ALFA INSTRUMENTOS ELETRÔNICOS LTDA R. Cel. Mário de Azevedo, 138 CEP:02710 020 São Paulo SP F: (11) 3952 2299 Fx: (11) 3961 4266 SAC: 0800 772 2910 vendas@alfainstrumentos.com.br www.alfainstrumentos.com.br GATEWAYS DEVICENET MOD. 2202 ETHERNET/IP MOD. 2212 PROFIBUS-DP MOD. 2222
1. Apresentação 3 2. Gateways Multiponto 3 2.1. Topologia 3 2.2. Princípio de Funcionamento 4 2.3. Visão Geral 4 2.4. Configuração do Endereço e Velocidade 5 2.4.1. Rede DeviceNet mod. 2202 5 2.4.2. Rede Ethernet mod. 2212 6 2.4.3. Rede Profibus mod. 2222 7 3. Indicadores luminosos 8 3.1. Rede Alfa Instrumentos 10 4. Comandos de Pesagem 11 4.1. Quadro de Comandos 11 4.2. Quadro de Respostas 11 4.2.1. Identificação das mensagens 11 4.2.2. Trigger de comandos 12 4.3. Comandos disponíveis nos indicadores Alfa Instrumentos 12 4.3.1. Inicialização do indicador (0x02) 12 4.3.2. Programação do valor dos SetPoints (0x03) 12 4.3.3. Verificação do valor dos SetPoints (0x04) 13 4.3.4. Programação da configuração dos SetPoints (0x05) 14 4.3.5. Verificação da configuração dos SetPoints (0x06) 14 4.3.6. Leitura do Peso e status do indicador (0x08) 15 4.3.7. Acionamento remoto das teclas de função do indicador (0x09) 16 4.3.8. Programação da faixa de pesos da saída analógica (0x0A) 16 4.3.9. Leitura da faixa de pesos da saída analógica (0x0B) 17 4.3.10. Verificação dos parâmetros de calibração (0x51) 18 5. Configuração e Instalação 19 5.1. O arquivo EDS, mod. 2202 DeviceNet e mod. 2212 Ethernet/IP 20 5.2. Arquivo GSD, mod. 2222 Profibus DP 22 6. Aplicações 23 6.1. Erro de comunicação 23 7. Especificações Técnicas 24 7.1. Interligação 24 7.2. Interligação Alfa Instrumentos 24 7.3. Elétricas e Mecânicas 24 7.4. Mecânicas 24 Histórico de Revisões 0010 GA 00 M 09/09/08 0010 GA 01 M 15/12/08 (atual) 14/08/09 2
1. Apresentação Este documento destina se a programadores de CLP s ou Supervisórios no controle de pesagem. Bases numéricas (decimal, hexadecimal, código ASCII) serão empregadas na programação, bem como conceitos de comunicação de dados. Alfa Instrumentos disponibiliza indicadores que possuem protocolos Profibus DP, DeviceNet e Ethernet/IP para comunicarem se utilizando troca de pacotes de dados contendo informações específicas para a área de pesagem. A comunicação entre os gateways e indicadores da Alfa Instrumentos, é feita através do protocolo ALFA INSTRUMENTOS por uma interface serial no padrão elétrico RS 485. Não é objetivo deste documento, descrever em detalhes os protocolos de comunicações e as redes Fieldbuses. Mais informações sobre os protocolos de comunicação podem ser obtidas nos sites: Profibus International (www.profibus.com), Brasil (www.profibus.org.br) Open DeviceNet Vendor Association (www.odva.org) 2. Gateways Multiponto Os indicadores Alfa Instrumentos podem ser integrados a rede Fieldbus através da utilização dos Gateways mod. 2202 DeviceNet, 2212 Ethernet/IP e 2222 Profibus DP. Ao longo deste documento serão referenciados apenas como Gateway. A seguir será descrito em detalhes o funcionamento, bem como suas características e especificações. 2.1. Topologia Tanto indicadores como Gateways disponibilizam em suas interfaces seriais o padrão elétrico RS 485, com o qual podem ser interligados até 12 indicadores no modo escrita e leitura ou até 20 no modo somente leitura de status, peso e tara. Os Gateways são acompanhados de um CD contendo os arquivos MOD2202.EDS, MOD2212.EDS, MOD222.GSD e manual que descreve características e recursos para as redes DeviceNet, Ethernet/IP e Profibus DP. Para que a topologia acima esteja pronta para operar, é necessário que o cliente possua os seguintes recursos: Fonte de alimentação 24 VDC para o Gateway (especificações no Capítulo 7) Cabo serial tipo Par Trançado, 3º fio para GND e Shield, sendo no mínimo AWG 26 e DB9 macho para interligação do Gateway à rede Alfa Instrumentos. Cabo serial padrão do respectivo Fieldbus para interligação do Gateway. Scanner específico para rede Fieldbus. Interligar todos os pontos de GND dos Indicadores e Gateway em um único terra de proteção. Cada cabo deverá ter sua blindagem (Shield) conectada somente em uma extremidade ao terra de proteção. Aterrar o Indicador de Pesagem. Aterrar o Gateway. A diferença de tensão entre o terra do Indicador de Pesagem e o terra do Gateway não pode ser maior que 1volt AC/DC. 3
2.2. Princípio de Funcionamento Para operar corretamente, o Gateway necessita ser configurado com a quantidade correta de indicadores solicitada para atender a aplicação. Esta configuração é realizada em nossos laboratórios. Os Gateways podem controlar até 20 indicadores e estão configurados para enviar informações de Status, Peso e Tara para o Scanner. Caso os indicadores configurados não estejam presentes no barramento, cada endereço vago acessado terá um timeout de 200 ms. Em termos de troca de dados, o Gateway obtém informação de PESO, TARA e STATUS da pesagem de cada um dos indicadores em intervalos de 50 ms, ou seja, as informações de um certo indicador presente na rede Alfa Instrumentos serão atualizadas no Scanner a cada 50 ms x n de indicadores nessa rede (caso todos estejam operando). A atualização não precisa ser comandada por nenhum tipo de programa (LADDER) embarcado no CLP, pois é uma tarefa realizada automaticamente pelo Gateway. Este recurso existe para não sobrecarregar o LADDER e manter constantemente atualizada a informação de PESO para o CLP. No caso da aplicação mostrada na figura ao lado, sempre que o CLP necessitar enviar um comando remoto (TARA, por exemplo) para o indicador, será interpretado pelo Gateway que interrompe momentaneamente a solicitação de PESO, envia o comando de TARA e retoma o envio do comando de solicitação de PESO. Na interligação do Gateway que opera como um escravo da rede Fieldbus e para seu correto funcionamento, basta que seja alocada uma região da memória de I/O do Scanner do CLP exclusivamente para o Gateway, cuja dimensão corresponda à configuração de quantos indicadores serão controlados. Esta região de memória do Scanner do CLP é dividida em duas partes: INPUT recebe informações enviadas pelo Gateway; OUTPUT CLP envia comandos para o Gateway. Sempre que o CLP necessitar receber uma informação ou enviar um comando, os dados são transferidos da região OUTPUT, no formato do protocolo Fieldbus, para o Gateway que repassa os dados para o indicador no formato do protocolo ALFA INSTRUMENTOS. Após o comando ser executado, o Gateway envia os resultados para a região INPUT do CLP. O objetivo do Gateway não é meramente enviar ao Scanner informações relativas à pesagem, mas sim fazê lo o mais rápido possível, com a condição de não sobrecarregar as demais tarefas do CLP. Por essa razão, o Gateway foi programado para executar o comando Leitura de Status, Peso e Tara e enviar os respectivos dados para o CLP sem que este último necessariamente os tenha requisitado. É fundamental que o programador do CLP respeite os tempos de execução dos comandos, para que haja confiabilidade nos dados que estiverem sendo trocados entre o Scanner e o Gateway. Todas as seqüências de comandos e respostas estão descritas no Capítulo 4, bem como o significado de cada campo. 2.3. Visão Geral Como pode ser visto na figura a seguir, o Gateway possui: Conector DB9 Fêmea para ligação da rede Alfa Instrumentos. Seis indicadores luminosos com diagnóstico da rede Fieldbus e Alfa Instrumentos. Conector tipo borneira para alimentação de 24 volts DC. Na parte traseira encaixe a trilho DIN com sinal de aterramento incorporado. Conector específico para a rede Fieldbus. Na lateral do Gateway encontra se etiqueta com número de série, dados comerciais e endereço da Alfa Instrumentos. 4
2.4. Configuração do Endereço e Velocidade Por ser um dispositivo escravo na rede Fieldbus, o Gateway deve possuir endereço único. A configuração do endereço 00 (ZERO) não deve ser utilizada e está disponível para efeitos de diagnóstico, realizados apenas pela equipe técnica da Alfa Instrumentos. 2.4.1. Rede DeviceNet mod. 2202 Para que o mod. 2202 possa operar corretamente na rede DeviceNet, é necessário configurar seu endereço na rede através das chaves DIP localizadas na parte interna do gabinete. Para ter acesso a estas chaves é necessária remoção da tampa frontal, como pode ser observado na figura a seguir. Nesse DIP Switch as chaves 1 e 2 servem para configuração de velocidade, e de 3 a 8 para endereço na rede DeviceNet, como indicado abaixo: Configuração de endereço: Endereço Chave 3 (MSB) Chave 4 Chave 5 Chave 6 Chave 7 Chave 8 (LSB) 1 Off Off Off Off Off On 2 Off Off Off Off On Off 3 Off Off Off Off On On 4 Off Off Off On Off Off....... 62 On On On On On Off 63 On On On On On On Configuração de velocidade: kbps Chave 1 Chave 2 125 Off Off 250 Off On 500 On Off Reservado On On Caso o mod. 2202 seja instalado fisicamente em uma das extremidades da rede DeviceNet, deverá ser instalado um terminador de linha neste conector, seguindo as normas do padrão DeviceNet (121Ω). 5
2.4.2. Rede Ethernet mod. 2212 Configurações TCP/IP Há duas maneiras de configuração do endereço IP do Gateway: Usando o programa Anybus IP Config (DipSwitch frontal com todas as chaves em OFF). 1) Instale o programa disponível no CD Anybus IP Config. Ao executar, a seguinte tela aparecerá: 2) Conecte o mod. 2212 na mesma rede em que o computador estiver rodando o software. 3) Pressione o botão SCAN, o programa executará uma busca por dispositivos conhecidos. 4) Caso encontre, as informações atuais do nó serão exibidas. 5) Um duplo click no componente exibido abrirá uma tela de configuração. 6) Nesta tela podem ser configurados os parâmetros da sua rede Ethernet/IP. Usando o DipSwitch sob a tampa frontal do Gateway 1) Quando o DipSwitch frontal está configurado com alguma de suas chaves na posição ON, o Gateway assume o endereço IP 192.168.0.XXX, onde XXX é o número equivalente ao valor das chaves em binário. 6
Ex: Endereço IP: 192.168.0.15 CH 1 2 3 4 5 6 7 8 VL OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON Endereço IP: 192.168.0.11 CH 1 2 3 4 5 6 7 8 VL OFF OFF OFF OFF ON OFF ON ON 2.4.3. Rede Profibus mod. 2222 Por ser um dispositivo escravo na rede Profibus DP, o mod. 2222 deve possuir endereço único que segue as normas da Organização Profibus Internacional. Segundo esta organização, em uma rede Profibus DP podem haver até 126 dispositivos. O mod. 2222 pode assumir qualquer endereço entre 1 e 99, configurável pelas chaves seletoras DEZENA e UNIDADE. A velocidade da rede Profibus DP onde será conectado é automaticamente detectada sendo 100% compatível com todas as faixas definidas no padrão Profibus DP. Se for instalado fisicamente em uma das extremidades da rede Profibus DP, deverá ser instalado um terminador de linha neste conector, seguindo as normas do padrão Profibus DP. CONECTOR DA REDE PROFIBUS DP, que segue a seguinte pinagem padrão: 7
3. Indicadores luminosos No frontal do Gateway encontram se 6 indicadores luminosos. Os 4 primeiros indicam o status da Rede Fieldbus e os outros 2 indicam o status da rede Alfa Instrumentos. DeviceNet LED Estado Cor Descrição 1 2 APAGADO Não está operando VERDE VERMELHO Reconhecido pelo CLP DeviceNet e opera sem erros On line, ainda não processando dados Erro do controlador Erro de time out APAGADO Sem alimentação Em operação VERDE Dimensão dos dados maior do que foi configurado VERMELHO Falha grave no DeviceNet Falha intermitente 3 APAGADO Não Utilizado 4 APAGADO Não Utilizado APAGADO Sem alimentação 5 6 Operando sem erros VERDE Inicializado mas ainda não está operando VERMELHO Houve time out de algum comando enviado pelo mod.2202 a um dos indicadores APAGADO Sem alimentação ALTERNADO VERDE VERDE/VERMELHO VERMELHO Em processo de inicialização Enviando comandos aos indicadores Ausência de configuração ou configuração inválida no mod.2202 Erro de operação. Neste caso entre em contato com o Suporte Técnico da Alfa Instrumentos 8
Ethernet/IP LED Estado Cor Descrição APAGADO Sem alimentação Reconhecido pelo CLP Ethernet/IP e opera sem erros VERDE 1 Em Stand By, ainda não inicializado Falha grave VERMELHO Falha leve APAGADO Dispositivo sem endereço IP ou sem alimentação Conexão Ethernet/IP estabelecida VERDE 2 Conexão Ethernet/IP não estabelecida Endereço IP duplicado VERMELHO Time out na conexão 3 APAGADO Sem conexão ou sem alimentação VERDE Conectado a uma rede Ethernet 4 APAGADO Sem atividade Ethernet (ou sem alimentação) VERDE Recebendo ou transmitindo um pacote Ethernet APAGADO Sem alimentação Operando sem erros VERDE 5 Inicializado mas ainda não está operando VERMELHO Houve time out de algum comando enviado pelo mod.2212 a um dos indicadores APAGADO Sem alimentação 6 ALTERNADO VERDE VERDE/VERMELHO VERMELHO Em processo de inicialização Enviando comandos ao(s) indicador(es) Ausência de configuração ou configuração inválida no mod.2212 Erro de operação. Neste caso entre em contato com o Suporte Técnico da Alfa Instrumentos Profibus DP LED Estado Cor Descrição 1 APAGADO Não está operando VERDE Reconhecido pelo CLP Profibus DP e opera sem erros 2 APAGADO Está operando VERMELHO Não foi reconhecido pelo CLP Profibus DP 3 APAGADO Não Utilizado APAGADO Inexistência de erros 4 1 Hz Erro de configuração 2 Hz VERMELHO Erro nos parâmetros de usuário 4 Hz Erro na inicialização APAGADO Sem alimentação Operando sem erros VERDE 5 Inicializado mas ainda não está operando VERMELHO Houve time out de algum comando enviado pelo mod.2222 a um dos indicadores APAGADO Sem alimentação 6 ALTERNADO VERDE VERDE/VERMELHO VERMELHO Em processo de inicialização Enviando comandos aos indicadores Ausência de configuração ou configuração inválida no mod.2222 Erro de operação. Neste caso entre em contato com o Suporte Técnico da Alfa Instrumentos 9
3.1. Rede Alfa Instrumentos Na rede Alfa Instrumentos o Gateway opera como mestre dos indicadores. Para que possa operar corretamente é necessário que todos os indicadores a ele conectados estejam configurados com endereços de 1 a 20, em ordem seqüencial, mesmo que não estejam conectados simultaneamente. No menu serial do Indicador selecionar padrão elétrico RS485, Protocolo de comunicação da rede Fieldbus e Baud rate em 19200 bps. É obrigatório que os endereços sejam distintos (vide manual do Indicador). Por ser RS485, a rede Alfa Instrumentos pode ser gerada através da interligação no padrão multiponto, ou mais comumente chamada de varal, de acordo com a pinagem da figura a seguir: Para interligar os indicadores no conector DB9 SERIAL RS485, utilizar cabo serial tipo Par Trançado, 3º fio para GND e Shield, sendo no mínimo AWG 26. Existem duas opções para a interligação da Rede Alfa Instrumentos com o Gateway: 1º Opção: o Gateway fica no meio da Rede com os Indicadores no começo e final terminados. 2º Opção: o Gateway fica no começo com resistor de 120Ω entre a linha A e B e o último Indicador terminado. Verificar diferença de potencial entre terras, menor que 1 VAC/DC. 10
4. Comandos de Pesagem Os comandos de pesagem disponíveis no Gateway estão encapsulados no protocolo da rede Fieldbus. As informações contidas nos campos de comando e resposta são recebidas e enviadas através da rede de comunicação. Os comandos enviados fazem parte do Quadro de Comandos e as respectivas respostas fazem parte do Quadro de Respostas. Os Quadros de Comandos e Respostas do Gateway ocupam ao todo: 1 WORD de entrada para controle 1 WORD de saída para controle 6 WORDS de entrada e 6 WORDS de saída, por indicador programado no Gateway. Exemplo: Se o Gateway estiver configurado para controlar 4 indicadores, o Scanner deverá ser configurado para 25 Words de Input e 25 Words de Output, (nº de indicadores x 6 + 1). 4.1. Quadro de Comandos Nome dado à mensagem enviada na rede pelo dispositivo mestre, ou seja, pelo equipamento que deseja requisitar uma tarefa a outro equipamento conectado nessa mesma rede. A tarefa requisitada pode ser o envio de dados do processo, dados de alarme, alteração de parâmetros internos, alteração de programação, etc. O Quadro de Comandos é uma réplica do conteúdo da região OUTPUT do CLP, ou seja, a região de memória que contém o comando que o CLP deseja enviar ao Gateway. 4.2. Quadro de Respostas O Quadro de Respostas possui informações válidas apenas quando o comando enviado no Quadro de Comandos é executado corretamente. Esta mensagem pode conter dados do processo, status do equipamento, dados de alarme, confirmação de alteração de parâmetros internos, confirmação de alteração de programação, etc. É uma réplica do conteúdo do que será gravado na região INPUT do CLP, ou seja, a região de memória que será lida pelo CLP após ser atendido o comando enviado através do Quadro de Comandos. Dependendo do comando, o Quadro de Respostas é uma réplica do conteúdo do Quadro de Comandos, indicando ao CLP que o mesmo foi corretamente executado. Entretanto, nem todos os comandos executados preenchem todos os bytes do Quadro de Respostas. Neste caso, os bytes que não fazem parte da resposta propriamente dita são identificados como NU, ou seja, NÃO UTILIZADO, e é de inteira responsabilidade do programador do CLP a sua manipulação. O programador deve se ater apenas ao tratamento dos bytes que realmente fazem parte da resposta recebida. Quando o indicador não responder a um comando recebido pelo Gateway, este envia o Quadro de Respostas contendo todos os campos com valor ZERO. O tratamento desta informação deve ser gerenciado corretamente pelo programador do CLP, pois mesmo que um dos indicadores gerenciados pelo Gateway não responda, a aplicação não deve parar de operar. Há situações em que o indicador responde corretamente, porém, não com dados propriamente ditos, mas sim com código indicando a razão pela qual o comando não foi realizado. Há diversos códigos que o indicador pode responder ao CLP e todos serão abordados em detalhes, pois alguns são comuns a todos os comandos disponíveis nos indicadores da Alfa Instrumentos, ao passo que outros ocorrem apenas com específicos. 4.2.1 Identificação das mensagens Para ter maior confiabilidade na troca das mensagens passadas nos Quadro de Comandos e Quadro de Respostas, implementou se um byte identificador da mensagem recebida pelo Gateway no Quadro de Comandos, associando o à respectiva mensagem no Quadro de Respostas sempre que o indicador atender ao comando 11
enviado pelo CLP. Com este recurso, o programador do CLP tem a certeza da consistência de todo o conteúdo do Quadro de Respostas transmitido pelo Gateway e lido pelo CLP. Com exceção do comando LEITURA DE PESO, onde o byte de identificação da mensagem é gerado pelo indicador e incrementado de 1 automaticamente após cada comando respondido, a geração deste byte é de responsabilidade do programador do CLP e o Gateway nunca o altera, pois seu valor é lido do Quadro de Comandos e utilizado na formação do Quadro de Respostas. Por não haver nenhum padrão na geração deste byte, fica a critério do programador utilizar um valor aleatório ou seqüencial, sendo possíveis até 256 combinações. 4.2.2 Trigger de comandos A WORD1 dos comandos deve possuir o trigger byte em seu MSB. A alteração deste byte serve como gatilho para a execução do comando especificado nas WORDs subseqüentes do Quadro de Comandos. Ou seja, cada alteração deste byte dispara a execução do comando configurado. 4.3. Comandos disponíveis nos indicadores Alfa Instrumentos 4.3.1. Inicialização do indicador (0x02) Usado para sair do menu e voltar para o estado de indicação de pesos. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comando: 1 TRG 0x02 2 NU 3 NU Quadro de Resposta: 1 TRG 0x02 2 NU 3 NU 4.3.2. Programação do valor dos SetPoints (0x03) Programa os níveis de corte (SetPoints) do indicador juntamente com o valor da configuração VAZIA. Todos os valores devem ser passados, independente de quais níveis sejam alterados. Tempo máximo de execução: 50 ms não salvando em memória / 1.2 s salvando em memória não volátil. Quadro de Comando: 1 TRG 0x03 2 Configuração 3 SETPOINT 1/4 4 SETPOINT 2/5 5 SETPOINT 3/6 6 VAZIA/7 Quadro de Resposta: 1 TRG 0x03 2 NU 3 NU 12
Word 2 Configuração: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Seletor (x10) (x10) (x10) (x10) (16)* (16)* (16)* (16)* NU Conf. NU SPHI=11 Vazia/7 SP3/6 SP2/5 SP1/4 SPLO=10 Vazia/7 SP3/6 SP2/5 SP1/4 Bit 7 Configuração (0) não salva / (1) salva NOTA 1: Todos os valores de SETPOINT são grandezas de 17 bits (bit 0 a 15 + bit 16). O valor do bit 16 deve ser multiplicado por 65536 e somado ao valor dos bits 0 a 15, perfazendo o valor final do SETPOINT. NOTA 2: Bit 11, 10, 9, 8 (x10) pode ser usado quando o indicador está configurado com Zero Fixo auxiliando na programação do SetPoint, valor do SetPoint (bit 0 a 15 + bit 16 * bit x10). *NOTA 3: Os bits 0 a 3 representam os 16 os bits da configuração dos 3 setpoints e da configuração de vazia, respectivamente. NOTA 4: SetPointLO (SPLO) Vazia, SP1, SP2, SP3 SetPointHI (SPHI) SP4, SP5, SP6, SP7 SPHI configurável somente para os equipamentos que possuem mais de 4 SetPoints. Exemplo 1: Escrever 700000 com Zero Fixo no SetPoint 1: Word 3 (4464), Bit 0 (1) e Bit 8 (1). Exemplo 2: Escrever 100000 com Zero Fixo no SetPoint 2: Word 4 (10000), Bit 1 (0) e Bit 9 (1). 4.3.3. Verificação do valor dos SetPoints (0x04) Lê os níveis de corte (SetPoints) do indicador juntamente com o valor da configuração VAZIA. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x04 2 NU 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG 0x04 2 Configuração 3 SETPOINT 1/4 4 SETPOINT 2/5 5 SETPOINT 3/6 6 VAZIA/7 Word 2 Configuração: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NU (16) Vazia/7 (16) SP3/6 (16) SP2/5 (16) SP1/4 NU Seletor SPHI=1 SPLO=0 (x10) Vazia/7 NOTA: SPHI Verificação somente para os equipamentos que possuem mais de 4 SetPoints. (x10) SP3/6 (x10) SP2/5 (x10) SP1/4 13
4.3.4. Programação da configuração dos SetPoints (0x05) Programa todos os parâmetros de configuração dos SetPoints. Tempo máximo de execução: 50 ms não salvando em memória / 600 ms salvando em memória não volátil. Quadro de Comando: 1 TRG 0x05 2 Configuração 01 3 Configuração 02 Quadro de Resposta: 1 TRG 0x05 2 Configuração 01 3 Configuração 02 Configuração 01 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Valor da HISTERESE em % (de 01 a 99) Conf. NU Relê SP3 SP2 SP1 Bit 0 SP1 (0) não trava / (1) trava Bit 1 SP2 (0) não trava / (1) trava Bit 2 SP3 (0) não trava / (1) trava Bit 3 Lógica do Relê (0) NA / (1) NF Bit 7 Configuração (0) não salva / (1) salva Configuração 02 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NU SP7 SP6 SP5 SP4 Bit 0 SP4 (0) não trava / (1) trava Bit 1 SP5 (0) não trava / (1) trava Bit 2 SP6 (0) não trava / (1) trava Bit 3 SP7 (0) não trava / (1) trava NOTA: Configuração 02 somente para os equipamentos que possuem mais de 4 SetPoints. 4.3.5. Verificação da configuração dos SetPoints (0x06) Verifica a configuração de todos os SetPoints. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x06 2 NU 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG 0x06 2 Configuração 01 3 Configuração 02 14
Configuração 01 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Valor da HISTERESE em % (de 01 a 99) NU Relê SP3 SP2 SP1 Bit 0 SP1 (0) não trava / (1) trava Bit 1 SP2 (0) não trava / (1) trava Bit 2 SP3 (0) não trava / (1) trava Bit 3 Lógica do Relê (0) NA / (1) NF Bit 7 Configuração (0) não salva / (1) salva Configuração 02 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Bit 0 SP4 (0) não trava / (1) trava Bit 1 SP5 (0) não trava / (1) trava Bit 2 SP6 (0) não trava / (1) trava Bit 3 SP7 (0) não trava / (1) trava NU SP7 SP6 SP5 SP4 NOTA: Configuração 02 somente para os equipamentos que possuem mais de 4 SetPoints. 4.3.6. Leitura do Peso e status do indicador (0x08) Solicita o envio do PESO, TARA e STATUS DA PESAGEM atual do indicador. Este comando é executado automaticamente pelo Gateway e o conteúdo do Quadro de Respostas está sempre presente na região INPUT do CLP. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x08 2 NU 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG + 1 0x08 2 Status 01 3 Peso 4 Tara 5 Status 02 Status 01 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 PB/L Sobre Satu Inst Neg. Casas Decimais NU Vazia SP3 SP2 SP1 (x10) Bit 2 Valor de Peso e Tara (x10 = presença de zero fixo à direita) Bit 15 Peso (0) Líquido / (1) Bruto Status 02 Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (16) Tara (16) Peso NU SP7 SP6 SP5 SP4 NOTA 1: Os valores de PESO e TARA são grandezas de 17 bits (bit 0 a 15). O valor do bit 16 deve ser multiplicado por 65536 e somado ao valor dos bits 0 a 15, perfazendo o seu valor final. 15
NOTA 2: Se o indicador estiver configurado com o Zero Fixo monitorar o Bit 2 (x10), Valor de Peso (bit 0 a 15 + bit 16 * bit x10). NOTA 3: Status 02 somente para os equipamentos que possuem mais de 4 SetPoints. Exemplo: Se o peso indicado no Display for 800000 com Zero Fixo, o CLP receberá a seguinte informação na Word 3 (14464), Word 2 bit 0 (1) e bit 2 (1) a expressão ficaria da seguinte forma ((14464 + 65536) * 10) = 800000. OBS: Indicador 3105C ou C.S Word 2: bit 14 Compressão, bit 13 Tração, bit 12 Sobre/Satu, bit 7 0 Ensaio / 1 Setup, Word 3: Valor Atual e Word 4: Valor de Pico. 4.3.7. Acionamento remoto das teclas de função do indicador (0x09) Executa remotamente funções de TARA, DESTARA, ZERO e DESTRAVA. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x09 2 Comando 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG 0x09 2 Comando 3 NU Word 1 Comando: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NU CMD 2 NU CMD 1 CMD 1 CMD 2 Bit 0 Zero Bit 3 Destara Bit 1 Tara Bit 4 Destrava Relê NOTA: Para o comando de Zero funcionar alterar os parâmetros de ATZ no Menu Base para (O) ou (AO). Vide manual do Indicador. OBS: Indicador 3105C ou C.S comando TARA alterna entre leitura Atual e Pico. DESTARA: N.U. 4.3.8. Programação da faixa de pesos da saída analógica (0x0A) Programa a faixa de atuação da saída 0/20mA ou 4/20mA e referência de peso: Bruto ou Líquido. Tempo máximo de execução: 600 ms, pois os parâmetros são salvos em memória não volátil. 16
Quadro de Comando: WOR MSB LSB 1 TRG 0x0A 2 Configuração 3 Valor de Peso P1 4 Valor de Peso P2 5 Valor ajuste de corrente A1 6 Valor ajuste de corrente A2 Quadro de Resposta: WOR MSB LSB 1 TRG 0x0A 2 Configuração 3 Valor de Peso P1 4 Valor de Peso P2 5 Valor ajuste de corrente A1 6 Valor ajuste de corrente A2 Word 1 Configuração: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Valor de referência de peso NU (x10) (x10) (16) (16) Bit 0 (16) Valor de Peso P1 Bit 1 (16) Valor de Peso P2 Bit 2 (x10) Valor de Peso P1 Bit 3 (x10) Valor de Peso P2 Valor de Referência do Peso Bruto 0x42 Líquido 0x4C NOTA 1: Os valores da faixa de PESO DA SAÍDA ANALÓGICA são grandezas de 17 bits (bit 0 a 16). O valor do bit 16 deve ser multiplicado por 65536 e somado ao valor dos bits 0 a 15, perfazendo o valor final da faixa do PESO. NOTA 2: Para calibrar a corrente em P1 e P2, utilize os ajustes A1 e A2, respectivamente, no painel do Indicador. OBS: No indicador 3105C ou C.S, este comando não existe. 4.3.9. Leitura da faixa de pesos da saída analógica (0x0B) Leitura da faixa de atuação da saída 0/20 ma ou 4/20 ma e respectiva referência de peso. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x0B 2 NU 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG 0x0B 2 Configuração 1 3 Valor de Peso P1 4 Valor de Peso P2 5 Valor ajuste de corrente A1 6 Valor ajuste de corrente A2 Word 1 Configuração 1: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Valor de referência do peso NU (16) (16) Bit 0 (16) Valor de 0/4 ma Bit 1 (16) Valor de 20 ma Valor de Referência do Peso Bruto 0x42 Líquido 0x4C 17
NOTA: Os valores da faixa de PESO DA SAÍDA ANALÓGICA são grandezas de 17 bits (bit 0 a 16). O valor do bit 16 deve ser multiplicado por 65536 e somado ao valor dos bits 0 a 15, perfazendo o valor final da faixa do PESO. OBS: No indicador 3105C ou C.S, este comando não existe. 4.3.10. Verificação dos parâmetros de calibração (0x51) Lê todos os parâmetros de calibração do indicador. Tempo máximo de execução: 50 ms Quadro de Comandos: 1 TRG 0x51 2 NU 3 NU Quadro de Respostas: 1 TRG 0x51 2 Parâmetros 3 PESO DE CALIBRAÇÃO 4 CAPACIDADE MÁXIMA TRG Word 2 Parâmetros: Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (16) (16) Zero Tara Filtro Casas Decimais Degrau CAPAC PECAL Zero Tara Filtro Casas Decimais Degrau 00 Única Decimal Decimal 01 Única e Gravável 0 0 casas 1 1 10 Sucessiva 1 1 casa 2 2 11 Sucessiva e 2 2 casas 5 5 Gravável 3 3 casas 1 10* 4 4 casas 2 20* 5 50* 00 Desabilitado 01 Automático 10 Operador 11 Auto/Operador Decimal 0 R1 1 R2 2 R3 3 P1 4 P2 5 P3 6 P4 7 G1 8 G2 9 LN NOTA: Os valores das WORDS 3 e 4 são grandezas de 17 bits (bit 0 a 16). O valor do bit 16 deve ser multiplicado por 65536 e somado ao valor dos bits 0 a 15, perfazendo o respectivo valor final. * NOTA: Zero fixo à direita, conforme STATUS DO INDICADOR ver item 4.3.6 tabela Status 01, bit2. 18
5. Configuração e Instalação Todo dispositivo Ethernet/IP, DeviceNet ou Profibus DP precisa ser configurado antes de entrar em operação. Há parâmetros de configuração, como por exemplo, velocidade de comunicação e tamanho do buffer de comunicação, que precisam ser corretamente selecionados para que o dispositivo se comunique adequadamente. As configurações permitidas estão contidas em um arquivo EDS ou GSD que sempre acompanha qualquer dispositivo da Rede FieldBus. Além dos dados de configuração, o arquivo EDS ou GSD fornece informações sobre o dispositivo, como por exemplo, nome da empresa fabricante e respectiva versão, características do seu hardware, frequência máxima de polling, máximo tempo de resposta de acordo com a velocidade de comunicação selecionada, características padrão Ethernet/IP, DeviceNet ou Profibus DP aceitas, etc. Portanto, é imprescindível a sua utilização. A tabela a seguir indica alguns valores a serem utilizados em campo: Qtde. de Indicadores Programados no Gateway Bytes de Input Bytes de Output 1 14 14 2 26 26 3 38 38 4 50 50 8 98 98 12 146 146 20 242 2 Sendo: 1 word de Controle do Gateway de entrada 1 word de Controle do Gateway de saída 6 words de dados de entrada para cada Indicador configurado. 6 words de dados de saída para cada Indicador configurado. Obs.: Para o Gateway configurado para 20 Indicadores será somente enviado as Words de Status, Peso e Tara. Não sendo possível enviar comandos. 19
5.1. O arquivo EDS, mod. 2202 DeviceNet e mod. 2212 Ethernet/IP Abra o aplicativo Networx for DEVICENET, clique em Tools / Ferramentas, Selecione EDS Wizard. A seguinte tela aparecerá: Clique em Avançar > Escolha a opção Register an EDS file(s) (Registre um (uns) arquivo(s) EDS) da tela seguinte. Clique em Avançar > Uma nova tela aparecerá para que a posição do(s) arquivo(s) seja indicada. Selecione Register a single file e na caixa apropriada digite (ou procure), com caminho completo, o nome do arquivo EDS enviado. Clique em Avançar >, após verificação, aceite. Escolha o ícone que deverá representar esse dispositivo, clique em Avançar> e Concluir na última tela. O mod. 2202 já estará presente na lista de dispositivos ao lado esquerdo da tela principal, sob o título de Communication Adapter. Feito isso, o próximo passo é configurar a rede. No menu Network selecione Online 20
O programa deverá executar uma busca dos dispositivos instalados na rede DEVICENET. Uma vez que a procura por dispositivos tenha acabado, clique com o botão direito sobre o seu SCANNER, uma janela como a indicada ao lado deverá aparecer. Selecione a aba Scanlist (O programa deverá pedir para fazer um upload da configuração). Passe o Gateway para a Scanlist (lado direito da janela). Para isso, selecione o dispositivo e, em seguida, clique na seta indicando o sentido para direita (>). Dê um duplo click no dispositivo, uma janela de configuração de parâmetros de comunicação deverá aparecer. A figura ao lado indica a configuração de bytes de entrada e saída do Gateway mod. 2202, essa configuração depende do número de indicadores programados e não da quantidade existente em campo. Os valores corretos a serem configurados estão presentes na tabela da página 21. Configurados os tamanhos dos dados trocados entre o Gateway e o scanner, o próximo passo é o mapeamento dessas informações. Clique no checkbox Automap on Add caso ela já não esteja selecionada. Selecione a aba Input ainda nas propriedades do Scanner, se o Box de Automap estiver ativado, uma tela como a ao lado deverá aparecer. 21
Para finalizar, selecione a aba Output ainda nas propriedades do Scanner, se o Box de Automap estiver ativado, uma tela como a que aparece ao lado deverá aparecer. 5.2. Arquivo GSD, mod. 2222 Profibus DP É necessário que o arquivo de configuração MOD2222.GSD seja corretamente adicionado à estrutura de diretórios do aplicativo STEP7, portanto, a primeira ação é copiar este arquivo (presente no CD) para C:\Siemens\Step7\S7data\gsd. Abra o aplicativo STEP7, carregue seu projeto, abra o Configurador de HW e acione a opção Install New GSD. Conforme apresentado na figura ao lado. O arquivo GSD do mod. 2222 já faz parte da estrutura do STEP7, localizado no Catálogo de Hardware conforme figura ao lado. Para adicioná lo na rede Profibus DP, arraste o respectivo ícone para o barramento DP master system. 22
Em seguida é aberta a janela Properties PROFIBUS interface MOD2222, onde o programador define o endereço do mod. 2222 na rede, de acordo com a posição das suas chaves x10 e x1. Neste exemplo definimos o endereço 77. O próximo passo é alocar o buffer de comunicação na região de memória de I/O do CLP, sendo necessário saber quanto de memória o mod. 2222 necessita. Arraste o ícone Universal module para a linha 1 da tabela de endereços. Observe que o STEP7 aloca o buffer automaticamente na primeira posição vaga da sua memória de I/O. Neste exemplo, a faixa de endereços destinada ao mod. 2222 é de 0 ao 25 para a memória de entrada I Address e de 0 ao 25 para a de saída Q Address, perfazendo um total de 26 bytes (ou 13 WORDS) de entrada e 26 bytes (ou 13 WORDS) de saída. Para certificar se que o mod. 2222 foi corretamente alocado e reconhecido pelo CLP, execute o comando Consistency Check, não ocorrendo erros, execute Save and Compile. 6. Aplicações 6.1. Erro de comunicação Para esta aplicação, o Gateway se comunica com o CLP através de uma mensagem de dados contendo 6 WORDS de entrada por indicador. Após ser devidamente configurado e conectado a uma rede Fieldbus, se ocorrer qualquer erro de operação do Gateway (mau funcionamento, parada ou uma desconexão da rede Fieldbus), o CLP ao qual estiver conectado irá sinalizar um alarme relativo a este erro, de modo que o programador possa saber exatamente qual foi o nó da rede que apresentou problemas. Com o Gateway funcionando corretamente, se ocorrer algum problema com um dos indicadores (mau funcionamento, reset, falha na comunicação serial) por ele gerenciado, as words respectivas à esse indicador ficarão zeradas podendo ser analisado pelo Ladder a ocorrência desse erro monitorando a Word 1 de cada indicador configurado no Gateway. A figura ilustra uma configuração com essa ocorrência: 23
7. Especificações Técnicas 7.1. Interligação Proteções: isolação galvânica e opto elétrica on board. Endereço: DeviceNet selecionável de 1 a 63 através de chaves DIP Profibus DP configurável pelas chaves seletoras DEZENA e UNIDADE. Ethernet/IP DHCP ou configurável através de chaves DIP Comunicação: DeviceNet Taxa configurável entre 125Kbps a 500Kbps. Profibus Dp automaticamente detectado compatível com todas as faixas definidas no padrão Profibus DP Ethernet/IP 10/100 Mbps Pacote de dados: 1 word de entrada e 1 word de saída de controle do Gateway mais 6 words de entrada e 6 words de saída, por balança conectada. Conector: DeviceNet Plug de 5 pinos padrão. Profibus DP conector DB 9 fêmea. Ethernet/IP conector RJ45 Diagnóstico: Sinalização por leds. 7.2. Interligação Alfa Instrumentos meio elétrico / físico: RS485, cabo serial tipo Par Trançado, 3º fio para GND e Shield, sendo no mínimo AWG 26. protocolo: ALFA INSTRUMENTOS comunicação: Dados transmitidos a 19200 bps, 8 data bits, sem paridade e 2 stop bits nós em rede: Até 12 para leitura e escrita ou até 20 para somente leitura. tempo de atualização: 50 ms por balança e para a rede Fieldbus: 50ms x n de balanças conector: DB9 fêmea 7.3. Elétricas e Mecânicas temperatura de trabalho: 5 C a 55 C consumo: 100 ma @ 24VDC grau de proteção: IP 20 7.4. Mecânicas dimensões: 120 x 75 x 27, medidas em milímetros (detalhes na figura a seguir) embalagem: caixa plástica com encaixe a trilho DIN, terminal de aterramento incorporado. ALFA INSTRUMENTOS ELETRÔNICOS LTDA Rua Cel. Mario de Azevedo, 138 CEP: 02710 020 São Paulo SP F: (11) 3952 2299 Fx: (11) 3961 4266 SAC: 0800 772 2910 vendas@alfainstrumentos.com.br www.alfainstrumentos.com.br 24