Metal Work EB 80 Manuale utente

MANUALE D'USO IO-Link

USER MANUAL IO-Link

INDICE

IMPIEGO AMMESSO PAG. 4

DESTINATARI PAG. 4

1. INSTALLAZIONE PAG. 4

1.1 INDICAZIONI GENERALI PER L’INSTALLAZIONE PAG. 4

1.2 ELEMENTI ELETTRICI DI CONNESSIONE E SEGNALAZIONE PAG. 4

1.3 COLLEGAMENTI ELETTRICI: PIEDINATURA CONNETTORI PAG. 4

1.3.1 Connettore M8 per l’alimentazione del nodo e delle uscite PAG. 4

1.3.2 Connettore M12 per la connessione alla rete IO-Link PAG. 5

1.4 ALIMENTAZIONE ELETTRICA PAG. 5

1.4.1 Tensione di alimentazione PAG. 5

1.4.2 Corrente assorbita PAG. 6

2. MESSA IN SERVIZIO PAG. 7

2.1 CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA EB 80 PAG. 7

2.2 OCCUPAZIONE DEGLI INDIRIZZI PAG. 7

2.2.1 Assegnazione dei bit di dati alle uscite delle basi per elettrovalvole PAG. 8

2.2.2 Indirizzi di uscita degli elettropiloti, esempi PAG. 8

2.3 MODULO 8 INPUT DIGITALI M8 PAG. 8

2.3.1 Tipo di ingressi e alimentazione PAG. 8

2.3.2 Collegamenti elettrici PAG. 8

2.4 CONNESSIONI AL SISTEMA EB 80 IO-Link PAG. 8

2.5 INSTALLAZIONE DEL SISTEMA EB 80 IN UNA RETE IO-Link PAG. 9

2.5.1 Esempio di Conﬁgurazione con TIA Portal PAG. 9

2.5.2 Installazione senza l’utilizzo del ﬁle di conﬁgurazione IODD “MetalWork-EB80PNE-32” PAG. 10

2.5.2.1 Esempio di conﬁgurazione con un Gateway Proﬁnet/ Master IO-Link SICK PAG. 10

2.5.2.2 Elenco Parametri PAG. 12

3. ACCESSORI PAG. 13

3.1 INTERMEDIO - M CON ALIMENTAZIONE ELETTRICA SUPPLEMENTARE PAG. 13

3.2 CONNESSIONE ELETTRICA ADDIZIONALE - E0AD PAG. 13

3.2.1 Elementi elettrici di connessione e segnalazione PAG. 13

3.2.1.1 Collegamenti elettrici: piedinatura connettore M8 per l’alimentazione della Connessione elettrica Addizionale PAG. 13

3.2.2 Indirizzamento della Connessione elettrica Addizionale - E0AD PAG. 14

4. DIAGNOSTICA PAG. 15

4.1 DIAGNOSTICA DEL NODO IO-Link PAG. 15

4.2 DIAGNOSTICA DEL SISTEMA EB 80 – CONNESSIONE ELETTRICA PAG. 15

4.3 DIAGNOSTICA DEL SISTEMA EB 80 – BASE VALVOLE PAG. 16

4.4 DIAGNOSTICA DEL SISTEMA EB 80 – MODULI SEGNALI - S PAG. 17

4.4.1 Diagnostica dei Moduli segnali - S – Input Digitali PAG. 17

4.5 DIAGNOSTICA DEL SISTEMA EB 80 – CONNESSIONE ELETTRICA ADDIZIONALE PAG. 17

5. LIMITI DI CONFIGURAZIONE PAG. 17

6. DATI TECNICI PAG. 18

6.1 CONNESSIONE ELETTRICA IO-Link PAG. 18

6.2 MODULI DI SEGNALI - S - INPUT DIGITALI PAG. 18

La Connessione Elettrica IO-Link consente il collegamento del sistema EB 80 ad un Master IO-Link. Conforme alle speciﬁche IO-Link offre funzioni di

diagnostica ed è disponibile nella conﬁgurazione ﬁno a 32 Out per elettro piloti e 32 input digitali.

Supporta la comunicazione COM3, secondo la speciﬁca V1.1.

IMPIEGO AMMESSO

Il manuale è rivolto esclusivamente ad esperti qualiﬁcati nelle tecnologie di controllo e automazione che abbiano esperienza nelle operazioni di

installazione, messa in servizio, programmazione e diagnostica di controllori a logica programmabile (PLC) e sistemi Bus di Campo.

DESTINATARI

1. INSTALLAZIONE

1.1 INDICAZIONI GENERALI PER L’INSTALLAZIONE

Onde evitare movimenti incontrollati o danni funzionali, prima di iniziare qualsiasi intervento di installazione o manutenzione scollegare:

• Alimentazione dell’aria compressa;

• Alimentazione elettrica dell’elettronica di controllo e delle elettrovalvole / uscite.

1.2 ELEMENTI ELETTRICI DI CONNESSIONE E SEGNALAZIONE

ATTENZIONE

La mancanza di collegamento a terra può causare, in caso di scariche elettrostatiche, malfunzionamenti e danni irreversibili.

Per garantire il grado di protezione IP65 è necessario che gli scarichi siano convogliati.

1.3 COLLEGAMENTI ELETTRICI: PIEDINATURA CONNETTORI

1.3.1 Connettore M8 per l’alimentazione del nodo e delle uscite

1 = +24V Alimentazione nodo IO-Link e moduli input

2 = +24V Alimentazione ausiliaria valvole

3 = GND

4 = GND

Il dispositivo deve essere collegato con la terra utilizzando la connessione del terminale di chiusura, indicata con il simbolo PE

ATTENZIONE

Utilizzare il Sistema EB 80 IO-Link solo nel seguente modo:

• Per gli usi consentiti in ambito industriale;

• Sistemi completamente assemblati e in perfette condizioni;

• Osservare i valori limite speciﬁcati per dati elettrici, pressioni e temperature;

• Per l’alimentazione utilizzare esclusivamente alimentatori a norma IEC 742/EN60742/VDE0551 con resistenza minima di isolamento di 4kV

(PELV).

ATTENZIONE

L'alimentazione bus, alimenta anche tutti i moduli di Segnali S collegati direttamente, al nodo, la corrente massima fornibile è 3.5 A.

Led di segnalazione diagnostica IO-Link

Led di segnalazione diagnostica EB 80 Net

Connessione alla rete IO-Link Power Supply (Connettore maschio M8)

BUS IN (Connettore maschio M12 codiﬁca A)

1 = L+

2 = NC

3 = L-

4 = C/Q

5 = NC

1 = +24V bus (marrone)

2 = +24V valve (bianco)

3 = GND (blu)

4 = GND (nero)

Connessione per l’alimentazione del nodo e

per l’alimentazione ausiliaria delle valvole

1.3.2 Connettore M12 per la connessione alla rete IO-Link

1 = L+

2 = NC

3 = L-

4 = C/Q

5 = NC

I connettori per il collegamento al bus sono M12, 5 poli con codiﬁca di tipo A. Il collegamento, secondo le speciﬁche IO-Link è di CATEGORIA A.

1.4 ALIMENTAZIONE ELETTRICA

Per l’alimentazione elettrica si utilizza un connettore M8 femmina 4 poli; l’alimentazione ausiliaria delle valvole è separata da quella del bus, per cui

nel caso sia necessario, si può disinserire l’alimentazione delle valvole mentre la linea bus resta attiva. La mancanza di alimentazione ausiliaria viene

segnalata dal lampeggio del Led Power e dal lampeggio contemporaneo di tutti i Led delle elettrovalvole. Il guasto viene segnalato al Master che

deve provvedere ad una adeguata gestione dell’allarme.

ATTENZIONE

Disattivare la tensione prima di inserire o disinserire il connettore (pericolo di danni funzionali)

Utilizzare solamente unità di valvole completamente assemblate.

Per l’alimentazione utilizzare esclusivamente alimentatori a norma IEC 742/EN60742/VDE0551 con resistenza minima di isolamento di 4kV (PELV).

1.4.1 Tensione di alimentazione

Il sistema consente un range di alimentazione ampio, da 12VDC -10% a 24VDC +30% (min 10.8, max 31.2).

ATTENZIONE

Una tensione maggiore di 32VDC danneggia irreparabilmente il sistema.

CADUTA DI TENSIONE DEL SISTEMA

La caduta di tensione dipende dalla corrente massima assorbita dal sistema e dalla lunghezza del cavo di connessione al sistema.

In un sistema alimentato a 24VDC con lunghezze del cavo ﬁno a 20 m non è necessario tenere conto delle cadute di tensione.

In un sistema alimentato a 12VDC, si deve garantire che la tensione fornita sia sufﬁciente per il corretto funzionamento. È necessario tenere conto

delle cadute di tensione dovute al numero di elettrovalvole attive, al numero di valvole comandate simultaneamente e alla lunghezza del cavo.

La tensione reale che arriva agli elettropiloti deve essere almeno 10.8 V.

Riportiamo qui in sintesi l’algoritmo per la veriﬁca.

Corrente massima: I max [A] = N° elettropiloti comandati simultaneamente x 3.2 + N° elettropiloti attivi x 0.3

VDC

Caduta di tensione del cavo di alimentazione M8: ΔV = Imax [A] x Rs [0.067Ω/m] x 2L [m]

Ove Rs è la resistenza del cavo ed L la sua lunghezza.

La tensione all’ingresso del cavo, Vin deve essere almeno pari a 10.8 V + ΔV

Esempio:

Tensione di alimentazione 12 V, cavo lungo 5 m, si attivano contemporaneamente 3 piloti mentre altri 10 sono già attivi:

I max = 3x3.2 + 10x0.3 = 1.05 A

ΔV = (1.05 x 0.067 x 2x5) = 0.70 V

Perciò all’alimentatore serve una tensione maggiore o uguale a 10.8 + 0.7 = 11.5 V

Vin =12 V > 11.5 --> OK

1.4.2 Corrente assorbita

Il controllo delle elettrovalvole avviene attraverso una scheda elettronica dotata di microprocessore.

Per garantire un azionamento sicuro della valvola e ridurre il consumo energetico, il comando è di tipo “speed up”, cioè all’elettropilota vengono

forniti 3W per 15 millisecondi e successivamente la potenza viene ridotta gradualmente a 0.3W. Il microprocessore attraverso un comando

PWM regola la corrente circolante nella bobina, che rimane costante indipendentemente dalla tensione di alimentazione e dalla temperatura,

mantenendo di conseguenza inalterato il campo magnetico generato dall’elettropilota.

Per dimensionare correttamente l’alimentazione del sistema si deve tener conto di quante valvole dovranno essere comandate simultaneamente*

e quante sono già attive.

*Per comando simultaneo si intende l’attivazione di tutti gli elettropiloti che hanno tra loro una differenza temporale minore di 15 millisecondi.

T2T1

15 ms

T1 = P1 + P2 + P3 = 3 elettropiloti simultanei

T2 = P2 + P3 = 2 elettropiloti simultanei

I max [A] = N° elettropiloti simultanei x 3.2 + N° elettropiloti attivi x 0.3

VDC

Esempio:

N° elettropiloti simultanei = 10

N° elettropiloti attivi = 15

VDC = Tensione di alimentazione 24

I max = 10 x 3.2 +15 x 0.3 = 1.5 A

Potenza totale assorbita durante lo Speed up 3.2 W

Potenza totale assorbita durante la fase di mantenimento 0.3 W

Potenza del terminale elettrico Bus di campo 4 W

Tabella riassuntiva

La potenza totale assorbita in ingresso è uguale alla potenza assorbita dagli elettropiloti più

la potenza assorbita dall’elettronica di controllo delle basi. Per sempliﬁcare il calcolo si può

considerare 3.2W la potenza di ogni elettropilota simultaneo e 0.3W la potenza di ogni

elettropilota attivo.

Alla corrente risultante deve essere aggiunto il consumo del terminale elettrico bus di campo uguale a 180 mA.

La corrente massima per il comando delle elettrovalvole, erogabile dal terminale connessione elettrica IO-Link è 4 A.

Nel caso in cui la corrente massima sia superiore, è necessario inserire nel sistema un Intermedio – M con alimentazione elettrica supplementare.

Vedi paragrafo 3.1.

2. MESSA IN SERVIZIO

ATTENZIONE

Disattivare la tensione prima di inserire o disinserire i connettori (pericolo di danni funzionali).

Collegare il dispositivo a terra, mediante un conduttore appropriato.

La mancanza di collegamento a terra può causare, in caso di scariche elettrostatiche, malfunzionamenti e danni irreversibili.

Utilizzare solamente unità di valvole completamente assemblate.

2.1 CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA EB 80

Prima dell’utilizzo il sistema EB 80 deve essere conﬁgurato tramite una procedura che permetta di conoscerne la composizione.

Procedere nel seguente modo:

- scollegare il connettore M8 di alimentazione elettrica;

- aprire lo sportello del modulo;

- premere il pulsante "A" e riconnettere il connettore M8 di alimentazione, mantenendo premuto il pulsante"A" ﬁno al lampeggio contemporaneo

di tutti i Led del sistema, basi valvole, moduli di segnale ed isole addizionali.

Il sistema EB 80 è caratterizzato da un'elevata ﬂessibilità. È sempre possibile modiﬁcare la conﬁgurazione aggiungendo, togliendo o modiﬁcando le

basi per valvole, moduli di segnale o isole addizionali.

La conﬁgurazione deve essere effettuata dopo ogni modiﬁca del sistema.

Nel caso in cui siano installate isole con connessione elettrica addizionale o Moduli 6 Output digitali M8 + alimentazione elettrica, per essere

conﬁgurati correttamente, tutti i moduli devono essere alimentati.

ATTENZIONE

In caso di successive modiﬁche alla conﬁgurazione iniziale, potrebbero veriﬁcarsi degli spostamenti degli indirizzi delle elettrovalvole. Lo spostamento

avviene nei seguenti casi:

• Inserimento di basi per valvole tra quelle già esistenti

• Sostituzione di una base per valvole con una di altro tipo

• Eliminazione di una o più basi per valvole intermedie

• Aggiunta o eliminazione di isole con connessione elettrica Addizionale tra isole preesistenti.

L’aggiunta o eliminazione di isole addizionali in coda al sistema non comporta lo spostamento degli indirizzi.

I nuovi indirizzi sono successivi a quelli preesistenti.

2.2 OCCUPAZIONE DEGLI INDIRIZZI

Il sistema EB 80 mette a disposizione un volume di indirizzi ﬁno a 9 byte, suddiviso in:

• 4 byte per basi per valvole (modulo pneumatico), massimo 32 elettropiloti;

• 4 byte per Moduli segnale di ingressi digitali, massimo 32 ingressi digitali;

• 1 byte di diagnostica.

DI 9-16 DI 1-8 E1 E7

2.2.1 Assegnazione dei bit di dati alle uscite delle basi per elettrovalvole

bit 0 bit 1 bit 2 bit 3 ... bit 32

Out 1 Out 2 Out 3 Out 4 ... Out 32

2.2.2 Indirizzi di uscita degli elettropiloti, esempi:

Base per valvole a 3 o 4 comandi – è possibile montare solo valvole a un elettropilota

Tipo di valvola Valvola a

1 elettropilota

Valvola a

1elettropilota

Falsa valvola

o Bypass

Valvola a

1 elettropilota

Falsa valvola

o Bypass

Valvola a

1 elettropilota

Elettro pilota 1 14 14 - 14 - 14

Uscita Out 1 Out 2 Out 3 Out 4 Out 5 Out 6

Base per valvole a 6 o 8 comandi – è possibile montare valvole a uno o due elettropiloti

Tipo di valvola Valvola a

2 elettropiloti

Valvola a

1 elettropilota

Falsa valvola

o Bypass

Valvola a

1 elettropilota

Falsa valvola

o Bypass

Valvola a

2 elettropiloti

Elettro pilota 1 14 14 - 14 - 14

Elettro pilota 2 12 - - - - 12

Uscita Out 1 Out 3 Out 5 Out 7 Out 9 Out 11

Out 2 Out 4 Out 6 Out 8 Out 10 Out 12

Ogni base occupa tutte le posizioni.

Il comando di uscite non connesse, genera un allarme di elettropilota interrotto.

2.3 MODULO 8 INPUT DIGITALI M8

Ogni modulo può gestire ﬁno a 8 ingressi digitali.

Ogni ingresso può essere conﬁgurato per il tipo di sensore PNP o NPN e come Normalmente Aperto o Normalmente Chiuso.

Il modulo di ingressi digitali consente di leggere ingressi digitali con una frequenza di scambio ﬁno a 1 kHz.

La lettura ad alta frequenza, è consentita per tutti gli ingressi, per un massimo di 2 moduli collegati alla rete EB 80 Net.

2.3.1 Tipo di ingressi e alimentazione

Possono essere collegati sensori digitali a 2 o 3 ﬁli, PNP o NPN. L’alimentazione dei sensori proviene dall’Alimentazione nodo IO-Link o

dall’alimentazione della Connessione elettrica Addizionale, in questo modo i sensori rimangono attivi anche se viene interrotta l’alimentazione

ausiliaria delle valvole.

2.3.2 Collegamenti elettrici

Piedinatura connettore M8

1 = +VDC (Alimentazione sensore)

3 = GND (Alimentazione sensore)

4 = Input

2.4 CONNESSIONI AL SISTEMA EB 80 IO-Link

Collegare il dispositivo a terra.

Collegare il connettore di ingresso BUS IN al Master IO-Link.

Collegare il connettore di alimentazione. L’alimentazione del bus è separata dall’alimentazione delle valvole.

È possibile disattivare l’alimentazione delle valvole mantenendo attiva la comunicazione con il Master IO-Link.

2.5.1 Esempio di Conﬁgurazione con TIA Portal

EB 80 IO Link, consente di controllare ﬁno a 32 elettro piloti, utilizzando 4 byte di uscita, 32 ingressi digitali e un byte di diagnostica,

utilizzando 5 byte di ingresso. Il sistema funziona correttamente se viene impostato un numero di byte uguale o superiore.

Conﬁgurazione S7 PCT

Importare il ﬁle EB 80 IODD nel catalogo. Selezionare il ﬁle EB80PNE 32 Coils 32 Input dalla cartella IO Link V1.1/Metal Work/Coils

EB80PNE e installarlo nella porta designata.

2.5 INSTALLAZIONE DEL SISTEMA EB 80 IN UNA RETE IO-Link

Conﬁgurazione dei Parametri dell’unità

Stato uscite in sicurezza – Fail Safe Output

Questa funzione consente di deﬁnire lo stato degli elettro piloti nel caso di comunicazione interrotta con il Master.

Sono possibili tre diverse modalità:

Output Reset (default), tutti gli elettro piloti vengono disattivati.

Hold Last State, tutti gli elettro piloti mantengono lo stato in cui si trovavano prima dell’interruzione della comunicazione con il Master.

Output Fault mode, è possibile selezionare il comportamento di ogni singolo pilota tra tre modalità:

Output Reset (default), l’elettro pilota viene disattivato.

Hold Last State, l’elettro pilota mantiene lo stato in cui si trovava prima dell’interruzione della comunicazione con il Master.

Output Set, al momento dell’interruzione della comunicazione con il Master l’elettro pilota viene Attivato.

Al ripristino della comunicazione, la gestione dello stato degli elettro piloti viene ripreso dal Master. Per evitare movimenti incontrollati, il Master

deve provvedere ad una adeguata gestione dell’evento.

Conﬁgurazione degli Ingressi Digitali

Polarità

È possibile selezionare la polarità di ogni singolo ingresso:

• PNP, il segnale è attivo quando il pin di segnale è collegato al +VDC.

• NPN, il segnale è attivo quando il pin di segnale è collegato allo 0VDC.

Il Led di segnalazione è attivo quando l’ingresso è attivo.

Stato di attivazione

È possibile selezionare lo stato di attivazione di ogni singolo ingresso:

• Normalmente Aperto, il segnale è attivo quando il sensore è attivo. Il Led è attivo quando il sensore è attivo.

• Normalmente Chiuso, il segnale è attivo quando il sensore è disattivo. Il Led è attivo quando il sensore è disattivo.

2.5.2 Installazione senza l’utilizzo del ﬁle di conﬁgurazione IODD “MetalWork-EB80PNE-32”

Alcuni Master non utilizzano il ﬁle IODD per la conﬁgurazione dei parametri di funzionamento. In questo caso il dispositivo deve essere

conﬁgurato manualmente.

2.5.2.1 Esempio di conﬁgurazione con un Gateway Proﬁnet/ Master IO Link SICK:

Conﬁgurazione Device Proﬁnet

Installare il Gateway nell’ambiente di sviluppo del Controller Proﬁnet.

Conﬁgurare la porta IO Link prescelta, con 8 byte di Input e 4 byte di Output (I/O_8/_4 byte)

Dopo aver caricato il progetto nel Controller, collegare EB 80 alla rispettiva porta IO Link.

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