductor giratorio (codificador):

Cuando un contador funciona como decodificador en código Gray, solamente un 1 bit puede cambiar cuando un valor de las entradas cambia.

Señal del sistema Significado Valor

Counter[0x].5/24 V Mode Entradas: 24 V 5 V

TRUE FALSE Counter[0x].Auto. Advance Sense Función 1 del contador activa TRUE

Counter[0x].Direction Sin función FALSE

Counter[0x].Gray Code Funcionamiento con pulsos activo FALSE

Counter[0x].Reset Estándar

Reinicio: breve

TRUE FALSE

Counter[0x].5/24 V Mode Entradas 24 V 5 V

TRUE FALSE Counter[0x].Auto. Advance Sense Función 2 del contador activa FALSE

Counter[0x].Direction Aumento

Disminución

FALSE TRUE Counter[0x].Gray Code Funcionamiento con pulsos activo FALSE

Counter[0x].Reset Estándar

Reinicio: breve

TRUE FALSE

Counter[0x].5/24 V Mode Entradas 24 V 5 V

TRUE FALSE Counter[0x].Auto. Advance Sense Función 1 del contador pasiva FALSE

Counter[0x].Direction Sin función FALSE

Counter[0x].Gray Code Funcionamiento de decodificación activo TRUE

(41)

La tabla siguiente proporciona una comparación de los códigos utilizados:

Las entradas del contador deben conectarse utilizando cables de par trenzado apantallado para cada entrada de medida. Las pantallas deben estar conectadas en ambos extremos. Las líneas de entrada no deben tener una longitud mayor de 500 m (1640.4 ft). Todas las conexiones L están conectadas entre sí en el módulo en forma de polo de referencia común. Para asegurar que los contadores se utilizan de modo seguro (SIL 3 de acuerdo con la norma IEC 61508), todo el sistema (incluidos los sensores conectados o codificadores) debe cumplir estos requisitos de seguridad.

La tabla siguiente muestra las conexiones de los contadores:

Las entradas no utilizadas no deben terminarse.

Código Gray de 3 bits Valor decimal Counter[0x].Value

000 0 0 001 1 1 011 2 3 010 3 2 110 4 6 111 5 7 101 6 5 100 7 4

Nº de terminal Denominación Función (entradas del contador)

65 A1 Entrada A1 o bit 0 (LSB)

66 B1 Entrada B1 o bit 1

67 Z1 Entrada Z1 o bit 2 (MSB)

68 L- Polo de referencia común

69 A2 Entrada A2 o bit 0 (LSB)

70 B2 Entrada B2 o bit 1

71 Z2 Entrada Z2 o bit 2 (MSB)

(42)

Entradas analógicas relacionadas con la seguridad

El dispositivo tiene ocho entradas analógicas con alimentación al transmisor para la medición unipolar de tensiones comprendidas entre 0 y 10 V, con respecto a L-. Con una derivación también se pueden medir las corrientes de 0 a 20 mA. La tabla siguiente muestra los valores de entrada para las entradas analógicas:

La resolución de los valores de tensión e intensidad dentro del programa de aplicación depende de la configuración de las propiedades del módulo. En XPSMFWIN, en el menú Propiedades del módulo, vaya a Tipo. Es posible seleccionar las resoluciones 1000 (MI 24/8 FS1000) o 2000 (MI 24/8 FS2000). En cuanto al objeto de selección, hay diferentes resoluciones de la señal

AI[xx].Value disponibles dentro del programa de aplicación. Para supervisar la señal AI[xx].Value es preciso evaluar la señal AI[xx].Error Code en el programa de aplicación.

Las señales de entrada se evalúan mediante el principio de disparo por de energización. Las líneas del alimentador no deben exceder los 300 m (984.2 ft) de longitud y deben tener cables apantallados de par trenzado para cada entrada de medida. Las pantallas deben estar conectadas en ambos extremos (al dispositivo y a la caja del sensor o del actuador) en una amplia zona para crear una jaula de Faraday.

Las entradas analógicas no utilizadas deben cortocircuitarse.

Si se produce un fallo de circuito abierto durante la medición de la tensión, se recibirán señales de entrada impredecibles en las entradas de alta resistencia. El valor resultante de esta tensión de entrada fluctuante no es fiable. Por eso, con entradas de tensión, los canales deben terminar en una resistencia de 10 kΩ. Debe tenerse en cuenta la resistencia interna de la fuente.

Para medidas de intensidad con el derivador conectado en paralelo no se requiere esta resistencia de 10 kΩ.

Las entradas analógicas no están aisladas unas de otras.

Canales de entrada Polaridad Corriente, tensión Rango de valores en la aplicación Precisión de seguridad FS10001 FS20001 8 Unipolar 0+10 V 0...1000 0...2000 2% 8 Unipolar 0...20 mA _0...5002 0...20003 0...10002 0...20003 2%

1_{Ajustable mediante selección de tipo en XPSMFWIN} 2_{Con adaptador de derivación externo de 250Ω} 3_{Con adaptador de derivación externo de 500Ω}

(43)

Las salidas analógicas están conectadas a los siguientes terminales:

Nº de terminal Denominación Función (entradas analógicas)

41 S1 Alimentación del transmisor 1

42 I1 Entrada analógica 1

43 L- Polo de referencia

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Desconexión del cable

En una red de PLC de seguridad, las áreas se cubren utilizando la red de seguridad. Por ello, es posible que se produzcan daños en el cable de comunicaciones o que éste se desconecte. En el sistema que aparece en la parte inferior, la X representa un circuito abierto entre el PLC de seguridad 2 y el PLC de seguridad 3. Como resultado, se interrumpirán las comunicaciones entre los sistemas.

La tabla siguiente muestra lo que ocurre si se interrumpen las comunicaciones:

En el siguiente diagrama se muestra un ejemplo de interrupción en la red del PLC de seguridad:

Si la red local sólo reacciona a las entradas del mismo sistema, el sistema del PLC continúa funcionando sin fallos.

Si Entonces...

el sistema de PLC de seguridad 2 dependía de las entradas del sistema de PLC de seguridad 3,

las salidas correspondientes se pondrán automáticamente a cero.

el sistema de PLC de seguridad 3 dependía de las entradas del sistema de PLC de seguridad,

las salidas correspondientes se pondrán automáticamente a cero.

los sistemas todavía tienen alimentación eléctrica de 24 V CC,

los dos sistemas continuarán funcionando con las entradas y salidas restantes de cada sistema.

PLC de seguridad PLC de seguridad PLC de seguridad

E/S remotas

(45)

Interrupción de la alimentación

En la tabla siguiente se muestran las reacciones a los cambios en la tensión de alimentación:

Si se interrumpe la alimentación, todas las entradas y salidas se inhiben y vuelven al estado seguro.

Reconfiguración del sistema pequeño

El PLC de seguridad puede volverse a configurar mientras la red ejecuta una configuración existente. Se deben detener los equipos que necesiten una reconfiguración. En la tabla siguiente se describe el procedimiento de reconfiguración:

Reconfiguración del sistema grande

En la tabla siguiente se describe el procedimiento de reconfiguración de sistemas grandes:

Nivel de tensión Reacción del controlador

De 19,3 a 28,8 V CC Funcionamiento normal.

< 18,0 V CC Estado de alarma (se escriben las variables internas y se colocan en las entradas/salidas).

< 12,0 V CC Se apagan las entradas y salidas.

1 Si utiliza el entorno de programación XPSMFWIN, detenga el sistema del PLC de seguridad que requiera una nueva configuración.

2 Descargue la nueva configuración, totalmente controlada por un ingeniero de seguridad cualificado, en el PLC de seguridad o en el módulo de E/S remota a través de un cable Ethernet, cat. 5, grado D o superior.

3 Una vez que se haya vuelto a programar el módulo, inicie el dispositivo. 4 Ejecute la nueva configuración de inmediato.

1 Detenga los recursos pertinentes de la red utilizando el entorno de

programación XPSMFWIN. Los segmentos pequeños de una red pueden volver a configurarse por etapas.

(46)

Características de cortocircuito de los canales de salida

Diagnóstico Se pueden observar todas las entradas y salidas de un PLC de seguridad mediante

el entorno de programación XPSMFWIN. Todos los PLC de seguridad proporcionan señales de diagnóstico con información de estado, códigos de error y estado del canal.

Dentro de XPSMFWIN toda la información de diagnóstico se puede ver de dos formas:

z Mediante la función de prueba online: puede supervisar los valores de las señales y las variables del nivel lógico mientras los sistemas ejecutan el programa.

z Mediante la ventana Diagnóstico, que muestra todos los estados de los módulos de E/S, COM y CPU.

Si Entonces...

se produce un cortocircuito en el canal de salida,

el PLC de Seguridad desconecta el canal afectado.

se producen varios cortocircuitos, se desconectan los canales uno por uno, según su consumo.

se supera la corriente máxima permitida para todas las salidas,

se desactivan todas las salidas y se van reconectando cíclicamente.

CONDICIÓN DE CORTOCIRCUITO

Los terminales del circuito de salida no deben conectarse con la carga conectada. En presencia de cortocircuitos, la sobrecarga resultante puede dañar los terminales.

(47)

Sustitución de módulos con fallos

Si un PLC de seguridad o un módulo de E/S remota falla, se debe utilizar el siguiente procedimiento de sustitución:

Comprobación de interferencias de tensión y defectos a tierra

Con un tester universal se pueden medir interferencias de tensión no admisibles. Se recomienda comprobar que no haya interferencias de tensión no admisibles en ningún terminal.

Cuando se comprueba la resistencia de aislamiento, cortocircuitos y circuitos abiertos en el cableado externo, se debe desconectar un extremo del cable que se esté midiendo para evitar fallos o dañar el XPSMF35 a causa de tensiones excesivas.

Los defectos a tierra se deben comprobar antes de conectar el cableado de campo a los dispositivos. Se debe desconectar la tensión de alimentación de los sensores, así como la del polo negativo y los actuadores. Si el polo negativo está conectado a tierra durante el funcionamiento, cuando se comprueben los defectos a tierra, la conexión a tierra debe estar desconectada. Esto también se aplica a la conexión a

1 Desconecte la alimentación del módulo afectado.

2 Desconecte todos los terminales (no es necesario extraer los cables de entrada o salida).

3 Desconecte la comunicación, Ethernet o cualquier otro bus de campo, del PLC de seguridad o módulo de E/S remota.

4 Afloje la grapa del riel DIN y desmonte el módulo. 5 Monte el módulo nuevo y apriete la grapa del riel DIN. 6 Vuelva a conectar la alimentación.

7 Conéctelo al PC que está ejecutando XPSMFWIN a través del cable Ethernet. 8 Introduzca la nueva configuración de comunicaciones para las direcciones MAC e IP. 9 Descargue la configuración utilizada en el módulo anterior.

10 Conecte todos los terminales de E/S al nuevo módulo. No es necesario volver a cablear, pero se debe inspeccionar los terminales para asegurar que estén en buen estado de funcionamiento.

11 Vuelva a establecer la conexión de red. 12 Ejecute el módulo.

(48)

Mantenimiento El PLC de seguridad XPSMF35 está diseñado para aplicaciones industriales. La disponibilidad de cada uno de los componentes del PLC de seguridad es muy alta; además, estos cumplen los requisitos de PFD y de PFH para SIL3 establecidos en IEC 61508.

Reparación de dispositivos PLC

El PLC de seguridad XPSMF35 no se puede reparar. Se deben enviar los dispositivos defectuosos a Schneider Electric para su reparación.

La validez del certificado de seguridad expirará si se realizan reparaciones no autorizadas en el dispositivo. El fabricante declina toda responsabilidad sobre las reparaciones no autorizadas. Además, las reparaciones no autorizadas cancelarán todas las garantías del dispositivo.

Nota: Si se utilizan en aplicaciones relacionadas con la seguridad, los módulos

deben someterse a una prueba de comprobación fuera de línea cada diez años. Para obtener información sobre la prueba de comprobación fuera de línea, consulte Prueba de comprobación fuera de línea, p. 49.

PRUEBA DE COMPROBACIÓN FUERA DE LÍNEA

Para verificar el funcionamiento correcto, se debe llevar a cabo la prueba de comprobación fuera de línea según la norma IEC 61508-4.

(49)

Prueba de comprobación fuera de línea

La prueba de comprobación fuera de línea reconoce los fallos ocultos peligrosos que pudieran afectar al seguro funcionamiento de la planta.

Los sistemas de seguridad deben someterse a una prueba de comprobación fuera de línea cada 10 años. Si el análisis se realiza con la herramienta de cálculo SILence, a menudo este intervalo se puede ampliar. SILence es un programa independiente. Póngase en contacto con el departamento de asistencia o visite la página web de HIMA, donde encontrará una versión de prueba del software SILence.

En el caso de los módulos de relés, la prueba de comprobación de los relés se debe efectuar en intervalos definidos por cada planta.

Ejecución de la prueba de comprobación fuera de línea

La ejecución de la prueba de comprobación fuera de línea depende de la configuración de la planta (EUC = Equipment Under Control, equipo bajo control), del riesgo potencial y de los estándares que se aplican al funcionamiento y que forman la base de la aprobación por parte del organismo de prueba encargado. Según los estándares IEC 61508 1-7, IEC 61511 1-3, IEC 62061 y VDI/VDE 2180 hojas 1 a 4, en el caso de los sistemas relacionados con la seguridad, es la empresa propietaria la que debe acordar las pruebas de comprobación.

Pruebas de comprobación periódicas

Los módulos se pueden comprobar mediante la ejecución de todo el bucle de seguridad.

En la práctica, los dispositivos de campo de entrada y salida tienen un intervalo de pruebas de comprobación más frecuente (por ejemplo, cada 6 o 12 meses) que el de los módulos. Si el usuario final prueba el bucle de seguridad completo debido a los dispositivos de campo, los módulos quedan automáticamente incluidos en estas pruebas. No es necesario realizar más pruebas periódicas para los módulos. Si la prueba de comprobación de los dispositivos de campo no incluye a los módulos, se deberá realizar una prueba en el PES al menos una vez cada 10 años. Esto se puede hacer mediante un reinicio de los módulos.

(50)

(51)

3 Presentación

Este capítulo contiene la descripción del PLC de seguridad XPSMF35.

Apartado Página Elementos de la carcasa 52 Botón de reinicialización 55 Comunicaciones 56 LED 62 Cableado 65

Direcciones IP e ID del sistema 71

SafeEthernet 72

Condiciones de funcionamiento 78

Características técnicas 81

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Elementos de la carcasa

Vista frontal La imagen siguiente muestra los distintos elementos del panel frontal del XPSMF35:

Elementos del panel frontal

24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 3 10/100BaseT10/100BaseT4 1 10/100BaseT10/100BaseT2 HIMA L-L- L+L+ FB3 FB2 FB1 A1B2 Z1 L- A2B2 65 66 67 68 69 70 T7I7 L- T8 I8 L-59 60 61 62 63 64 T5 I5L-T6I6 L-53 54 55 56 57 58 T3 I3 T4 I4 L-47 48 49 50 51 52 T1 I1 T2 I2 L-41 42 43 44 45 46

HIMatrix

F35

by HIMA 71 72 Z2 L-CO AI AI AI AI DI LS+ 1718 1920 31 3233 3435 36 21 2223 24 L-37 38 3940 DI LS+ 9 10 1112 21 2223 2425 26 13 1415 16 L-27 28 2930 DI LS+ 1 2 3 4 111213 1415 16 5 6 7 8 L-17 1819 20 DO L- 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 5 6 7 8 L-7 8 9 10 1 2 3 4 5 8 7 6 N.º Descripción 1 Entrada de alimentación 2 Salidas digitales 3 Entradas digitales

4 Riel puesto a tierra

5 Entradas de contador

6 Entradas analógicas

7 Indicadores

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Vista superior En la imagen siguiente se muestran los elementos del panel superior:

Vista inferior En la imagen siguiente se muestran los elementos del panel inferior:

Comunicaciones Ethernet

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Vista posterior En la imagen siguiente se muestran los elementos del panel posterior:

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Botón de reinicialización

El dispositivo está equipado con un botón de reinicialización. El botón de reiniciali-zación se utiliza si se ha perdido la contraseña de conexión al PC.

Utilización del botón de reinicialización

Puede acceder al botón de reinicio por una pequeña apertura redonda situada en la parte superior de la carcasa, aprox. a 40 a 50 mm (1.57 a 1.97 pulg.) del borde izquierdo.

Utilice el botón sólo cuando reinicie el dispositivo y mantenga el botón pulsado durante 20 segundos. Pulsar el botón de reinicialización cuando el dispositivo se encuentra en funcionamiento no tiene ningún efecto.

Efecto Al pulsar el botón de reinicialización:

z Se desactivan todas las cuentas (excepto la cuenta predeterminada de Administrador sin contraseña).

z Las direcciones IP y la identificación del sistema (SRS) adoptarán los valores por defecto.

Nota: Después de activar el botón de reinicialización, se modifican valores, que

siguen siendo válidos hasta el siguiente reinicio. Después del siguiente reinicio se restablecen los valores previos. Puede introducir información nueva, si lo considera necesario.

RIESGO DE FUNCIONAMIENTO NO DESEADO DEL EQUIPO

Para trabajar con el botón de reinicialización, los terminales de los buses de campo deberán estar desconectados, a fin de evitar que se produzcan averías.

Si no se siguen estas instrucciones pueden producirse lesiones personales o daños en el equipo.

(56)

Comunicaciones

Los PLC de seguridad se comunican entre ellos y con el PC a través de Ethernet con el protocolo SafeEthernet.

Los PLC de seguridad se comunican entre ellos y con un PC a través de una red Ethernet en estrella o en bus. Un PC se puede conectar en cualquier parte de la red. La sección de comunicaciones se conecta con el sistema de microprocesador seguro mediante una memoria RAM de doble puerto, que controla las comunica-ciones entre el PES y otros sistemas a través de potentes interfaces. Los PLC de seguridad XPSMF35 admiten las comunicaciones esclavo Modbus serie y esclavo Profibus serie para la transferencia de datos no relacionados con la seguridad.

100 BaseT SafeEthernet, Modbus TCP/IP

Buses de campo Esclavo Modbus serie, esclavo Profibus serie (dependiendo de la

(57)

Comunica-ciones

El conmutador integrado en cada sistema para las comunicaciones Ethernet se muestra en el diagrama de bloques (véase Diagrama de bloques, p. 28).

A diferencia de los concentradores, los conmutadores pueden almacenar paquetes de datos durante un corto período de tiempo con el fin de establecer una conexión temporal entre dos participantes en la comunicación (transmisor/receptor) para transferir datos. De esta forma se evitan las colisiones que normalmente se producen en los concentradores y se puede reducir el tráfico en la red. Para una transferencia de datos controlada, cada conmutador precisa una tabla de

asignación dirección/puerto. Esta tabla se genera de forma automática mediante un proceso de autoaprendizaje. Cada puerto del conmutador está correlacionado con unas direcciones MAC definidas. Siguiendo esta tabla, los paquetes de datos entrantes se conmutan directamente hacia el puerto correspondiente.

El conmutador conmuta automáticamente entre transmisiones half-duplex y full-duplex a velocidades de transferencia de 10 y 100 Mbit/s.

El conmutador controla las comunicaciones entre los distintos dispositivos. El conmutador puede direccionar hasta 1.000 direcciones MAC absolutas.

La función de cruce automático reconoce si se han conectado cables cruzados y el conmutador se ajusta pertinentemente.

Para la conexión a través de Ethernet, el PLC de seguridad XPSMF35 está equipado con cuatro conexiones dispuestas en los paneles laterales superior e inferior de la caja. Es posible conectar varios sistemas mediante Ethernet en bus o en estrella. Si es necesario, también se puede conectar un PC.

Nota: Al crear la red, asegúrese de que no se formen bucles en ella. Los sistemas

(58)

En el esquema siguiente se muestra un ejemplo de red SafeEthernet: XPSMFPS01 XPS-MF Telemecanique 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA HIMatrix F1DI by HIMA 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F30 by HIMA 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F3DIO by HIMA 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F35 by HIMA 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F31 by HIMA F60 u otros dispositivos XPSMF PC con XPSMFWIN Protocolo SafeEthernet 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F3AIO by HIMA 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL HIMA

HIMatrix

F2DO by HIMA

(59)

Diagrama de conexión de cables Ethernet:

Pares de conectores y distancias de cables:

Número Número de pares de conectores Longitud de cable máxima

HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA HIMA HIMatrixF31by HIMA Leyenda:

Dispositivo en caja Conector Acoplamiento (conector y toma)

1 2 3 4 5 6

(60)

Cuando se utilizan cables y conectores homologados para 100 MHz, la longitud de cable máxima es de 100 m (328.1 ft), con un máximo de seis pares de conectores. La combinación entre un conector macho y uno hembra se considera un par. Para distancias superiores, utilice cables de fibra óptica con convertidores. Configurar la conexión del protocolo SafeEthernet a través de Ethernet tiene las ventajas siguientes:

z Transferencia de paquetes muy rápida entre áreas de colisión

z Aumento significativo de la velocidad de transmisión con el modo full-duplex

(61)

Comunica-ciones no relacionadas con la seguridad

El PLC de seguridad XPSMF35 viene equipado con conectores para comunica-ciones por bus de campo. El PLC de seguridad XPSMF35 admite los protocolos de bus de campo esclavo Modbus y esclavo Profibus.

La longitud total de la red Modbus con todas las derivaciones puede alcanzar los 1.200 m (3,937 ft). Para longitudes superiores, se requieren repetidores

bidireccionales. Se puede utilizar un total de tres repetidores para alcanzar una longitud máxima de 4.800 m (15747.98 ft).

El RS485 (esclavo Modbus) se encuentra en el bus de campo 2.

El esclavo Modbus admite las funciones Modbus siguientes:

Nota: Las comunicaciones relacionadas con la seguridad no son posibles a través

de las interfaces de bus de campo.

Elemento Código Tipo Descripción

READ COIL 01 BOOL Lee diversas variables (BOOL) del área de importación o exportación del esclavo.

READ DISCRETE INPUT 02 BOOL Lee diversas variables (BOOL) del área de exportación del esclavo.

READ HOLDING REGISTER

03 WORD Lee diversas variables, de cualquier tipo, del área de importación o exportación del esclavo.

READ INPUT REGISTER 04 WORD Lee diversas variables, de cualquier tipo, del área de importación del esclavo.

READ WRITE HOLDING REGISTER

23 WORD Escribe y lee diversas variables, de cualquier tipo, del área de importación del esclavo.

WRITE MULTIPLE COIL 15 BOOL Escribe diversas variables (BOOL) en el área de importación del esclavo.

WRITE MULTIPLE REGISTER

16 WORD Escribe diversas variables, de cualquier tipo, en el área de importación del esclavo.

WRITE SINGLE COIL 05 BOOL Escribe una sola variable (BOOL) en el área de importación del esclavo.

WRITE SINGLE REGISTER

06 WORD Escribe una sola variable (WORD) en el área de importación del esclavo.

(62)

LED

Descripción general LED del XPSMF35 24V DC RUN ERROR PROG FORCE FAULT OSL BL 3 10/100BaseT10/100BaseT4 1 10/100BaseT10/100BaseT2 HIMA L- L-L+L+ FB3 FB2 FB1 A1B2 Z1 L- A2B2 65 66 67 68 69 70 T7I7 L- T8 I8 L-59 60 61 62 63 64 T5 I5L-T6I6 L-53 54 55 56 57 58 T3 I3 T4 I4 L-47 48 49 50 51 52 T1 I1 T2 I2 L-41 42 43 44 45 46

HIMatrix

F35

by HIMA 71 72 Z2 L-CO AI AI AI AI DI LS+ 1718 1920 31 3233 3435 36 21 2223 24 L-37 38 3940 DI LS+ 9 10 1112 21 2223 2425 26 13 1415 16 L-27 28 2930 DI LS+ 1 2 3 4 111213 1415 16 5 6 7 8 L-17 1819 20 DO L- 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 5 6 7 8 L-7 8 9 10

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Descripción de los LED

En la tabla siguiente se describe el comportamiento de los LED:

LED Color Estado Significado

Buses de campo 1, 2, 3 Naranja Parpadeo irregular

Encendido La interfaz está configurada y la comunicación está en funcionamiento.

Naranja

Parpadeo regular (1 s de

frecuencia)

Encendido La interfaz está configurada, pero no hay comunicación.

No encendido Apagado COM se encuentra en el estado STOP-INVALID-CONFIG o la interfaz no está configurada en XPSMFWIN.

Entradas digitales 1-24 Naranja Encendido Se está recibiendo una señal de entrada. Salidas digitales 1-8 Naranja Encendido Se está enviando una señal de salida. 24 VDC Verde Encendido Existe tensión de funcionamiento de 24 V CC.

No encendido Apagado Sin tensión de funcionamiento.

RUN Verde Encendido Estado normal del PES (RUN). Se ejecuta un programa de usuario cargado (no en los módulos de

E/S remota). La CPU lee entradas, procesa la lógica y escribe las salidas; se llevan a cabo pruebas de hardware/software y comunicaciones.

Verde Parpadeo La CPU se encuentra en modo STOP y no ejecuta ningún programa de usuario. Todas las salidas se restablecen a un estado seguro deenergizado. El modo STOP se puede activar definiendo la variable del sistema de parada de emergencia como TRUE en el programa de usuario o mediante un comando directo desde el PC. Aparece durante 10 s después de la conexión del PLC, durante la comprobación del sistema.

No encendido Apagado La CPU se encuentra en modo ERROR STOP (véase ERROR más abajo).