Principi di funzionamento
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Presentazione
Panoramica Questo capitolo descrive i principi di funzionamento dei terminali XBT in applicazioni che utilizzano il protocollo Uni-Telway.
AVVERTENZA
PERDITA DI CONTROLLO z z z z
Nel progettare gli schemi di comando considerare i potenziali guasti dei percorsi di controllo e prevedere, per le funzioni critiche, sistemi che garantiscano condizioni di sicurezza durante e dopo il guasto di un percorso. Funzioni di controllo critiche sono ad esempio l'arresto di emergenza e di oltrecorsa.
Per le funzioni di controllo critiche occorre prevedere percorsi separati o ridondanti.
I percorsi di controllo di sistema possono comprendere collegamenti di comunicazione. Non trascurare le conseguenze di eventi imprevedibili quali ritardi nella trasmissione o guasti del collegamento.*
Prima della messa in servizio controllare singolarmente e integralmente il corretto funzionamento di ogni singolo Magelis XBT N/R/RT.
Il mancato rispetto di queste istruzioni può provocare morte, gravi infortuni o danni alle apparecchiature.
*Per ulteriori informazioni consultare NEMA ICS 1.1 (edizione aggiornata), Safety
Guidelines for the Application, Installation, and Maintenance of Solid State Control
(Direttive di sicurezza per applicazione, installazione e manutenzione di comandi allo stato solido)
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Principi di funzionamento
Contenuto di questo capitolo
Questo capitolo contiene le seguenti sottosezioni:
Argomento
Considerazioni generali
Principio di funzionamento
Presentazione dell’indirizzamento X-Way
Principio di funzionamento dei terminali XBT che utilizzano il protocollo Uni-
Telway
Pagina
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Principi di funzionamento
Considerazioni generali
Presentazione
Illustrazione
Uni-Telway è un bus di campo che consente di comunicare tra dispositivi dello stesso tipo in base a un protocollo definito da Schneider Electric.
Su questo bus, ormai diventato uno standard industriale, possono essere utilizzati vari dispositivi proprietari o di terzi.
La terminologia del protocollo di comunicazione definisce il software (driver) installato nei dispositivi collegati al bus Uni-Telway.
Questa sezione fornisce una breve descrizione dei principi del bus di comunicazione.
La seguente illustrazione mostra la collocazione dei bus di campo in un ambiente di comunicazione industriale.
Funzione
Reti di computer
Reti industriali locali
Bus di campo
Bus sensore attuatore
- Messaggi brevi
- Tempi di risposta brevi
- Messaggi lunghi
- Tempi di risposta più lunghi
Requisiti di trasmissione
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Principi di funzionamento
Esempio di architettura
La seguente illustrazione mostra un’architettura di comunicazione, nel caso specifico quella del bus Uni-Telway.
Unity Pro, PL7
Rete secondaria Ethernet
Rete secondaria Ethernet
Uni-Telway
Uni-Telway
Gateway
Uni-Telway
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Principi di funzionamento
Principio di funzionamento
Presentazione
Illustrazione
La comunicazione tra dispositivi dello stesso tipo può avvenire solo definendo standard di interconnessione che stabiliscano il comportamento di ognuno di essi in relazione agli altri. Questi standard sono stati sviluppati da ISO (acronimo di
International Standard Organization), che ha definito un'architettura di rete normalizzata comunemente nota come modello OSI (Open System
Interconnection).
Il modello è costituito da sette livelli progressivi, ciascuno dei quali svolge una parte specifica delle funzioni necessarie a interconnettere un sistema.
I livelli comunicano con i livelli equivalenti di altri dispositivi tramite protocolli standardizzati. In un singolo dispositivo i livelli comunicano con quelli immediatamente adiacenti mediante interfacce hardware o software.
La figura seguente descrive i livelli del modello OSI.
Dispositivo 1
Applicazione
Presentazione Livelli di elaborazione dei dati
Sessione
Trasporto
Dispositivo 2
Rete
Collegamento
Fisico
Livelli di comunicazione
Supporto fisico di interconnessione
Nota: Il bus Uni-Telway, benché non li possieda tutti, in termini di livelli corrisponde a questo modello. Per questo bus di campo sono indispensabili solo i livelli applicazione, rete, datalink e fisico.
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Principi di funzionamento
Layer
Applicazione
Il livello applicazione del bus di campo è quello visibile dai programmi dei dispositivi interconnessi e serve a formulare le richieste (lettura/scrittura di parole e bit, identificazione, ecc.) da inviare al dispositivo remoto.
Il livello applicazione utilizzato dal bus Uni-Telway è il protocollo dell’applicazione
UNI-TE.
Esempio : un XBT N/XBT R/XBT RT collegato a un bus Uni-Telway invia richieste
UNI-TE per aggiornare gli oggetti grafici visualizzati in queste pagine.
Il protocollo UNI-TE è un protocollo CLIENT/SERVER che consente a ogni dispositivo di un bus Uni-Telway di inviare o ricevere richieste.
Richiesta
CLIENT SERVER
Azione
Report
Alcuni dispositivi possono supportare il duplice stato di CLIENT e SERVER. Ad esempio, un PLC è SERVER per le attività di sistema (funzioni di programmazione, regolazione, diagnostica, ecc.) e può essere CLIENT per il codice del programma utente (invio di un comando, lettura dello stato, ecc.) rispetto a un altro PLC, per il comando digitale di macchine utensili, per un sensore o per un dispositivo di protezione. In generale, XBT N/XBT R/XBT RT hanno lo stato CLIENT su PLC di cui visualizzano o controllano il funzionamento. Hanno lo stato SERVER quando soddisfano richieste di identificazione, versione del protocollo, contatori di errori rilevati, ecc.
Nota: Per maggiori dettagli sul protocollo dell’applicazione UNI-TE, fare riferimento alla documentazione TSX DR NET di Schneider Electric.
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Livello rete
Principi di funzionamento
Il livello rete del bus Uni-Telway si utilizza per definire e utilizzare gli indirizzi dei dispositivi che comunicano tra loro. Nel caso di un bus Uni-Telway questo livello è il livello X-Way.
L’indirizzamento X-Way si utilizza per individuare un dispositivo su una rete o un bus. Ciascuna stazione di una rete è caratterizzata da un indirizzo univoco, costituito da un numero di rete e un numero di stazione. Gli indirizzi differiscono a seconda del bus.
Per individuare il sistema di indirizzo utilizzato da XBT N / XBT R / XBT RT, fare riferimento alla sezione del presente manuale relativa alla configurazione del driver
Uni-Telway.
Nota: Per maggiori dettagli sull’indirizzamento X-Way, fare riferimento a
Presentazione dell’indirizzamento X-Way , p. 17 o alla documentazione TSX DR
NET di Schneider Electric.
Livello datalink Il livello datalink del bus Uni-Telway utilizza il principio di comunicazione master/ slave. Il principio di un livello datalink consiste nel definire il metodo di comunicazione di basso livello per il mezzo di comunicazione (livello fisico).
Il bus Uni-Telway è dotato di un dispositivo master, gli altri dispositivi del bus sono slave. Il dispositivo master può inviare direttamente una richiesta o una risposta a qualsiasi slave.
Il dispositivo master interroga ciclicamente ciascuno slave. Lo slave interrogato può pertanto inviare una richiesta o una risposta al master. Se questa richiesta o risposta non è per il master ma per un altro dispositivo slave, il master la inoltra all’indirizzo corretto.
Nota: una delle ragioni che spiegano la gestione master/slave è la possibilità di calcolare in qualsiasi momento il tempo di trasferimento delle richieste e delle risposte da ciascun dispositivo. Questo consente al terminale di dimensionare i bus con molta precisione, per evitare saturazioni o perdita di dati.
In generale, il dispositivo master è un PLC. Per conoscere il numero massimo di slave, fare riferimento alla documentazione del master scelto.
Nota: Non confondere le nozioni di CLIENT/SERVER e master/slave, poiché non si trovano negli stessi livelli del modlelo OSI. Esiste un solo master sul bus, ma diversi CLIENT e/o SERVER e un dispositivo singolo può essere CLIENT in un momento e SERVER in un altro.
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Principi di funzionamento
Layer fisico Il livello fisico del modello OSI caratterizza la topologia del bus o della rete di comunicazione, nonché il mezzo (cavo, filo, fibra ottica, ecc.) che trasporta le informazioni e la relativa codifica elettrica.
All’interno del framework di un bus Uni-Telway, la topologia può essere del tipo a cascata, a derivazione o mista. Il mezzo è costituito da doppini intrecciati schermati e il segnale è un segnale di banda base con velocità predefinita di 9600 bit/s, parità dispari, 8 bit di dati e 1 bit di stop.
Nota: Affinché tutti i dispositivi possano comunicare tra loro sullo stesso bus Uni-
Telway, la parità e il numero dei bit di dati devono essere identici.
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Principi di funzionamento
Presentazione dell’indirizzamento X-Way
Regole generali In un’architettura di comunicazione tutti gli scambi avvengono di norma come scambi punto a punto tra due entità logiche (client e server). Ogni entità logica deve essere identificata da un indirizzo univoco. L’indirizzo ha due livelli di costruzione, descritti nelle pagine seguenti.
Nota: un terminale di interfaccia operatore di tipo XBT N / XBT R / XBT RT, collegato a un bus Uni-Telway da una stazione in questa architettura di comunicazione, è in grado di raggiungere un dispositivo mediante l’indirizzamento
X-Way, indicante l’indirizzo degli oggetti da visualizzare o controllare.
Livello di architettura
Un’architettura di rete è costituita da stazioni terminali e stazioni intermedie (ponti) che collegano insieme 2 o più reti.
Una stazione è caratterizzata da: z z un numero di rete unico nell’architettura, un numero di stazione unico in una rete.
Le stazioni intermedie collegate a reti diverse hanno pertanto svariati indirizzi di rete.
Illustrazione:
Stazione terminale Stazione i Indirizzo = R1S2
Stazione j
Stazione intermedia
Indirizzo = R1S1
Indirizzo = R2S2
Rete 1
Stazione k Indirizzo = R1S3
Stazione l
Indirizzo = R2S1
Stazione m
Stazione intermedia
Indirizzo = R2S3
Indirizzo = R3S1
Stazione intermedia Stazione n
Indirizzo = R3S2
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Principi di funzionamento
Livello di stazione
Questo livello si utilizza per richiamare un’entità nella stazione.
Una stazione collegata a una rete è costituita da una serie di entità di comunicazione posizionate nella stazione stessa e nei dispositivi collegati ai relativi canali di comunicazione interni (bus FIPIO, bus di backplane PLC, bus Uni-Telway, ecc.).
Un’entità di comunicazione è caratterizzata nella stazione corrispondente da un indirizzo (numero di modulo, numero di canale nel modulo, punto di collegamento o indirizzo slave, ecc.).
Esempi:
Rete 1
Stazione 1
Modulo 0
Canale 1
Stazione 2
Modulo 3
Canale 1
Modulo 1
Canale 15
Punto di collegamento 6
Punto di collegamento 22
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Principio di funzionamento dei terminali XBT che utilizzano il protocollo Uni-
Telway
Stato dei terminali XBT in applicazioni Uni-
Telway
Il terminale XBT riveste il ruolo di CLIENT.
XBT N410/401 e XBT R410/411 sono slave sulla rete Uni-Telway, a meno che non siano collegati alla porta di programmazione di un PLC TSX 17 tramite un cavo
XBT Z958.
L’XBT occupa 2 indirizzi consecutivi sul bus. Indirizzo CLIENT = indirizzo cablato +
1; questo è l’indirizzo utilizzato da XBT per leggere e scrivere di propria iniziativa le variabili in un dispositivo; questo indirizzo è trasparente agli altri dispositivi (deve solo essere dedicato sul bus).
AVVERTENZA
LE APPARECCHIATURE POSSONO METTERSI IN FUNZIONE SENZA
PREAVVISO
L'installazione e l’uso del protocollo richiedono la presenza di personale autorizzato e correttamente addestrato.
Il mancato rispetto di queste istruzioni può provocare morte, gravi infortuni o danni alle apparecchiature.
Funzioni dei terminali XBT
I terminali XBT eseguono le seguenti funzioni: z funzione di monitoraggio: i terminali XBT visualizzano i processi attivi nei PLC e z indicano gli stati di allarme funzione di comando: i terminali XBT trasmettono informazioni al PLC a seguito di una richiesta dell'utente
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