SIMATIC SIMATIC Introduzione 1 Preparazione 2 Unità di apprendimento 3 Ulteriori informazioni 4 Getting Started Edizione 02/2006 A5E00059355-03
Istruzioni di sicurezza Questo manuale contiene delle norme di sicurezza che devono essere rispettate per salvaguardare l'incolumità personale e per evitare danni materiali. Le indicazioni da rispettare per garantire la sicurezza personale sono evidenziate da un simbolo a forma di triangolo mentre quelle per evitare danni materiali non sono precedute dal triangolo. Gli avvisi di pericolo sono rappresentati come segue e segnalano in ordine descrescente i diversi livelli di rischio. Pericolo questo simbolo indica che la mancata osservanza delle opportune misure di sicurezza provoca la morte o gravi lesioni fisiche. Avvertenza il simbolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare la morte o gravi lesioni fisiche. Cautela con il triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare lesioni fisiche non gravi. Cautela senza triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare danni materiali. Attenzione Personale qualificato indica che, se non vengono rispettate le relative misure di sicurezza, possono subentrare condizioni o conseguenze indesiderate. Nel caso in cui ci siano più livelli di rischio l'avviso di pericolo segnala sempre quello più elevato. Se in un avviso di pericolo si richiama l'attenzione con il triangolo sul rischio di lesioni alle persone, può anche essere contemporaneamente segnalato il rischio di possibili danni materiali. L'apparecchio/sistema in questione deve essere installato e messo in servizio solo rispettando le indicazioni contenute in questa documentazione. La messa in servizio e l'esercizio di un apparecchio/sistema devono essere eseguiti solo da personale qualificato. Con riferimento alle indicazioni contenute in questa documentazione in merito alla sicurezza, come personale qualificato si intende quello autorizzato a mettere in servizio, eseguire la relativa messa a terra e contrassegnare le apparecchiature, i sistemi e i circuiti elettrici rispettando gli standard della tecnica di sicurezza. Uso regolamentare delle apparecchiature/dei sistemi: Si prega di tener presente quanto segue: Avvertenza Marchio di prodotto L'apparecchiatura può essere destinata solo agli impieghi previsti nel catalogo e nella descrizione tecnica e può essere utilizzata solo insieme a apparecchiature e componenti di Siemens o di altri costruttori raccomandati o omologati dalla Siemens. Per garantire un funzionamento ineccepibile e sicuro del prodotto è assolutamente necessario che le modalità di trasporto, di immagazzinamento, di installazione e di montaggio siano corrette, che l'apparecchiatura venga usata con cura e che si provveda ad una manutenzione appropriata. Tutti i nomi di prodotto contrassegnati con sono marchi registrati della Siemens AG. Gli altri nomi di prodotto citati in questo manuale possono essere dei marchi il cui utilizzo da parte di terzi per i propri scopi può violare i diritti dei proprietari. Esclusione di responsabilità Abbiamo controllato che il contenuto di questa documentazione corrisponda all'hardware e al software descritti. Non potendo comunque escludere eventuali differenze, non possiamo garantire una concordanza perfetta. Il contenuto di questa documentazione viene tuttavia verificato periodicamente e le eventuali correzioni o modifiche vengono inserite nelle successive edizioni. Siemens AG Automation and Drives Postfach 48 48 90437 NÜRNBERG GERMANIA N. di ordinazione A5E00059355-03 Edizione 02/2006 Copyright Siemens AG 2006. Con riserva di eventuali modifiche tecniche
Indice 1 Introduzione... 1-1 2 Preparazione... 2-1 3 Unità di apprendimento... 3-1 3.1 Installazione del pacchetto di progettazione sul PG... 3-1 3.2 Installazione e cablaggio dell'... 3-1 3.3 Parametrizzazione dell'... 3-3 3.4 Salvataggio della parametrizzazione e trasferimento all... 3-5 3.5 Integrazione dell nel programma utente... 3-5 3.6 Modifica dei parametri del regolatore con il programma utente... 3-6 3.7 Caricamento del programma di esempio completo "SIMATIC 300 Station1 (S)"... 3-7 3.8 Test del regolatore con circuito e registratore... 3-7 3.9 Ottimizzazione del regolatore PID... 3-8 4 Ulteriori informazioni... 4-1 4.1 Ottimizzazione del regolatore di temperatura... 4-1 4.2 Diagnostica... 4-1 4.3 Esempi... 4-1 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 iii
Indice iv Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Introduzione 1 Obiettivo della presente documentazione Le presenti istruzioni forniscono un esempio concreto sulla base del quale procedere alle diverse fasi di messa in servizio fino a realizzare un'applicazione funzionante, che consente di apprendere e controllare le funzioni hardware e software di base dell'. I rimandi al manuale forniscono una panoramica delle informazioni in esso contenute. Il tempo necessario per questa esercitazione varia da 1 a 2 ore, a seconda dell esperienza, più il tempo per il cablaggio e per l ottimizzazione del regolatore. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 1-1
Introduzione 1-2 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Preparazione 2 Premesse Devono essere soddisfatti i seguenti presupposti: È necessario disporre di una stazione S7-300 composta da un rack, da un'unità di alimentazione e da una CPU. Sul PG deve essere stato installato correttamente STEP 7 ( V4.02). Deve essere stato creato un progetto per la stazione S7-300. Il PG deve essere collegato alla CPU. È necessario disporre di un'unità, del relativo software di progettazione e degli accessori necessari quali connettore di bus (componente in dotazione con l'), connettori frontali, trasduttori (sensori), interruttori, dispositivi attuatori e materiale per il cablaggio. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 2-1
Preparazione 2-2 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Unità di apprendimento 3 3.1 3.1 Installazione del pacchetto di progettazione sul PG Procedimento Il pacchetto di progettazione contiene un tool di configurazione per l, i blocchi funzionali necessari (FB) per l integrazione dell nel programma utente della CPU e alcuni programmi di esempio. 1. Installare il software inserendo il CD ROM nell'apposito lettore e avviando il programma di installazione SETUP.EXE da tale CD ROM. 2. Seguire le istruzioni del programma di installazione (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355 Installazione e parametrizzazione, capitolo "Parametrizzazione dell'fm 355"). 3.2 3.2 Installazione e cablaggio dell' Procedimento 1. Inserire sulla spina del bus della CPU il connettore di bus in dotazione con la fornitura dell'. 2. Agganciare l' alla guida profilata, fare ruotare l'unità verso il basso e avvitarla saldamente (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355 Installazione e par ametrizzazione). 3. Procedere al cablaggio dei connettori frontali La figura seguente mostra il cablaggio dei connettori frontali per un canale del regolatore con ingresso in tensione. Il cablaggio di altri sensori e attuatori è descritto nel manuale Unità di regolazione FM 355. Fondamentalmente tutti gli ingressi analogici non utilizzati, incluso il giunto freddo, vanno cortocircuitati e collegati con MANA e M, anche se non sono stati progettati tramite la superficie operativa. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 3-1
Unità di apprendimento 3.2 Installazione e cablaggio dell' Il cablaggio degli ingressi digitali non è fondamentale per il funzionamento della regolazione. Anche il cablaggio e le possibilità di impiego degli ingressi digitali è descritto nel manuale Unità di regolazione FM 355. 4. Dopo aver cablato i connettori frontali, innestarli nell fino all'arresto in posizione. 3-2 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Unità di apprendimento 3.3 Parametrizzazione dell' 3.3 3.3 Parametrizzazione dell' Ulteriori informazioni Consultare anche il manuale Unità di regolazione FM 355, capitolo "Parametrizzazione dell'fm 355". Visualizzazione delle proprietà 1. Aprire il progetto in SIMATIC Manager. 2. Richiamare nel progetto la tabella di configurazione "Configurazione HW". 3. Selezionare dal catalogo hardware l con il numero di ordinazione 6ES7 355-1VH10-0AE0 e trascinarla nel posto connettore desiderato (nell esempio: posto connettore 4). 4. Richiamare la finestra Proprietà PID Control facendo doppio clic sull. 5. Prendere nota dell indirizzo dell unità indicato nella scheda Indirizzi (nell esempio 256 = 100 Hex). Questo indirizzo è necessario per poter integrare l nel programma utente nella fase successiva. 6. Consultare i "Parametri di base": Generazione dell'allarme: NO Selezione dell'allarme: nessuna Con questa impostazione l FM non invia alcun allarme di diagnostica alla CPU, ad esempio nel caso di un guasto del trasduttore (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355, capitolo "Errori e diagnostica"). Facendo clic sul pulsante Parametri... si accede alla superficie di parametrizzazione. Qui di seguito l utente verrà guidato solo attraverso le parametrizzazioni necessarie per questo esempio. Non tutte le finestre di parametrizzazione verranno trattate e spiegate. Parametrizzazione dell ingresso analogico Per consentire che un ingresso analogico e il corrispondente regolatore vengano elaborati dall'unità, occorre prima selezionare un tipo di sensore. Fare clic sul pulsante dell'ingresso analogico 1. 1. Fare clic sul pulsante Tipo di sensore. 2. Parametrizzare il tipo di sensore "Tensione 0... 10 V" e applicare l impostazione facendo clic sul pulsante OK. La finestra verrà chiusa. 3. Fare clic sul pulsante Normalizzazione e impostare i valori fisici desiderati entro i quali devono operare il setpoint e il valore istantaneo. Introdurre per "superiore" il valore che deve corrispondere a 10 V nell ingresso. Introdurre per inferiore il valore che deve corrispondere a 0 V nell ingresso e confermare l impostazione con OK. 4. Chiudere la finestra di dialogo "Ingresso analogico 1" facendo clic sul pulsante Chiudi. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 3-3
Unità di apprendimento 3.3 Parametrizzazione dell' Parametrizzazione della differenza di regolazione Lasciare per il tipo di regolatore le preimpostazioni "Regolatore a valore fisso o in cascata" e "Regolatore a passi senza risposta di posizione". 1. Fare clic sul pulsante Differenza di regolazione. 2. Facendo clic sui 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 1 trattato e chiudere entrambe le finestre facendo clic sul pulsante Annulla. 3. 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. 4. Introdurre nella finestra Limitazione il campo di valori ammesso entro il quale deve essere limitato il setpoint. Applicare l'impostazione con OK. 5. Chiudere la finestra Differenza di regolazione. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. Parametrizzazione del regolatore 1. Fare clic sul pulsante Algoritmo di regolazione (solo per visualizzare le possibili impostazioni). È possibile scegliere tra un regolatore di temperatura Fuzzy e un regolatore PID. 2. Lasciare invariata la preimpostazione del regolatore PID e chiudere la finestra "Regolatore 1" senza modificarla. 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 1. Fare clic sul pulsante Uscita regolatore. Qui si può stabilire quali segnali o stati di funzionamento debbano comportare 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. 2. 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, si può chiudere completamente la valvola di regolazione parametrizzando 0 % come valore regolante di sicurezza (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355). 3. Aprire la finestra Generatore d impulsi facendo clic sul pulsante corrispondente. Qui è possibile parametrizzare sia il tempo di funzionamento del motore della valvola di regolazione che la durata minima dell impulso e della pausa. Nel caso in cui la valvola di regolazione non debba essere portata regolarmente contro il finecorsa, qui si può preimpostare anche la sorgente per i segnali di riscontro, i quali vanno cablati con un ingresso digitale dell. In presenza del corrispondente segnale di riscontro, le uscite digitali Apri e Chiudi vengono azzerate. 4. Chiudere la finestra "Uscita del regolatore". Le uscite binarie dell sono assegnate ai canali del regolatore in modo fisso. Il regolatore 1 occupa le uscite 1 e 2, il regolatore 2 occupa le uscite 3 e 4 ecc. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nella Guida in linea. 3-4 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Unità di apprendimento 3.4 Salvataggio della parametrizzazione e trasferimento all 3.4 3.4 Salvataggio della parametrizzazione e trasferimento all Procedimento A questo punto la parametrizzazione è terminata. 1. Salvare le impostazioni con File > Salva e concludere la parametrizzazione con File > Esci. 2. Chiudere la finestra di dialogo "Proprietà - FM355 S PID Control" facendo clic sul pulsante OK. 3. Salvare nel progetto la configurazione creata mediante Stazione > Salva. 4. Trasferire la configurazione con la CPU in stato di funzionamento STOP mediante Sistema di destinazione > Carica nell'unità... Ora i dati vengono trasferiti direttamente alla CPU e nell'. Finché la configurazione rimane bufferizzata nella CPU, da questo momento in poi i dati vengono trasferiti dalla CPU all ogni volta che la CPU passa da STOP a RUN. Test Disinserire e reinserire l'alimentazione di corrente della CPU e dell. Se la parametrizzazione e il cablaggio sono corretti, il LED rosso SF si accende brevemente e si spegne dopo un test interno dell unità concluso senza errori. Se la CPU è in STOP, si accende il LED giallo Backup; esso si spegne non appena la CPU entra in RUN. 3.5 3.5 Integrazione dell nel programma utente Procedimento 1. Aprire la biblioteca FM_PID dal SIMATIC Manager selezionando File > Apri... > Biblioteche. 2. Copiare il blocco funzionale FB 31 PID_FM dalla cartella FM 355,455 PID Control / Blocks della biblioteca FM_PID nella cartella Blocchi del proprio progetto. Tramite il blocco funzionale FB 31 PID_FM è possibile modificare i parametri di esercizio, ad esempio preimpostare un setpoint o commutare lo stato di funzionamento da manuale ad automatico leggere i valori di processo dall FM, ad esempio il valore istantaneo corrente, la grandezza regolante o gli stati di funzionamento attuali modificare i parametri del regolatore a seconda dello stato del processo. 3. Inserire nel progetto un OB di schedulazione orologio, ad esempio l OB 35. 4. Aprire l'ob 35. 5. Nell OB 35 richiamare l FB 31 PID_FM e assegnare a questo richiamo di FB un DB di istanza, ad esempio: CALL "PID_FM", DB 50 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 3-5
Unità di apprendimento 3.6 Modifica dei parametri del regolatore con il programma utente 6. Introdurre nel parametro MOD_ADDR l indirizzo dell unità annotato precedentemente (vedere sopra, Parametrizzazione dell ). 7. Introdurre nel parametro CHANNEL il numero di canale del regolatore di cui si vogliono leggere e scrivere i parametri con questo richiamo. 8. Nel parametro SP_RE si può preimpostare il setpoint. Tramite i parametri LMN_REON e LMN_RE è possibile effettuare una commutazione manuale-automatico e la preimpostazione del valore manuale. Nel caso del regolatore a passi senza risposta di posizione, la valvola di regolazione può essere chiusa completamente parametrizzando LMN_RE 0 % come valore manuale e aperta completamente preimpostando come valore manuale LMN_RE 100% (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355). 9. Salvare l'ob 35 con File > Salva. 10. Assegnare al DB di istanza così creato un nome simbolico, ad esempio DB_cont1, utilizzando l editor dei simboli. Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nel manuale Unità di regolazione FM 355. 3.6 3.6 Modifica dei parametri del regolatore con il programma utente Impostazione dei parametri Se si desidera modificare singoli parametri durante il funzionamento è necessario innanzitutto che l FB PID_FM legga i parametri dall FM 355 al momento dell avviamento, poiché all FM vengono trasferiti sempre tutti i parametri e non solo quelli modificati. Impostare pertanto nell OB 100 il parametro COM_RST dell FB 31 PID_FM: SET = "DB_cont1".COM_RST Al primo richiamo dell OB 35, l FB 31 PID_FM legge i parametri del regolatore dall FM 355 e li memorizza nel proprio DB di istanza. Ora è possibile modificare i singoli valori, ad esempio il guadagno GAIN del regolatore. Se adesso si imposta il parametro LOAD_PAR = TRUE nell OB 35, i parametri vengono trasferiti dal DB di istanza all. La riuscita dell operazione viene segnalata dal resettaggio di COM_RST o di LOAD_PAR (vedere il manuale Unità di regolazione FM 355). 3-6 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Unità di apprendimento 3.7 Caricamento del programma di esempio completo "SIMATIC 300 Station1 (S)" 3.7 3.7 Caricamento del programma di esempio completo "SIMATIC 300 Station1 (S)" Introduzione Per i test seguenti si consiglia di utilizzare l esempio "SIMATIC 300 Station1 (S)" del progetto FM_PIDEx. Esso consente di testare l in un circuito regolato simulato, senza un processo reale (vedere il manuale Unità di regolazione 355, capitolo "Esempio applicativo per la "). Procedimento 1. Sostituire in Configurazione HW la propria con l dell esempio. 2. Controllare in Configurazione HW il clock dell allarme di schedulazione dell OB 35. Il tempo di esecuzione deve essere impostato a 100 ms. 3. Salvare, compilare e caricare questa configurazione. 4. Copiare dalla cartella dell esempio Blocks tutti i blocchi (con l eccezione dei dati di sistema e delle SFC 58 e 59) nella cartella Blocchi del programma utente. 5. Controllare nel parametro MOD_ADDR del DB 31 l indirizzo dell unità, che deve coincidere con quello dell introdotto in Configurazione HW. 6. Caricare questi blocchi nella CPU. 3.8 3.8 Test del regolatore con circuito e registratore Procedimento 1. Per accedere al circuito aprire, nella superficie di parametrizzazione dell, il DB di istanza 31 dell esempio di programma selezionando il comando di menu Test > Circuito. Con il circuito si possono preimpostare setpoint e valori manuali per poter così testare il regolatore. 2. Al registratore si accede aprendo il DB di istanza 31 del programma di esempio nella superficie di parametrizzazione dell con Test > Registratore. Con il registratore si può ad esempio effettuare una registrazione della curva da un gradino del setpoint. Per quanto riguarda il circuito e il registratore, consultare anche la Guida in linea (pulsante? nella rispettiva finestra). Nota Nel regolatore a passi la commutazione sul setpoint PG e sul valore regolante PG avviene tramite le variabili SP_OP_ON, SP_OP, LMNSOPON, LMNUP_OP e LMNDN_OP dell FB 31 PID_FM che sono riservate a questa funzione e non vanno quindi utilizzate nel programma utente. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 3-7
Unità di apprendimento 3.9 Ottimizzazione del regolatore PID 3.9 3.9 Ottimizzazione del regolatore PID Procedimento di ottimizzazione del regolatore 1. Nella superifcie di parametrizzazione aprire online il DB di istanza 31 del proogramma di esempio tramite Test > Ottimizzazione regolatore. Seguire le istruzioni contenute nella finestra delle avvertenze Ottimizzazione regolatore : 2. Nel Valore regolante commutare su PG e fare clic sul pulsante Invia. 3. Nella finestra Ottimizzazione regolatore: preparazione rilevamento dati visualizzata, applicare le preimpostazioni con OK. 4. Nella finestra delle avvertenze viene richiesto di spostare il setpoint sul punto di lavoro. Con il pulsante Invia impostare ad esempio un setpoint dello 0 % come punto di lavoro. Una volta che il valore istantaneo si è stabilizzato, si può azionare anche nella finestra delle avvertenze Ottimizzazione regolatore il pulsante OK. 5. Introdurre nel circuito un valore regolante del 30 % e fare clic sul pulsante Invia. Il rilevamento dati è in corso ed è necessario attendere finché il programma non riconosce che il valore istantaneo si è stabilizzato. Il tempo impiegato perché il programma riconosca l'assestamento del valore può sembrare lungo, ma al valore istantaneo si sovrappone spesso un rumore del valore di misura. Per ottenere una buona impostazione del regolatore nonostante il rumore del valore di misura, è stato scelto un intervallo prolungato fino alla conclusione del rilevamento dati per motivi di sicurezza. 6. Non appena nella finestra Ottimizzazione regolatore compare l avvertenza Eliminare l eccitazione, chiudere il circuito con Chiudi e uscire dalla finestra delle avvertenze Chiudi circuito con OK. 7. Scegliere il comportamento di assestamento desiderato e fare clic sul pulsante OK. La finestra successiva mostra i parametri rilevati per il processo e il regolatore e permette di selezionare un regolatore PID e PI (o solo un regolatore PI, a seconda del processo). 8. Scegliere il pulsante Carica PID o Carica PI e, nella finestra Scrittura parametri per l'ottimizzazione del regolatore visualizzata, premere il pulsante Sì. A questo punto i parametri del regolatore determinati sono memorizzati nella gestione dei dati offline del proprio progetto e nel DB istanza dell FB 31 PID_FM e sono già stati trasferiti all tramite l'impostazione del parametro LOAD_PAR in questo DB istanza. 9. Non dimenticare di trasferire i parametri modificati dalla gestione dati offline del proprio progetto ai dati di sistema della CPU. Ciò si può effettuare solo con la tabella di configurazione dell applicazione Configurazione HW. Se si dimentica di eseguire questa operazione, al prossimo passaggio di stato della CPU da STOP a RUN l verrà parametrizzata di nuovo con i precedenti parametri del regolatore. 3-8 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03
Ulteriori informazioni 4 4.1 4.1 Ottimizzazione del regolatore di temperatura Informazioni Ulteriori informazioni su questo argomento si trovano nel capitolo "Ottimizzazione dei parametri nel caso del regolatore di temperatura" del manuale Unità di regolazione FM 355 Installazione e parametrizzazione e nella Guida in linea. 4.2 4.2 Diagnostica Diagnostica errori Una parametrizzazione e un cablaggio scorretti o un guasto del trasduttore possono comportare errori che l segnala con il LED di errore cumulativo. Per la diagnostica di questi errori consultare il capitolo "Errori e diagnostica" del manuale Unità di regolazione FM 355. 4.3 4.3 Esempi Progetto FM-PIDEx Il progetto FM_PIDEx contiene ulteriori esempi orientativi che possono essere adattati alla propria applicazione. Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03 4-1
Ulteriori informazioni 4.3 Esempi 4-2 Getting Started, Edizione 02/2006, A5E00059355-03