F35 - HIMA Paul Hildebrandt GmbH

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)
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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
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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.
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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.
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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
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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).
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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)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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!
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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.
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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
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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
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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
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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
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