Comunicação PROFIsafe com Inversor G120 Siemens

A segurança funcional é o processo de usar equipamentos não padronizados que tenham uma resposta segura das saídas em relação às entradas. Em sistemas onde a integridade física, a propriedade ou o ambiente estão em risco, é necessário um nível de segurança superior para assegurar uma operação adequada do processo em todos os aspectos. 

A Série Nexto de Controladores Programáveis da Altus oferece uma solução de controle com nível de segurança funcional SIL3 utilizando rede de campo PROFIBUS com a tecnologia PROFIsafe. 

Este documento demonstra como realizar a comunicação do controlador Altus com inversores Siemens que utilizam a tecnologia PROFIsafe.


Descrição

A solução de segurança funcional oferecida pela Série Nexto permite a comunicação com equipamentos Safety de outros fabricantes. Para isso, essa nota de aplicação demonstra como se faz a configuração e entrega junto os projetos demos criados para consulta de possíveis dúvidas. Questões referentes a programação e configuração do inversor Siemens mais aprofundadas não serão escopo deste documento.


Definição da Arquitetura de Referência

A arquitetura utilizada nesta documentação é semelhante à da figura abaixo.

Arquitetura com Inversor G120 da Siemens

No teste realizado nesta NAP, a UCP Safety NX3810 possui controle do STO (Safety Tork Off) para comandar uma parada de emergência do motor ou a entrada digital (DI4 e DI5) do CU240E-2-DP-F.

Em anexo existem 3 projetos.

  • "StandardProject.project" utilizado pelo MT8500
  • "SafetyProject.project" utilizado pelo MT8800
  • "project.mcp" utilizado pelo STARTER


Material Utilizado no Exemplo

Para a execução deste sistema foram utilizados os seguintes softwares:

  • MT8500 versão 3.03
  • MT8800 versão 1.00
  • STARTER versão 4.5.1
  • Jiga com NX3004, NX5001 e NX3810
  • Drive G120 Siemens
  • CU240E-2-DP-F versão 4.7 SP6


Aplicação Safety

O projeto em anexo a esta NAP foi desenvolvido para enviar um comando pelo controlador Nexto para parada de emergência do motor conectado ao inversor Siemens.

Para esta NAP, basta abrir os projetos em anexo e carregar nas respectivas UPCs, não sendo necessário fazer nenhuma alteração. Apenas uma atualização de projeto caso seja utilizada uma versão mais recente da ferramenta de programação.

Com o projeto executando é possível executar os seguintes comandos:

- Configurar a velocidade do motor: NSOLLA_SetPointVelocidade

- Ligar desligar o motor : STW1_0_ON

- Comandar uma parada de emergência tipo STO: bLogExchange_Command_STO (ou uma discrepância nas entradas digitais DI4 e DI5 do inversor)

- Reconhecer um ack de uma parada de emergência: bLogExchange_Command_Internal_Event_ack


Configurações Principais

Nos programadores STARTER, MT8500 e MT8800 existem alguns parâmetros/configurações importantes que devem ser configurados na criação do projeto ou na adaptação do projeto em anexo para que o mesmo seja utilizado em outra aplicação. As próximas seções apresentam estes parâmetros.


Slot do NX5001 e NX3810

No projeto Safety (MT8800), deve-se informar em qual slot do rack da UCP o módulo estará posicionado. Essa informação o MT8500 irá utilizar para posicionar estes dois módulos quando houver a importação do projeto Safety para o projeto Standard.

 

Slot do NX5001 e NX3810

Conforme pode ser visto na figura acima, a configuração do rack fica nos parâmetros de cada um desses dois módulos.


Instalação do GSD

Cada remota PROFIBUS possui um arquivo que contêm os dados de configuração e parametrização. Como neste exemplo estamos usando uma remota Siemens, deve-se baixar o GSD do mesmo no site da Siemens e deve ser instalado tanto no MT8500 quanto no MT8800.

 

Instalação do GSD

Para instalar o GSD, clicar no menu Tools/Device Repository/Install... e escolher o arquivo que se deseja instalar.


Configuração do endereço PROFIBUS da remota

Cada remota PROFIBUS deve possuir um endereço único na rede.

 

Configuração do endereço PROFIBUS da remota

Nesse exemplo, foi configurado o endereço 4 para esta remota(MT8800). O mesmo endereço foi configurado na dipswitch do inversor.


Configuração da remota

A remota Siemens, trabalha com o conceito de telegramas de comunicação. Então o mesmo telegrama configurado no inversor(STARTER) deve ser configurado na remota(MT8800). A ordem também deve ser respeitada.

 

Configuração dos telegramas

Neste exemplo foi configurado um telegrama PROFIsafe standard telegram 30, PZD-1/1 e um telegrama (1) Standard telegram 1, PZD-2/2. Note que estão declarados na mesma ordem nos dois softwares.


Configuração do endereço PROFIsafe da remota

Cada dispositivo PROFIsafe deve possuir um endereço único na rede.

 

Configuração do endereço PROFIsafe do dispositivo

Nesse exemplo, foi configurado o endereço 10 para esta remota. O mesmo endereço foi configurado no telegrama PROFIsafe.


Copiando e ativando configuração PROFIsafe no Inversor

Após configurar o PROFIsafe no inversor, é necessário clicar no botão Copy parameters para copiar a parametrização da CPU1 para a CPU2 do inversor. Após isso é necessário ativar as configuração clicando no botão Activate Settings.


Copiando e ativando configuração PROFIsafe no Inversor


Identificando os bits do telegrama PROFIsafe

Para saber o que significa cada bit do telegrama PROFIsafe selecionado, deve-se consultar o manual Safety do respectivo inversor que se encontra disponível no site da Siemens.

 

Identificando os bits do telegrama PROFIsafe

Nesse exemplo, deve-se cuidar o que é status e controle. Sabendo qual bit é, deve-se inserir um TAG para ser utilizado no projeto.


Identificando os words/bits do telegrama PROFIBUS standard

Para saber o que significa cada bit do telegrama PROFIFUS do PROFIdrive selecionado, deve-se consultar o manual PROFIdrive do respectivo inversor que se encontra disponível no site da Siemens.

Como não existe uma tabela fácil para a associação dos words e bits, sugere-se consultar a configuração usando o projeto do STARTER.

 

Identificando a word de controle 0 e seus respectivos bits

Atenção: os bits são swapados.

 

Identificando a word de controle 0 e 1

 

Identificando a word de status 0 e seus respectivos bits

Atenção: os bits são swapados.

 

Identificando a word de status 0 e 1


Configurando Logical Exchanges

Para o projeto safety(NX3810) e não safety(NX3004) trocar dados, é necessário utilizar Logical Exchanges.

 

Configurando Logical Exchanges


Lógica de usuário

Para cada device PROFIsafe deve haver uma função ProfisafeHost.


Lógica de usuário


Importando projeto Safety

No MasterTool Standard (MT8500), o projeto safety do MT8800 deve ser importado, clicando no menu Projeto/Import Safety Project....

 

Importando projeto Safety


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