SIMATIC FM 355 S. Getting Started. Edizione 03/2000

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1 SIATIC F 355 S Getting Started Edizione 03/000

2 La presente guida, sulla base di un esempio concreto e attraverso diverse operazioni di messa in servizio, conduce ad un applicazione funzionante, con la quale si può imparare a conoscere e controllare le funzioni di base della propria F 355 S dal punto di vista dell hardware e del software. I riferimenti al manuale intendono offrire una prima panoramica sulle informazioni in esso contenute. A seconda dell esperienza, il tempo necessario per questa esercitazione è pari a ore più il tempo per il cablaggio e per l ottimizzazione del regolatore. Presupposti È necessario che siano soddisfatti i seguenti presupposti: Si dispone di una stazione S7-300, composta da un alimentatore e da una CPU. Nel PG è stato installato correttamente STEP 7 ( V4.0). È stato creato un progetto per la stazione S Il PG è collegato alla CPU. Si dispone di un unità F 355 S, del pacchetto di progettazione relativo all F 355 S e degli accessori necessari, quali accoppiatore di bus (fornito insieme all F 355 S), connettore frontale, trasduttori (sensori), interruttori, dispositivi attuatori e materiale di cablaggio. Installazione del pacchetto di progettazione nel PG Il pacchetto di progettazione contiene un tool di configurazione per l F 355 S, i blocchi funzionali necessari (FB) per l integrazione dell F 355 S nel programma utente della CPU ed alcuni programmi di esempio. Installare il software inserendo il CD RO nel drive e avviando il programma di installazione SETUP.EXE da tale CD RO. Seguire le istruzioni del programma di installazione (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 6). ontaggio e cablaggio dell F 355 S Innestare l accoppiatore di bus fornito con l F 355 S nel connettore del bus della CPU. Agganciare l F 355 S alla guida profilata, ribaltarla verso il basso e fissarla saldamente (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 4). La figura seguente mostra il cablaggio del connettore frontale per un canale del regolatore con ingresso in tensione. Il cablaggio di altri sensori e attuatori è descritto nei Capitoli 5 e 0 del manuale Unità di regolazione F 355. Fondamentalmente, tutti gli ingressi analogici non utilizzati, incluso il giunto freddo, vanno cortocircuitati e collegati con ANA e, anche se non sono progettati tramite la superficie operativa. Per il funzionamento di una regolazione, il cablaggio degli ingressi digitali non è fondamentale. Anche il cablaggio degli ingressi digitali è descritto nei Capitoli 5 e 0 del manuale Unità di regolazione F 355, mentre lee possibilità di impiego degli ingressi digitali sono descritte nel capitolo 3.3. dello stesso manuale. -

3 Assegnaz. colleg. del connettore front. sinistro Connettore frontale sinistro Assegnaz. colleg. del connettore front. destro Connettore frontale destro Ic L L Ic- V Ic U CPU Alimentatore Ic- V L Ic R L L Ic- V Ic R L L L Ic- V ANA ANA Dopo aver cablato il connettore frontale, innestarlo nell F 355 S e agganciarlo. Parametrizzazione dell F 355 S Consultare anche il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 6. Aprire nel SIATIC anager il proprio progetto. Richiamare nel progetto la tabella di configurazione dell applicazione Configurazione HW. Scegliere dal catalogo hardware l F 355 S con il numero di ordinazione 6ES7 355-VH0-0AE0 e trascinarla nel posto connettore desiderato (nell esempio: il posto connettore 4). Richiamare facendo un doppio clic sull F 355 S la finestra Proprietà F 355 S PID Control. Prendere nota dell indirizzo dell unità indicato nella scheda Indirizzi (nell esempio 56 = 00 Hex). Questo indirizzo è necessario nel prossimo passo per l inclusione dell F 355 S nel programma utente. Controllare i Parametri di base : Generazione dell allarme:no Selezione dell allarme: nessuno Con questa impostazione l F non inoltra, ad esempio nel caso di un guasto del trasduttore, alcun allarme di diagnostica alla CPU (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo ). Con un clic sul pulsante Parametri..., si giunge alla superficie di parametrizzazione. Qui di seguito l utente verrà condotto solo attraverso le parametrizzazioni necessarie per questo esempio. Non tutte le finestre di parametrizzazione verranno trattate e spiegate. -3

4 Parametrizzazione dell ingresso analogico Perché un ingresso analogico e il corrispondente regolatore vengano elaborati dall unità, si deve prima scegliere un tipo di sensore. Fare clic sul pulsante dell ingresso analogico. Fare clic sul pulsante Tipo di sensore. Parametrizzare quale tipo di sensore Tensione V e confermare l impostazione facendo clic sul pulsante OK. La finestra verrà chiusa. Fare clic sul pulsante Normalizzazione e impostare i valori fisici desiderati entro i quali il setpoint e il valore istantaneo devono operare. Introdurre per superiore il valore che deve corrispondere a 0 V all ingresso. Introdurre per inferiore il valore che deve corrispondere a 0 V all ingresso e confermare l impostazione con OK. Chiudere la finestra Ingresso analogico cliccando il pulsante Chiudi. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. Parametrizzazione della differenza di regolazione Lasciare per il tipo di regolatore le preimpostazioni Reg. a valore fisso o in cascata e Reg. passo passo senza risposta di pos.. Cliccare il pulsante Differenza regolazione. Cliccando i pulsanti Setpoint e Valore istantaneo A, si può vedere quali file sorgente sono stati scelti per il setpoint e per il valore istantaneo. Lasciare invariate le preimpostazioni Setpoint: tramite blocco funzionale e Valore istantaneo A: ingresso analogico trattato e chiudere ambedue le finestre cliccando il pulsante Annulla. Controllare anche i valori della finestra Commutazione del setpoint di sicurezza. Qui si può stabilire il comportamento dell unità nel caso di guasto della CPU e all avviamento. Introdurre nella finestra Limitazione il campo di valori ammesso entro il quale il setpoint deve essere limitato. Accettare l impostazione con OK. Chiudere la finestra Differenza regolazione. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. Parametrizzazione del regolatore Fare clic, solo per visualizzare le impostazioni consentite, sul pulsante Algoritmo di regolazione. L utente può scegliere tra un regolatore di temperatura Fuzzy e un regolatore PID. Lasciare invariata la preimpostazione del regolatore PID e chiudere la finestra Regolatore senza averla modificata. L ottimizzazione dei parametri per questi regolatori verrà descritta più avanti. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. Parametrizzazione dell uscita del regolatore Fare clic sul pulsante Uscita regolatore. Qui si può stabilire, quali segnali o stati operativi debbano avere come conseguenza una commutazione dell uscita del regolatore, ad esempio sul valore regolante di sicurezza, sull ingresso di inseguimento o su un valore regolante impostato esternamente. Qui non è necessario modificare i parametri. Controllare anche i valori della finestra Commutazione del valore regolante di sicurezza. Qui si può stabilire il comportamento dell unità all avviamento e nel caso di un guasto del trasduttore. Nel caso del regolatore a passi senza risposta di posizione, se si parametrizza 0 % come valore regolante di sicurezza, si può chiudere del tutto la valvola regolante (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 3.4) Aprire la finestra Generatore d impulsi cliccando sul corrispondente pulsante. Qui si può parametrizzare il tempo di funzionamento del motore della valvola regolante e la durata minima dell impulso e della pausa. Nel caso in cui la valvola regolante non debba essere portata regolarmente contro il fine corsa, si può indicare anche la sorgente (p. es. un interruttore) per i segnali di riscontro, i quali vanno cablati con un ingresso digitale dell F 355 S. In presenza del corrispondente segnale di riscontro, le uscite digitali Apri e Chiudi verranno resettate. Chiudere la finestra Uscita del regolatore. Le uscite binarie dell F 355 S sono correlate ai canali del regolatore in modo fisso. Il regolatore occupa le uscite e, il regolatore occupa le uscite 3 e 4 ecc. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. -4

5 Salvataggio della parametrizzazione e trasferimento all F 355 S A questo punto la parametrizzazione è terminata. Salvare le impostazioni con File > Salva e concludere la parametrizzazione con File > Esci. Chiudere la finestra Proprietà F355 S PID Control facendo clic sul pulsante OK. Salvare la configurazione creata con Stazione > Salva nel proprio progetto. Con la CPU in STOP, trasferire la configurazione con Sistema di destinazione > Carica nell unità... I dati vengono adesso trasferiti direttamente alla CPU e nell F 355 S. Se la configurazione rimane bufferizzata nella CPU, i dati vengono trasferiti dalla CPU all F 355 S ogni volta che la CPU passa da STOP a RUN. Test: Spegnere e riaccendere l alimentatore della CPU e dell F 355 S. Se la parametrizzazione e il cablaggio sono corretti, il LED rosso SF si accenderà brevemente e, dopo un test interno dell unità concluso con successo, si spegnerà. Se la CPU è in STOP, il LED giallo Backup si accende; esso si spegne non appena la CPU si porta in RUN. Integrazione dell F 355 S nel programma utente Aprire nel SIATIC anager con File > Apri... > Biblioteche la biblioteca F_PID. Copiare il blocco funzionale FB 3 PID_F dalla cartella F 355,455 PID Control / Blocks della biblioteca F_PID, nella cartella Blocchi del proprio progetto. Tramite il blocco funzionale FB 3 PID_F è possibile modificare i parametri di servizio, ad esempio preimpostare un setpoint o commutare lo stato operativo da manuale ad automatico, leggere i valori di processo dall F, ad esempio il valore istantaneo corrente, la grandezza regolante o gli stati operativi correnti, modificare i parametri della regolazione in dipendenza dallo stato del processo. Inserire nel proprio progetto un OB di schedulazione orologio, ad esempio l OB 35. Aprire tale OB 35. Richiamare nell OB 35 l FB 3 PID_F e assegnare a questo richiamo di FB un DB di istanza, ad esempio: CALL PID_F, DB 50 Introdurre nel parametro OD_ADDR l indirizzo dell unità che si era annotato, (vedere sopra, Parametrizzazione dell F 355 S ). Introdurre nel parametro CHANNEL il numero di canale del regolatore, i cui parametri si vogliono leggere e scrivere con il richiamo in questione. Nel parametro SP_RE si può preimpostare il setpoint. Una commutazione manuale-automatico e la preimpostazione del valore manuale è effettuabile tramite i parametri LN_REON e LN_RE. Nel caso del regolatore a passi senza risposta di posizione, la valvola regolante può essere chiusa del tutto preimpostando 0 % quale valore manuale LN_RE, e aperta del tutto preimpostando quale valore manuale LN_RE 00 % (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, capitolo 3.4) Salvare l OB 35 con File > Salva. Assegnare al DB di istanza così creato, tramite l editor dei simboli, un nome simbolico, ad esempio DB_cont. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nel capitolo 7. del manuale Unità di regolazione F

6 odifica dei parametri della regolazione con il programma utente Se si desidera modificare durante il funzionamento singoli parametri, è necessario che l FB PID_F legga all avvio i parametri dall F 355, poiché all F vengono trasferiti sempre tutti i parametri e non solo quelli modificati. Impostare pertanto nell OB 00 il parametro CO_RST dell FB 3 PID_F: SET = DB_cont.CO_RST Al primo richiamo dell OB 35, l FB 3 PID_F legge i parametri della regolazione dall F 355 e li memorizza nel proprio DB di istanza. È ora possibile modificare singoli valori, ad esempio l amplificazione GAIN del regolatore. Se adesso si imposta nell OB 35 il parametro LOAD_PAR su TRUE, i parametrivengono trasferiti dal DB istanza all F 355 S. La riuscita dell operazione viene segnalata tramite il reset di CO_RST o di LOAD_PAR (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 7. e ). Caricamento del programma di esempio Per i test che seguono, si consiglia di usare l esempio SIATIC 300 Station (S) dal progetto F_PIDEx. Con esso è possibile testare l F 355 S in un circuito regolato simulato, senza un processo reale (vedere il manuale Unità di regolazione F 355, Capitolo 3.). Sostituire nella Configurazione HW la propria F 355 S con l F 355 S dell esempio. Salvare, compilare e caricare questa configurazione. Dalla cartella dell esempio Blocks copiare, con l eccezione dei dati del sistema e degli SFC 58 e 59, tutti i blocchi nella cartella Blocchi del programma utente. Caricare tali blocchi nella CPU. Controllare nel parametro OD_ADDR del DB 3 l indirizzo dell unità. Esso deve coincidere con quello dell F 355 S introdotto nella Configurazione HW. Controllare nella Configurazione HW il clock dell allarme di schedulazione dell OB 35. Il tempo di esecuzione deve essere impostato a 00 ms. Test del regolatore con il circuito e il registratore Al circuito si arriva se nella superficie di parametrizzazione dell F 355 S con Test > Circuito si apre il DB di istanza 3 dell esempio di programma. Con il circuito si possono preimpostare setpoint e valori manuali per poter così testare il regolatore. Al registratore si arriva se nella superficie di parametrizzazione dell F 355 S con Test > Registratore si apre il DB di istanza 3 del programma di esempio. Con il registratore si può ad esempio effettuare una registrazione della curva di un gradino del setpoint. Per quanto riguarda il circuito e il registratore, consultare anche la Guida in linea (pulsante? della finestra in questione). Avvertenza: La commutazione sul setpoint PG e sul valore regolante PG, avviene nel regolatore a passi tramite le variabili SP_OP_ON, SP_OP, LNSOPON, LNUP_OP e LNDN_OP dell FB 3 PID_F. Esse sono riservate per questa funzione e non vanno quindi usate nel programma utente. -6

7 Ottimizzazione del regolatore PID Nel regolatore a passi va prima misurato il tempo di regolazione del motore. Aprire a tale scopo nella superficie di parametrizzazione con Test > isura tempo di regolazione motore il DB di istanza 3 del programma di esempio. Se non si impiegano segnali di riscontro del servomotore o se il proprio processo non sopporta l apertura e la chiusura a fine corsa della valvola regolante, si deve allora parametrizzare il tempo di regolazione e cliccare poi il pulsante OK. Se si impiegano i segnali di riscontro del servomotore, se essi sono stati collegati con l F 355 S e se si desidera misurare il tempo di regolazione, scegliere allora Segnali di riscontro del servoazionamento. Seguire le istruzioni della finestra isura tempo di regolazione motore e commutare il segnale regolante su PG. Per avviare la misurazione, cliccare nella finestra isura tempo di regolazione motore sul pulsante Start e qui, nella finestra delle avvertenze isura tempo di regolazione motore che seguirà, sul pulsante OK. A questo punto verrà misurato il tempo per l apertura e la chiusura della valvola regolante. Non appena il risultato viene visualizzato, azionare nelle finestre isura tempo di regolazione motore e Chiudi circuito il pulsante OK. Nella finestra isura tempo di regolazione motore visualizzata, si possono modificare i valori per la durata minima dell impulso e della pausa. Con Sistema di destinazione > Carica si trasferiscono i valori nel DB istanza dell FB 3 PID_F e da lì nell F 355 S. Con Test > Ottimizzazione regolatore aprire nella superficie di parametrizzazione il DB di istanza 3 del programma di esempio. Seguire le istruzioni della finestra delle avvertenze Ottimizzazione regolatore : Con Valore regolante commutare su PG e fare clic sul pulsante Invia. Nella finestra Ottimizzazione regolatore: preparazione rilevamento dati che adesso compare, accettare le preimpostazioni con OK. Nella finestra delle avvertenze compare l invito a spostare il setpoint sul punto di lavoro. Con il pulsante Invia si imposta ad esempio come punto di lavoro un setpoint di 0 %. Una volta che il valore istantaneo si è stabilizzato, si può azionare anche nella finestra delle avvertenze Ottimizzazione del regolatore il pulsante OK. Introdurre nel circuito un setpoint del 30 % e fare clic sul pulsante Invia. Il rilevamento dati è adesso in corso. Bisogna ora attendere fino a che il programma non riconosce che il valore istantaneo si è stabilizzato. L intervallo perché ciò avvenga sembra un po lungo. Al valore istantaneo viene comunque spesso sovrapposto un rumore del valore di misura. Per raggiungere, nonostante il rumore del valore di misura, una buona impostazione del regolatore, l intervallo fino alla conclusione del rilevamento dati è stato scelto, per motivi di sicurezza, un po più lungo. Non appena nella finestra Ottimizzazione del regolatore compare l avvertenza Eliminare l eccitazione, chiudere il circuito con Chiudi e chiudere anche la finestra delle avvertenze Chiudi circuito con OK. Scegliere il comportamento di oscillazione desiderato e cliccare il pulsante OK. La finestra che segue mostra i parametri rilevati del processo e della regolazione e permette di selezionare un regolatore PI. Scegliere il pulsante Carica PI e, nella finestra Scrittura parametri all ottimizzazione del regolatore visualizzata, premere il pulsante Sì. I parametri della regolazione rilevati, sono adesso memorizzati nella gestione dei dati offline del proprio progetto e nel DB istanza dell FB 3 PID_F, e tramite il set del parametro LOAD_PAR in questo DB istanza, sono anche già stati trasferiti all F 355 S. Non dimenticare di trasferire nei dati di sistema della CPU i parametri modificati della gestione dei dati offline del proprio progetto. Ciò si può effettuare solo con la tabella di configurazione dell applicazione Configurazione HW. Se ci si dimentica di eseguire questa operazione, al prossimo passaggio di stato della CPU da STOP a RUN l F 355 S verrà parametrizzata di nuovo con i vecchi parametri della regolazione. Si ricorda, in questo contesto, anche il prodotto SIATIC PID Self Tuner (Numero di ordinazione 6ES AA0-0YX0). Si tratta di un blocco funzionale per l ottimizzazione di regolatori PID, adatto in particolare per processi di controllo della temperatura. Consultare anche le informazioni in Internet al sito (tedesco) o http.//...&lang=en (inglese). -7

8 Ottimizzazione del regolatore di temperatura Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nel capitolo 3.8 del manuale Unità di regolazione F 355 e nella Guida in linea. Diagnostica A causa di errori nella parametrizzazione o nel cablaggio, o a causa di un guasto del trasduttore, possono presentarsi degli errori che l F 355 S segnala con il LED di errore cumulativo. Consultare il Capitolo del manuale Unità di regolazione F 355 per la diagnostica degli errori. Esempi Il progetto F_PIDEx contiene ulteriori esempi orientativi che possono essere adattati alla propria applicazione. -8