F35 - HIMA Paul Hildebrandt GmbH
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Industrie-Automatisierung System HIMatrix F35 Datenblatt HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG Industrie-Automatisierung HI 800 148 HDA Wichtige Hinweise Alle in diesem Handbuch genannten HIMA-Produkte sind mit dem HIMA-Warenzeichen geschützt. Dies gilt ebenfalls, soweit nicht anders vermerkt, auch für andere genannte Hersteller und deren Produkte. Alle technischen Angaben und Hinweise in diesem Handbuch wurden mit größter Sorgfalt erarbeitet und unter Einschaltung wirksamer Kontrollmaßnahmen zusammengestellt. Trotzdem sind Fehler nicht ganz auszuschließen. HIMA sieht sich deshalb veranlasst, darauf hinzuweisen, dass weder eine Garantie noch die juristische Verantwortung oder irgend eine Haftung übernommen werden kann für die Folgen, die auf fehlerhafte Angaben zurückgehen. Für die Mitteilung eventueller Fehler ist HIMA dankbar. Technische Änderungen vorbehalten. Weitere Informationen sind in den Dokumentationen auf CD-ROM und unserer Website unter www.hima.de zu finden. Informationsanfragen sind zu richten an: HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG Postfach 1261 68777 Brühl Tel: +49(6202)709 0 Fax: +49(6202)709 107 e-mail: [email protected] HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 F35 F35 -20° F35 subsea / -20° Inhaltsverzeichnis Seite 1 HIMatrix F35 ..........................................................................................2 1.1 Frontansicht ......................................................................................2 1.2 Blockschaltbild ..................................................................................3 1.3 Sicherheitsgerichtete digitale Eingänge............................................4 1.3.1 Line Control .................................................................................5 1.4 Sicherheitsgerichtete digitale Ausgänge...........................................6 1.5 Sicherheitsgerichtete Zähler .............................................................7 1.5.1 Konfiguration der Zähler..............................................................8 1.5.2 Vergleich der verwendeten Codes ..............................................9 1.5.3 Anschlüsse der Zähler.................................................................9 1.6 Sicherheitsgerichtete analoge Eingänge ........................................10 1.6.1 Shunt-Adapter ...........................................................................11 1.6.2 Line Monitoring für digitale Ausgänge.......................................12 1.7 Kommunikation ...............................................................................15 1.7.1 Anschlüsse für Ethernet-Kommunikation ..................................15 1.7.2 Verwendete Netzwerkports für Ethernet-Kommunikation .........16 1.7.3 Anschlüsse für Feldbus-Kommunikation...................................16 1.8 IP-Adresse und System-ID (SRS) ..................................................18 1.9 Reset-Taster ...................................................................................18 1.10 Hardware-Uhr .................................................................................18 1.11 Einbau der F35 in die Zone 2 (EG-Richtlinie 94/9/EG, ATEX) .......19 1.12 Leuchtdiodenanzeigen....................................................................20 1.13 Konfiguration der Ein-/Ausgänge ....................................................20 1.14 Signale und Fehlercodes der Ein-/Ausgänge .................................20 1.14.1 Digitale Eingänge F35 ...............................................................21 1.14.2 Analoge Eingänge F35..............................................................22 1.14.3 Digitale Ausgänge F35 ..............................................................23 1.14.4 Zähler F35 .................................................................................24 1.15 Technische Daten F35....................................................................26 1.15.1 Technische Daten HIMatrix F35 -20° ........................................28 1.15.2 Technische Daten HIMatrix F35 subsea / -20° .........................29 1.16 HIMatrix F35 zertifiziert ...................................................................30 1 von 31 HI 800 148 1 HIMatrix Kompaktsystem F35 HIMatrix F35 Die kompakte speicherprogrammierbare Steuerung ist in drei Modellvarianten verfügbar. Bezeichnung F35 F35 -20° F35 subsea / -20° Teilenummer 98 2200416 98 2200453 98 2200454 Beschreibung Betriebstemperatur 0 bis +60 °C Betriebstemperatur -20 bis +60 °C Betriebstemperatur -20 bis +60 °C Erfüllt die Norm ISO 13628-6: 2006 Die folgende Beschreibung gilt für die drei Modellvarianten. Die Unterschiede der Steuerungen zueinander entnehmen Sie den Technischen Daten im Kapitel 1.15.1 F35 -20° und 1.15.2 F35 subsea / -20°. 1.1 Frontansicht 35 Abbildung 1: Frontansicht Die sicherheitsgerichtete Steuerung F35 ist ein kompaktes PES im Metallgehäuse mit 24 digitalen Eingängen, acht digitalen Ausgängen, zwei Zählern und acht analogen Eingängen. Das Gerät ist geeignet zum Einbau in die Ex-Zone 2 (siehe Kapitel 1.11) 2 von 31 HI 800 148 1.2 HIMatrix Kompaktsystem F35 Blockschaltbild DI 1 : DI 24 24 digitale Eingänge AI 1 : AI 8 8 Analoge Eingänge DoppelProzessor system DUAL PORT RAM COM FB 1 FB 2 FB 3 Kanal 1 (A1, B1, Z1) Kanal 2 (A2, B2, Z2) DO 1 : DO 8 Zähler 2-kanalig RJ 45 8 digitale Ausgäng Watchdo Switch RJ 45 RJ 45 RJ 45 Abbildung 2: Blockschaltbild 3 von 31 HI 800 148 Sicherheitsgerichtete digitale Eingänge Die Steuerung verfügt über 24 digitale Eingänge deren Status über LEDs signalisiert wird. Die digitalen Eingänge sind analoge Eingänge, die dem Programm einen INT-Wert von 0...3000 (0...30 V) zur Verfügung stellen. Daraus werden Grenzwerte gebildet, um BOOLSignale für die digitalen Eingänge zu berechnen. Die Default-Einstellung ist auf folgende Werte gesetzt (siehe auch „Technische Daten“): 0-Signal: < 7 V 1-Signal: > 13 V Die Einstellung der Schwellen erfolgt über Systemsignale (Kapitel 1.6) unter Beachtung der sicherheitstechnischen Genauigkeit. Hinweis Die LEDs für die Anzeige der digitalen Eingänge werden vom Programm nur angesteuert, wenn die F35 in RUN ist. Die Versorgung potenzialfreier Geberkontakte mit LS+ erfolgt über kurzschlussfeste 24 VSpannungsquellen. Eine Spannungsquelle kann eine Gruppe von je acht Gebern versorgen. L- DI 8 ... DI 7 DI 2 DI 1 DI 8 ... DI 7 DI 2 DI 1 LS+ An Stelle von Kontakten können auch Signalquellen mit eigener Spannung angeschlossen werden. Der Bezugspol der Signalquelle muss dann mit dem Bezugspol des Eingangs (L-) verbunden werden. + + + + + Anschluss von potenzialfreien Kontakten - 1.3 HIMatrix Kompaktsystem F35 Anschluss von Signalspannungsquellen Abbildung 3: Anschlüsse an sicherheitsgerichteten digitalen Eingängen Der sichere Zustand eines Eingangs ist die Weitergabe eines 0-Signals an die Logik des Anwenderprogramms. Wenn die Testroutinen für digitale Eingänge einen Fehler feststellen, wird für den fehlerhaften Kanal entsprechend dem Ruhestromprinzip ein 0-Signal im Anwenderprogramm verarbeitet und die LED „FAULT“ wird aktiviert. Bei der externen Verdrahtung und dem Anschluss von Sensoren ist das Ruhestromprinzip anzuwenden. Als sicherer Zustand im Fehlerfall wird damit bei Eingangssignalen der energielose Zustand (0-Signal) eingenommen. Die externe Leitung wird nicht überwacht, aber Drahtbruch wird als sicheres 0-Signal gewertet. 4 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Die digitalen Eingänge werden mit folgenden Klemmen angeschlossen: Klemme Nr. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Bezeichnung LS+ 1 2 3 4 5 6 7 8 L- Funktion (Eingänge) Geberversorgung der Eingänge 1...8 Digitaler Eingang 1 Digitaler Eingang 2 Digitaler Eingang 3 Digitaler Eingang 4 Digitaler Eingang 5 Digitaler Eingang 6 Digitaler Eingang 7 Digitaler Eingang 8 Bezugspol Klemme Nr. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Bezeichnung LS+ 9 10 11 12 13 14 15 16 L- Funktion (Eingänge) Geberversorgung der Eingänge 9...16 Digitaler Eingang 9 Digitaler Eingang 10 Digitaler Eingang 11 Digitaler Eingang 12 Digitaler Eingang 13 Digitaler Eingang 14 Digitaler Eingang 15 Digitaler Eingang 16 Bezugspol Klemme Nr. 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Bezeichnung LS+ 17 18 19 20 21 22 23 24 L- Funktion (Eingänge) Geberversorgung der Eingänge 17...24 Digitaler Eingang 17 Digitaler Eingang 18 Digitaler Eingang 19 Digitaler Eingang 20 Digitaler Eingang 21 Digitaler Eingang 22 Digitaler Eingang 23 Digitaler Eingang 24 Bezugspol Tabelle 1: Klemmenbelegung der digitalen Eingänge 1.3.1 Line Control Die Leitungsschluss- und Leitungsbruchüberwachung zum Beispiel von NOTAUSEingängen nach Kat. 4 gemäß EN 954-1 kann beim System F35 nicht parametriert werden. 5 von 31 HI 800 148 Sicherheitsgerichtete digitale Ausgänge Die Steuerung verfügt über acht digitale Ausgänge deren Status über LEDs signalisiert wird. Der sichere Zustand jedes Ausganges ist der energielose Zustand. Bei Kanalfehlern werden die betroffenen Ausgänge und bei Baugruppenfehlern alle Ausgänge abgeschaltet. Bei Ausfall der Ethernet-Kommunikation wird für den Ausgang der parametrierte Initialwert gesetzt. Das ist beim Verhalten der angeschlossenen Aktoren zu berücksichtigen Fehler in einem oder mehreren Kanälen sowie Baugruppenfehler werden mit der LED „FAULT“ auf der Frontplatte angezeigt. Zusätzlich können die Systemsignale im Anwenderprogramm der Steuerung ausgewertet werden. Die Ausgänge 1...3 und 5...7 können bei maximaler Umgebungstemperatur jeweils mit 0,5 A belastet werden, die Ausgänge 4 und 8 mit jeweils 1 A, bei einer Umgebungstemperatur bis 50 °C mit 2 A. Bei Überlast werden einer oder alle Ausgänge abgeschaltet. Ist die Überlast beseitigt, werden die Ausgänge entsprechend dem Sollzustand wieder zugeschaltet (siehe „Technische Daten“). L- DO 4 DO 3 DO 2 DO 1 Die externe Leitung eines Ausgangs wird nicht überwacht, ein erkannter Kurzschluss wird aber signalisiert. L- 1.4 HIMatrix Kompaktsystem F35 Beispiel für den Anschluss von Aktoren an die Ausgänge Abbildung 4: Anschluss von Aktoren an die Ausgänge Zum Anschluss einer Last ist der zugehörige Bezugspol Lder betreffenden Kanalgruppe zu verwenden (2-poliger Anschluss), damit die interne Schutzbeschaltung wirken kann. Der Anschluss induktiver Lasten kann ohne Freilaufdiode am Verbraucher erfolgen. Zur Unterdrückung von Störspannungen wird jedoch eine Schutzdiode direkt am Verbraucher dringend empfohlen. Die digitalen Ausgänge werden mit folgenden Klemmen angeschlossen: Klemme Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bezeichnung L1 2 3 4 5 6 7 8 L- Funktion (Ausgänge) Bezugspol Kanalgruppe Digitaler Ausgang 1 Digitaler Ausgang 2 Digitaler Ausgang 3 Digitaler Ausgang 4 (für erhöhte Last) Digitaler Ausgang 5 Digitaler Ausgang 6 Digitaler Ausgang 7 Digitaler Ausgang 8 (für erhöhte Last) Bezugspol Kanalgruppe Tabelle 2: Klemmenbelegung der digitalen Ausgänge 6 von 31 HI 800 148 1.5 HIMatrix Kompaktsystem F35 Sicherheitsgerichtete Zähler Das Gerät verfügt über zwei unabhängige Zähler, deren Eingänge für die Spannungspegel 5 V oder 24 V konfigurierbar sind. Der gewünschte Spannungspegel wird durch den Initialwert des Signals mit dem Systemsignal Zähler[0x].5/24V Modus festgelegt. Eingang A ist der Zähleingang, B der Zählrichtungseingang, und mit Eingang Z (Nullspur) ist ein Reset möglich. Alternativ sind alle Eingänge 3-Bit Gray-Code-Eingänge (bei Decoderbetrieb, siehe unten). Folgende Betriebsarten lassen sich realisieren: • Zählfunktion 1 (abhängig vom Zählrichtungseingangssignal) Systemsignal Zähler[0x].Autom.Drehrichtungserkennung auf TRUE gesetzt, Zählen mit fallender Flanke an Eingang A1 (A2). Low-Signal an Zählrichtungseingang B1 (B2) ergibt Inkrementieren (Zunahme) des Zählerstandes, High-Signal an Zählrichtungseingang B1 (B2) ergibt Dekrementieren (Abnahme) des Zählerstandes. Ein Reset des Zählers ist nicht möglich über das Anwenderprogramm in ELOP II Factory. Für diese Betriebsart muss der Eingang Z1 (Z2) auf Low-Signal gesetzt sein. Mit einem kurzzeitigem High-Signal lässt sich der Zähler zurücksetzen. • Zählfunktion 2 (unabhängig vom Zählrichtungseingangssignal) Systemsignal Zähler[0x].Autom.Drehrichtungserkennung auf FALSE gesetzt, Zählen mit fallender Flanke an Eingang A1 (A2). Das Auf- oder Abwärtszählen wird nicht extern über den Eingang B1 (B2), sondern durch das Anwenderprogramm gesteuert: Systemsignal Zähler[0x].Richtung auf FALSE gesetzt: Inkrementieren (Zunahme) des Zählerstandes, Systemsignal Zähler[0x].Richtung auf TRUE gesetzt: Dekrementieren (Abnahme) des Zählerstandes. Eingang B1 (B2) hat keine Funktion. Ein Reset des Zählers ist möglich über das Anwenderprogramm in ELOP II Factory mittels des Systemsignals Zähler[0x].Reset. • Absolut-Drehgeber (Encoder) für Gray-Code Der 3-Bit-Gray-Code eines an die Eingänge A1, B1, Z1 (A2, B2, Z2) angeschlossenen Drehgebers wird ausgewertet. Diese Betriebsart wird im Anwenderprogramm für jeden Zähler getrennt mit den Systemsignalen Zähler[0x].Gray-Code festgelegt. Der sicherheitsgerichtete Zähler hat eine Auflösung von 24 Bit, der maximale Zählerstand beträgt 224 – 1 (= 16 777 215). 7 von 31 HI 800 148 1.5.1 HIMatrix Kompaktsystem F35 Konfiguration der Zähler Die beiden Zähler der F35 werden über Systemsignale konfiguriert; ihre Beschreibung ist im Abschnitt 1.14.4 enthalten. Die Konfiguration der Zähler für die verschiedenen Betriebsarten zeigen die folgenden Tabellen: Konfiguration der Zählfunktion 1 (abhängig von Zählrichtungseingangssignal) Systemsignal Zähler[0x].5/24V Modus Bedeutung Eingänge 24 V 5V Zählfunktion 1 aktiv Wert TRUE FALSE TRUE Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung Zähler[0x].Richtung Zähler[0x].Gray-Code Zähler[0x].Reset keine Funktion Impulsbetrieb aktiv Standard Reset kurzzeitig FALSE FALSE TRUE FALSE Tabelle 3: Konfiguration der Zählfunktion 1 Konfiguration der Zählfunktion 2 (unabhängig von Zählrichtungseingangssignal) Systemsignal Zähler[0x].5/24V Modus Bedeutung Eingänge Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung Zähler[0x].Richtung Zählfunktion 2 aktiv Wert TRUE FALSE FALSE Inkrementieren Dekrementieren Impulsbetrieb aktiv Standard Reset kurzzeitig FALSE TRUE FALSE TRUE FALSE Zähler[0x].Gray-Code Zähler[0x].Reset 24 V 5V Tabelle 4: Konfiguration der Zählfunktion 2 Konfiguration des Drehgebers (Encoders) Systemsignal Zähler[0x].5/24V Modus Bedeutung Eingänge Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung Zähler[0x].Richtung Zähler[0x].Gray-Code Zähler[0x].Reset Zählfunktion 1 passiv Wert TRUE FALSE FALSE keine Funktion Decoderbetrieb aktiv Standard (keine Funktion) FALSE TRUE TRUE 24 V 5V Tabelle 5: Konfiguration des Drehgebers (Encoders) 8 von 31 HI 800 148 1.5.2 HIMatrix Kompaktsystem F35 Vergleich der verwendeten Codes Beim Betrieb des Zählers als Decoder im Gray-Code darf sich bei einer Wertänderung an den Eingängen jeweils nur ein Bit ändern. 3-Bit Gray-Code 000 001 011 010 110 111 101 100 Dezimalwert 0 1 2 3 4 5 6 7 Zähler[0x].Wert 0 1 3 2 6 7 5 4 Tabelle 6: Vergleich der verwendeten Codes 1.5.3 Anschlüsse der Zähler Der Anschluss der Zählereingänge muss über abgeschirmte Kabel erfolgen, jedes Adernpaar für einen Messeingang verdrillt (twisted pair). Die Abschirmungen sind beidseitig anzuschließen. Die Eingangsleitungen dürfen maximal 500 m lang sein. Alle Anschlüsse L- sind als gemeinsamer Bezugspol auf der Baugruppe durchverbunden. In der sicherheitsgerichteten Anwendung (SIL 3 nach IEC 61508) der Zähler muss die gesamte Anlage einschließlich der angeschlossenen Sensoren oder Encoder diesen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Nähere Angaben dazu enthält das HIMatrix Sicherheitshandbuch. Die Zähler werden mit folgenden Klemmen angeschlossen: Klemme Nr. 65 66 67 68 69 70 71 72 Bezeichnung A1 B1 Z1 LA2 B2 Z2 L- Funktion (Zählereingänge) Eingang A1 oder Bit 0 (LSB) Eingang B1 oder Bit 1 Eingang Z1 oder Bit 2 (MSB) gemeinsamer Bezugspol Eingang A2 oder Bit 0 (LSB) Eingang B2 oder Bit 1 Eingang Z2 oder Bit 2 (MSB) gemeinsamer Bezugspol Tabelle 7: Anschlüsse der Zähler Unbenutzte Eingänge müssen nicht abgeschlossen werden. 9 von 31 HI 800 148 1.6 HIMatrix Kompaktsystem F35 Sicherheitsgerichtete analoge Eingänge Das Gerät verfügt über acht analoge Eingänge mit Transmitterspeisungen zur unipolaren Messung von Spannungen 0...10 V, bezogen auf L-. Mit einem Shunt können auch Ströme von 0...20 mA gemessen werden. Eingangs- Polarität Strom, kanäle Spannung 8 unipolar 0...+10 V 8 unipolar 0...20 mA Wertebereich in der Anwendung FS10001) 0...1000 0...5002) 0...10003) FS20001) 0...2000 0...10002) 0...20003) Sicherheitstechnische Genauigkeit 2% 2% Tabelle 8: Eingangswerte der analogen Eingänge 1) einstellbar über Typauswahl im ELOP II Factory Hardware Management mit externem Shunt-Adapter 250 Ω HIMA-Nr.: 98 2220059 3) mit externem Shunt-Adapter 500 Ω HIMA-Nr.: 98 2220067 2) Die Auflösung der Spannungs- bzw. Stromwerte hängt von der Einstellung in den Eigenschaften der Baugruppe ab. Im ELOP II Factory Hardware Management kann über die Eigenschaften der Baugruppe (Modul analoge Eingänge) im Feld „Typ“ die Auflösung 1000 (MI 24/8 FS1000) oder die Auflösung 2000 (MI 24/8 FS2000) eingestellt werden. Je nach Auswahl erhält man für das Signal AI[xx].Wert verschiedene Auflösungen im Anwenderprogramm (siehe Kapitel „Signale und Fehlercodes der Ein-/Ausgänge“, Analoge Eingänge F35). Zur Überwachung des Signals AI[xx].Wert sollte der zugehörige Fehlerwert AI[xx].Fehlercode im Anwenderprogramm ausgewertet werden. Die Eingangssignale werden nach dem Ruhestromprinzip ausgewertet. Die Zuleitungen dürfen maximal 300 m lang und müssen abgeschirmte Kabel sein; jedes Adernpaar für einen Messeingang verdrillt. Die Abschirmungen sind beidseitig (am Gerät und am Gehäuse von Sensor/Aktor) flächig aufzulegen, um damit einen Faraday´schen Käfig zu erzeugen. Nicht verwendete analoge Eingänge müssen kurzgeschlossen werden. Bei Leitungsbruch während einer Spannungsmessung (es erfolgt keine Leitungsüberwachung) werden an den hochohmigen Eingängen beliebige Eingangssignale verarbeitet. Der aus dieser schwebenden Eingangsspannung resultierende Wert ist nicht sicher. Daher müssen bei Spannungseingängen die Kanäle mit einem Widerstand von 10 kΩ abgeschlossen werden. Der Innenwiderstand der Quelle ist dabei zu beachten. Bei einer Strommessung mit parallel geschaltetem Shunt ist der Widerstand von 10 kΩ nicht erforderlich. Die analogen Eingänge sind nicht galvanisch voneinander getrennt. 10 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Die analogen Eingänge werden mit folgenden Klemmen angeschlossen: Klemme Nr. 41 42 43 44 45 46 Bezeichnung S1 I1 LS2 I2 L- Funktion (analoge Eingänge) Transmitterspeisung 1 Analoger Eingang 1 Bezugspol Transmitterspeisung 2 Analoger Eingang 2 Bezugspol Klemme Nr. 47 48 49 50 51 52 Bezeichnung S3 I3 LS4 I4 L- Funktion (analoge Eingänge) Transmitterspeisung 3 Analoger Eingang 3 Bezugspol Transmitterspeisung 4 Analoger Eingang 4 Bezugspol Klemme Nr. 53 54 55 56 57 58 Bezeichnung S5 I5 LS6 I6 L- Funktion (analoge Eingänge) Transmitterspeisung 5 Analoger Eingang 5 Bezugspol Transmitterspeisung 6 Analoger Eingang 6 Bezugspol Klemme Nr. 59 60 61 62 63 64 Bezeichnung S7 I7 LS8 I8 L- Funktion (analoge Eingänge) Transmitterspeisung 7 Analoger Eingang 7 Bezugspol Transmitterspeisung 8 Analoger Eingang 8 Bezugspol Tabelle 9: Klemmenbelegung der analogen Eingänge 1.6.1 Shunt-Adapter Der Shunt-Adapter ist ein Aufsteck-Modul für die analogen Eingänge der sicherheitsgerichteten Steuerung HIMatrix F35. Es gibt vier Modelle mit unterschiedlichen Bestückungen: Z 7301: • Z 7302: Shunt 250 Ω Z 7304: • Shunt 250 Ω • Überspannungsschutz • HART-Vorwiderstand (Strombegrenzung) • Shunt 500 Ω Z 7305: • Shunt 500 Ω • Überspannungsschutz Weitere Informationen zu den Shunt-Adaptern finden Sie in den entsprechenden Datenblättern. 11 von 31 HI 800 148 1.6.2 HIMatrix Kompaktsystem F35 Line Monitoring für digitale Ausgänge Die analogen Eingänge AI der F35 lassen sich auch für die Leitungsbruch- und Leitungsschlussüberwachung (Line Monitoring) der eigenen digitalen Ausgänge DO und von digitalen Ausgängen anderer HIMatrix-Steuerungen einsetzen. Voraussetzungen: Die Überwachung von digitalen Ausgängen beliebiger HIMatrix-Steuerungen ist mit HIMatrix-Geräten mit analogen Eingängen unter folgenden Voraussetzungen möglich: • • Transmitterspeisung für analoge Eingänge ist vorhanden, Anschluss von externem Messwiderstand (Shunt) an analogem Eingang ist möglich. Diese Bedingungen gelten auch systemübergreifend zwischen Kompaktsystemen und modularen Systemen der HIMatrix-Familie. Beispiele: Es lassen sich die digitalen Ausgänge der F2 DO 16 01 oder der F20 mit den analogen Eingängen der F35 überwachen. Die analogen Eingänge der F35 können die digitalen Ausgänge der DIO 24/16 01 (modulares System F60) überwachen. Die unten stehende Schaltungsskizze zeigt eine Möglichkeit, wie die Leitungen von einem digitalen Ausgang DO zu einem Aktor (Magnetventil) auf Leitungsbruch und Leitungsschluss überwacht werden können. Hinweis Die Schaltung muss für die eingesetzten Feldgeräte angepasst und auf Funktion geprüft werden! Schaltskizze: HIMatrix AI Sx / Tx 26,4 V Feldanschluss-Klemme R Vorwiderstand HIMatrix DO Magnetventil 8 W 24 VDC Feldanschluss-Klemme R Diode Ix R Shunt HIMatrix AI max. 10 V 12 V L- L- Abbildung 5: Schaltskizze für Line Monitoring Bereich der Leitungsbruch-/Leitungsschlussüberwachung Schutzschaltung bei Leitungsschluss Parametrierungsbeispiel für Line Monitoring des digitalen Ausgangs DO (Schaltung mit Magenventil 8W 24VDC): Widerstandswerte: Vorwiderstand: Widerstand Magnetventil: Messwiderstand: RVorwiderstand = RMagnetventil = = RShunt 12 von 31 1,6 kΩ 75 Ω 10 Ω HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Spannungswerte: Transmitterspannung: 26,4 V Ausgangsspannung DO im Normalbetrieb: Ausgangsspannung DO bei Leitungsschluss: Spannungsabfall am Magnetventil: 21 V Schaltspannung der Z-Diode: 12 V 24 V 26,8 V Tabelle: Messwerte für Spannung an AI bei Line Monitoring von DO Spannungsabfall Spannungsabfall Spannungsabfall Werte für AI RVorwiderstand RMagnetventil RShunt (bei Auflösung FSx000) FS1000 FS2000 Ausgang DO False bzw. 0 (Ausgang DO abgesteuert, energieloser Zustand) 25,08 V 1,15 V 0,15 V 14 28 Ausgang DO True bzw. 1 (Ausgang DO angesteuert) 21 V 3V 300 600 Bruch in Feldverdrahtung 0V 0 0 Kurzschluss in Feldverdrahtung oder Aktor 0V 26,8 V 1000* 2000* Tabelle 10: Spannungswerte bei Line Monitoring der DO * maximale Auflösung der analogen Eingänge AI bei Spannungsbegrenzung auf 12 V durch Z-Diode Erläuterung zur Schaltskizze und der Tabelle 1. Leitungsbruch: Die Speisespannung des Vorwiderstandes (Transmitterspannung) schwankt innerhalb eines Toleranzbereiches (siehe „Technische Daten“). Daher können sich die Spannungsabfälle an den Widerständen leicht ändern. Innerhalb der Schwankungsbreite der Speisespannung existiert in jedem Fall noch ein messbarer Spannungsabfall am Messwiderstand RShunt. Der Vorwiderstand wurde so dimensioniert, dass bei DO = FALSE ein möglichst kleiner Spannungsabfall am Magnetventil (geringe Erwärmung des Ventils) existiert und der Spannungsabfall am Messwiderstand noch messbar ist. Der Messwiderstand RShunt wurde in Abhängigkeit des Magnetventil-Widerstandes so bemessen, dass bei angesteuertem Ausgang DO (DO = TRUE) der Spannungsabfall am Magnetventil oberhalb der Schaltschwelle des Magnetventils liegt, d.h. die Spule des Magnetventils zieht an. Zudem ist der Messwiderstand RShunt so ausgelegt, dass sich bei jedem Schaltzustand des Ausgangs DO (TRUE oder FALSE) jeweils ein messbarer Spannungsabfall ergibt (Werte für AI > 10, siehe Tabelle). Bei Bruch in der Feldverdrahtung innerhalb des rot markierten Bereiches dagegen, gibt es am Messwiderstand keinen Spannungsabfall mehr. Ein Leitungsbruch im rot markierten Bereich (siehe Schaltskizze) kann über den Spannungsabfall am Messwiderstand RShunt , d.h. den Eingangswert von AI, überwacht werden (siehe Tabelle). Für eine Leitungsbruchüberwachung im ELOP II Factory Projektmanagement muss der Wert von AI innerhalb der Logik des Anwenderprogramms ausgewertet werden. Hinweis Den Vorwiderstand RVorwiderstand und den Messwiderstand RShunt direkt an den Klemmen der Steuerung oder Remote I/O anbringen, um den überwachten Leitungsbereich zu maximieren. 13 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 2. Leitungsschluss: Ein Leitungsschluss im Aktorkreis (einschließlich Aktor) resultiert in einem hohen Spannungsabfall (≤ Ausgangsspannung von DO) über dem Shunt, wodurch der Leitungsschluss detektiert wird (maximale Auflösung von AI, siehe Tabelle). Der Überspannungsschutz der analogen Eingänge spricht bei ca. 15 V an (siehe „Technische Daten“). Um eine Überlastung des internen Überspannungsschutzes zu vermeiden, muss eine Schutzschaltung aus Z-Diode und Vorwiderstand aufgebaut werden. Um die Eingangsmultiplexer der analogen Eingänge vor Überlast zu schützen, muss im Eingangskreis eine Schutzschaltung von Z-Diode mit Vorwiderstand parallel zum bestehenden Shunt angeschlossen werden. Die Parametrierung von Z-Diode mit Vorwiderstand ist abhängig von der Schwelle des Überspannungsschutzes und muss so ausgelegt sein, dass der Überspannungsschutz der HIMatrix bei Leitungsschluss nicht anspricht. Parametrierungsbeispiel für Leitungsschluss: RShunt = 10 Ω RMagnetventil = 75 Ω Umax = 26,8 V (maximale Ausgangsspannung von digitalem Ausgang DO) • • • Z-Diode mit Schaltspannung von 12 V Analoger Eingang AI mit Arbeitsbereich von 0 - 10 V Überspannungsschutz in HIMatrix bei Eingangsspannung > 15 V Normalbetrieb (kein Leitungsschluss): Umax = UMagnetventil + UShunt = 26,8 V = 23,65 V + 3,15 V Die Spannung UShunt liegt auch an der Schutzschaltung von Z-Diode und Vorwiderstand an. Die Z-Diode schaltet bei 3,15 V nicht durch, d.h. der Spannungsabfall von 3,15 V am Shunt liegt am analogen Eingang. Leitungsschluss: Umax = UMagnetventil + UShunt = 26,8 V = 0 V + 26,8 V Im Falle eines Kurzschlusses im Außenkreis ( Aktor oder Leitung) fällt die Spannung von DO gänzlich am Shunt ab. Die Schaltschwelle des Überspannungsschutzes von AI beträgt 15 V. Die Z-Diode soll bei 12 V leitend werden, so dass nie mehr als 12 V an AI anliegen und der volle Skalierungsbereich von AI zur Verfügung steht. Der maximale Spannungsabfall UDiode am Vorwiderstand der Z-Diode ergibt sich daraus zu: UDiode = 26,8 V – 12 V = 14,8 V Der Strom durch die Z-Diode soll auf 20 mA (Spezifikation der Z-Diode) begrenzt sein. Daraus resultiert ein minimaler Wert für den Vorwiderstand von: RDiode = 14,8 V/ 20 mA = 740 Ω Der Wert für RDiode kann auf 1 KΩ gesetzt werden. Der maximale Strom durch die Z-Diode wird durch diesen Widerstand auf ca. 15 mA begrenzt. 14 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Ein Leitungsschluss im rot markierten Bereich (siehe Schaltskizze) kann über den Spannungsabfall am Messwiderstand RShunt , d.h. den Eingangswert von AI, überwacht werden (siehe Tabelle). Für eine Leitungsschlussüberwachung im ELOP II Factory Projektmanagement muss der Wert von AI innerhalb der Logik des Anwenderprogramms ausgewertet werden. 1.7 Kommunikation 1.7.1 Anschlüsse für Ethernet-Kommunikation Bezeichnung 1 10/100BaseT Anschluss RJ-45 2 10/100BaseT RJ-45 3 10/100BaseT RJ-45 4 10/100BaseT RJ-45 Funktion Sicherheitsgerichtet: Safeethernet Nicht sicherheitsgerichtet: Ethernet/IP, OPC, Programmiergerät (PADT), TCP-SR, SNTP, Modbus-TCP Sicherheitsgerichtet: Safeethernet Nicht sicherheitsgerichtet: Ethernet/IP, OPC, Programmiergerät (PADT), TCP-SR, SNTP, Modbus-TCP Sicherheitsgerichtet: Safeethernet Nicht sicherheitsgerichtet: Ethernet/IP, OPC, Programmiergerät (PADT), TCP-SR, SNTP, Modbus-TCP Sicherheitsgerichtet: Safeethernet Nicht sicherheitsgerichtet: Ethernet/IP, OPC, Programmiergerät (PADT), TCP-SR, SNTP, Modbus-TCP Tabelle 11: Anschlüsse für Ethernet-Kommunikation Je zwei der RJ-45-Anschlüsse mit integrierten LEDs sind auf der Ober- und Unterseite des Gehäuses links angeordnet. Die Bedeutung der LEDs ist im Kapitel „Anzeige der Kommunikation“ im Systemhandbuch Kompaktsysteme erklärt. Das Auslesen der Verbindungsparameter basiert auf der „MAC-Adresse“ (Media Access Control), die bei der Herstellung festgelegt wird. Die MAC-Adresse der Steuerung ist auf einem Aufkleber über den beiden unteren RJ-45Anschlüssen (1 und 2) eingetragen. Aufkleberbeispiel: MAC 00.E0.A1.00.06.C0 Die HIMatrix F35 besitzt einen integrierten Switch für die sicherheitsgerichtete EthernetKommunikation (Safeethernet). Weitere Details zu den Themen „Switch“ und „Safeethernet“ finden sich in Kapitel „Sicherheitsgerichtete Kommunikation“ im Systemhandbuch Kompaktsysteme. 15 von 31 HI 800 148 1.7.2 HIMatrix Kompaktsystem F35 Verwendete Netzwerkports für Ethernet-Kommunikation UDP Ports / Verwendung 8000: Programmierung und Bedienung mit ELOP II Factory 8001: Konfiguration der Remote I/O durch die SPS 6010: Safeethernet 123: SNTP (Zeitsynchronisation zwischen SPS und Remote I/O, sowie externen Geräten) 6005/ 6012: Falls im HH-Netzwerk nicht TCS_DIRECT gewählt wurde 8895: Modbus-Master-UDP falls konfiguriert 44818: Ethernet/IP Sessionprotokoll für Geräteidentifikation 2222: Ethernet/IP Datenaustausch TCP Ports / Verwendung 502: Modbus (vom Anwender änderbar) xxx: TCP-SR durch Anwender vergeben 44818: Ethernet/IP Explicit Messaging Services 1.7.3 Anschlüsse für Feldbus-Kommunikation Die drei 9-poligen SUB-D-Anschlüsse befinden sich auf der Frontseite des Gehäuses. Bezeichnung Anschluss Hardware/Module Software FB 1 (mit Modul) SUB-DBuchse CM-PROFIBUS-DP Master Profibus Master CM-PROFIBUS-DP Slave Profibus Slave CM-RS485 MODBUS M/S Modbus Master RS485 Modbus Slave RS485 Interbus Master CM-INTERBUS Master FB 2 (mit Modul) SUB-DBuchse CM-PROFIBUS-DP Master Profibus Master CM-PROFIBUS-DP Slave Profibus Slave CM-RS485 MODBUS M/S Modbus Master RS485 Modbus Slave RS485 Interbus Master CM-INTERBUS Master FB 3 SUB-DBuchse RS485 Modbus Master RS485 Modbus Slave RS485 Tabelle 12: Anschlüsse für Feldbus-Kommunikation Die Aufsteckmodule für die Kommunikation über FB1 und FB2 sind eine Option und werden werksseitig eingebaut. 16 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Pin-Belegung der SUB-D-Anschlüsse FB1 und FB2 mit Aufsteckmodul für Profibus-DP-Master oder -Slave Anschluss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Signal ----RxD/TxD-A RTS DGND VP --RxD/TxD-B --- Funktion ----Empfang/Sende-Daten A Steuersignal Daten-Bezugspotenzial 5 V, Plus-Pol Versorgungsspannung --Empfang/Sende-Daten B --- Tabelle 13: Pin-Belegung der SUB-D-Anschlüsse FB1 und FB2 Profibus-DP Pin-Belegung der SUB-D-Anschlüsse FB1 und FB2 mit Aufsteckmodul für Modbus-Master oder -Slave (RS 485) Anschluss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Signal --RP RxD/TxD-A CNTR-A DGND VP --RxD/TxD-B CNTR-B Funktion --5 V, mit Dioden entkoppelt Empfang/Sende-Daten A Steuersignal A Daten-Bezugspotenzial 5 V, Plus-Pol Versorgungsspannung --Empfang/Sende-Daten B Steuersignal B Tabelle 14: Pin-Belegung der SUB-D-Anschlüsse FB1 und FB2 Modbus Pin-Belegung des SUB-D-Anschlusses FB3 Modbus Master oder Slave Anschluss 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Signal ----RxD/TxD-A CNTR-A DGND VP --RxD/TxD-B CNTR-B Funktion ----Empfang/Sende-Daten A Steuersignal A Daten-Bezugspotenzial 5 V, Plus-Pol Versorgungsspannung --Empfang/Sende-Daten B Steuersignal B Tabelle 15: Pin-Belegung des SUB-D-Anschlusses FB3 Modbus 17 von 31 HI 800 148 1.8 HIMatrix Kompaktsystem F35 IP-Adresse und System-ID (SRS) Mit der Steuerung wird ein transparenter Aufkleber geliefert, auf dem die IP-Adresse und die System-ID (SRS, System-Rack-Slot) nach einer Änderung vermerkt werden können: IP___.___.___.___SRS____.__.__ Default-Wert für IP-Adresse: 192.168.0.99 Default-Wert für SRS: 60000.0.0 Die Belüftungsschlitze auf dem Gehäuse der Steuerung dürfen durch den Aufkleber nicht abgedeckt werden. Das Ändern von IP-Adresse und System-ID ist im Handbuch „Erste Schritte“ von ELOP II Factory beschrieben. 1.9 Reset-Taster Das Gerät ist mit einem Reset-Taster ausgerüstet. Ein Betätigen wird notwendig, wenn z. B. das Passwort für den Anschluss eines PADTs vergessen wurde. Der Taster ist durch ein kleines rundes Loch an der Oberseite des Gehäuses zugänglich, das sich etwa 4 bis 5 cm vom linken Rand entfernt befindet. Die Betätigung muss mit einem geeigneten Stift aus Isoliermaterial erfolgen, um Kurzschlüsse im Innern des Geräts zu vermeiden. Der Reset ist nur wirksam, wenn das Gerät neu gebootet und gleichzeitig der Taster für die Dauer von mindestens 20 Sekunden gedrückt wird. Eine Betätigung während des Betriebs hat keine Wirkung. Hinweis Beim Reset darf eine Feldbus-Schnittstelle nicht mit einem betriebsbereiten Feldbus verbunden sein, da dort sonst Störungen entstehen. Bei der Betätigung des Reset-Tasters werden • • IP-Adresse und System-ID (SRS) auf Default-Werte eingestellt, alle Accounts deaktiviert (außer Default-Account „Administrator“ ohne Passwort). Hinweis 1.10 Nach dem Betätigen des Reset-Tasters sind die Werte nur bis zu einem neuen Reboot geändert, dann sind die vorherigen Informationen wieder gültig! Der Anwender muss nach einem Reset gegebenenfalls neue Informationen eingeben. Hardware-Uhr Bei Ausfall der Betriebsspannung reicht die Energie eines eingebauten Kondensators, um die Hardware-Uhr etwa eine Woche lang zu puffern. 18 von 31 HI 800 148 1.11 HIMatrix Kompaktsystem F35 Einbau der F35 in die Zone 2 (EG-Richtlinie 94/9/EG, ATEX) Das Gerät ist geeignet zum Einbau in die Zone 2. Die entsprechende Konformitätserklärung ist unter Kapitel 1.15 „Technische Daten“ eingefügt. Beim Einbau sind die nachfolgend genannten besonderen Bedingungen zu beachten. Besondere Bedingungen X 1. Die Steuerung HIMatrix F35 muss in ein Gehäuse eingebaut werden, das die Anforderungen der EN 60079-15 mit einer Schutzart von mindestens IP 54 gemäß EN 60529 erfüllt. Dieses Gehäuse muss mit dem Aufkleber „Arbeiten nur im spannungslosen Zustand zulässig“ versehen sein. Ausnahme: Ist sichergestellt, dass keine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist, darf auch unter Spannung gearbeitet werden. 2. Das verwendete Gehäuse muss die entstehende Verlustleistung sicher abführen können. Die Verlustleistung der Steuerung HIMatrix F35 liegt zwischen 15 W und 29 W je nach Versorgungsspannung, Ausgangslast und Anzahl der eingebauten Feldbusmodule. 3. Die Steuerung HIMatrix F35 muss mit einer trägen Sicherung 10 A abgesichert werden. Die Spannungsversorgung 24 VDC der Steuerung HIMatrix F35 muss aus einem Netzgerät mit sicherer Trennung erfolgen. Es dürfen nur Netzgeräte in den Ausführungen PELV oder SELV eingesetzt werden. 4. Aus den Normen VDE 0170/0171 Teil 16, DIN EN 60079-15: 2004-5 VDE 0165 Teil 1, DIN EN 60079-14: 1998-08 müssen folgende Punkte besonders beachtet werden: DIN EN 60079-15: Kapitel 5 Bauart Kapitel 6 Anschlussteile und Verkabelung Kapitel 7 Luft- und Kriechstrecken und Abstände Kapitel 14 Steckvorrichtungen und Steckverbinder DIN EN 60079-14: Kapitel 5.2.3 Betriebsmittel für die Zone 2 Kapitel 9.3 Kabel und Leitungen für die Zonen 1 und 2 Kapitel 12.2 Anlagen für die Zonen 1 und 2 Die Steuerung hat zusätzlich das gezeigte Schild: HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG A.-Bassermann-Straße 28, D-68782 Brühl HIMatrix µ II 3 G EEx nA II T4 X F35 0 °C ≤ Ta ≤ 60 °C Besondere Bedingungen X beachten! 19 von 31 HI 800 148 1.12 HIMatrix Kompaktsystem F35 Leuchtdiodenanzeigen Die Bedeutung der LEDs für das System, die Kommunikation und die Betriebsspannung ist im Kapitel „Leuchtdiodenanzeigen“ im Systemhandbuch Kompaktsysteme erklärt. 1.13 Konfiguration der Ein-/Ausgänge Mit der Software ELOP II Factory werden die zuvor im Signaleditor der Software definierten Signale (Hardware Management) den einzelnen vorhandenen Hardware-Kanälen (Ein-/Ausgängen) zugeordnet (siehe dazu Kapitel „Konfiguration der Ein-/Ausgänge“ im Systemhandbuch Kompaktsysteme). Die Signale, welche für die Zuordnung von Signalen in der Steuerung vorhanden sind, finden sich im folgenden Kapitel „Signale und Fehlercodes der Ein-/Ausgänge“. 1.14 Signale und Fehlercodes der Ein-/Ausgänge In den folgenden Übersichten sind die lesbaren und einstellbaren Signale der Ein-/Ausgänge einschließlich der Fehlercodes aufgeführt. Die Fehlercodes können innerhalb des Anwenderprogramms über die entsprechenden, in der Logik zugewiesenen Signale ausgelesen werden. Die Anzeige der Fehlercodes kann auch im ELOP II Factory Hardware Management erfolgen: • • • • Markieren Sie die Ressource der HIMatrix und klicken Sie auf die rechte Maustaste. Im Kontextmenü wählen Sie Online und im Untermenü Diagnose. Danach sehen Sie im Fenster „Diagnose“ alle Rückmeldungen von der Steuerung (CPU, COM) einschließlich der Fehlercodes der Ein-/Ausgänge, falls dort Fehler vorhanden sind. Weitere Hinweise entnehmen Sie dem Kapitel „Diagnose“ im Systemhandbuch Kompaktsysteme. Die Signale der Ein-/Ausgänge lassen sich mittels ELOP II Factory den Signalen des Signaleditors zuweisen. Die Signale können einer Logik (Projektmanagement) zugewiesen und dort ausgelesen oder beschrieben werden. Zu Testzwecken und zur Signalverfolgung können die Signale im Force-Editor (Hardware Management) gesetzt und/oder angezeigt werden. Die Signalverfolgung mit dem Force-Editor ist im Handbuch ELOP II Factory „Erste Schritte“ ausführlich erläutert. 20 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 1.14.1 Digitale Eingänge F35 Systemsignal Bg.SRS [UDINT] Bg.Typ [UINT] Bg.Fehlercode [WORD] R/W [Datentyp]/Bedeutung R Steckplatznummer (System-Rack-Slot) R Typ des Moduls, Sollwert: 0x00D2 [210 dez] (FS 1000), 0x0096 [150dez] (FS 2000) R Fehlercodes des Moduls 0x0000 AI.Fehlercode [WORD] R E/A-Verarbeitung, ggfs. mit Fehlern, siehe weitere Fehlercodes 0x0001 keine E/A-Verarbeitung (CPU nicht in RUN) 0x0002 keine E/A-Verarbeitung während der Hochfahrtests 0x0004 Hersteller-Interface in Betrieb 0x0010 keine E/A-Verarbeitung: falsche Parametrierung 0x0020 keine E/A-Verarbeitung: Fehlerrate überschritten 0x0040/ keine E/A-Verarbeitung: konfiguriertes Modul nicht 0x0080 gesteckt Fehlercodes für alle analogen und digitalen Eingänge R Fehler der Baugruppe MEZ-Test Zeitüberwachung der Wandlung FTZ-Test: Walking-Bit des Datenbus fehlerhaft FTZ-Test: Fehler beim Prüfen der Koeffizienten FTZ-Test: Betriebsspannungen fehlerhaft A/D-Konvertierung fehlerhaft (DRDY_LOW) MEZ-Test: Cross-Links der MUX fehlerhaft MEZ-Test: Walking-Bit des Datenbus fehlerhaft MEZ-Test: Multiplexer-Adressen fehlerhaft MEZ-Test: Betriebsspannungen fehlerhaft MEZ-Test: Messsystem (Kennlinie) fehlerhaft (unipolar) MEZ-Test: Messsystem (Endwerte, Nullpunkt) 0x1000 fehlerhaft (unipolar) A/D-Konvertierung fehlerhaft (DRDY_HIGH) 0x8000 Fehlercodes für die digitalen Eingangskanäle (1...24) 0x0001 0x0004 0x0008 0x0010 0x0020 0x0040 0x0080 0x0100 0x0200 0x0400 0x0800 DI[xx].Fehlercode [BYTE] W Fehler im digitalen Eingangsmodul <= V3 Betriebssystem CPU: Messwerte ungültig >= V4 Betriebssystem CPU: nicht benutzt A/D-Konverter fehlerhaft, Messwerte nicht gültig 0x04 ab V4 Betriebssystem CPU auch: Messwerte sind nicht gültig Messwert nicht innerhalb der sicherheitstech0x08 nischen Genauigkeit Messwert-Überlauf 0x10 Kanal nicht in Betrieb 0x20 Adressfehler der beiden A/D-Konverter 0x40 Parametrierung der Hysterese fehlerhaft 0x80 Analogwert der DI-Kanäle (1...24) [INT] von 0...+3000 (0V bis +30V) Die Gültigkeit hängt von DI[xx].Fehlercode ab Analogwert der DI-Kanäle (1...24) [BOOL] gemäß Hysterese Die Gültigkeit hängt von DI[xx].Fehlercode ab Obere Grenze des 0-Signal-Spannungsbereichs DI[xx].Wert W Untere Grenze des 1-Signal-Spannungsbereichs DI[xx].Wert 0x01 0x02 DI[xx].Wert Analog R [INT] DI[xx].Wert [BOOL] DI[xx]. Hysterese LOW [INT] DI[xx]. Hysterese HIGH [INT] R 21 von 31 HI 800 148 Systemsignal DI[xx].Verwendet [BOOL] HIMatrix Kompaktsystem F35 R/W [Datentyp]/Bedeutung W Konfiguration der Nutzung der Kanäle 1...24 1 0 in Betrieb nicht in Betrieb 1.14.2 Analoge Eingänge F35 Systemsignal Bg.SRS [UDINT] Bg.Typ [UINT] Bg.Fehlercode [WORD] R/W Bedeutung R Steckplatznummer (System-Rack-Slot) R Typ der Baugruppe, Sollwert: 0x00D2 [210 dez] (FS 1000), 0x0096 [150dez] (FS 2000) R Fehlercodes der Baugruppe 0x0000 AI.Fehlercode [WORD] R E/A-Verarbeitung, ggfs. mit Fehlern, siehe weitere Fehlercodes 0x0001 keine E/A-Verarbeitung (CPU nicht in RUN) 0x0002 keine E/A-Verarbeitung während der Hochfahrtests 0x0004 Hersteller-Interface in Betrieb 0x0010 keine E/A-Verarbeitung: falsche Parametrierung 0x0020 keine E/A-Verarbeitung: Fehlerrate überschritten 0x0040/ keine E/A-Verarbeitung: konfiguriertes Modul nicht 0x0080 gesteckt Fehlercodes für alle analogen und digitalen Eingänge R Fehler der Baugruppe MEZ-Test Zeitüberwachung der Wandlung FTZ-Test: Walking-Bit des Datenbus fehlerhaft FTZ-Test: Fehler beim Prüfen der Koeffizienten FTZ-Test: Betriebsspannungen fehlerhaft A/D-Konvertierung fehlerhaft (DRDY_LOW) MEZ-Test: Cross-Links der MUX fehlerhaft MEZ-Test: Walking-Bit des Datenbus fehlerhaft MEZ-Test: Multiplexer-Adressen fehlerhaft MEZ-Test: Betriebsspannungen fehlerhaft MEZ-Test: Messsystem (Kennlinie) fehlerhaft (unipolar) MEZ-Test: Messsystem (Endwerte, Nullpunkt) 0x1000 fehlerhaft (unipolar) A/D-Konvertierung fehlerhaft (DRDY_HIGH) 0x8000 Fehlercodes für analoge Eingangskanäle 0x0001 0x0004 0x0008 0x0010 0x0020 0x0040 0x0080 0x0100 0x0200 0x0400 0x0800 AI[xx].Fehlercode [BYTE] Fehler im analogen Eingangsmodul <= V3 Betriebssystem CPU: Messwerte ungültig >= V4 Betriebssystem CPU: nicht benutzt A/D-Konverter fehlerhaft, Messwerte nicht gültig 0x04 ab V4 Betriebssystem CPU auch: Messwerte sind nicht gültig Messwert nicht innerhalb der sicherheitstech0x08 nischen Genauigkeit Messwert-Überlauf 0x10 Kanal nicht in Betrieb 0x20 Adressfehler der beiden A/D-Konverter 0x40 Parametrierung der Hysterese fehlerhaft 0x80 Analogwert der AI-Kanäle (1...8) [INT] von 0...+1000 (Version: FS1000), 0...+2000 (Version: FS 2000) ( 0V bis +10V) Die Gültigkeit hängt von AI[xx].Fehlercode ab 1 in Betrieb Konfiguration der Nutzung der Kanäle 1...8 0 nicht in Betrieb 0x01 0x02 AI[xx].Wert [INT] R AI[xx].Verwendet [BOOL] W 22 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 1.14.3 Digitale Ausgänge F35 Systemsignal Bg.SRS [UDINT] Bg.Typ [UINT] Bg.Fehlercode [WORD] R/W R R R Bedeutung Steckplatz-Nummer (System-Rack-Slot) Typ des Moduls, Sollwert: 0x00B4 [180 dez] Fehlercodes des Moduls 0x0000 DO.Fehlercode [WORD] R E/A-Verarbeitung, ggfs. mit Fehlern, siehe weitere Fehlercodes 0x0001 keine E/A-Verarbeitung (CPU nicht in RUN) 0x0002 keine E/A-Verarbeitung während der Hochfahrtests 0x0004 Hersteller-Interface in Betrieb 0x0010 keine E/A-Verarbeitung: falsche Parametrierung 0x0020 keine E/A-Verarbeitung: Fehlerrate überschritten 0x0040/ keine E/A-Verarbeitung: konfiguriertes Modul nicht 0x0080 gesteckt Fehlercodes aller digitalen Ausgänge Fehler im Bereich digitale Ausgänge MEZ-Test des Sicherheitsschalters 1 liefert einen Fehler MEZ-Test des Sicherheitsschalters 2 liefert einen 0x0004 Fehler FTZ-Test des Testmusters fehlerhaft 0x0008 MEZ-Test des Testmusters der Ausgangsschalter 0x0010 fehlerhaft MEZ-Test des Testmusters der Ausgangsschalter 0x0020 (Abschalttest der Ausgänge) fehlerhaft MEZ-Test Aktive Abschaltung über WD fehlerhaft 0x0040 Alle Ausgänge abgeschaltet, Gesamtstrom 0x0200 überschritten FTZ-Test: 1. Temperaturschwelle überschritten 0x0400 FTZ-Test: 2. Temperaturschwelle überschritten 0x0800 FTZ-Test: Überwachung der Hilfsspannung 1: 0x1000 Unterspannung Fehlercodes der digitalen Ausgangskanäle 0x0001 0x0002 DO[xx].Fehlercode R [BYTE] 0x01 0x02 0x04 DO[xx].Wert [BOOL] W Fehler in digitalem Ausgangsmodul Ausgang abgeschaltet wegen Überlast Fehler beim Rücklesen der Ansteuerung der digitalen Ausgänge 0x08 Fehler beim Rücklesen des Status der digitalen Ausgänge Ausgabewert für DO Kanäle: 1 = Ausgang angesteuert 0 = Ausgang stromlos 23 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 1.14.4 Zähler F35 Systemsignal Bg.SRS [UDINT] Bg.Typ [UINT] Bg.Fehlercode [WORD] R/W R R R Bedeutung Steckplatznummer (System-Rack-Slot) Typ des Moduls, Sollwert: 0x0003 [3 dez] Fehlercodes des Moduls 0x0000 Zähler.Fehlercode [WORD] R E/A-Verarbeitung, ggfs. mit Fehlern, siehe weitere Fehlercodes 0x0001 keine E/A-Verarbeitung (CPU nicht in RUN) 0x0002 keine E/A-Verarbeitung während der Hochfahrtests 0x0004 Hersteller-Interface in Betrieb 0x0010 keine E/A-Verarbeitung: falsche Parametrierung 0x0020 keine E/A-Verarbeitung: Fehlerrate überschritten 0x0040/ keine E/A-Verarbeitung: konfiguriertes Modul nicht 0x0080 gesteckt Fehlercodes des Zählermoduls 0x0001 0x0002 0x0004 0x0008 0x0010 0x0020 0x0040 0x0080 0x0100 0x0200 Zähler[0x].Fehlercode [BYTE] Zähler[0x].Wert [UDINT] Zähler[0x].Zeitstempel [UDINT] Zähler[0x].WertÜberlauf [BOOL] Zähler[0x].ZeitÜberlauf [BOOL] Zähler[0x]. Richtung [BOOL] Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung [BOOL] Zähler[0x].Reset [BOOL] R R R Fehler im Modul Fehler beim Vergleich der Zeitbasis Adressfehler beim Lesen der Zeitbasis Parameter für die Zeitbasis fehlerhaft Adressfehler beim Lesen des Zählerstands Parametrierung des Zählers beschädigt Adressfehler beim Lesen des Gray-Codes FTZ-Test des Testmusters fehlerhaft FTZ-Test Fehler bei Überprüfung der Koeffizienten Fehler bei der initialen Parametrierung der Baugruppe Fehlercodes der Zählerkanäle 1, 2 0x01 Fehler im Zählermodul 0x02 Fehler beim Vergleich der Zählerstände 0x04 Fehler beim Vergleich des Zeitstempels des Zählers 0x08 Fehler beim Einstellen der Parametrierung (Reset) Zählerstand der Zähler: 24 Bit für Impulszähler, 3 Bit für GrayCode Zeitstempel für Zähler[0x].Wert 24 Bit, Zeitauflösung 1 µs R Zähler-Überlaufanzeige TRUE 24 Bit Überlauf seit letztem Zyklus (nur wenn Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung FALSE) FALSE Kein Überlauf seit letztem Zyklus R Überlaufanzeige für den Zeitstempel der Zähler TRUE 24 Bit Überlauf seit letzter Messung FALSE Kein 24 Bit Überlauf seit letzter Messung R/W Zählrichtung des Zählers (nur wenn Zähler[0x].Autom. Drehrichtungserkennung FALSE) TRUE Abwärts (Dekrementieren) FALSE Aufwärts (Inkrementieren) R/W Automatische Zählrichtungs-Erkennung TRUE Automatische Erkennung Ein FALSE Manuelles Setzen der Zählrichtung R/W Reset für den Zähler TRUE kein Reset FALSE Reset 24 von 31 HI 800 148 Systemsignal Zähler[0x].5/24V Modus [BOOL] Zähler[0x].GrayCode [BOOL] HIMatrix Kompaktsystem F35 R/W Bedeutung R/W Zählereingang 5 V oder 24 V TRUE 24 V FALSE 5V R/W Decoder / Impulsbetrieb TRUE Gray-Code Decoder FALSE Impulsbetrieb 25 von 31 HI 800 148 1.15 HIMatrix Kompaktsystem F35 Technische Daten F35 Steuerung Anwenderspeicher Reaktionszeit Schnittstellen: Ethernet Profibus-DP-Master/Slave, Modbus-Master/Slave, Interbus Master RS 485(Modbus-M/S) Betriebsspannung Stromaufnahme Absicherung (extern) Pufferbatterie Temperaturklasse Betriebstemperatur Lagertemperatur Schutzart Max. Abmessungen (ohne Stecker) Masse Digitale Eingänge Anzahl der Eingänge 1-Signal: Spannung Stromaufnahme 0-Signal: Spannung Stromaufnahme Eingangswiderstand Überspannungsschutz Max. Leitungslänge Speisung Messtechn. Genauigkeit: Kanalfehler Nullpunkt Kalibrierfehler Endpunkt Kanalfehler Temperaturfehler Nullpunkt Temperaturfehler Endpunkt Linearitätsfehler max. 250 kB Anwenderprogramm max. 250 kB Anwenderdaten ≥ 20 ms 4 x RJ-45, 10/100BaseT (mit 100 Mbit/s) mit integriertem Switch SUB-D 9-polig (FB1, FB2) SUB-D 9-polig (FB3) 24 VDC, -15 %...+20 %, wss ≤ 15 %, aus einem Netzgerät mit sicherer Trennung, nach Anforderungen der IEC 61131-2 max. 9 A (mit maximaler Last) Leerlauf: 0,5 A bauseits 10 A T keine T4 (Zone 2) 0 °C...+60 °C -40 °C...+85 °C IP 20 Breite: 257 mm (mit Gehäuseschrauben) Höhe: 114 mm (mit Befestigungsriegel) Tiefe: 97 mm (mit Erdungsschiene) ca. 1,2 kg 24 (nicht galvanisch getrennt) 15 V (Defaultwert 13V + 2V Sicherheitsabstand ist beliebig parametrierbar bis 30 VDC) ca. 3,5 mA @ 24 VDC, ca. 4,5 mA @ 30 VDC max. 5 VDC (Defaultwert 7V - 2V Sicherheitsabstand ist beliebig parametrierbar bis max. 1-Signal -4V und min. 2V) max. 1,5 mA (1 mA @ 5 V) < 7 kΩ -10 V, +35 V 300 m 3 x 20 V / 100 mA, kurzschlussfest ±1% ±4% ± 0,5 % ± 1 % / 10 K ± 1 % / 10 K ± 0,5 % vom Endpunkt 26 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Analoge Eingänge Anzahl der Eingänge Externer Shunt-Adapter für Strommessung Eingangswerte Nennwert Gebrauchswert Eingangsimpedanz Eingangsleitung Innenwiderstand der Signalquelle Überspannungsschutz Auflösung (A/D-Wandler) Genauigkeit Transmitterspeisungen Messtechn. Genauigkeit: Kanalfehler Nullpunkt Kalibrierfehler Endpunkt Kanalfehler Temperaturfehler Nullpunkt Temperaturfehler Endpunkt Linearitätsfehler Sicherheitstechnische Genauigkeit Digitale Ausgänge Anzahl der Ausgänge Ausgangsspannung Ausgangsstrom Minimale Last Interner Spannungsabfall Leckstrom (bei 0-Signal) Verhalten bei Überlast Gesamt-Ausgangsstrom 8 (unipolar, nicht galvanisch getrennt) 250 Ω (Teile-Nr. 98 2220059) 500 Ω (Teile-Nr. 98 2220067) bezogen auf L0...+10 VDC, 0...+20 mA mit Shunt 500 Ω -0,1...+11,5 VDC, -0,4...+23 mA mit Shunt 500 Ω 1 MΩ max. 300 m, abgeschirmt, Adernpaare verdrillt ≤ 500 Ω +15 V, -4 V 12 Bit 0,1 % @ 25 °C 0,5 % @ 60 °C 8 x 24...28 V / ≤ 46 mA, kurzschlussfest ± 0,5 % ± 0,5 % ±1% ± 0,5 % vom Endwert / 10 K ± 0,5 % vom Endwert / 10 K ± 1 % vom Endwert ±2% 8 (nicht galvanisch getrennt) ≥ L+ minus 2 V Kanäle 1...3 und 5...7: 0,5 A @ 60 °C Kanäle 4 und 8: 1 A @ 60 °C (2 A @ 50 °C) 2 mA je Kanal max. 2 V @ 2 A max. 1 mA @ 2 V Abschalten des betroffenen Ausgangs mit zyklischem Wiedereinschalten max. 7 A Bei Überschreitung Abschalten aller Ausgänge mit zyklischem Wiedereinschalten 27 von 31 HI 800 148 Zähler Anzahl der Zähler Eingänge Eingangsspannungen High-Signal (5 V) High-Signal (24 V) Low-Signal (5 V) Low-Signal (24 V) Eingangsströme Eingangsimpedanz Eingangsleitung Zählerauflösung Max. Eingangsfrequenz Triggerung Flankensteilheit Tastverhältnis HIMatrix Kompaktsystem F35 2 (nicht galvanisch getrennt) jeweils 3 (A, B, Z) 5 V und 24 V 4 V...6 V 13 V...33 V 0 V...0,5 V -3 V...5 V 1,4 mA @ 5 V, 6,5 mA @ 24 V 3,7 kΩ max. 500 m, abgeschirmt, Adernpaare verdrillt 24 Bit 100 kHz (bei 5 V und 24 V Eingangsspannung) bei negativer Flanke 1 V/μs 1:1 1.15.1 Technische Daten HIMatrix F35 -20° Die Modellvariante HIMatrix F35 -20° ist für den Einsatz im erweiterten Temperaturbereich -20 °C bis +60 °C ausgelegt. Die Elektronikkomponenten sind mit einem Schutzlack überzogen. HIMatrix F35 -20 ° Betriebstemperatur Masse -20 °C...+60 °C ca. 1,2 kg 28 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 1.15.2 Technische Daten HIMatrix F35 subsea / -20° Die Modellvariante F35 subsea / -20° ist für den Subsea-Einsatz gemäß ISO 13628 Part 6: „Subsea production control systems“ ausgelegt. Die Elektronikkomponenten sind mit einem Schutzlack überzogen. Das Gehäuse der Steuerung besteht aus V2A Edelstahl und die Steuerung ist für die Montage auf einer Montageplatte vorgesehen. Dazu ist das Gehäuse mit einer Aluminiumplatte verschraubt. Die Angaben der Lochabstände entnehmen Sie der Abb. 7. HIMatrix F35 subsea / -20 ° Gehäusematerial Edelstahl V2A Betriebstemperatur -20 °C...+60 °C ISO 13628-6: 2006 Erfüllt Schwingungs- und Schockprüfung nach Level Q1 und Q2. Erfüllt stochastische Schwingprüfung, ESS (Enviromental stress screening) Max. Abmessungen Breite: 257 mm (mit Gehäuseschrauben) (ohne Stecker und Höhe: 114 mm (mit Befestigungsriegel) Aluminiumplatte) Tiefe: 97 mm (mit Erdungsschiene) (200 x 160 x 6) mm Abmessungen: Aluminiumplatte (BxHxT) Masse ca. 1,7 kg Abbildung 6: HIMatrix F35 subsea / -20° mit Aluminiumplatte 29 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 Abbildung 7: Aluminiumplatte mit Bemaßung 1.16 HIMatrix F35 zertifiziert HIMatrix F35 CE TÜV TÜV ATEX Lloyd’s Register UL Underwriters Laboratories Inc. FM Approvals PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO) EMV, ATEX Zone 2 IEC 61508 1-7:2000 bis SIL3 IEC 61511:2004 EN 954-1:1996 bis Kategorie 4 94/9/EG EN 1127-1 EN 61508 Schifffahrtszertifizierung ENV1, ENV2 und ENV3: Test Specification Number 1 - 2002 UL 508 – Industrial Control Equipment CSA C22.2 No.14 Class I, DIV 2, Groups A, B, C und D Class 3600, 1998 Class 3611, 1999 Class 3810, 1989 Including Suppliment #1, 1995 Test Specification for PROFIBUS DP Slave, Version 3.0 November 2005 30 von 31 HI 800 148 HIMatrix Kompaktsystem F35 31 von 31 (0649) 96 9918042 HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG Industrie-Automatisierung Postfach 1261 • 68777 Brühl Telefon: (06202) 709-0 • Telefax: (06202) 709-107 E-mail: [email protected] • Internet: www.hima.de © by HIMA Paul Hildebrandt GmbH + Co KG HIMA ...die sichere Entscheidung.
