M221

M221 : Contrôleurs logiques

M221 est une gamme de contrôleur de Schneider Electric qui propose une solution adaptée aux architectures d’automatismes simples et communicantes.
Les contrôleurs M221 embarquent un port Ethernet facilitant ainsi leur intégration , le contrôle et la maintenance à distance des machines au travers d’applications pour smartphone, tablettes et PC.

Les contrôleurs M221 permettent d’optimiser la taille des coffrets et armoires d’automatisme grâce à leur encombrement réduit. Ils sont déclinés en 2 formats :
– Les contrôleurs Modicon M221 Compact qui offrent une grande capacité de raccordement et des possibilités de flexibilité par l’ajout de cartouches d’entrées/sorties ou de communication sans augmentation de la taille du contrôleur.
– Les contrôleurs Modicon M221 Book qui offrent un encombrement très réduit et un large choix de connectiques.

L’application est réalisée grâce au logiciel de programmation SoMachine Basic, embarquant également la configuration de l’afficheur et des extensions y compris celle des modules de sécurité fonctionnelle.
(Télécharger SoMachine). SoMachine propose un simulateur de programme.

Cet environnement logiciel permet de récupérer les applications de la gamme Twido. Les applications peuvent être portées aisément sur l’ensemble des contrôleurs logiques M241, M251 et M258.
Les contrôleurs M221 font partie de la gamme MachineStruxure.

Aperçu de la gamme MachineStruxure

(1)  Disjoncteur POWERPACT.
(2)  Compteur d’énergie Acti9 iEM310.
(3)  Contacteur TeSys D.
(4)  Disjoncteur moteur TeSys GV2P.
(5)  Démarreur contrôleur TeSys U.
(6)  Démarreur progressif.
(7)  Alimentation 24 V DC Phaseo.
(8)  Switch Ethernet (non administrable).
(9)  Contrôleur logique Modicon M221 Book.
(10  Module de sécurité fonctionnelle, module TOR, module analogique Modicon TM3.
(11)  Module de contrôle de départs-moteurs TeSys Modicon TM3.
(12)  Afficheur Magelis
(13)  Equipements de contrôle et de signalisation Harmony.
(14)  Variateur de vitesse Altivar 312.
(15)  Interrupteurs de position, capteurs inductifs OsiSense.

Contrôleur Modicon M221 Book avec modules d’extension

Fonctionnalités principales

TM221C
– 16 E/S ou 24 E/S ou 40 E/S.
– Tension d’alimentation 24V DC ou a 100..240 V AC 50/60 Hz.
– Raccordement des E/S embarquées : Sur borniers débrochables à vis. Alimentation 24 V / 0,25 A fournie par le contrôleur pour les entrées capteurs.
– Entrées analogiques : 2 entrées embarquées.
– 2 à 4 entrées analogiques en option avec cartouches TMC2.
– Communication Ethernet embarquée sur TM221CE.
– Liaison série : 1 embarquée.
– 1 liaison série en option avec cartouche de communication TMC2SL1.
– Cartouches : Un emplacement pour 1 ou 2 cartouches selon le modèle de contrôleur: cartouche d’E/S analogiques, cartouche de communication ou cartouches applications (levage, convoyage, emballage).

TM221M
– 16 E/S ou 32 E/S.
– Tension d’alimentation 24V DC.
– Raccordement des E/S embarquées : 16 E/S sur borniers débrochables à vis ou à ressort, 32 E/S sur connecteurs HE 10 avec des cordons HE 10 /fils nus ou à des embases de raccordement Telefast.
– Entrées analogiques : 2 entrées embarquées.
– Communication Ethernet embarquée sur TM221ME.
– Liaison série : 1 à 2 embarquées.

Présentation

Communication embarquée
3 types de ports de communication :
– Ethernet.
– Liaison série RS 232/RS 485.
– Port de programmation.

Fonctions embarquées
– Analogique (Régulation PID).
– Comptage : jusqu’à 4 compteurs rapides (HSC), fréquence 100 kHz.
Les contrôleurs TM221C..T, TM221CE..T, TM221M16T., TM221ME16T., TM221M32TK et TM221ME32TK intègrent la fonction positionnement avec :
– Modulation de largeur (PWM).
– Générateur d’impulsions (PLS).
– 2 sorties train d’impulsions (PTO) P/D avec profil trapézoïdal et courbe en S (S curve), fréquence 100 kHz.

Puissance de traitement
– Vitesse d’exécution : 0,2 ms / instruction booléenne.
– Programme : 10 K instructions booléennes.
– Nombre de Mots : 8000.
– Nombre de bits internes : 512.

Afficheur graphique
L’afficheur TMH2GDB est un afficheur compact dédié aux contrôleurs logiques M221 et M221 Book offrant des fonctions de diagnostic, de maintenance et d’exploitation.
– L’afficheur est connectable sur la liaison série SL1 des contrôleurs M221 et M221 Book. Ce port fournit également l’alimentation nécessaire à l’afficheur.
– L’application d’affichage réside dans le contrôleur, il n’est pas nécessaire de charger de programme dans le TMH2GDB.

Carte mémoire
La carte mémoire SD TMASD1, capacité 256 Mo, est disponible pour :
– La sauvegarde et le transfert d’application.
– Le chargement de logiciel embarqué (firmware).
– La duplication d’application entre contrôleurs.

Option pour contrôleurs TM221C
Une ou deux cartouches peuvent être insérées en face avant des contrôleurs TM221C sans augmentation de l’encombrement.
Trois types de cartouches sont proposés :

– Cartouches d’entrées/sorties analogiques
> TMC2AI2 pour 2 entrées analogiques configurables en tension ou courant.
> TMC2AQ2V pour 2 sorties analogiques tension.
> TMC2AQ2C pour 2 sorties analogiques courant.
> TMC2TI2 pour 2 entrées température.

– Cartouche de communication
> TMC2SL1 offrant un port liaison série supplémentaire à bornier pour connexion d’imprimante, de lecteur code barres, …

– Cartouches applications
> TMC2HOIS01 pour application de levage possède deux entrées analogiques dédiées pour contrôle de cellule de charge.
> TMC2PACK01 pour application d’emballage possède deux entrées analogiques dédiées pour contrôle de température sur machine d’emballage.
> TMC2CONV01 pour application de convoyage possède une liaison série.

L’utilisation d’une cartouche application donne un accès direct aux exemples d’application via le logiciel SoMachineBasic.

Option de communication pour liaison sans fil Bluetooth
La liaison sans fil Bluetooth permet une liberté de mouvements dans un rayon de 10 m autour du contrôleur.
La fonction est valable pour les M221 et M221 Book avec l’adaptateur TCSWAAC13FB qui permet de remplir les fonctions suivantes :
– Mise en service.
– Surveillance.
– Téléchargement.

Extensions d’entrées/sorties avec modules TM3
Les capacités des contrôleurs logiques M221 et M221 Book peuvent être étendues grâce aux modules d’extension TM3 :

– Modules d’entrées/sorties Tout ou Rien permettant de réaliser des configurations jusqu’à 264 entrées/sorties TOR.

– Modules d’entrées/sorties analogiques permettant de réaliser des configurations jusqu’à 114 entrées/sorties analogiques, destinés à recevoir entre autres les signaux de capteurs de position, de température, de vitesse… et également capables de piloter des variateurs de vitesse ou tout autre dispositif équipé d’une entrée courant ou tension.

– Module expert pour le contrôle de départs-moteurs TeSys simplifiant le câblage de la partie contrôle grâce au raccordement par cordons RJ 45.

– Modules de sécurité fonctionnelle simplifiant le câblage et configurables dans le logiciel SoMachine Basic.

Le système d’extension TM3 est flexible grâce à la possibilité de déporter une partie des modules TM3 dans l’armoire ou dans un autre coffret, jusqu’à 5 mètres, grâce à l’utilisation d’un système d’extension de bus.
Le système d’extension TM3 est commun à l’ensemble de la gamme de contrôleurs logiques M221, M241 et M251 permettant ainsi permettant ainsi une évolution du modèle de contrôleur sans changement des extensions.

(1) Contrôleur logique M221 / M221 Book.
(2) Modules d’entrées/sorties “Tout ou Rien” TM3.
(3) Modules d’entrées/sorties analogiques TM3.
(4) Module expert TM3 : contrôle de départs-moteurs TeSys.
(5) Modules de sécurité fonctionnelle TM3.
(6) Module d’extension de bus TM3 (émetteur et récepteur).
(7) Cordon d’extension de bus TM3.

Architecture de contrôle pour machines autonomes
– Applications typiques : machines répétitives.
– Emballage : machines de recyclage.
– Machines de textile-habillement.
– Équipement commercial : lavage automatique, panneaux publicitaires …
– Construction / Services : contrôle d’accès et d’entrée de systèmes automatisés.
– Autres secteurs : travail du bois, agriculture, pisciculture, incubateurs, piscines,…

Communication embarquée réseau Ethernet
Les contrôleurs TM221CE et TM221ME embarquent un port Ethernet de type RJ 45 (10/100 Mbit/s, MDI/MDIX) avec les protocoles Modbus TCP (Client/Serveur), Ethernet IP (adapter), UDP, TCP, SMS, email.
> L’adresse par défaut basée sur l’adresse MAC, il est possible d’assigner une adresse IP d’un contrôleur via un serveur DHCP ou via un serveur BOOTP.
> Le port Ethernet offre les fonctionnalités de chargement, de mise à jour et de mise au point de l’application lorsque le contrôleur est alimenté.
> Un pare-feu permet de verrouiller chaque protocole de communication.

Communication embarquée liaisons série
> Chaque contrôleur TM221C embarque une liaison série configurable en RS 232 ou en RS 485. Une alimentation de 5 V/200 mA est disponible sur le connecteur RJ 45 permettant ainsi l’utilisation de l’afficheur TMH2GDB, d’un IHM Magelis XBTN ou XBTRT, de l’adaptateur de communication Bluetooth TCSWAAC13FB.

> Chaque contrôleur TM221M, embarque une ou deux liaisons série.
> La liaison série SL1, présente sur chaque contrôleur M221 Book, est configurable en RS 232 ou en RS 485. Une tension de 5 V/200 mA est disponible sur le connecteur RJ 45 permettant ainsi l’alimentation de l’afficheur TMH2GDB, d’un IHM Magelis XBTN ou XBTRT ou de l’adaptateur de communication Bluetooth TCSWAAC13FB ou d’autres équipements.
> La liaison série SL2, présente sur les contrôleurs TM221M uniquement, est configurée en RS 485.

Les liaisons série offrent également les fonctionnalités de chargement, de mise à jour et de mise au point lorsque le contrôleur est alimenté.
Ces deux liaisons embarquent les protocoles :
– Modbus ASCII/RTU Maître ou Esclave.
– Chaîne de caractère (ASCII).

Programmation logicielle avec fonctionnalité de chargement hors tension
Le port de programmation, équipé d’un connecteur USB mini-B, est embarqué sur chaque contrôleur M221 et M221 Book ; il est dédié à la communication avec un PC équipé de SoMachine Basic pour la programmation, la mise au point, et la maintenance.
Il offre la capacité de charger un programme applicatif ou de mettre à jour le logiciel embarqué (firmware)sans que le contrôleur ne soit alimenté.

Description

SoMachine

SoMachine est le logiciel universel de programmation des machines automatisées avec les contrôleurs de MachineStruxure TM.
SoMachine Basic, est le programme de conception pour les contrôleurs logiques M221.

SoMachine Basic utilise les termes suivants :
– Projet : un projet SoMachine Basic contient des détails sur le développeur et le but du projet, la configuration et des modules d’extension associés, le code source d’un programme, les symboles, les commentaires, la documentation.

– Application : contient toutes les parties du projet qui sont chargées dans le Logic Controller, notamment le programme compilé, les métadonnées, les informations de configuration et les symboles.

– Programme : code source compilé exécuté sur le Logic Controller.

– POU (program organization unit, unité organisationnelle de programme) : objet réutilisable contenant une déclaration de variables et un ensemble d’instructions utilisées dans un programme.

Navigation dans SoMachine Basic

– Page de démarrage : affichée au lancement de SoMachine Basic. Permet de gérer la connexion au Logic Controller, et créer ou sélectionner un projet.

– Zones de module : Dans la partie supérieure de la fenêtre, une barre d’outils contient des icônes qui permettent d’effectuer des tâches courantes, comme revenir à la fenêtre Page de démarrage.
A côté de la barre d’outils, la barre d’état affiche des messages sur l’état actuel de la connexion au Logic Controller.
Sous cette barre d’outils, la fenêtre principale est divisée en plusieurs modules. Chaque module contrôle une étape différente du cycle de développement.

Pour développer une application, utilisez les modules de la gauche vers la droite :
– Propriétés : Configurer les propriétés du projet.
– Configuration : Définir la configuration matérielle du Logic Controller et des modules d’extension associés.
– Programmation : Programme dans l’un des langages de programmation pris en charge (List et Ladder).

– Mise en service : Gestion la connexion, chargez/téléchargez des applications, tester et mettre en service l’application.

Modes de fonctionnement
SoMachine Basic peut fonctionner en mode hors ligne ou en ligne. SoMachine Basic fonctionne en mode en ligne si :
– Le PC est physiquement connecté à un Logic Controller.
– En mode simulation.

Vidéo de présentation