Manuale di installazione e manuntenzione CFB-AX. Scheda espansione Profibus DP/Modbus. Manuale di installazione CFB-AX v. 1.2

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1 motion controller Manuale di installazione e manuntenzione CFB-AX Scheda espansione Profibus DP/Modbus

2 Manuale di installazione CFB-AX Versione Aprile 2004 QEM e QMOVE sono marchi registrati. Il presente manuale è pubblicato dalla QEM S.r.l. senza alcun tipo di garanzia e si riserva di apportare modifiche ad errori tipografici, imprecisioni nei contenuti e miglioramenti (anche ai prodotti cui il presente manuale fa riferimento). Le eventuali modifiche saranno comunque inserite nelle edizioni successive di questo manuale. Nessuna parte di questo manuale può essere riprodotta, indipendentemente dal formato e dal mezzo, senza autorizzazione scritta della QEM S.r.l.. È fatta riserva di tutti i diritti. Versione manuale Modifiche apportate al manuale Data modifiche 1.0 Nuovo Manuale 16 / 12 / Corretti nome dei morsetti 3 e 8 della PORT C 05 / 04 / 04 (errata: 8 >A - 3>B / corrige: 8 >B - 3>A) 1.2 Corretto disegno delle Resistenze di terminazione della linea 16 / 04 / 04 2

3 SOMMARIO DESCRIZIONE GENERALE... 4 Caratteristiche principali... 4 Uso del manuale... 4 Modelli disponibili... 4 SPECIFICHE ELETTRICHE... 5 Caratteristiche ambientali... 5 Alimentazione... 5 Prescrizioni normative... 5 Descrizione tipo di cavo da utilizzare... 6 Porte di comunicazione seriale... 6 Resistenze di terminale della linea... 7 Informazioni sulla seriale di tipo Profibus DP... 9 COLLEGAMENTI ELETTRICI CFB-AA CFB-AB CFB-AC SPECIFICHE MECCANICHE Dimensioni CFB-AX SETTAGGI, PROCEDURE E SEGNALAZIONI Settaggio dip-switch Stato led INFORMAZIONI PER LA PROGRAMMAZIONE Identificazione schede Dichiarazione del BUS Requisiti di sistema Utilizzo come Slave Device disponibili

4 DESCRIZIONE GENERALE Caratteristiche principali! I due protocolli possono funzionare contemporaneamente. La scheda è un opzione costruttiva ordinabile in abbinamento ai Controller Qmove serie C1 (versione Compatta) o J1 (versione Integrata) per espanderne le risorse hardware. La scheda C1-CFB-Ax01 è stata progettata per poter inserire il qmove compatto in un sistema in cui lo scambio delle informazioni, fra le varie apparecchiature, viene eseguito attraverso il protocollo di comunicazione MODBUS o il protocollo di comunicazione PROFIBUS. In particolare: Del protocollo di comunicazione MODBUS sono gestiti sia il modo di funzionamento MASTER che il modo di funzionamento SLAVE. Del protocollo di comunicazione PROFIBUS viene gestito il modo di funzionamento DP SLAVE. Uso del manuale Il presente manuale riporta le informazioni necessarie per l installazione dell apparecchiatura. Ogni modello è identificabile in base al codice di ordinazione riportato nell etichetta posizionata in prossimità del marchio CE. Codice di ordinazione La codifica commerciale assume il seguente significato: CODICE SIGNIFICATO CFB A Modello hardware Livello tecnologico della CPU che riconosce l'opzione x Versione hardware (A, B, C, D,...) 00 Firmware non presente Esempio: CFB-AA00: scheda a giorno con microprocessore a 16 bit 20 MHz da installare sul Qmove Compatto e Integrato, dotata di: - Seriale RS485 per bus di campo tipo Profibus ; - Seriale RS485 standard per bus di campo Modbus. Modelli disponibili CARATTERISTICHE TECNICHE CFB AA AB AC Porte Profibus DP Slave - 12MHz Porte seriali RS485 - Protocollo Modbus - ASCII/RTU - Master/Slave 1-1 4

5 SPECIFICHE ELETTRICHE Caratteristiche ambientali! Per temperatura di esercizio superiore a 50, risulterà necessario installare nel quadro elettrico, in cui è inserita l apparecchiatura, l opportuna ventilazione. Le caratteristiche ambientali specificate sono valide solo se vengono rispettate tutte le indicazioni riportate nel presente manuale. Temperatura di esercizio C senza ventilazione Umidità relativa... 90% senza condensa Altitudine m s.l.m. Atmosfera... No gas corrosivi Temperatura di trasporto e stoccaggio C Grado di protezione... IP20 (Conforme a EN 60529) Resistenza alle vibrazioni... Conforme a IEC Resistenza agli urti... Conforme a IEC Immunità ai disturbi... Conforme a EN Livelli di emissione... Conforme a EN Alimentazione Alimentazione Vac +/- 15% Assorbimento max VA La scheda viene alimenta attraverso gli stessi morsetti di alimentazione dell apparecchiatura che la ospita. Prescrizioni normative Per l alimentazione dei circuiti di comando devono essere usati trasformatori con avvolgimenti separati. NON usare autotrasformatori. Le alimentazioni per i circuiti di comando devono essere derivate da un trasformatore di isolamento dedicato. I trasformatori devono essere protetti contro le sovracorrenti conformemente alla pubblicazione IEC 76-5 e alla Norma Europea EN a seconda del tipo. Devono essere rispettate le raccomandazioni del costruttore di questi apparecchi. Per altre informazione di carattere generale consultare la pubblicazione QEM Manuale di installazione MIMAT801 e Indicazioni per l esecuzione dei cablaggi Si prescrive di usare trasformatori con marcatura CE per alimentare unicamente l apparecchiatura in oggetto; il secondario NON deve essere collegato a terra (esempio di secondari NON adatti: 0-24 con 0 a terra...). Nel caso di linee di alimentazione molto fluttuanti (con variazioni superiori al 15%), si raccomanda l uso di trasformatori stabilizzatori a ferro saturo opportunamente dimensionati. Non impiegare autotrasformatori poiché questa soluzione non assicura la separazione galvanica fra primario e secondario. Non impiegare trasformatori con presa centrale collegata a terra. È da evitare inoltre l uso di autotrasformatori per l alimentazione dei prodotti QEM, anche se seguiti da trasformatori. Separare l alimentazione dei circuiti elettronici da quella per contattori, elettrovalvole, ecc. Collegando l alimentazione dello strumento in comune con quella usata per carichi quali ad esempio teleruttori, freni etc., ci possono essere dei problemi in quanto, alla loro eccitazione, si possono verificare abbassamenti di tensione e introduzione di disturbi. Verificare che la potenza dei trasformatori sia sufficiente ad alimentare i circuiti e che il trasformatore impiegato eroghi effettivamente tutta la potenza nominale, senza abbassamenti di tensione. 5

6 Descrizione tipi di cavo da utilizzare CARATTERISTICHE CAVO CAVO TIPO A CAVO TIPO B Impedenza da 135 fino a 165 Ohm da 3 a 20 MHZ da 100 fino a 130 Ohm e > 100 Khz Capacità < 30 pf per metro < 60 pf per metro Diametro > 0,34 mm² (AWG 22) > 0,22 mm² (AWG 24) Tipo Cavo twistato. 1 x 2 or 2 x 2 or 1 x 4 lines Cavo twistato. 1 x 2 or 2 x 2 or 1 x 4 lines Resistenza < 110 Ohm per km - Attenuazione Schermatura max. 9 db su tutta la lunghezza della linea Calza intrecciata e laminata. max. 9 db su tutta la lunghezza della linea Il cavo di Tipo A è consigliato nelle applicazioni in cui è richiesta una alta velocità di trasmissione ( > 500 kbaud) e dove le lunghezze dei cavi sono elevate. Il cavo di Tipo B, invece, viene utilizzato in quelle applicazioni in cui non sono richieste alte velocità di trasmissione e dove le lunghezze dei cavi sono piccole. Si raccomanda, quindi, di utilizzare nel limite del possibile il cavo di Tipo A. Porte di comunicazione seriale Connettori PORT A e PORT B (modelli hardware CFB-AA e AB) La comunicazione seriale del bus di campo tipo PROFIBUS viene eseguita attraverso i connettori PORT A e PORT B (i segnale elettrici delle due PORT sono uguali). La scelta di utilizzare due connettori per il collegamento in una rete Profibus è stata fatta solamente per facilitare la connessione. Normalmente, infatti, si dovrà utilizzare la PORT A per la linea entrante e la PORT B per la linea uscente. Nel caso il Qmove dovesse essere l ultima apparecchiatura della linea, si dovrà utilizzare solamente la PORT A, lasciando scollegata la PORT B. In questo caso, essendo il Qmove l ultima apparecchiatura della linea, si dovranno selezionare, nel DIP 1, le resistenze di terminazione (vedi capitolo Settaggi, procedure e segnalazioni ). Connettori PORT C (modelli hardware CFB-AA e AC) La comunicazione seriale del bus di campo Modbus viene eseguita attraverso il connettore Port C. Nel caso in ci il Qmove fosse l ultima apparecchiatura della linea, si dovrà impostare opportunamente il DIP 2 (vedi capitolo Settaggi, procedure e segnalazioni ). Schema elettrico 330 Ω Abl./En TX 1 0 TX A B RX 6

7 Resistenze di terminazione della linea Port A e B - Profibus Vcc 390 Ω 100 KΩ Dip 1-2 Data line - A 470 Ω 220 Ω Data line - B Dip 1-1 Dip KΩ 390 Ω GND Port C - Modbus Vcc 1,5 KΩ 100 KΩ Dip 2-2 Data line - A 470 Ω 220 Ω Data line - B Dip 2-1 Dip KΩ 1,5 KΩ GND 7

8 Collegamento porta USER RS485 in reti MODBUS E possibile realizzare reti Modbus fino ad un massimo di 32 utenti complessivi (1 master + 31 slaves) senza necessità di ripetere i segnali.! Utilizzare cavo schermato twistato specifico per trasmissione dati. LINEA MODBUS RS485 A B GND 120 Ω CONNESSIONE LATO QMOVE 9 pin * A B GND Ω A B GND * = Il connettore 9 pin può essere maschio o femmina seconda dell Hardware utilizzato Per un corretto funzionamento della comunicazione è necessario inserire delle resistenze di terminazione del valore di 120 Ωtra i morsetti A e B all inizio ed alla fine della linea di collegamento. 8

9 Informazioni sulla seriale tipo PROFIBUS DP In questo capitolo è stata fatta una breve relazione di come è utilizzata la seriale RS485 per la comunicazione di tipo PROFIBUS; vengono inoltre spiegati quali accorgimenti si devono adottare nel cablaggio di una linea PROFIBUS in funzione della distanza e della velocità con cui si vogliono scambiare i dati. Per maggiore chiarezza riportiamo le informazioni nella lingua ufficiale dei manuali relativi a tale bus. RS485 è la tecnologia di trasmissione più frequentemente usata da PROFIBUS. Questa tecnologia di trasmissione è spesso denominata H2. La sua area applicativa comprende tutte le aree in cui sono richieste alta velocità di trasmissione ed installazione semplice ed economica. Viene utilizzato un cavo di rame schermato a doppino intrecciato con una coppia di conduttori. La tecnologia di trasmissione RS485 è molto semplice da adoperare. L'installazione del cavo a doppino intrecciato non richiede una approfondita conoscenza in materia. La struttura bus consente di aggiungere e togliere le stazioni step-by-step servendosi del sistema, evitando di coinvolgere le altre stazioni. Successivamente, le espansioni non condizionano le stazioni che sono già in funzione. E' possibile selezionare una velocità di trasmissione tra 9.6 kbit/sec e 12 Mbit/sec. Quando è richiesto al sistema, si può selezionare un'unica velocità di trasmissione per tutti i dispositivi sul bus.! Tabella 1 Caratteristiche fondamentali della tecnologia di trasmissione RS485. Tipologia di rete Supporto Numero delle stazioni Spinotti di connessione bus lineare, terminazione di bus attivo su entrambe le estremità, linee principali consentite solo per velocità di trasmissione 1.5 Mbit/sec Cavo schermato a doppino intrecciato. E' possibile omettere la schermatura a seconda delle condizioni ambientali (EMC) 32 stazioni in ciascuna sezione senza ripetitori, fino a 127 stazioni con ripetitori Preferito: spinotto di connessione secondario 9-pin D Suggerimenti per l'installazione della Trasmissione RS485 Tutti i dispositivi sono connessi in una struttura bus (ad esempio: linea). Possono essere collegate in una sezione un numero massimo di 32 stazioni (principale o secondarie). Il bus finisce con terminatore di bus attivo all'inizio e alla fine di ogni sezione. Si veda la figura 4. Per assicurare operazioni error-free, entrambe le terminazioni di bus devono essere sempre alimentate. Molti venditori hanno progettato una terminazione di bus commutabile nei loro dispositivi o spinotti di connessione. Se si usano più di 32 stazioni, devono essere usati i ripetitori (amplificatori di linea) per connettere le singole sezioni di bus. La lunghezza massima del cavo dipende dalla velocità di trasmissione. Si veda la tabella 2. La lunghezza del cavo specificata può essere aumentata utilizzando i ripetitori. E' sconsigliato usare più di 3 ripetitori in serie.! Tabella 2 Distanze basate sulla velocità di trasmissione per il cavo di tipo A. Velocità di trasmissione (kbit/sec) Distanza/sezione 1200 m 1200 m 1200 m 1000 m 400 m 200 m 100 m Le specifiche riguardanti la lunghezza del cavo in tabella 2 si basano sul cavo di tipo A con i seguenti parametri: Impedenza: 135 to 165 W Capacità: < 30 pf/m Resistenza di ciclo: 110 W/km Spessore del cavo: 0.64 mm Sezione del conduttore: > 0.34mm² 9

10 I cavi PROFIBUS sono offerti da molti fabbricanti conosciuti. Al momento di connettere le stazioni, assicuratevi che le linee di dati non siano intrecciate. E' assolutamente essenziale l'uso di linee schermate di dati, per il conseguimento di un'elevata immunità del sistema in ambienti con elevate emissioni elettromagnetiche (per esempio: fabbricazione di automobili). La schermatura è utilizzata per migliorare la compatibilità elettromagnetica (EMC). L'intreccio della schermatura e, se presente, la lamina della schermatura devono essere messi a terra in modo protetto su entrambi i lati e con buona conducibilità tramite morsetti di schermatura che coprono un'area quanto più estesa possibile. Inoltre, le linee di dati devono essere separate da tutti i cavi ad alta tensione. Le linee principali devono essere evitate per velocità di trasmissione di dati superiore a 500 kbit/sec. Gli spinotti di connessione disponibili sul mercato consentono al cavo dati in entrata e al cavo dati in uscita di essere collegati direttamente nello spinotto di connessione. Ciò significa che le linee principali non devono essere usate e lo spinotto di connessione del bus può essere connesso e può essere disconnesso senza interrompere la comunicazione di dati con le altre stazioni. Gli spinotti di connessione PROFIBUS sono offerti da molti ben noti fabbricanti. Per conoscere nomi ed indirizzi delle ditte, si veda la guida dei prodotti PROFIBUS. Per ulteriori informazioni riguardanti l'installazione, fare riferimento ai requisiti di installazione di PROFIBUS. Questo nuovo documento era in corso di preparazione nel momento in cui la presente trattazione generale è andata in stampa. 10

11 COLLEGAMENTI ELETTRICI CFB-AA PORT C - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 B 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 A 4 Abl./En. 5 GND DIP PER SETTAGGIO PORT C PORT A - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 A 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 B 4 Abl./En. 5 GND DIP PER SETTAGGIO PORT A PORT B PORT B - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 A 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 B 4 Abl./En. 5 GND Legenda: Com. = Comune uscite PL. = Polarizzatore ingressi N.C. = Non collegato 11

12 CFB-AB PORT A - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 A 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 B 4 Abl./En. 5 GND DIP PER SETTAGGIO PORT A PORT B PORT B - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 A 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 B 4 Abl./En. 5 GND Legenda: Com. = Comune uscite PL. = Polarizzatore ingressi N.C. = Non collegato 12

13 CFB-AC PORT C - RS485 9 pin femmina Vcc 6 N.C. 7 B 8 N.C. 9 1 Terra 2 N.C. 3 A 4 Abl./En. 5 GND DIP PER SETTAGGIO PORT C Legenda: Com. = Comune uscite PL. = Polarizzatore ingressi N.C. = Non collegato 13

14 SPECIFICHE MECCANICHE Dimensioni CFB-AX! Le dimensioni sono espresse in mm

15 SETTAGGI, PROCEDURE E SEGNALAZIONI Settaggio dip-switch Con il dip-switch si selezionano alcune particolarità tecniche di funzionamento, che variano in base allo strumento hardware che abbiamo a disposizione: DIP 1 e DIP 2 NUMERO SWITCH ON STATO OFF 1 Il cavo utilizzato è di tipo B (Vedi cap. "Descrizione tipi di cavo da utilizzare) Il cavo utilizzato è di tipo A (Vedi cap. "Descrizione tipi di cavo da utilizzare)! Al fine di un corretto funzionamento delle resistenze di terminazione, i contatti 2 e 3 devono essere entrambi nella stessa posizione, o tutti due ad OFF o tutti e due ad ON (vedi cap. resistenze di terminazione della linea ). 2 3 La resistenza di terminazione è inserita La resistenza di terminazione è inserita 4 Non utilizzato La resistenza di terminazione non è inserita La resistenza di terminazione non è inserita Il DIP 1 deve essere utilizzato per le PORT A e B, mentre il DIP 2 deve essere utilizzato per la PORT C. 15

16 Stato led La scheda CFB-Ax presenta 4 led utilizzati per la diagnostica, una tabella qui sotto vi illustrerà lo stato dei vari led: LED STATO NOME COLORE DESCRIZIONE ON OFF L1 Verde Stato della comunicazione della PORT A e B La scheda é in modalitá data exchange e sta comunicando con il master. Se viene interrotta questa modalitá il led si spegne. La comunicazione NON é attiva L2 Rosso Errori di comunicazione della PORTA A e B Lampeggia con frequenze diverse a seconda del tipo di errore presente nella comunicazione (vedi tabella "Lampeggi LED L2") Nessun errore di comunicazione L3 Verde Stato della comunicazione della PORT C Rimane attivo per un istante ad ogni messaggio modbus che transita nella linea con codice indirizzo della presente scheda Nessun messaggio modbus sulla linea che interessi la presente scheda L4 Rosso Errori di comunicazione della PORTA C Lampeggia con frequenze diverse a seconda del tipo di errore presente nella comunicazione (vedi tabella "Lampeggi LED L24) Nessun errore di comunicazione LAMPEGGI LED L2 NUMERO DESCRIZIONE 1 STATO INDRIZZO. Indirizzo scheda non corretto! La segnalazione d errore permane finché la condizione che lo ha generato è attiva. Per l eliminazione dell errore consultare il manuale del device PROFI01. 2 PARAMETRO. Errore o attesa parametrizzazione 3 CONFIGURAZIONE. Errore o attesa parametrizzazione 4 BUS. Errore nel bus di comunicazione Profibus 16

17 LAMPEGGI LED L4 NUMERO DESCRIZIONE 1 FUNZIONE NON CONSENTITA. Lo slave non supporta la funzione rchiesta 2 INDRIZZO NON CONSENTITO. Lo slave non può utilizzare il dato trasmesso 3 VALORE DATO NON CONSENTITO. Lo slave non può accettare il dato trasmesso 4 DISPOSITIVO SLAVE FALLITO. 5 RICONOSCIUTO. 6 DISPOSITIVO SLAVE OCCUPATO. 7 NON RICONOSCIUTO. 8 PARITA' DI MEMORIA ERRATA. DATO RICEVUTO SCONOSCIUTO.! La segnalazione d errore permane finché la condizione che lo ha generato è attiva. Per l eliminazione dell errore consultare il manuale del device MODBUS TIMEOUT. lo slave non ha risposto nel tempo massimo programmato. RISPOSTA NON VALIDA. TIMEOUT SINCRONIZZAZIONE. Lo slave non ha processato i dati trasmessi nel tempo massimo programmato. 17

18 INFORMAZIONI PER LA PROGRAMMAZIONE Identificazione schede Dall ambiente di sviluppo QVIEW 4.x è possibile identificare le schede installate; le schede non vengono identificate con il loro nome (come viene fatto nel file di configurazione), ma con un codice di identificazione numerico (IDxx). NOME SCHEDE ID 1 CFBA 19 Dichiarazione del BUS Requisiti di sistema Nell unità di misura di configurazione, la dichiarazione del BUS deve essere strutturata come segue: BUS 1 XX YY 2 XX YY 3 XX YY 4 XX YY 5 1CFBA 00 Per il funzionamento dello strumento è necessario l utilizzo delle librerie S1-LIB4002 (o superiori). Utilizzo come Slave Device disponibili! È possibile richiamare la documentazione relativa ad un device cliccando sul nome del device. Se la scheda viene utilizzata in una rete MODBUS come Slave, può essere riconosciuta da un master MODBUS QMOVE tramite il particolare comando READSTYPE. Il codice identificato per questo tipo di Slave è 01. Con l installazione di questa scheda è possibile utilizzare i seguenti devices: MODBUS01 Device per la gestione del protocollo di comunicazione MODBUS Master/Slave, ASCII o RTU. Il numero del device all interno della scheda CFB-Ax01 è 1. PROFI01 Device per la gestione del protocollo di comunicazione PROFIBUS DP SLAVE. Il numero del device all interno della scheda CFB-Ax01 è 2. N.B. I due device possono essere utilizzati sia singolarmente che contemporaneamente. L importante è verificare che la versione hardware utilizzata comprenda l opzione del device che si intende utilizzare. 18

19 NOTE 19

20 QEM Srl S.S. Signolo n Montebello Vic.no Vicenza - ITALY Tel Fax info@qem.it Il presente prodotto è uno strumento elettronico e quindi non deve essere considerato una macchina. Di conseguenza non deve sottostare ai requisiti fissati dalla Direttiva CEE 89/392 (Direttiva Macchine). Pertanto si afferma che se lo strumento QEM viene utilizzato come parte componente di una macchina, non può essere acceso se la macchina non soddisfa i requisiti della Direttiva Macchine. La marcatura dello strumento non solleva il Cliente dall'adempimento degli obblighi di legge riguardanti al proprio prodotto finito.