PROFIBUS - Il multitalento per la comunicazione … · 2008-05-05 · • PLC: SIMATIC S7-300,...

PROFIBUSIl multitalento per la comunicazione nell'industria di processo

Brochure · Aprile 2008

PROFIBUS

www.siemens.com/profibus

© Siemens AG 2008

PROFIBUS2

Totally Integrated Automation

Con Totally Integrated Automation (TIA) Siemens offre come unico produttore una base omogenea per la realizzazione di soluzioni di automazione su misura per il cliente – in tutti i set-tori, dall'entrata dei materiali fino all'uscita dei prodotti finiti.

TIA si distingue per la sua omogeneità del tutto particolare.

Questa omogeneità non soltanto consente una netta riduzio-ne delle interfacce, ma garantisce anche la massima traspa-renza a tutti i livelli – dal livello di campo attraverso quello di controllo della produzione fino al livello di gestione aziendale.Naturalmente potete approfittare di Totally Integrated Auto-mation durante l'intero ciclo di vita dei vostri impianti - dalle prime fasi della pianificazione fino all'esercizio ed alla moder-nizzazione, Qui l'omogeneità sistematicamente applicata al continuo sviluppo dei nostri prodotti e sistemi assicura un ele-vato grado di sicurezza di investimento, grazie all'esclusione di interfacce inutili.

TotallyIntegratedAutomation

Control Level

Operations Level

Field Level

Management Level

SIMATIC HMIHuman Machine Interface

SINAMICS Drive Systems

SIMATIC ControllersModular/Embedded/PC-based

ERP – Enterprise Resource Planning

MES – Manufacturing Execution Systems

SIMOTIONMotion Control System

SIMATIC PCS 7Process Control (DCS)

SINUMERIKComputer Numeric Control

• Maintenance• Modernization and Upgrade

Industrial Software for

• Design and Engineering• Installation and Commissioning• Operation

SIMATIC NETIndustrialCommunication

SIMATIC Distributed I/OProcess Instrumentation

SIMATIC IT

AS-InterfacePROFIBUS PA

HART

Industrial Ethernet

Ethernet

Ethernet

IO-Link

SIMATIC Sensors

© Siemens AG 2008

PROFIBUS 3

Fin dall'inizio dello sviluppo dei nostri prodotti e sistemi fissiamo come caratteristica fondamentale l'assoluta omo-geneità.

Il risultato: perfetta interazione di tutti i componenti - dal con-trollore al sistema di servizio e supervisione e agli azionamenti fino al sistema di controllo di processo. Si riduce così la comp-lessità della soluzione di automazione del vostro impianto. Lo potete constatare ad esempio già nella fase di engineering della soluzione di automazione, riscontrando un minore dis-pendio di tempo e costi, nonché durante l'esercizio, grazie al supporto delle potenti funzioni di diagnostica omogenea di Totally Integrated Automation per l'aumento della disponibili-tà del vostro impianto.

Contenuto

text

PROFIBUS

PROFIBUS - un bus di campo omogeneo per tutta l'automazione di processo . . . . . . . . . . . . . . . 4

I vostri vantaggi con PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

PROFIBUS - collaudato e sicuro per il futuro. . . . . . . . . 8

Fondamenti tecnici

Caratteristiche e norme generali . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Caratteristiche di PROFIBUS DP e PROFIBUS PA . . . . . 10

PROFIBUS in aree a rischio di esplosione . . . . . . . . . . 12

Comunicazione orientata alla sicurezza. . . . . . . . . . . 13

Gestione delle apparecchiature con GSD e EDD . . . . 14

Interoperabilità e sostituibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Architettura di bus

Architettura PROFIBUS DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Architettura PROFIBUS PA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Dati tecnici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Progettazione e diagnostica

Progettazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Diagnostica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Tempi ciclo di PROFIBUS e relativo calcolo . . . . . . . . . 24

Esempi applicativi

Norsk Hydro Energy - Oil & Gas Plattform, Norvegia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Bitburger – Fabbrica di birra, Germania . . . . . . . . . . . 26

Periferia di processo Siemens per PROFIBUS

Apparecchiature periferiche decentrate. . . . . . . . . . . 27

Azionamenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Strumenti di misura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Regolatori di processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Regolatori di posizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Monitoraggio di processo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Sistemi di pesatura e dosaggio. . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Analisi di gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Safety Integrated

TotallyIntegratedPower

SIRIUS Industrial ControlsSENTRON Switching DevicesSIMOCODE pro MotorManagement System

SIMATIC WinCCSCADA-System

KNX/EIB GAMMA instabus

PROFIBUS

AS-Interface

Industrial Ethernet

PROFINET

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PROFIBUS4

PROFIBUSUn bus di campo omogeneo per tutta l'automazione di processo

Identificazione Prova

Trasporto

INBOUND

Comando · Sistema di controllo di processo

Le principali apparecchiaturePROFIBUS:• Sistemi di elaborazione immagini

(SIMATIC Machine Vision)• Periferia decentrata (SIMATIC ET 200)• Posizionatore per valvole (SIPART PS)

Le principali apparecchiaturePROFIBUS:• Avviatori motore (SIMOCODE,

SIRIUS)• Azionamenti (SINAMICS)• Sistema di pesatura dinamico/

bilancia a nastro

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Pannelli operatore (SIMATIC HMI)• Lettori di barcode + ID (MOBY)• Periferia decentrata

(SIMATIC ET 200)

Requisiti per il bus di campo:alta velocità, real-time,determinismo: PROFIBUS DP

Miscelazione

PRIMARY PROCESS

Reazione

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Periferia decentrata (SIMATIC ET 200)• Misuratori di livello, pressione,

temperatura (SITRANS L, P, T)• Analisi (ULTRAMAT, LDS6)• Gascromatografia (Maxum)

Le principali apparecchiature PROFIBUS:

• Misuratori di portata, livello, pressione, temperatura (SITRANS F, L, P, T)

• Sistemi di pesatura (SIWAREX)• Avviatori motore (SIMOCODE, SIRIUS)

Requisiti per il bus di campo: alta velocità,grandi volumi di dati,ridondanza: PROFIBUS DP e apparecchiature a due fili,impiego nell'area Ex: PROFIBUS PA

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PROFIBUS 5

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

Realizzato con:

Imballaggio/riempimento

SECONDARY PROCESS

Separazione

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Azionamenti (SINAMICS, tecnologia

SIMATIC, SIMOTION)• Sistemi orientati alla sicurezza

(sistemi SIMATIC F)• Periferia decentrata (SIMATIC ET 200)

Le principali apparecchiaturePROFIBUS:• Misuratori di portata (SITRANS L)• Misuratori di livello (SITRANS L)• Avviatori motore (SIMOCODE,

SIRIUS)

Requisiti per il bus di campo: alta velocità, real-time,determinismo: PROFIBUS DP

Controllo di processo• DCS: SIMATIC PCS 7• PLC: SIMATIC S7-300, S7-400• Parametrizzazione, gestione degli impianti (SIMATIC PDM)

OUTBOUND

IdentificazioneTrasporto

Stoccaggio

Requisiti per il bus di campo:alta velocità, real-time,determinismo: PROFIBUS DP

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Lettori di barcode + ID (MOBY)• Pannelli operatore (SIMATIC HMI)• Periferia decentrata

(SIMATIC ET 200)

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Azionamenti (SINAMICS)• Avviatori motore

(SIMOCODE, SIRIUS)• Periferia decentrata

(SIMATIC ET 200)

Le principali apparecchiature PROFIBUS:• Misuratori di pressione,

temperatura (SITRANS P, T)• Misuratori di livello (SITRANS L)• Periferia decentrata

(SIMATIC ET 200)

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PROFIBUS6

Riducete il vostro Total Cost of Ownership –con il bus di campo flessibile per tutte le esigenze dell'industria di processo

Nell'industria di processo le linee di produzione sono spesso "ibride". I processi primari caratterizzati da operazioni come reazione, miscelazione o separazione (Primary Processes) ven-gono combinati con le applicazioni discrete dei processi se-condari (Secondary Processes), della logistica di ingresso (Inbound) o della logistica di uscita (Outbound). Tipiche di queste applicazioni sono attività quali indentificazione, tra-sporto, prova, riempimento, imballaggio o stoccaggio.

I requisiti cui deve soddisfare il bus di campo sono assai diver-si. Per l'automazione di processi, in ambienti spesso aggressi-vi, dannosi per la salute o a rischio d'esplosione, sono di fon-damentale importanza il collegamento diretto di apparecchia-ture a sicurezza intrinseca con relativa alimentazione tramite il mezzo trasmissivo nonché l'elevato contenuto informativo della comunicazione. Per le applicazioni manifatturiere sono invece importanti la velocità e la funzionalità deterministica.

Il PROFIBUS può soddisfare tutte queste esigenze come bus di campo attualmente unico al mondo. Con tecniche di tra-smissione combinabili tra di loro, un profilo di comunicazione uniforme e profili applicativi addizionali per le tipiche funzio-nalità delle apparecchiature, ad es. PA Devices, PROFIdrive o PROFIsafe, il PROFIBUS è in grado come nessun altro bus di campo di collegare tra di loro in modo omogeneo la produzio-ne di processo e la produzione manifatturiera. Ulteriori profili applicativi offrono la possibilità di integrare direttamente in-stallazioni già esistenti con tecnica 4 ... 20 mA e apparecchia-ture HART salvaguardando pertanto gli investimenti già fatti.

Una simile architettura di bus omogenea offre enormi rispar-mi di costi. La riduzione dei costi riguarda la tecnica costrutti-va, il montaggio e il cablaggio ma anche la pianificazione, l'en-gineering, la messa in servizio, il test nonché la documenta-zione e il training.

Sono poi da valutare ancora i risparmi di costi che possono de-rivare da un Asset Management efficiente per la manutenzio-ne e in un esercizio a lungo termine.

"Gli utenti in settori ibridi, come l'industria chimica, far-maceutica o dei generi alimentari e voluttuari, possono approfittare della singolare capacità di un sistema PROFIBUS, di realizzare un'integrazione diretta tra ap-parecchiature da campo (ad es. trasduttori di pressione e misuratori di portata) e apparecchiature tipiche dell'automazione discreta (ad es. azionamenti e sen-sori)."

Studio pubblicato dall'ARC"The Value Proposition of PROFIBUS in the Hybrid Industries"

ARC Advisory Group, Dedham/MA, USA

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PROFIBUS 7

PROFIBUS – I vostri vantaggi

Riduzione dei costi

■ Minimizzazione del Total Cost of Ownership con comunicazione omogenea tramite bus di campo: – Per tutti i settori dell'industria manifatturiera, di

processo e ibrida– In tutte le fasi del processo di produzione– Durante l'intero ciclo di vita dell'impianto

■ Minori oneri di pianificazione e engineering nonché costi di messa in servizio ridotti rispetto alla trasmis-sione di segnali convenzionale tramite collegamenti punto a punto

■ Il collegamento diretto di apparechiature di processo nell'area Ex fa risparmiare cablaggio e tecnica d'installazione per permutazione, distribuzione, ali-mentazione e montaggio

■ Safety Integrated System con comunicazione PROFIBUS orientata alla sicurezza come alternativa economica a sistemi di sicurezza separati

■ Configurazioni d'impianto a costo ottimizzato per un'elevata disponibilità grazie a Flexible Modular Redundancy

■ Asset Management efficace con previsione del tempo di funzionamento residuo e pianificazione della manutenzione preventiva

Disponibilità e performance elevate

■ Ridondanza e completa diagnostica online

■ Parametrizzazione centralizzata e manutenzione proattiva con efficienti sistemi/strumenti di manage-ment

■ Nessuna necessità di taratura sistematica delle appa-recchiature da campo

■ Comunicazione veloce e sicura nonché alta preci-sione di misura

Flessibilità e sicurezza dell'investimento

■ La più ampia base di installato in tutto il mondo con oltre 23 milioni di nodi PROFIBUS, di cui 3,3 milioni nell'industria di processo

■ Interoperabilità e sostituibilità con una gamma di oltre 2 500 apparecchiature di oltre 1 400 produttori internazionali

■ Coesistenza di apparecchiature semplici e complesse con protocollo di comunicazione uniforme e profili applicativi addizionali per specifiche funzioni delle apparecchiature (ad es. PROFIdrive per azionamenti, Ident per lettori di barcode o PA Devices per apparec-chiature di processo)

■ Ampliabilità e compatibilità garantita degli ulteriori sviluppi

■ Le comuni apparecchiature 4 ... 20 mA e HART sono integrabili direttamente

■ Accettazione in tutto il mondo grazie a tecnologie conformi a IEC e ISO

■ Supporto in tutto il mondo da parte di PROFIBUS International con – 25 organizzazioni regionali– 36 Competence Center– 10 laboratori di test– 12 Training Center

Protezione dell'uomo e della macchina

■ Integrazione diretta della comunicazione di sicurezza con PROFIsafe invece di un bus di sicurezza separato

■ Ampio contenuto di informazioni e comunicazione bidirezionale per una diagnostica ampliata che con-sente di rilevare ed eliminare i guasti in modo più veloce e preciso.

Installazione semplice

■ Apparecchiature certificate da FISCO consentono il "Plug and Play" nell'area Ex. Non sono necessari labo-riosi calcoli relativi alla sicurezza.

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PROFIBUS8

PROFIBUS - collaudato e sicuro per il futuro

Con la sua tecnologia avanzata, definita in norme internazio-nali, PROFIBUS ha raggiunto la posizione di leader sul mercato mondiale dei bus di campo. Questa tecnologia è caratterizzata da

• Impiego di standard aperti• Compatibilità• Impiegabilità universale• Ampliabilità flessibile• Elevata affidabilità

Questo è attestato dalla più ampia base di installato in tutto il mondo con oltre 23 milioni di nodi PROFIBUS, di cui 3,3 milio-ni nell'industria di processo con ca. 630 000 nodi PROFIBUS PA installati (situazione a fine 2007).

PROFIsafe, che consente la trasmissione di dati orientati alla sicurezza e dati standard di comando tramite un unico cavo di bus, si è anche affermato sul mercato raggiungendo una posi-zione di leader sia nell'automazione di processo sia in quella manifatturiera. Dall'introduzione della tecnologia PROFIsafe nell'anno 1999 fino alla fine del 2006 sono stati già forniti più di 230 000 nodi PROFIsafe.

Tutti i principali produttori supportano lo standard PROFIBUS con un insieme di oltre 2 500 prodotti e servizi diversi.

Nodi PROFIBUS installati

Più di 1 400 aziende produttrici e utilizzatrici, tra le quali i for-nitori di prodotti e sistemi di primo piano a livello mondiale, si sono associate a PROFIBUS International (PI), la più grande or-ganizzazione internazionale di utenti di bus di campo. Questa potente organizzazione promuove la diffusione ed il continuo sviluppo di PROFIBUS e supporta i suoi membri in tutti i conti-nenti tramite una rete di:

• 25 organizzazioni PROFIBUS regionali in 24 Paesi• 36 PROFIBUS-Competence Center in 21 Paesi• 10 laboratori di test • 12 Training Center in 8 Paesi

Un'offerta completa di informazioni su PROFIBUS International si trova in Internet all'indirizzo www.profibus.com.

Totally Integrated Automation con PROFIBUS

Il PROFIBUS, quale mezzo di comunicazione per il livello di campo, è parte integrante essenziale di Totally Integrated Au-tomation (TIA), la base unica nel suo genere, che Siemens of-fre per l'automazione omogenea, su misura per il cliente, in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo o ibrida – dall'entrata dei materiali fino all'uscita dei prodotti finiti e durante tutto il ciclo di vita di un impianto.

Nell'ambito di TIA sono garantite ampliabilità e sicurezza degli investimenti grazie alla compatibilità dei progressivi sviluppi innovativi.

Comunicazione di campo tramite PROFIBUS

1990

1994

2000

2004

2007

5 M

20 M

15 M

10 M

tempo

Fonte: PROFIBUS International

Ciclo di vita dell'impianto di produzione

Pianifica-zione e progetta-

zione

Installa-zione e messa inservizio

Manuten-zione eservice

Moder-nizza-zione

Esercizioproduttivo

Processo produttivo

Processo primario

Logistica d'ingresso

Processo secondario

Logisticad'uscita

Ener

gia

Raf

finer

ia

Acqu

a

Chi

mic

a

Olio

e g

as

Cel

lulo

sa e

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Ind.

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ilistic

a

Elet

troni

ca

Cem

ento

e v

etro

Industrie

Settori

Industriamanifatturiera

Industria di processo

Industriaibrida

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Fondamenti tecnici 9

Fondamenti tecniciCaratteristiche e norme generali

Classificazione e caratteristiche

Nell'industria di processo, la trasmissione convenzionale dei segnali tra i sensori/gli attuatori nel campo e i moduli di ingres-so/uscita del sistema di controllo di processo è realizzata tramite collegamenti punto a punto paralleli con conduttori in rame. I segnali analogici vengono di norma trasmessi con un livello di 4 ... 20 mA.

Contrariamente a questo, i sistemi di bus di campo come il PROFIBUS consentono la comunicazione digitale tra il sistema di automazione (controllore) e le apparecchiature nel campo tramite un unico cavo di bus seriale. Questa comunicazione è caratterizzata dalla trasmissione ciclica dei dati di processo nonché dall'inoltro aciclico di allarmi/interrupt, parametri e dati diagnostici.

La conseguente riduzione dell'onere di cablaggio e dell'hard-ware di ingresso/uscita rappresenta un enorme potenziale di risparmio. Il contenuto di informazioni notevolmente maggio-re della trasmissione digitale implica ulteriori vantaggi di costo significativi nell'esercizio e nella manutenzione degli impianti grazie a:

• Comunicazione bidirezionale (emissione del valore di riferi-mento e rilevamento della posizione attuale della valvola)

• Informazioni diagnostiche complete per Asset Manage-ment

• Grande precisione (risoluzione di 32 bit)

Il PROFIBUS è un bus semplice, robusto e affidabile, che può essere ampliato online e impiegato in ambienti standard non critici come pure in aree a rischio d'esplosione.

Oltre a queste caratteristiche sono di rilevante importanza per l'automazione di processo le seguenti funzioni di PROFIBUS:

• Integrazione di apparecchiature HART già installate• Ridondanza• Comunicazione orientata alla sicurezza con PROFIsafe• Sincronizzazione oraria• Timbratura oraria

Come bus aperto universale il PROFIBUS gestisce

• Comunicazione veloce con apparecchiature da campo in-telligenti decentrate (PROFIBUS con fisica DP)

• Comunicazione e contemporanea alimentazione d'energia per trasmettitori e attuatori (PROFIBUS con fisica PA)

Grazie al suo concetto modulare con tecniche di trasmissione complementari, un protocollo di comunicazione omogeneo ed una molteplicità di profili sovrapposti per applicazioni specifiche (ad es. PA Devices, PROFIsafe, PROFIdrive, I/O remo-ti per PA, sistemi di identificazione o di pesatura/dosaggio), il PROFIBUS è l'unico bus di campo che può essere impiegato sia nell'industria manifatturiera sia nell'industria di processo.

Normativa internazionale

La standardizzazione del PROFIBUS è avvenuta nel 1991 dapprima nella normativa nazionale tedesca DIN 19245 e poi nel 1996 nella normativa europea EN 50170. Dal 1999 il PROFIBUS è integrato nelle normative internazionali IEC 61158 e IEC 61784.

Confronto tra tecnica costruttiva del PROFIBUS e trasmissione di segnali convenzionale

PROFIBUS

PROFIBUS

Sottodistributori

Azionamenti Strumenti di misura Motor-Management I/O Ex remoti

Distributore di accoppiamento

Separazione Ex

Quadro diautomazione

convenzionale Quadro diautomazione

PROFIBUS PA(Non-Ex)

PROFIBUS PA(Ex)

Quadro di periferiadecentrata

DP/PA Link

I/O remoti

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Fondamenti tecnici10

Caratteristiche di PROFIBUS DP e PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Il PROFIBUS DP, progettato per elevate velocità di trasmissione (fino a 12 Mbit/s) e brevi tempi di reazione (fino a 1 ms), è per-fettamente adatto all'impiego per il comando diretto di

• Apparecchiature da campo intelligenti, ad es. avviatori mo-tore, azionamenti, apparecchiature di analisi, regolatori di processo o pannelli operatore

• Apparecchiature periferiche decentrate: I/O remoti come ET 200M, ET 200iSP o ET 200S

Grazie alla combinazione dei meccanismi di comunicazione standard di PROFIBUS con uno speciale profilo HART per la riproduzione del modello Client-Master-Server di HART sul PROFIBUS, è possibile integrare anche il gran numero di appa-recchiature da campo HART, installate nel livello di campo, in reti di comunicazione PROFIBUS DP già esistenti o nuove.

Tecniche di trasmissione PROFIBUS

Comunicazione deterministica sul bus PROFIBUS

Il vantaggio risiede nel fatto che per la comunicazione PROFIBUS vera e propria nonché per la comunicazione HART con le apparecchiature periferiche decentrate viene utilizzato un unico cavo.

Tecniche di trasmissioneIl PROFIBUS DP può essere realizzato, secondo IEC 61158 e IEC 61784, nelle seguenti tecniche di trasmissione:

• RS 485Tecnica di trasmissione elettrica semplice ed economica sulla base di un cavo schermato a due fili.Una rete PROFIBUS elettrica è configurabile in struttura li-neare o ad albero.

• RS 485-iSTecnica di trasmissione elettrica a sicurezza intrinseca, rea-lizzata con un cavo schermato a due fili, con velocità di tra-smissione 1,5 Mbit/s per l'impiego in aree a rischio d'esplo-sione fino alla Zona Ex 1.Separazione tra RS 485 e RS 485-iS mediante trasformatore di disaccoppiamento (accoppiatore RS 485-iS).

• Fiber OpticTecnica di trasmissione ottica con cavi FO in fibra di vetro o di plastica, per la trasmissione veloce di grandi quantità di dati in ambienti fortemente inquinati da disturbi o per il su-peramento di grandi distanze.Con moduli OLM (Optical Link Module) è possibile la realiz-zazione di una rete ottica in struttura lineare, ad anello o a stella. In questo caso la struttura ad anello garantisce automaticamente la tolleranza da rottura conduttore (rete fault-tolerant). La distanza tra due OLM può arrivare fino a 15 km. In virtù della trasmissione ottica pressoché senza perdite d'energia, l'estensione complessiva della rete è limi-tata solo dai tempi di propagazione dei segnali.

Comunicazione deterministica sul busUna caratteristica del PROFIBUS è la comunicazione determini-stica secondo il principio Master-Slave, che garantisce perma-nentemente il comportamento temporale progettato del bus e i tempi di reazione definiti dei nodi/partner del bus. Essa è caratterizzata da

• Trasmissione ciclica di dati di processo • Inoltro aciclico di dati di progettazione, di allarme/interrupt

e di diagnostica

La finestra temporale per la comunicazione aciclica viene con-siderata automaticamente nella progettazione. Se il volume di dati in arrivo è maggiore della capacità di questa finestra, la comunicazione aciclica con un nodo/partner viene ripartita su più cicli.

PROFIBUS DP (RS 485-iS)

PROFIBUS PA (MBP)

PROFIBUS DP (RS 485)

OLM OLM

Industrial Ethernet

RS 485-iS Coupler

Ampie distanze con Fiber Optic

DP/PA Link

Sistema di automazione

Separazione EX + Repeater

t

1 2 3 4 1 2

Lettura delle variabili di processo,

scrittura di variabili modificate

Parametrizzazione,diagnostica

ampliata

aciclicaciclica ciclica

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Esecuzione ridondante del PROFIBUS DP

RidondanzaIl PROFIBUS DP può essere realizzato in modo ridondante. Le apparecchiature periferiche decentrate vengono in tal caso collegate tramite due moduli d'interfaccia a due rami PROFIBUS DP ridondanti di un sistema di automazione ad ele-vata disponibilità, le apparecchiature da campo intelligenti al PROFIBUS PA tramite un DP/PA Link ridondante con due modu-li d'interfaccia. Tramite un Y-Link è possibile inoltre il funziona-mento di apparecchiature PROFIBUS DP non ridondanti colle-gate ad un PROFIBUS DP ridondante.

PROFIBUS PA

Il PROFIBUS PA, che consente con cavo a due fili e tecnica di trasmissione a sicurezza intrinseca MBP (Manchester Coded; Bus Powered) secondo IEC 61158 la trasmissione digitale di dati e la contemporanea alimentazione d'energia, si presta perfettamente all'impiego nell'industria di processo per l'inte-grazione diretta di apparecchiature come ad es. attuatori pneumatici, elettrovalvole o sensori per compiti di misura e di analisi, in ambienti fino alla Zona Ex 0 o 1.

Nonostante la velocità relativamente bassa di 31,25 kbit/s, il tempo di comunicazione tipico di un trasduttore di misura è solo di ca. 10 ms. Sono pertanto realizzabili praticamente tut-te le applicazioni tipiche dell'industria di processo, anche con impianti molto estesi.

Il PROFIBUS PA è realizzabile in struttura lineare o ad albero con cavi di derivazione molto lunghi (fino a 120 m) o anche in struttura ad anello. Per l'inoltro dell'alimentazione e per l'adat-tamento della velocità di trasmissione dati nel passaggio da PROFIBUS DP a PROFIBUS PA servono DP/PA Coupler o DP/PA Link.

Highlights di PROFIBUS DP

■ Protocollo di comunicazione PROFIBUS DP

■ Protocollo PROFIBUS per elevate velocità di trasmis-sione (fino a 12 Mbit/s) e rapidi tempi di reazione

■ Adatto per il comando diretto di – Apparecchiature da campo intelligenti, ad es. azio-

namenti, avviatori motore, apparecchiature di analisi, regolatori di processo o pannelli operatore

– I/O remoti come ET 200M, ET 200iSP, ET 200S

■ Possibilità di funzionamento ridondante

■ Cavo a due fili in rame per reti fino a max. 10 km (RS 485 fino alla Zona Ex 2, RS 485-iS fino alla Zona Ex 1)

■ Fibra ottica per reti insensibili ai disturbi estese su grandi distanze (> 15 km), fino alla Zona Ex 1

ET 200M

ET 200M

ET 200iSP

ET 200MPROFIsafe

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Sistema di automazione ad elevata disponibilità

DP/PA Link ridondante

Y-Link

Collegamento di apparecchiature PROFIBUS DP non ridondanti alPROFIBUS DP ridondante

Sensore/attuatore

Highlights di PROFIBUS PA

■ Protocollo di comunicazione PROFIBUS DP

■ Consente, con cavo a due fili e tecnica di trasmissione MBP, la trasmissione digitale di dati insieme alla con-temporanea alimentazione d'energia per le apparec-chiature da campo

■ Ideale per l'integrazione diretta di attuatori pneuma-tici, elettrovalvole e sensori per compiti di misura e di analisi in ambienti fino alla Zona Ex 0 o 1

■ Realizzabile in struttura lineare o ad albero con lun-ghezze di cavo/segmento fino a 1 900 m

■ Strutture ad anello consentono modifiche durante l'esercizio e l'isolamento automatico di segmenti difettosi

■ Si possono ottenere brevi tempi di comunicazione (tip. per trasmettitori di misura ca. 10 ms)

■ Grazie all'impiego di componenti certificati secondo il modello FISCO:– Notevole semplificazione della progettazione– Nessuna necessità di calcoli di circuiti Ex– Massimizzazione del numero di apparecchiature

controllabili

■ Sostituzione delle apparecchiature da campo indi-pendentemente dal produttore

■ Barriere di campo consentono un incremento signifi-cativo del numero di apparecchiature collegabili ad ogni segmento di bus nell'area Ex nonché della lun-ghezza del rispettivo cavo di segmento

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PROFIBUS in aree a rischio di esplosione

Panoramica sul funzionamento del PROFIBUS in atmosfere di gas e polveri a rischio d'esplosione

1) Atmosfera con polveri: Installazione dei componenti sempre in un contenitore con grado di protezione IP6x2) Con alimentazione standard DC 10 A3) Soddisfa anche FM/UL secondo Class I Division 2

PROFIBUS in aree Ex

Per poter utilizzare il PROFIBUS nell'area Ex, sono necessari adattamenti della fisica del bus. Il protocollo PROFIBUS resta invece invariato in tutte le condizioni di funzionamento am-bientali. Con la tecnica di trasmissione elettrica RS 485 oppure ottica, il PROFIBUS DP può essere condotto normalmente fino nella Zona Ex 2. Mediante un traformatore di disaccoppiamen-to (Coupler RS 485-iS) e la tecnica di trasmissione RS 485-iS, è possibile condurre il PROFIBUS DP come bus di campo a sicu-rezza intrinseca fino nella Zona Ex 1. Il PROFIBUS DP a sicurez-za intrinseca è specificato per il modo di protezione antidefla-grante EEx(ib).

Con il DP/PA Link in esecuzione Ex si disaccoppia il PROFIBUS PA dal PROFIBUS DP. Il PROFIBUS PA a sicurezza in-trinseca all'uscita del DP/PA-Coupler è così disponibile per sen-sori e attuatori nelle aree a rischio d'esplosione delle Zone 0 o 1. Esso soddisfa i requisiti dei tipi di protezione antideflagran-te EEx(ia) e EEx(ib).

FM/UL

ATEX

ATEX

FM/UL

S7-400 ET 200S SIMOCODE pro

ET 200iSP

Industrial Ethernet

PROFIBUS DP-iS

PROFIBUS PA1)

1)

1)

ET 200M1)

1)2)

1) 3)

Ex e, Ex d Ex e, Ex d

Ex i, Ex e, Ex d

Ex i

Zona 2 Zona 1 Zona 0

Class I Zone 2 Class I Zone 1 Class I Zone 0

Zona 22 Zona 21 Zona 20

Class II Zone 2 Class II Zone 1 Class II Zone 0POLVERE

GAS

Sistema di controllo di processo

Trasformatore di separa-zione del bus di campo

Area a rischio d'esplosione

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

DP/PA Link

Attuatori/sensori

Attuatori/sensori

Confronto tra Zone e Classes/Divisions

Norme NEC 505 NEC 500

Atmosfera

Gas, vapori Zona 0

Zona 1

Class I, Division 1

Zona 2 Class I, Division 2

Polveri Zona 20Zona 21

Class II, Division 1

Zona 22 Class II, Division 2

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Comunicazione orientata alla sicurezza

Modello FISCO

In caso di riprogettazione o modifica del PROFIBUS PA nell'area Ex, non sono necessari onerosi calcoli di circuiti Ex, se i com-ponenti coinvolti (accoppiatore Ex, cavo, apparecchiature da campo, terminazione del bus) sono certificati da un ente di omologazione autorizzato, ad es. PTB o UL, secondo il modello FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept). Ne risultano notevoli risparmi di costi in fase di progettazione e durante l'esercizio. Anche in caso di aggiunta o rimozione di apparecchiature non sono più necessari calcoli di alcun tipo.

Secondo il modello FISCO, una rete è a sicurezza intrinseca se i suddetti componenti rispettano valori limiti prefissati per tensione, corrente, potenza, induttanza e capacità. Con l'impiego di componenti omologati secondo FISCO, ad es. Ex-DP/PA Coupler e apparecchiature da campo PA di Siemens, è possibile massimizzare il numero di apparecchiature collega-te ad un ramo e aumentare la varietà di componenti multi-vendor nella sostituzione di apparecchiature o nell'amplia-mento degli impianti.

Comunicazione orientata alla sicurezza con PROFIsafe

PROFIsafe è un profilo, che realizza la comunicazione PROFIBUS sicura tra

• Apparecchiature orientate alla sicurezza nel campo • Applicazioni rilevanti per la sicurezza elaborate nei sistemi

di automazione a fronte di esigenze elevate fino a - Cat 4 secondo EN 954- AK6 o SIL3 secondo IEC 61508.

Il profilo PROFIsafe viene implementato come strato software addizionale nelle apparecchiature e nei sistemi, senza che siano modificati i meccanismi di comunicazione standard di PROFIBUS. E' pertanto possibile impiegare senza modifiche i componenti standard interessati alla comunicazione di en-trambi i nodi/partner PROFIsafe, (ad es. unità di comunicazio-ne, connettori o cavi).

Dati standard e orientati alla sicurezza vengono trasmessi con PROFIsafe tramite lo stesso cavo di bus. Una comunicazione senza collisioni è possi-bile tramite un sistema di bus con componenti di rete indipendenti dal mezzo trasmissivo.

Inoltre, le apparecchiature PROFIsafe in rete PROFIBUS posso-no funzionare insieme ad apparecchiature standard, a scelta anche ridondanti. L'utilizzo di PROFIsafe è anche possibile nell'esercizio a sicurezza intrinseca.

PROFIsafe riconosce una molteplicità di possibili errori nella comunicazione seriale, ad es.

• Ritardo• Perdita• Ripetizione o alterazione di dati• Sequenza errata• Indirizzamento errato

PROFIsafe rileva questi errori mediante:

• Numerazione progressiva dei telegrammi di sicurezza• Timbratura oraria per i telegrammi in arrivo e relativo rico-

noscimento• Identificazione di trasmettitore e ricevitore• Salvataggio supplementare dei dati (Cyclic Redundancy

Check)

Il protocollo V2 PROFIsafe supporta la comunicazione sicura per i bus standard aperti - sia che si tratti del collaudato PROFIBUS DP o di PROFINET IO.

Dati orientati alla sicurezza

Protocollo BUS standard

Protocollo BUS standard

PROFIsafe-Layer

PROFIsafe-Layer

Dati orientati alla sicurezza

Dati standard

Dati standard

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Gestione apparecchiature con GSD e EDD

Engineering con GSD e EDD

Engineering efficiente con GSD e EDD

L'intelligenza delle apparecchiature da campo e dei compo-nenti di periferia decentrata è notevolmente aumentata. Oggi queste apparecchiature offrono un insieme di funzioni e infor-mazioni che prima erano di dominio solo dei controllori.

Gli strumenti impiegati per engineering, parametrizzazione, messa in servizio, diagnostica, Asset Management e Service (ad es. SIMATIC PDM) e i controllori gerarchicamente sovraor-dinati necessitano per la reciproca comunicazione di una de-scrizione precisa e completa dei dati specifici d'apparecchiatu-ra e delle relative funzioni, ad es.

• Tipo di funzione applicativa• Parametri di configurazione• Unità di misura• Valori limite e predefiniti (di default)• Campi di valori

Questa descrizione viene messa a disposizione dal produttore dell'apparecchiatura nella forma seguente:

• Come file con i dati base dell'apparecchiatura (GSD) per lo scambio dati ciclico tra master e slave PROFIBUS

• Come Electronic Device Description (EDD) con caratteristi-che normalizzate e specifiche del produttore per la parame-trizzazione, la diagnostica e la visualizzazione acicliche di valori di misura.

Esempio di un file di dati base d'apparecchiatura

File di dati base d'apparecchiatura GSDIl file GSD è un file di testo ASCII, nel quale sono descritte le caratteristiche di comunicazione generali e specifiche di

un'apparecchiatura PROFIBUS mediante parole chiave obbli-gatorie e opzionali. Numeri identificativi di produttore e di profilo aumentano la sicurezza di progettazione e facilitano la sostituibilità delle apparecchiature.

Il file GSD descrive tutti i parametri fondamentali per la comu-nicazione ciclica.

Electronic Device Description EDDPer i compiti basati sulla comunicazione aciclica, la descrizio-ne EDD, approntata dal produttore dell'apparecchiatura con il potente linguaggio descrittivo EDDL (Electronic Device De-scription Language), fornisce le necessarie informazioni sull'apparecchiatura. L'EDD è impiegabile per apparecchiature sia semplici che complesse. Tra questi compiti rientrano

• Engineering• Messa in servizio• Diagnostica• Visualizzazione di valori di misura• Asset Management• Documentazione

Insieme con il potente Process Device Manager SIMATIC PDM essa unifica la superficie operativa e la guida operatore. La re-alizzazione è assai confortevole e non richiede conoscenze speciali. Nella realizzazione dell'EDD è possibile integrare an-che EDD già esistenti, descrizioni di profili e biblioteche di te-sti.

PROFIBUS

GSD

ad es. apparecchiature periferiche decentrate

ad es. trasmettitori intelligenti, valvole

EDDe GSD

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Interoperabilità e sostituibilità

Interoperabilità

L'interoperabilità del PROFIBUS consente all'utente di far fun-zionare in coesistenza su un controllore apparecchiature da campo di produttori diversi. La base di ciò è costituita dalle descrizioni dell'apparecchiatura GSD e EDD. Dal file GSD vengono generati i parametri di comunicazione per il master PROFIBUS durante la progettazione del bus con l'Engineering System. Questi parametri determinano le caratteristiche e le funzioni della comunicazione ciclica Master-Slave.

Sulla base dell'EDD fornito dal produttore dell'apparecchiatura è possibile, con un opportuno strumento di engineering come SIMATIC PDM, definire i parametri specifici dell'apparecchiatu-ra della comunicazione aciclica, ad es. per la parametrizzazio-ne, la diagnostica o la visualizzazione di valori di misura.

Sostituibilità

Il master PROFIBUS riconosce il produttore e il profilo PA delle apparecchiature collegate al PROFIBUS in base al loro numero identificativo GSD. Grazie ad un "profilo PA" indipendente dal produttore, è possibile sostituire apparecchiature PROFIBUS aventi un determinato profilo con apparecchiature equivalenti di un altro produttore.

Tali "profili PA" universali sono disponibili ad es. per

• Apparecchiature per conteggio• Apparecchiature per misura di pressione, portata o livello• Regolatori di posizione • Apparecchiature di analisi• Apparecchiature di ingresso/uscita digitali• Apparecchiature multivariabili

Interoperabilità di apparecchiature di produttori diversi

Sostituibilità di apparecchiature multi-vendor

GSD

EDD

PROFIBUS DP/PA

Produttore CProduttore BProduttore A

Master PROFIBUS

Parametri di appa-recchiatura da EDD

Parametri di comunicazione da GSD Engineering System

con SIMATIC PDM

Dati descrittivi dell'apparecchiatura forniti dal produttore

GSD

PROFIBUS PA

Master PROFIBUS

Trasduttore di pressione,Produttore A

Trasduttore di pressione,Produttore B

GSD multi-vendorcon profilo PA,ad es. pressione

Sostituzione

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Architettura di bus16

Architettura di busArchitettura PROFIBUS DP

Rete elettrica RS 485 in struttura lineare/ad albero

Rete elettrica RS 485

La semplice ed economica tecnica di trasmissione RS 485 a due conduttori è perfettamente adatta all'impiego con reti in struttura lineare/ad albero con elevata velocità di trasmissio-ne. L'estensione della rete è complessivamente inferiore ri-spetto ad una rete ottica; mediante la segmentazione e la rige-nerazione dei segnali con max. 9 repeater sono però raggiun-gibili anche distanze da 1 km (a 12 Mbit/s) fino a 10 km (a 187,5 kbit/s), in funzione della velocità di trasmissione.

Al posto dei repeater standard sono impiegabili anche repea-ter diagnostici, che eseguono oltre alla rigenerazione dei se-gnali anche la sorveglianza online del segmento di bus colle-gato.

Un segmento può avere fino a 32 nodi/partner (master/slave), l'intera rete fino a 126 nodi/partner. All'inizio e alla fine di ogni segmento va prevista una terminazione attiva del cavo, che è già integrata nell'apparecchiatura (ad es. repeater) oppure è disponibile come elemento di chiusura RS 485 attivo.

Nell'esempio di configurazione (figura in alto) sono assegnati dei possibili indirizzi ai singoli nodi/partner del bus.

Semplici repeater sono in effetti nodi/partner elettrici in rete PROFIBUS, tuttavia poiché non comunicano, non ricevono al-cun indirizzo di nodo/partner.

Esempio di configurazione di un anello ottico, combinato con una rete elettrica

Anello ottico

I cavi di bus ottici sono certamente più costosi dei cavi elettrici delle reti RS 485, ma sono insensibili ai disturbi elettromagne-tici e possono, con fibra di vetro, superare distanze > di 15 km con una velocità di trasmissione di 12 Mbit/s.

Oltre alle reti ottiche si sono affermate soprattutto combina-zioni miste di reti elettriche e reti ottiche, che riuniscono i van-taggi di entrambe le tecniche di trasmissione.

Grazie ad una struttura ad anello fault-tolerant della rete otti-ca, sono impedite cadute della comunicazione, qualora il cavo venisse danneggiato o interrotto in un punto. L'integrazione dei segmenti di bus elettrici nell'anello ottico avviene tramite moduli Optical Link Module (OLM). In un anello ottico è possi-bile integrare fino a 122 OLM, mantenendo limitata a 15 km la massima distanza tra due OLM. Da un OLM possono dipen-dere fino a 32 nodi/partner del bus.

Nell'esempio di configurazione sono assegnati dei possibili in-dirizzi ai singoli nodi/partner del bus. Gli OLM sono visti come nodi/partner elettrici nell'ambito del rispettivo segmento, non hanno però alcun indirizzo di nodo/partner PROFIBUS.

2

2

9

13

20

20

19 18 17 16 15 14

12 11 10

8 7 6

3

3

4 5

Seg

men

to 1

Seg

men

to 2

Seg

men

to 3

Seg

men

to 4

200 m a 1,5 Mbit/s

Lunghezza di segmento1 200 m a max. 93,75 kbit/s1 000 m a 187,5 kbit/s 400 m a 500 kbit/s 200 m a 1,5 Mbit/s 100 m a 12 Mbit/s

Numero di nodi/partnermax. 126 nodi/partnermax. 9 Repeatermax. 32 nodi/partner persegmento

Termi-nazione

Repeater

IndizizzoDP Master

IndirizzoDP Slave

...

2

76

3

5

OLM

Lunghezza tra 2 OLMPlastica: 80 mPCF: 400 mVetro: 2-3 km (15 km - single mode)max. 12 Mbit/s

Numero di nodi/partnermax. 32 nodi/partner elettriciper OLMmax. 122 OLM per anello di OLM(dipendente dai parametri di busPROFIBUS DP)

otticoRamo di cavo I

Ramo di cavo II

max. 15 km

elettrico

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Architettura di bus 17

Architettura PROFIBUS PA

Configurazione del bus con DP/PA Coupler o DP/PA Link

Per un accoppiamento senza problemi tra PROFIBUS DP e PROFIBUS PA, la gamma di prodotti SIMATIC offre entrambi i componenti:

• DP/PA Couplercon ridotte strutture d'insieme (volume di dati) e limitate esigenze temporali

• DP/PA Linkcon molti nodi/partner ed esigenze elevate relative al tempo di ciclo

Entrambi funzionano con DC 24 V e possono essere installati in ambienti fino alla Zona Ex 2. Essi possono essere montati su una guida profilata S7-300

DP/PA CouplerIl DP/PA Coupler è parte integrante del DP/PA Link. Esso è di-sponibile in due varianti:

• DP/PA Coupler Ex [i] (max. 110 mA di corrente d'uscita)per la realizzazione di reti PROFIBUS PA in struttura lineare e ad albero in ambienti fino a Zona Ex 1, non per architet-ture ridondanti

• DP/PA Coupler FDC 157-0 (max. 1 000 mA di corrente di uscita)per la realizzazione di reti PROFIBUS PA in struttura lineare, ad albero e ad anello in ambienti fino a Zona Ex 2, impiega-bile per le architetture ridondanti "Anello" e "Ridondanza di accoppiamento"

Nel funzionamento come accoppiatore di reti autonomo, il DP/PA Coupler limita la velocità di trasmissione dei dati PROFIBUS DP a 45,45 kbit/s. Il master PROFIBUS indirizza direttamente i nodi/partner PROFIBUS PA.

I DP/PA Coupler FDC 157-0, progettati come slave di diagnosti-ca PROFIBUS, forniscono tramite PROFIBUS molteplici infor-mazioni di diagnostica e di stato per la localizzazione ed elimi-nazione rapida degli errori. Per questo modo di funzionamen-to essi necessitano di propri indirizzi PROFIBUS.

DP/PA LinkIl DP/PA Link è una combinazione modulare nel design dell'S7-300, comprendente:

• Interfaccia PROFIBUS DP IM 153-2 High Feature (a scelta ridondante)

• Fino a 5 DP/PA Coupler (Ex[i] o FDC 157-0)

L'impiego di moduli di bus attivi sul bus backplane consente "l'estrazione e l'inserimento" di singoli moduli in esercizio e la configurazione ridondante dell'intefaccia PROFIBUS DP.

Per l'alimentazione con DC 24 V possono essere impiegati gli alimentatori PS 307 o PS 305 – uno singolo o due ridondanti a seconda della configurazione.

Il DP/PA Link collega PROFIBUS DP e PROFIBUS PA tra di loro, disaccoppiando le velocità di trasmissione. E' pertanto possibi-le raggiungere nella rete PROFIBUS DP una velocità di trasmis-sione fino a 12 Mbit/s.

Esempi di configurazione con DP/PA Link e DP/PA Coupler

2 2

4 5

4 53 7 86

3

2

1 3 4

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

Soluzione High Speed con DP/PA Link

Lien DP/PA• modulo d’interfaccia IM 153-2 (semplice/ridondante)• DP/PA Coupler (max. 5 per ogni IM 153-2)• Slave in rete PROFIBUS DP - Master in rete PROFIBUS PA• max. 64 apparecchiature PA (244 byte di dati I/O)

Soluzione Low Cost con indirizzamento diretto

DP/PA Coupler • per la comunicazione trasparente • versione Ex 13,5 V / 110 mA • versione Non-Ex 31 V / 1000 mA

Master PROFIBUS S7-400

DP/PA Link

DP/PA Coupler

fino a 12 Mbit/s 45,45 kbit/s

31,25 kbit/s

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Architettura PROFIBUS PA

Topologie PROFIBUS PA: Linea e albero

Il DP/PA Link funge da slave nella rete PROFIBUS DP e da master nella rete PROFIBUS PA. Per il controllore sovraordinato, il DP/PA Link è uno slave modulare, i cui moduli rappresentano apparecchiature collegate al PROFIBUS PA. L'indirizzamento di queste apparecchiature avviene indirettamente tramite il DP/PA Link, che necessita di un solo indirizzo di nodo/partner.

In relazione alla velocità ed al numero delle apparecchiature PA per ogni master PROFIBUS (controllore), questa soluzione offre notevoli vantaggi rispetto alla soluzione con un solo DP/PA Coupler. Il master PROFIBUS sovraordinato può inter-rogare in una volta tutte le apparecchiature collegate al DP/PA Link. La velocità nella rete PROFIBUS DP non è influen-zata dalla rete PROFIBUS PA sottordinata, cosicché nello stesso unico ramo oltre alle apparecchiature PA possono funzionare anche apparecchiature DP senza degrado di performance.

Il raggruppamento dei dati consente, con 123 DP/PA Link per master PROFIBUS e 64 apparecchiature PA per DP/PA Link, il funzionamento di fino a 7 872 apparecchiature PA con un solo master PROFIBUS DP.

In collegamento con un DP/PA Link è possibile il funzionamen-to, oltre che di rami PROFIBUS PA con accoppiatore singolo, di un anello PROFIBUS PA o di un ramo PROFIBUS PA con ridon-danza di accoppiamento.

Esempio di architettura PROFIBUS con barriere di campo

Topologie

Il PROFIBUS PA può essere realizzato secondo topologie linea-ri, ad albero o ad anello.

Architettura con barriere di campo

Grazie alla separazione galvanica tra PROFIBUS PA a sicurezza intrinseca e non a sicurezza intrinseca, è possibile, con barrie-re di campo di diversi produttori, il funzionamento di apparec-chiature a sicurezza intrinseca collegate al DP/PA Coupler non a sicurezza intrinseca nel DP/PA Link. Ne può risultare pertanto un'elevata corrente di alimentazione nel segmento di bus. Ne derivano di conseguenza vantaggi come

• Più nodi/partner configurabili per segmento di bus• Impiegabilità di alimentatori/accoppiatori di reti economici• Realizzabilità di segmenti di bus più lunghi

La barriera di campo rappresentata come esempio in figura può essere installata nelle Zone Ex 1, 2, 21 o 22. Essa offre 4 derivazioni a sicurezza intrinseca (EEx i), resistenti a corto-circuito con 40 mA ciascuna, che sono adatte al collegamento di cavi secondari con una lunghezza di max. 120 m. La limita-zione della corrente di cortocircuito all'uscita impedisce il gua-sto di ulteriori uscite.

Non-ExLunghezza totale per segmento:1 900 mLunghezza cavo secondario:Numero dinodi/partner Lunghezza1-12 120 m13-14 90 m15-18 60 m19-24 30 m

DP/PACoupler

Blocco distributore

Cavo principale TerminazioneTopologialineare

Topologia ad albero

Cavo di deriva-zione

ExLunghezza totale per segmento:1 000 mLunghezza cavo secondario:1-24 30 m (FISCO)

PROFIBUS DP

DP/PA Link Zona 2

Sistemadi automazione

Barriera di campo

Cavo di derivazione

4 x 40 mA EEx i

Zona 1

Cavo principale (Trunk) EEx e

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Architettura PROFIBUS PA per elevata disponibilità e sicurezza

Componenti per architettura ad anello PROFIBUS PA

Architettura lineare con accoppiatore singolo

Ogni ramo PROFIBUS PA (linea) viene collegato con un rispet-tivo DP/PA Coupler Ex [i] (ramo PA fino alla Zona Ex 1) o FDC 157-0 (ramo PA fino alla Zona Ex 2) di un accoppiatore di reti DP/PA. Questo accoppiatore di reti può funzionare in colle-gamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondante.

Architettura lineare con ridondanza di accoppiamento

Il distributore di campo attivo AFS (Active Field Splitter) colle-ga un ramo PROFIBUS PA (linea) con due DP/PA Coupler FDC 157-0 di un accoppiatore di reti DP/PA, che può funziona-re in collegamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondan-te. L'AFS commuta il ramo PROFIBUS PA sull'accoppiatore atti-vo dei due ridondanti.

Architettura ad anello

I distributori di campo attivi AFD (Active Field Distributors) integrano le apparecchiature da campo PROFIBUS PA tramite 4 connessioni per linee secondarie resistenti a cortocircuito in un anello PROFIBUS PA con terminazione di bus automatica. L'anello PROFIBUS PA viene collegato a due DP/PA Coupler FDC 157-0 di un accoppiatore di reti DP/PA, che può funziona-re in collegamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondan-te.

Per ogni anello sono progettabili fino a 8 apparecchiature AFD e fino a 31 apparecchiature PROFIBUS PA.

Un AFD può essere sostituito durante l'esercizio. La funzione delle apparecchiature PROFIBUS PA con altri AFD non viene in-fluenzata.

Architettura PROFIBUS PA per elevata disponibilità

Speciali vantaggi dell'architettura ad anello:

• Massima disponibilità • Redundancy-Management del DP/PA Coupler intelligente

per il sistema sovraordinato• Connessioni di bus attive per la terminazione automatica

nei DP/PA Coupler e negli AFD consentono:- Isolamento progressivo automatico dei segmenti difet-

tosi in caso di corocircuito o di rottura conduttore- Modifica della configurazione ad anello e della strumen-

tazione durante l'esercizio; aggiunta o rimozione di seg-menti d'anello

• Applicazioni fail-safe e fault-tolerant con ridotto onere di apparecchiature e cablaggio

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP

Active Field Splitter

Active Field Distributors

DP/PA Link

DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti

DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti

Collegamento diretto al bus di campo

AS 414FH/ AS 417FH

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Architettura PROFIBUS PA - Esempi di calcolo

Il numero delle apparecchiature che possono funzionare in un segmento PROFIBUS PA dipende dal loro assorbimento di cor-rente e dalla resistenza del cavo.

In dipendenza della corrente opp. della tensione all'uscita del DP/PA Coupler, è possibile determinare semplicemente in base alla legge di Ohm il numero massimo di apparecchiature non-ché la massima estensione della rete.

Massime estensioni per ogni segmento di bus

Carichi inferiori consentono lunghezze del cavo corrisponden-temente maggiori.

In dipendenza del numero di apparecchiature PA e del loro ef-fettivo assorbimento di corrente, la norma PROFIBUS consente le seguenti lunghezze massime:

• DP/PA Coupler per area Ex: 1,0 km• DP/PA Coupler per area Non-Ex: 1,9 km

Dati tecnici

DP/PA Coupler

Tensione all'uscita del Coupler■ Esecuzione per area Ex■ Esecuzione per area Non-Ex

13,5 V31 V

Max. corrente all'uscita del Coupler■ Esecuzione per area Ex■ Esecuzione per area Non-Ex

110 mA1 000 mA

Apparecchiatura PROFIBUS PA

Min. tensione di alimentazione 9 V

Tipico assorbimento di corrente ca. 12 mA

Cavo PROFIBUS PA

Resistenza del cavo ca. 44 Ω/km

Numero di apparecchiature

Max. numero di apparecchiature PA per segmento =

Corrente all'uscita del Coupler [mA]

Tipico assorbimento di corrente per apparecchiatura PA [mA]

■ DP/PA Coupler per area Ex (110 mA / 12 mA):

■ DP/PA Coupler per area Non-Ex (1 000 mA / 12 mA):

9 apparecchiature

83 apparecchiature, limitate dalla norma PROFIBUS a: 31 apparecchiature

Lunghezza del cavo riferita al max. numero di apparecchiature PA per segmento

Lunghezza del cavo per segmento [km] =Tensione all'uscita del Coupler [V] - min. tensione di alimentazione dell'apparecchiatura PA [V]

Σ assorbimento di corrente apparecchiature PA [A] · resistenza del cavo [Ω/km]

Esempi: ■ DP/PA Coupler per area Ex

■ DP/PA Coupler per area Non-Ex

(13,5 V - 9 V) / (0,11 A · 44 Ω/km)

(31 V - 9 V) / (500 mA · 44 Ω/km)(31 V - 9 V) / (1 000 mA · 44 Ω/km)

ca. 0,92 km

ca. 1,00 kmca. 0,50 km

PROFIBUS PA (Ex)

PROFIBUS PAmax. 1 000 m

max. 1 900 m

max. 9 apparecchiature

max. 31 apparecchiature

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Dati tecnici

1) secondo la direttiva PROFIBUS 2.262 per l'installazione

PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Trasmissione dati RS 485 RS 485-iS Fibra ottica MBP

Velocità di trasmissione 9,6 kbit/s ... 12 Mbit/s 9,6 kbit/s ... 1.5 Mbit/s 9,6 kbit/s ... 12 Mbit/s 31,25 kbit/s

Cavi schermato a due fili schermato a due fili di plastica nonché di vetro multimode e sin-glemode

schermato a due fili

Modo di protezione antidefla-grante

EEx(ib) EEx(ia/ib)

Topologia linea, albero linea anello, stella, linea linea, albero, anello

Nodi/partner per segmento 32 32 1) – 32

Nodi/partner per rete (con Repeater)

126 126 126 –

Lunghezza del cavo per segmento in dipendenza della velocità di tra-smissione

1 200 m a max. 93,75 kbit/s

1 000 m a187,5 kbit/s400 m a 500 kbit/s200 m a 1,5 Mbit/s100 m a 12 Mbit/s

1 000 m a 187,5 kbit/s 1)

400 m a 500 kbit/s 1)

200 m a 1,5 Mbit/s 1)

max. 80 m (plastica) 2-3 km (vetro multimo-de) >15 km a 12 Mbit/s (ve-tro singlemode)

1 900 m: standard1 900 m: EEx(ib)1 000 m: EEx(ia)

Repeater per la rigenerazione del segnale in reti RS 485

max. 9 max. 9 1) non rilevante non rilevante

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Progettazione e diagnostica22

Progettazione e diagnosticaProgettazione

Possibilità di progettazione e diagnostica

Progettazione con HW-Config e SIMATIC PDM

Le apparecchiature da campo ed i componenti di periferia de-centrata impiegati in un progetto SIMATIC PCS 7 vengono pa-rametrizzati con lo strumento di progettazione HW-Config per la comunicazione con il master PROFIBUS (controllore). Nel caso non siano già integrati nel catalogo dell'hardware fornito insieme, è possibile aggiungerli importando i rispettivi file GSD per l'ambiente di progettazione. Il file GSD viene messo a disposizione dal produttore, ad es. tramite PROFIBUS Interna-tional in Internet (www.profibus.com).

Per la realizzazione della logica di automazione, un blocco funzionale predefinito - che rappresenta la funzione dell'appa-recchiatura - viene interconnesso con altri blocchi nello stru-mento grafico di progettazione Continuous Function Chart (CFC). A questo blocco appartiene di norma anche un Face-plate per il controllo dell'apparecchiatura da campo tramite l'Operator System.

Per la progettazione ampliata e la diagnostica online, special-mente per apparecchiature PA, viene impiegato il Process Device Manager SIMATIC PDM. Con oltre 1 200 apparecchiatu-re Siemens e oltre 100 produttori, SIMATIC PDM è lo strumen-to di progettazione con la più ampia gamma di apparecchiatu-re a livello mondiale. Le apparecchiature finora non supporta-te possono essere integrate con facilità importando le loro de-scrizioni (EDD).

Molteplici possibilità diagnostiche

PROFIBUS offre molteplici possibilità diagnostiche, che sono così classificabili:

• Diagnostica relativa a comunicazione e cavi della rete PROFIBUS, specialmente per il riconoscimento di errori di cablaggio

• Informazioni diagnostiche relative ad apparecchiature da campo intelligenti per la manutenzione e l'eliminazione di errori/guasti

PROFIBUS DP

PROFIBUS PA

OS ES

OS: Operator SystemES: Engineering System

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Progettazione e diagnostica 23

Diagnostica

Diagnostica relativa a comunicazione e cavi

Per la diagnostica relativa a comunicazione e cavi sono dispo-nibili numerosi strumenti software di produttori diversi. Que-sti sono collegabili tramite un'interfccia di PC/Notebook diret-tamente alla rete PROFIBUS (ad es. Amprolyzer) e offrono al tecnico di messa in servizio o dell'assistenza molteplici funzio-ni di diagnostica ed analisi del bus, tra l'altro

• Registrazione ed interpretazione dei telegrammi• Riconoscimento automatico della velocità di trasmissione• Life-list di tutti i nodi/partner del bus • Visualizzazione degli stati attuali di tutti i nodi/partner del

bus• Analisi statistica degli eventi sul bus

Il repeater diagnostico offerto per il collegamento di segmenti PROFIBUS DP in tecnica RS 485 combina due funzio-ni in una sola apparecchiatura:

• Collegamento ed ampliamento di reti elettriche incl. rige-nerazione dei segnali e separazione di potenziale dei seg-menti

• Controllo online degli errori sui cavi di bus elettrici dei seg-menti collegati

La segnalazione diagnostica trasmessa in caso di guasto dal repeater diagnostico al master PROFIBUS contiene

• Causa del guasto- Rottura conduttore- Cortocircuito- Resistenza terminale di chiusura mancante- Nodi/partner in numero eccessivo o troppo distanti

etc.• Dati dettagliati sul luogo del guasto

I DP/PA Coupler FDC 157-0, progettati come slave di diagnosti-ca PROFIBUS, forniscono tramite PROFIBUS molteplici infor-mazioni di diagnostica e di stato per la localizzazione ed elimi-nazione rapida degli errori:

• Dati I&M (Identification & Maintenance)• Valore di corrente e di tensione sul cavo principale• Stato di ridondanza• Rottura conduttore• Cortocircuito• Livello di segnale

Per questo, ognuno di questi DP/PA Coupler FDC 157-0 neces-sita di un proprio indirizzo PROFIBUS.

Diagnostica delle apparecchiature da campo intelligenti

Il meccanismo diagnostico normalizzato del PROFIBUS con-sente di riconoscere ed eliminare rapidamente i guasti sulle apparecchiature collegate al bus.

Inoltre, le segnalazioni diagnostiche delle apparecchiature da campo sono utilizzabili anche per la manutenzione preventiva, cioé per provvedimenti tempestivi in base alle anomalie rilevate molto prima di un eventuale fuori servi-zio di un'apparecchiatura. Se si verifica un'anomalia su un'apparecchiatura da campo o è necessariao un interven-to di manutenzione, ad es. per l'incrostazione di un sensore di livello capacitivo, viene creata un'informazione diagno-stica e inviata una segnalazione all'Operator Station e alla Maintenance Station per il SIMATIC PCS 7 Asset Manage-ment.

Informazioni diagnostiche ampliate, che informano detta-gliatamente sulle apparecchiature collegate a PROFIBUS, possono essere approntate tramite SIMATIC PDM sulla base dell'EDD del produttore. Ne fanno parte tra l'altro

• Data di fabbricazione• Contatore delle ore d'esercizio• Dati del produttore

Al fine di non sovraccaricare inutilmente lo scambio dati ci-clico delle apparecchiature, queste informazioni diagnosti-che vengono comandate da meccanismi di comunicazione aciclici e, in caso di grandi quantità di dati, ripartite auto-maticamente su più cicli di bus.

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Progettazione e diagnostica24

Tempi ciclo di PROFIBUS e relativo calcolo

Esempio pratico per tempi di ciclo con PROFIBUS PA

Tempi di ciclo del PROFIBUS e tempi di reazione delle apparecchiature

Specialmente in caso di regolazioni sensibili è importante un rapido rilevamento di valori di misura. Per garantire perma-nentemente l'elaborazione in corretta sequenza di valori di misura (rilevamento, elaborazione, emissione), il ciclo del PROFIBUS deve essere due volte più veloce del ciclo di elabo-razione del controllore. Nelle considerazioni sul ciclo per com-piti di tecnica di processo in impianti con fisica DP e PA, il PROFIBUS DP è solitamente trascurabile in virtù dell'elevata velocità di trasmissione dei dati, cosicché il ciclo di elaborazio-ne viene soprattutto determinato dal PROFIBUS PA.

Il ciclo del PROFIBUS PA risulta dal numero di apparecchiature sottordinate ad un DP/PA Link e dai tempi specifici delle appa-recchiature per la trasmissione dei dati d'apparecchiatura cicli-ci. Inoltre, in un ciclo è riservata una finestra temporale per la comunicazione aciclica. Formule ed esempi per il calcolo dei tempi di ciclo del PROFIBUS si trovano qui a destra.

Nell'esempio pratico (vedi figura in alto), il tempo di ciclo com-plessivo del PROFIBUS PA ammonta a 80 ms. In funzione delle esigenze del processo, il ciclo di elaborazione del controllore può essere di conseguenza impostato su min. 160 ms. Nell'esempio vengono riservati in aggiunta alla comunicazio-ne ciclica 20 ms per la trasmissione di dati aciclici di parame-trizzazione o diagnostica dal master. La trasmissione di una variabile, ad es. pressione o temperatura, ammonta a 10 ms, ogni variabile in più richiede ca. 1 ... 2 ms.

Calcolo dei tempi ciclo di PROFIBUS

10 ms 10 ms 10 ms 15 ms 15 ms

80 ms

PROFIBUS DP

EngineeringStation

DP/PALink

ciclicaaciclica

PROFIBUS PA 31,25 kbit/s

0,3 ms 0,5 ms 0,5 ms

0,5 ms

1,8 ms

fino a 12 Mbit/s

Lettura aciclica20 ms

Tempo ciclo di PROFIBUS DP (DPt):

DPt = NbDP · [OvPB + BitDP · (NbE + NbA)] / BdsDPz. B. per 30 slave DP: DPt = 14,2 ms

= 30 · [317 bit + 11 bit/byte · (244 byte + 244 byte)] / 12 Mbit/s

Tempo ciclo di PROFIBUS PA (PAt):

PAt = NbPA · [OvPB + BitPA · NbByte] / BdsPAz. B. per 1 slave PA: PAt = 11,4 ms

= 1 · [317 bit + 8 bit/byte · 5 byte)] / 31,25 kbit/s

PROFIBUS DP PROFIBUS PA

Numero di slave NbDP NbPA

Overhead PROFIBUS-Telegram

OvPB = 317 bit OvPB = 317 bit

Formato dati BitDP = 11 bit/byte BitPA = 8 bit/byte

Numero di byte

tipico – NbByte = 5 byte

Ingresso NbE = max. 244 byte –

Uscita NbA = max. 244 byte –

Velocità di trasmis-sione

BdsDP = 12 Mbit/s BdsPA = 31,25 kbit/s

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Esempi applicativi 25

Esempi applicativiNorsk Hydro Energy - Oil & Gas Plattform, Norvegia

Esigenze

Norsk Hydro Energy gestisce la più grande piattaforma per l'estrazione di petrolio e gas nel Mare del Nord. Questa piatta-forma doveva essere modernizzata durante l'esercizio.

Lo scopo era quello di convertire gradualmente un impianto TELEPERM M esistente in SIMATIC PCS 7.

Soluzione

Norsk Hydro Energy automatizza la sua piattaforma con il si-stema di controllo di processo SIMATIC PCS 7. La comunicazio-ne viene realizzata con PROFIBUS. La struttura d'impianto pro-gettata è così omogenea fino al livello di campo. Oltre alla pe-riferia standard decentrata viene collegata a PROFIBUS anche la periferia di ingresso/uscita orientata alla sicurezza. Con la sua struttura di profilo PROFIBUS soddisfa tutte le esigenze per il settore applicativo descritto.

Vantaggi

La completa modernizzazione dell'impianto è stata eseguita durante l'esercizio. Non è stato necessario interrompere il pro-cesso di estrazione.

Tramite PROFIBUS è stato collegato un grande numero di punti di misura. La possibilità di continuare ad utilizzare la pe-riferia SIMATIC S5 esistente ha rappresentato per Norsk Hydro Energy un'elevata protezione degli investimenti già fatti.

Fonte delle immagini: Terje Knudsen for Norsk Hydro

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Esempi applicativi26

Bitburger – Fabbrica di birra, Germania

Esigenze

Presso Bitburger vengono prodotte giornalmente quasi 200 000 bottiglie di birra di vario tipo. La Bitburger Brauerei Th. Simon GmbH adotta già dal 1992 soluzioni di automazio-ne basate su PROFIBUS.

Per la modernizzazione di un impianto doveva essere impiega-to PROFIBUS PA, che nel 1997 aveva dimostrato per la prima volta tutta la sua validità nell'automazione delle cantine di fer-mentazione e di stoccaggio.

Soluzione

L'impianto viene automatizzato con SIMATIC. La comunicazio-ne tra controllori e periferia di processo avviene tramite PROFIBUS. Le apparecchiature da campo intelligenti vengono integrate via PROFIBUS PA.

Vantaggi

In virtù delle possibilità offerte per la realizzazione di sistemi multimaster, PROFIBUS era perfettamente adatto all'impiego per il progetto. A salvaguardia degli investimenti già fatti è sta-to possibile combinare parti d'impianto già esistenti con parti d'impianto del tutto nuove. L'accoppiamento e il disaccoppia-mento di apparecchiature PROFIBUS PA è stato possibile senza influenzare altri nodi/partner di comunicazione.

Grazie all'impiego di PROFIBUS i costi sono risultati inferiori di oltre il 50% rispetto alla tecnologia convenzionale. La comuni-cazione omogenea tramite PROFIBUS ha comportato ulteriori vantaggi per Bitburger. Oltre all'elevata precisione di misura ed alla gestione coerente dei dati in tutto l'impianto c'è infatti il vantaggio di una maggiore efficacia della diagnostica, della manutenzione preventiva e di quella ordinaria.

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Periferia di processo Siemens per PROFIBUS 27

Periferia di processo Siemens per PROFIBUSApparecchiature periferiche decentrate

Abbreviazioni per colonne 2-5:PA: collegabile a PROFIBUS PADP: collegabile a PROFIBUS DP

PDM: parametrizzabile con SIMATIC PDMsafety: con profilo PROFIsafe

PA DP

PDMsafety

Descrizione dell'apparecchiatura Funzioni

Apparecchiature periferiche decentrate

4 4 ET 200M Sistema di periferia I/O remota modula-re con unità ad elevato numero di cana-li; grado di protezione IP20 ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s ■ Possibilità di interfacce PROFIBUS ri-

dondanti■ Installabile in Zona Ex 2 o 22, attuato-

ri e sensori collegati anche in Zona Ex 1 o 21

Ampia gamma di unità periferiche in tecnica costruttiva S7-300 (fino a 12 per stazione): ■ Unità di ingresso/uscita DI, DO, AI, AO

(esecuzione semplice, con capacità diagnostica, esecuzione ridondabile ed Ex)

■ Unità funzionali (regolatori, contatori) ■ Unità HART (AI, AO; anche in esecu-

zione Ex)■ Unità F per applicazioni orientate alla

sicurezza (fail-safe): F-DI, F-DO e F-AI

Supporto di modifiche online: ■ Aggiunta di stazione■ Aggiunta di unità periferiche■ Parametrizzazione

4 ET 200iSP Sistema di periferia I/O remota modula-re a sicurezza intrinseca con "cablaggio permanente"; grado di protezione IP30 ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 1,5 Mbit/s ■ Possibilità di interfacce PROFIBUS ri-

dondanti■ Installabile direttamente in Zone

Ex 1, 2, 21 o 22, sensori e attuatori collegati anche in Zona Ex 0

Sostituzione di singoli moduli in eserci-zio senza "Certificate of fire"

Moduli di elettronica (fino a 32 per sta-zione): ■ DI NAMUR e DO ■ AI per misura di temperatura median-

te termoresistenza/termocoppia ■ AO ■ AI HART (per trasmettitori di misura a

2 e 4 fili) e AO HART

Supporto di modifiche online: ■ Aggiunta di stazione■ Ampliamento della stazione con mo-

duli■ Riparametrizzazione di moduli

4 4 ET 200S Sistema di periferia I/O remota finemen-te modulare molto compatta con "cablaggio permanente"; grado di prote-zione IP20 ■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s ■ Installabile in Zona Ex 2 o 22

Moduli di elettronica (fino a 63 per sta-zione) e avviatori motore fino a 7,5 kW:■ Moduli di ingresso/uscita DI, DO, AI e

AO ■ Avviatori motore■ Convertitori di frequenza integrati

fino a 4 kW■ Moduli F F-DI, F-DO e

avviatori motore F per applicazioni orientate alla sicurezza

Supporto di modifiche online■ Aggiunta di stazione

4 4 ET 200pro Piccolo sistema di periferia I/O remota modulare con "cablaggio permanente" tramite moduli di connessione; grado di protezione IP65/66/67■ Velocità di trasmissione in rete

PROFIBUS fino a 12 Mbit/s

Moduli di elettronica (fino a 16 per sta-zione)■ Moduli di ingresso/uscita DI, DO, AI e

AO ■ Unità F per applicazioni orientate alla

sicurezza (fail-safe): F-DI e F-DI/DO■ Avviatori motore■ Convertitori di frequenza fino a

1,1 kW

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Periferia di processo Siemens per PROFIBUS28

Azionamenti

PA DP

PDMsafety

Descrizione dell'apparecchiatura Campo di impiego

Motor-Management

4 4 Apparecchiature di ge-stione e comando mo-tore SIMOCODE pro

integrabile in SIMATIC PCS 7 mediante bibliote-ca di blocchi software PCS 7

Sistema di Motor-Management modula-re per motori con velocità costanti nel campo della bassa tensione■ Campo di potenza 0,1 ... 700 kW■ Tensioni fino a AC 690 V■ Correnti nominali di motore fino a

820 A

Ampliabile funzionalmente con moduli di ampliamento.

Impiegabile ovunque si abbiano sostan-ze allo stato solido, liquido o gassoso che devono essere trasportate, pompate o compresse, ad es. per l'azionamento di■ Pompe e ventilatori■ Compressori■ Estrusori e miscelatori■ Macine

Convertitori di frequenza

4 MICROMASTER 4

integrabile in SIMATIC PCS 7 mediante bibliote-ca di blocchi software PCS 7

Convertitori di frequenza con elevata di-namica per motori e motoriduttori AC a velocità variabile ■ Campo di potenza 0,12 ... 250 kW ■ Campo di tensione 200 ... 600 V

Impiegabile universalmente, special-mente per ■ Azionamento di pompe e ventilatori■ Tecnica di trasporto

4 SIMOVERT MASTER-DRIVES VC e MC

Convertitori di frequenza modulari per motori AC a velocità variabile con alta precisione (azionamenti monomotore e plurimotore)■ Azionamenti trifasi con regolazione

vettoriale per processi continui■ Servoazionamenti per macchine ca-

denzate ad elevata dinamica■ Campo di potenza 0,55 ... 2 300 kW■ Tensioni fino a 690 V

Impiegabili per soluzioni di azionamen-to ad elevata efficienza in tutti i settori, anche in ambienti gravosi, ad es. per ■ Acciaierie e laminatoi■ Industria della carta■ Industria della plastica■ Industria tessile e del legno■ Tecnica di trasporto

4 SIMOREG DC Master Convertitori ad elevata dinamica per motori a corrente continua■ Campo di potenza 6,3 ... 2 000 kW ■ Campo di tensione 400 ... 830 V■ Tempo di regolazione di corrente risp.

di coppia < 10 ms■ Soluzioni di azionamento ridondanti

fino a 18 000 A

Impiegabili per applicazioni standard come per soluzioni ad alta performance, specialmente per: ■ Industria della carta e della stampa■ Industria della gomma e della plastica■ Azionamenti di elevatori■ Industria siderurgica (azionamenti di

cesoie)■ Azionamenti di laminatoi

4 4 SINAMICS G120/G120D

Convertitori di frequenza modulari per motori e motoriduttori AC a velocità va-riabile ■ Campo di potenza 0,37 ... 132 kW■ Campo di tensione 380 ... 690 V■ Vector Control■ Funzioni Safety Integrated■ Recupero in rete dell'energia■ G120D in IP65 fino a 7,5 kW

Universalmente impiegabili in molti set-tori, ad es. costruzione di macchine, in-dustria automobilistica e tessile.

Particolarmente adatti per■ Pompe e ventilatori■ Tecnica di trasporto■ Macchine di confezionamento/imbal-

laggio

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Azionamenti

PA DP

PDMsafety



4 SINAMICS G130/G150 Convertitori per azionamenti singoli a velocità variabile di grande potenza■ Semplice utilizzo operativo■ Silenziosi e compatti■ Apparecchiature in armadio standard

o a chassis■ Campo di potenza 75 ... 1 500 kW

Impiegabili ovunque si abbiano sostan-ze allo stato solido, liquido o gassoso che devono essere trasportate, pompate o compresse, ad es. per l'azionamento di ■ Pompe e ventilatori ■ Estrusori, miscelatori, compressori■ Macine

4 SINAMICS S120 Sistema di azionamento modulare per compiti di azionamento complessi■ Applicazioni monoasse e multiasse■ Con possibilità di recupero in rete

dell'energia■ Esecuzione con raffreddamento a li-

quido per atmosfere aggressive■ Campo di potenza 0,12 ... 4 500 kW

Applicazioni multiasse con elevata dina-mica come ■ Linee di laminazione■ Macchine da carta■ Banchi prova

Apparecchiature raffreddate a liquido: luoghi d'installazione con ambiente ag-gressivo o salino, come industria di pro-cesso o navi

4 SINAMICS S150 Convertitore in armadio per azionamen-ti singoli complessi■ Recupero in rete dell'energia, funzio-

namento 4Q■ Resistente a flutttuazioni della tensio-

ne di rete■ Senza pressoché alcun effetto di ri-

percussione in rete■ Campo di potenza 75 ... 1 200 kW

Adatto all'impiego in applicazioni come■ Banchi prova■ Ascensori, gru■ Troncatrici e cesoie trasversali■ Nastri trasportatori■ Presse■ Avvolgicavo■ Centrifughe

4 DYNAVERT T Convertitore specifico per la chimica e la petrolchimica■ Disinserzione a termistori per motori

Ex delle Zone 1 e 2■ Certificazione ATEX per motori Ex del-

le Zone 1 e 2■ Campo di potenza 4 ... 3 800 kW

Soluzione specifica di settore dedicata a compiti di azionamento per ■ Chimica■ Petrolchimica■ Petrolio e Gas

4 ROBICON Perfect Harmony

Convertitore di media tensione assai compatto■ Massima disponibilità grazie al con-

cetto di cella ridondante■ Funzionamento senza stress per la

rete e per il motore, minima produzio-ne di armoniche

■ Campo di potenza da 150 kW fino ol-tre 100 MW

Adatto per pompe, ventilatori, compres-sori, estrusori, impastatrici, miscelatori, macine, vibratori, impianti a nastro, tur-boeliche, presse

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Azionamenti

PA DP

PDMsafety



4 SINAMICS GM150 Convertitore per azionamenti singoli nel campo della media tensione■ Esecuzione salvaspazio in armadio■ Semplice utilizzo operativo■ Funzioni di manutenzione■ Campo di potenza 600 kW ... 27 MW

Adatto per pompe, ventilatori, compres-sori, estrusori, impastatrici, miscelatori, macine, vibratori, impianti a nastro, tur-boeliche, presse

4 SINAMICS SM150 La soluzione per compiti di azionamento complessi nel campo della media tensio-ne ■ Azionamenti monomotore e plurimo-

tore ■ Recupero in rete dell'energia, funzio-

namento 4Q■ Posssibile scambio di potenza tra assi

di azionamento funzionanti come motore o come generatore

■ Campo di potenza 5 ... 30 MW

Principali campi d'impiego ■ Azionamenti di laminatoi■ Gabbie di estrazione■ Impianti a nastro■ Azionamenti di banchi prova

4 SINAMICS GL150 L'azionamento singolo per macchine sincrone di grandissima potenza■ Speciale per macchine sincrone fino

oltre 100 MW■ Design compatto■ Estrema sicurezza d'esercizio e pres-

soché nessuna necessità di manuten-zione

Adatto per ■ Compressori■ Pompe■ Estrusori■ Soffianti per altoforno■ Turboeliche■ Macine

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Strumenti di misura

PA DP

PDMsafety


Portata

4 4 4 SITRANS F C MASSFLO MASS 6000

Misuratori di portata universalmente impiegabili ad effetto Coriolis

Misura indipendente da variazioni delle condizioni del processo e di parametri come temperatura, densità, pressione, viscosità, conducibilità e profilo del flus-so

Misuratori di portata della massa per li-quidi e gas di tutti i tipi

Principali campi di impiego:■ Acqua e acque di scarico■ Industria chimica e farmaceutica■ Industria del petrolio e del gas■ Industria alimentare e delle bevande

4 4 4 SITRANS F M MAGFLO MAG 6000

Misuratori di portata universalmente impiegabili in esecuzione ad induzione elettromagnetica

Per quasi tutti i liquidi conduttori di elet-tricità, sedimenti, poltiglie e fanghi

Principali campi di impiego:■ Acqua e acque di scarico■ Industria chimica e farmaceutica■ Industria alimentare e delle bevande■ Industria siderurgica

4 4 SITRANS FM Transmag 2

Misuratori di portata universalmente impiegabili in esecuzione ad induzione elettromagnetica con campo alternato a impulsi

Grazie alla forte intensità del campo ma-gnetico è particolarmente adatto all'im-piego con sostanze ricche di particelle solide, ad es.■ Impasti di carta e cellulosa con con-

centrazioni del > 3%■ Fanghi dell'industria mineraria (molto

concentrati/con particelle magneti-che)

4 4 SIFLOW FC070 Trasduttore di misura di portata ad effet-to Coriolis per precise misure multipara-metro di portata della massa, portata volumetrica, densità, temperatura e flusso di frazione■ Unità S7-300 per il

funzionamento nell'ET 200M■ Integrazione diretta in

SIMATIC S7/PCS 7 ■ Funzionalità Plug-and-Play basata su

SENSORPROM

Universalmente impiegabile per la misu-ra di portata ad alta precisione di liquidi e gas

Principali campi di impiego:■ Industria alimentare e delle bevande■ Industria chimica e farmaceutica■ Industria del petrolio e del gas■ Acqua e acque di scarico

Pressione

4 4 4 SITRANS P DS III Trasduttori di pressione digitali ad alta precisione e molteplici funzioni di dia-gnostica e simulazione

Campo di misura da 1 mbar (DS III) opp. 8 mbar (P300) fino a 400 bar

La serie P300 soddisfa costruttivamente le speciali esigenze dell'industria ali-mentare e farmaceutica nonché della biotecnica

Misura di ■ Pressione relativa, pressione assoluta

e livello (P300) nonché ■ Pressione differenziale e portata

(DS III)

Con gas, vapori e liquidi aggressivi e non aggressivi, anche sotto estreme solleci-tazioni chimiche e meccaniche o forti in-fluenze elettromagnetiche

Anche per aree a rischio di esplosione in Zona 1 o 21

4 4 SITRANS P300

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Strumenti di misura

PA DP

PDMsafety


Temperatura

4 4 SITRANS TH400 PA Trasduttore di misura digitale con diver-se possibilità di diagnostica e simulazio-ne

Rilevamento di segnali di ■ Termoresistenze■ Sensori resistivi■ Termocoppie■ Sensori di tensione

Trasduttore di temperatura per l'impie-go in tutti i settori

Adatto al montaggio nella testa di con-nessione tipo B

Anche per aree a rischio di esplosione in Zona 1 o 21

Adatto all'impiego per misure ridondan-ti

Misura di livello con radar

4 4 SITRANS LR 200 Radar a impulsi in tecnica a 2 fili (loop di corrente) per una misura di livello eco-nomica

Misura di livello senza contatto per liqui-di in serbatoi di stoccaggio o in semplici contenitori di processo in condizioni ambientali gravose, specialmente nell'industria chimica e farmaceutica.

4 4 SITRANS LR 250 Radar a impulsi in tecnica a 2 fili per mi-sura di livello e di volume■ Campo di misura fino a 20 m■ LUI (Local User Interface),

comprendente – Display grafico– Dispositivo di programmazione

manuale

Monitoraggio continuo del livello di li-quidi e fanghi in serbatoi di stoccaggio con temperature e pressioni elevate

Ideale per piccoli contenitori e sostanze con bassa costante dielettrica

4 4 SITRANS LR 300 Radar a impulsi di alte prestazioni per la misura di livello senza contatto di liquidi e fanghi in condizioni di processo estre-me■ Campo di misura fino a 20 m

Per liquidi e fanghi in serbatoi di stoc-caggio, contenitori di processo, reattori o torri di digestione

Principali campi di impiego: Industria chimica, petrolchimica e farmaceutica

4 4 SITRANS LR 400 Radar FMCW di alte prestazioni per la misura di livello ad ampio campo, adatto all'impiego in condizioni di processo estreme ■ Per la misura di livello di liquidi in con-

dizioni gravose ■ Campo di misura fino a 50 m■ Sistema di pulizia opzionale

Misura di livello senza contatto per liqui-di e materiali sfusi, specialmente con forte sviluppo di polvere e per liquidi con bassa costante dielettrica

Principali campi di impiego: Lavorazione di prodotti polveriformi, ad es. cemento, carbone, farina

4 4 SITRANS LR 460 Radar FMCW ad elevate prestazioni per la misura di livello ad ampio campo, adatto all'impiego in condizioni di pro-cesso estreme, in due esecuzioni distin-te■ Per la misura del livello di liquidi ■ Adatto specialmente all'impiego con

materiali sfusi■ Campo di misura fino a 100 m■ Sistema di pulizia opzionale

Per la misura di livello senza contatto dei liquidi.

Principali campi di impiego: Serbatoi alti con liquidi, contenitori di processo con agitatori, liquidi vaporizzanti, alte tem-perature, sostanze con bassa costante dielettrica.

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Strumenti di misura

PA DP

PDMsafety


Misura di livello capacitiva

4 4 Pointek CLS 200/300 Interruttori di livello capacitivi molto re-sistenti agli agenti chimici con tecnolo-gia Inverse Frequency Shift per l'impiego in ambienti gravosi, ad es. con pressioni e temperature relativamente alte

Misura di livello (limite) per ■ Sostanze allo stato liquido e relativi

strati di separazione■ Materiali sfusi con alto grado di finez-

za (polveri, granulati)■ Fanghi e schiume■ Materiali collosi (CLS 300)■ Semplici comandi di pompe

(CLS 200)

4 4 SITRANS LC 300 Economico misuratore di livello capaciti-vo ad elevata precisione

Per liquidi e materiali sfusi, anche in pre-senza di umidità, vapore, schiuma, oscil-lazioni di temperatura o pressione nonché depositi di materiale, special-mente in■ Industria chimica e farmaceutica■ Industria alimentare e delle bevande

Misura di livello a ultrasuoni

4 4 SITRANS Probe LU Misuratore a ultrasuoni compatto in tec-nica a 2 fili per la misura di livello e volu-me di liquidi in serbatoi di stoccaggio e in semplici contenitori di processo non-ché per la misura di portata in canali aperti■ Misura continua fino a 12 m

Misura di livello, volume e portata senza contatto di liquidi, specialmente nell'in-dustria dell'acqua e del trattamento del-le acque di scarico nonché nello stoccaggio di sostanze liquide in quasi tutti i settori dell'industria

4 4 MultiRanger 100/200 Trasduttore a ultrasuoni universale ad uno o più canali per campi di misura pic-coli e medi■ Compatibile con sensori Echomax re-

sistenti agli agenti chimici per tempe-rature fino a 145 °C

Misura di livello, volume e portata senza contatto nonché comando di pompe per liquidi, fanghi e materiali sfusi in quasi tutti i settori dell'industria

4 4 HydroRanger 200 Trasduttore di misura a ultrasuoni per fino a sei pompe, per controllo di livello, misura differenziale e di portata in cana-li aperti.

Per il monitoraggio di acqua e acque di scarico di qualsiasi consistenza fino ad una profondità di 15 m

Principali campi di impiego: Monitoraggio di pozzi per pompe, chiu-se e canali nonché per comando di grate

4 SITRANS LU 01/02/10 Trasduttore di misura a ultrasuoni per la misura di livello di liquidi e materiali sfu-si in un campo di max. 60 m■ Distanza del sensore fino a 365 m■ Compatibile con sensori Echomax

Misura senza contatto di livello, spazio vuoto, distanza, volume o valore me-dio/differenziale, specialmente per lo stoccaggio di liquidi, materiali sfusi o re-lativi agglomerati in contenitori di for-ma, grandezza e configurazione diverse

4 SITRANS LUC 500 Sistema completo per il monitoraggio e il trattamento di acqua/acque di scarico con precisa misura di livello a ultrasuoni fino a 15 m e misura di portata affidabi-le in canali aperti

Monitoraggio e comando di impianti di approvvigionamento idrico e di sistemi di raccolta di acque di scarico

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Regolatori di processo e di posizione, monitoraggio di processo, sistemi di pesatura e dosaggio

PA DP

PDMsafety


Regolatori di processo

4 4 SIPART DR 19/21 Regolatori compatti standard in esecu-zione come regolatore continuo (K) e a passi (S)

Numerose funzioni predisposte per re-golazioni nell'industria di processo, che possono essere utilizzate senza cono-scenze di programmazione e senza stru-menti ausiliari

Regolatori di posizione

4 4 SIPART PS2 Regolatori di posizione elettropneumati-ci ■ Numerose funzioni diagnostiche in-

formano sullo stato della valvola e dell'azionamento

■ Funzione di messa in servizio auto-matica con autoapprendimento per il rapido adattamento al rispettivo or-gano attuatore

Regolazione assai precisa di valvole e serrande mediante azionamenti con at-tuatori lineari e rotativi, anche in aree a rischio di esplosione in Zona 1 o 21

Monitoraggio di processo

4 4 4 SITRANS DA400 Sensore acustico per il controllo di pom-pe a pistone-membrana

Controllo di perdita continua, contem-poranea e indipendente per max. quat-tro valvole di mandata di una pompa nonché controllo di segnali standard tramite quattro ulteriori ingressi

Lo stato di una pompa volumetrica oscil-lante può essere così controllato in ogni fase del funzionamento.

Sistemi di pesatura e dosaggio

4 SIWAREX M/U/FTA/FTC Sistemi di pesatura SIWAREX costituiti da:■ Processore di pesatura SIWAREX M, U,

FTA o FTC (impiegabile nell'ET 200M)■ Una o più celle di carico

Impiegabili in tutto il processo di produ-zione: ■ Bilance per serbatoi, a piattaforma,

per veicoli e per dosaggio■ Ponti di pesatura■ Impianti di riempimento■ Nastri trasportatori

4 Milltronics BW 500 Trasduttore di misura ad elevate presta-zioni per bilance a nastro di pesatura e dosaggio

Impiegabile per tutte le bilance a nastro con fino a quattro celle di carico DMS (strain gauge)

Elaborazione di segnali di peso e veloci-tà per la visualizzazione precisa della quantità di trasporto e totale di materiali sfusi

4 Milltronics SF 500 Trasduttore di misura ad elevate presta-zioni per misuratori di flusso di materiali sfusi

Adatto all'impiego con tutti i misuratori di flusso di materiale sfusi con max. due celle di carico DMS (strain gauge)

Elaborazione dei segnali dei sensori per il calcolo preciso della portata e del tota-le

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Analisi di gas

PA DP

PDMsafety


Analisi di gas

4 4 4 CALOMAT 6 Determinazione esatta della composi-zione e della concentrazione di gas di processo con il metodo della conducibi-lità termica

Ad es. per la misura di concentrazioni di idrogeno e gas inerte in gas d'altoforno e miscele di biossido di carbonio

4 4 4 ULTRAMAT 23 Analizzatore NDIR per più componenti, economico e adatto all'impiego in nu-merose applicazioni standard

Ad es. monitoraggio di gas combusti, ottimizzazione della combustione o mo-nitoraggio dell'aria ambientale, con cel-la elettrochimica addizionale in opzione per misure di ossigeno

4 4 4 ULTRAMAT 6 Apparecchiatura di analisi per la misura di fino a quattro componenti reattivi all'infrarosso

Impiegabile in tutti i settori, dalla misura di emissione fino ai processi di produzio-ne in presenza di gas altamente corrosi-vi

4 4 4 OXYMAT 6 Apparecchiatura di analisi dell'ossigeno resistente a corrosione per l'impiego in atmosfere gravose

Adatta per misure di emissioni, per l'as-sicurazione della qualità del prodotto o per il monitoraggio dei processi di pro-duzione, specialmente con impianti for-temente orientati alla sicurezza

4 4 4 ULTRAMAT/OXYMAT 6

Combinazione di ULTRAMAT/OXYMAT con ■ 1 canale infrarosso per la misura di

fino a 2 componenti IR e ■ 1 canale per la misura di ossigeno

4 4 4 OXYMAT 61 Analizzatore di ossigeno economico per applicazioni standard

4 4 4 FIDAMAT 6 Analizzatore di gas per la misura di idro-carburi in gas puri o iperpuri ■ Quattro campi di misura parametriz-

zabili a piacere ■ Bassissima sensibilità a gas interfe-

renti

Adatto per ■ Misura di gas puro in O2, CO2, gas

inerti e gas campione freddi (eccetto elio e idrogeno)

■ Controllo della qualità■ Ottimizzazione di processo■ Ricerca e sviluppo

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Le informazioni riportate in questa brochure contengono descri-zioni e caratteristiche che potrebbero variare con l’evolversi dei prodotti o non essere sempre appropriate, nella forma descritta, per il caso applicativo concreto. Le caratteristiche richieste saran-no da considerare impegnative solo se espressamente concorda-te in fase di definizione del contratto. Con riserva di disponibilità di fornitura e modifiche tecniche.Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi regi-strati o nomi di prodotti della Siemens AG o di altre aziende su-bfornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può violare i diritti dei proprietari.

Ulteriori informazioni

Informazioni approfondite si trovano nei manuali SIMATIC Guide:www.siemens.com/simatic-docu

Potete ordinare altre pubblicazioni sul tema SIMATIC sotto: www.siemens.com/simatic/printmaterial

Documentazione tecnica approfondita nel nostroService & Support Portal:www.siemens.com/automation/support

Per un colloquio personale potete trovare il partner di riferimento più vicino a voi all'indirizzo: www.siemens.com/automation/partner

Con l'A&D Mall potete ordinare elettronicamente in via diretta tramite Internet sotto: www.siemens.com/automation/mall

Controllori: www.siemens.com/controller

Periferia decentrata ET 200: www.siemens.com/ET200

Azionamenti: www.siemens.com/drives

Strumentazione di processo: www.siemens.com/processinstrumentation

Analitica di processo: www.siemens.com/processanalytics

Tecnica di pesatura: www.siemens.com/weighing-technology

Organizzazione degli utenti di PROFIBUS (PNI in Italia)/PROFIBUS Inter-national: www.profibus.com

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PROFIBUS - Il multitalento per la comunicazione … · 2008-05-05 · • PLC: SIMATIC S7-300,...

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