Modicon M238

Les contrôleurs logiques compacts Modicon M238 de Schneider Electric offrent une solution “tout-en-un” dans un faible encombrement.
Quatre modèles de contrôleur logique sont disponibles, différents par leur capacité de communication intégrée et leur tension d’alimentation.

Deux modèles alimentés en 24 V DC : LDD24DT et LFDC24DT
– 4 entrées 24 V DC dont 8 entrées rapides, dédiées aux fonctions spéciales telles que comptage rapide HSC (High Speed Counter).
– 10 sorties statiques 24 V DC dont 4 sorties rapides, dédiées aux fonctions spéciales telles que PWM (Pulse Width Modulation : modulateur de largeur d’impulsions MLI) et PTO (Pulse Train Output : sortie à train d’impulsions).
– Une liaison série RS 232/RS 485 (protocoles SoMachine-Network, Modbus, ASCII).

Le modèle TM238 LFDC24DT dispose en plus de :
– Une liaison maître bus CANopen.
– Une seconde liaison série RS 485 (protocoles SoMachine-Network, Modbus, ASCII).

Deux modèles alimentés en a 100-240 V AC : LDA24DR et LFAC24DR
– 14 entrées 24 V DC dont 8 entrées rapides, dédiées aux fonctions spéciales telles que comptage rapide HSC.
– 4 sorties statiques 24 V DC , dédiées aux fonctions reflex des compteurs HSC et 6 sorties relais.
– Une liaison série RS 232/RS 485 (protocoles SoMachine-Network, Modbus, ASCII).

Le modèle TM238 LFAC24DR dispose en plus de :
– Une liaison maître bus CANopen.
– Une seconde liaison série RS 485 (protocoles SoMachine-Network, Modbus, ASCII).

L’extension du nombre d’entrées/sorties par l’adjonction sur la droite de la base (sur les quatre modèles) de maximum 7 modules d’extension (1) pouvant être de type :

– “Tout ou Rien” TM2 DDI/DDO/DMM/DRA.
– Analogiques TM2 AMI/ALM/ARI/AMO/AVO/AMM.
– Comptage rapide TM200 HSC206DT/DF (3 modules maxi).
– Coupleur maître AS-Interface TWD NOI 10M3 (2 modules maxi).

(1) L’adjonction de 7 modules d’extension autorise un nombre maxi par configuration de 136/192/248 d’E/S (selon utilisation de modules d’extension à bornier à vis, à bornier à ressort ou à connecteur HE 10).

Des modems ou passerelles de communication peuvent se connecter aux liaisons séries afin d’étendre les possibilités de connectivité : Ethernet Modbus/TCP, Profibus DP, DeviceNet, …

Conception et mise en œuvre des applications Modicon M238

La plate-forme logicielle SoMachine permet la programmation des contrôleurs Modicon M238 à partir des langages de programmation IEC 61131-3 :
– Liste d’instructions (IL).
– A contacts (LD).
– Blocs fonctionnels (FBD).
– Diagramme fonctionnel en séquence/Grafcet (SFC).
– Littéral structuré (ST).
– Langage CFC “Continous Function Chart”.

Applications

M238 propose une solution pour les machines de packaging et de convoyage.

De part ses langages, ses blocs fonctions dédiés et ses fonctions intégrées (HSC comptage rapide, PTO sorties impulsion/direction “Pulse Train Output”, PWM modulation de largeur d’impulsions “Pulse Width Modulation”), les associations contrôleurs Modicon M238, variateurs de vitesse Altivar, servo variateurs Lexium et terminaux de dialogue Magelis permettent de répondre aux applications dans les secteurs des machines de packaging (conditionnement) :
– Ensacheuse.
– Emballeuse.
– Etiqueteuse rotative ou linéaire.
– Convoyeur…

Configuration des bases compactes

Description

Les bases contrôleur logique Modicon M238 TM238 LDD24DT/ LFDC24DT et TM238 LDA24DR/ LFAC24DR comprennent :
(1) Un connecteur type USB mini B, repéré Prg. Port, pour le raccordement d’un terminal de programmation.
(2) Une porte d’accès pivotante avec 2 passe-câbles (1 amovible pour cordon terminal et 1 pour câble CANopen).
(3) Un bornier débrochable à vis (12 bornes) pour le raccordement des capteurs (entrées rapides 24V DC).
(4) Un bornier débrochable à vis (7 bornes) pour le raccordement des capteurs (entrées 24V DC)
(5) Un connecteur pour modules d’extension d’entrées/sorties (7 maxi) “Tout ou Rien” TM2 D.., analogiques TM2 A.., de comptage TM200 HSC206Dp, module maître AS-Interface (2 maxi) TWD NOI10M3.
(6) Un bloc de visualisation de :
> L’état du contrôleur à l’aide de 4 voyants (PWR, RUN, Batt et Err).
> L’état des ports de communication intégrés à l’aide de 4 voyants (SL1, SL2, CAN Run et CAN Err.).
(7) Un bloc de visualisation de l’état des entrées/sorties (I0…I13 et Q0…Q9).
(8) Un bornier débrochable à vis (10 bornes) pour le raccordement des 6 pré actionneurs.
(9) Un bornier à vis débrochable (6 bornes) pour le raccordement des 4 pré actionneurs.
(10) Un bornier débrochable à vis (5 bornes répérées CANopen) pour le raccordement au bus CANopen, avec modèle TM238 LFDC24DT ou TM238 LFAC24DR.
Avec accès par le dessous du contrôleur :
(11) Un bornier débrochable à vis (3 bornes) :
> +, -, terre repérées 24 V DC pour le raccordement de l’alimentation.
> L, N, terre repérées 100-240 V AC pour le raccordement de l’alimentation.
(12) Un connecteur repéré SL1 (avec modèle TM238 LDD24DT ou TM238 LDA24DR) ou 2 connecteurs repérés SL1 et SL2 (avec modèle TM238 LFDC24DT ou TM238 LFAC24DR) type RJ45 pour le raccordement des liaisons séries.
(13) Un cache pivotant donnant l’accès à la pile optionnelle de sauvegarde de la mémoire RAM et de l’horodateur interne à la base.
Les bases compactes se montent de base sur profilé 5 symétrique ou sur platine métallique (2 trous Ø 4,3).

Structure mémoire
Les contrôleurs Modicon M238 offrent une grande souplesse dans la gestion de la mémoire.
Selon le modèle utilisé, ils disposent d’une zone mémoire utilisateur de :
– 500 Ko avec base TM238 LDD24DT ou TM238 LDA24DR.
– 1024 Ko avec base TM238 LFDC24DT ou TM238 LFAC24DR.
Cette zone mémoire utilisateur est répartie en fonction des besoins du programme application et du volume nécessaires aux symboles, aux variables non localisées et aux librairies demandées par l’application.

Le tableau ci-dessous donne les capacités mémoire maximales selon le modèle (à titre indicatif) :

Mémorisation des variables
Les variables rémanentes peuvent être de deux types suivant leur déclaration dans l’application :
> Variables “Retain” 8168 octets maximum.
> Variables “Retain Persistent” 400 octets maximum.
Les 1000 premières variables localisées 1 (1000 premiers mots %MW) et toutes les variables non localisées (5) configurées en type “Retain” et “Retain Persistent” sont sauvegardées par la batterie interne ou par la pile optionnelle externe.
Elles sont maintenues sur reprise secteur si le contexte de démarrage le permet.

Contexte de redémarrage
L’état de la mémoire rémanente avant coupure est restitué à la remise sous tension suivante dans le cas où la batterie interne et/ou la pile optionnelle externe est/sont en état de secourir la mémoire RAM interne sauvegardée (pas d’erreur de checksum mémoire).
Dans le cas où la charge de la batterie ou de la pile optionnelle externe ne serait pas suffisante pour secourir la mémoire RAM interne, les valeurs des variables rémanentes “Retain” et “Retain Persistent” sont réinitialisées à 0.
La pile externe peut être surveillée par la fonction logicielle GetBatteryLevel, son état de charge est visible à travers l’état du voyant Batt en face avant du contrôleur.

Mémorisation du programme
Quel que soit le contexte et l’état de la batterie et/ou pile optionnelle externe, le programme est sauvegardé en mémoire Flash EEprom lors de la procédure de création du “boot application” (procédure logiciel SoMachine).

Solutions à base de contrôleur logique Modicon M238, utilisation du port Modbus RS 485

(1) Contrôleur logique TM238 LDD24DT, TM238 LDA24DR : Contrôleur 24 E/S (dont 2 E utilisées en rapide) et port SL1 (sous protocole Modbus)
(2) Module 8 entrées analogiques TM2 ARI 8LT Module 8 entrées thermo sondes 2 ou 3 fils, raccordement sur 2 borniers à vis.
(3) Alimentation 24 V DC Phaseo ABL 8REM24… : 030 pour I = 3 A, 050 pour I = 5 A.
(4) PC de programmation MSD CHNSFUV20 Logiciel SoMachine.
(5) Démarreur-contrôleur TeSys U LUB 320 Base puissance 32 A avec unité de contrôle multifonction LUCM 32BL et module de communication Modbus LUL C032.
(6) Alimentation c 24 V Phaseo ABL 7RM24025…. : Alimentation gamme Modulaire 2,5 A.
(7) Variateur de vitesse Altivar 312 ATV : Variateur pour moteur asynchrone (Modbus et CANopen intégré).
(8) E/S distribuées Advantys OTB OTB 1S0 DM9LP : Module interface bus Modbus RS 485, 12 E 24 V DC, 2 S 24 V DC et 6 S relais.
(9) Codeur incrémental Osicodeur XCC à sorties Push-pull avec prolongateur XCC.
(1a) Câble principal Modbus TSX SCA 100/200/500 Câbles double paire torsadée blindée RS 485, longueur 100/200/500 m .
(1b) Boîtier de dérivation Modbus TWD XCA ISO Bornier à vis pour câble principal, 2 RJ45 pour dérivation, isolement de ligne et adaptation de fin de ligne. Alimentation 24 V DC.
(2a) Platine de raccordement des masses TM2 XMTGB : Raccordement du blindage des câbles et de la terre fonctionnelle (FG) du module 2.
(4a) Cordon prise ter./port USB PC TCS XCN AMUM3P : Cordon port USB base Modicon M238 vers port USB terminal PC, longueur 3 m.
(5a) Cordons de dérivation Modbus VW3 A8 306 R03/10/30 : Cordon avec 2 connecteurs RJ45, longueur 0,3/1/3 m.

Solutions à base de contrôleur logique Modicon M238, utilisation du port intégré CANopen

(1) Contrôleur logique TM238 LFDC24DT Contrôleur 24 E/S (dont 2 sorties utilisées en signaux PTO) et port CANopen intégré ou TM238 LFAC24DR Contrôleur 24 E/S (sans fonctionnalité PTO et PMW).
(2) Module 8 entrées analogiques TM2 ARI 8LT Module 8 entrées thermo sondes 2 ou 3 fils, raccordement sur 2 borniers à vis.
(3) Module de comptage rapide TM200 HSC 206DF Module 2 voies de comptage rapide 60 kHz, raccordement sur 2 borniers à ressort.
(4) Alimentation 24 V DC Phaseo ABL 8REM24… : Alimentation gamme Optimum 030 pour I = 3 A, 050 pour I = 5 A ou ABL 8RPS24… : Alimentation gamme Universelle 050 pour I = 5 A, 100 pour I = 10 A.
(5) PC de programmation MSD CHNSFUV20 Logiciel SoMachine.
(6) Terminal IHM Magelis (protocole Modbus) XBT N200/R400 + 6a, XBT RT500/RT511 + 6a : Small Panel à clavier pour affichage de message texte 2…10 lignes. Raccordement vers contrôleur port série SL2, alimentation 5 V DC via contrôleur (1).
ou XBT N401/N410 + 6b, XBT R410/R411 + 6b : Small Panel à clavier pour affichage de message texte et commande/paramétrage de données, écran 5,7”, alimentation 24 V DC externe. Raccordement vers contrôleur port SL1 ou SL2.
ou XBT GT11pp/GT1335 + 6a : Advanced Panel tactile avec affichage graphique, écran 3,8”, alimentation 24 V DC externe. Raccordement sur port COM1 vers contrôleur port SL1 ou SL2.
ou Terminal IHM Magelis (protocole SoMachine-Network) XBT GT2..0…7340 + 6c , XBT GK…0 + 6c : Advanced Panel tactile avec affichage graphique, écran 5,7”…15”, alimentation 24 V DC externe. Raccordement sur port COM1 vers contrôleur port SL1 ou SL2.
(7) Servo variateur Lexium 32 LXM 32…. : Servo variateur sur bus CANopen, à associer avec moteur BRH/BSH .
(8) Servo variateur Lexium 32 LXM 32…. : Servo variateur sur bus CANopen, à associer avec moteur BRH/BSH.
(9) Variateur de vitesse Altivar 312 ATV 312 : Variateur pour moteur asynchrone (Modbus et CANopen intégré).
(10) E/S distribuées Advantys OTB OTB 1C0 DM9LP : Module interface bus CANopen, 12 E 24 V DC, 2 S 24 V DC et 6 S relais.
(11) Codeur incrémental Osicodeur XCC à sorties Push-pull avec prolongateur XCC.
(1a) Câble CANopen TSX CAN CA 50/100/300 Câbles pour ambiance standard, longueur 50/100/300 m.
(2a) Platine de raccordement des masses TM2 XMTGB : Raccordement du blindage des câbles et de la terre fonctionnelle (FG) des modules 2 et 3.
(5a) Cordon prise ter./port USB PC TCS XCN AMUM3P : Cordon port USB base Modicon M238 vers port USB terminal PC, longueur 3 m.
(6p) Cordons de raccordement IHM Magelis.
(6a) XBT Z9980 2 connecteurs RJ45, RS 485 Modbus, longueur 2,5 m.
(6b) XBT Z938 1 SUB-D25 et 1 RJ45, RS 485 Modbus, longueur 2,5 m.
(6c) XBT Z9008 1 SUB-D9 et 1 RJ45, RS 485 Modbus, longueur 2,5 m.
(8a) Boîtier de dérivation IP 20 VW3 CAN TAP2 Boîtier de dérivation IP20 avec 2 RJ45 CANopen et 1 RJ45 terminal de diagnostic.
(8b) Cordon CANopen pré-équipé VW3 CAN CARR03/1 Cordon avec 1 connecteur RJ45 à chaque extrémité, longueur 0,3/1 m.
(10a) Connecteur IP20 SUB-D 9 TSX CAN KCDF 90T/180T Connecteur avec adaptation fin de ligne, coudé 90°/droit.

(1) Sauf XBT RT511, raccordement vers contrôleur port série SL1 ou SL2, alimentation 24 V DC externe.

Modules d’extension d’E/S “Tout ou Rien”

L’offre des modules d’extension d’entrées/sorties TOR est composée de 15 modules d’entrées, de sorties et d’entrées/sorties mixtes.
Ces modules d’entrées/sorties viennent en complément des entrées/sorties intégrées des différentes bases Modicon M238, Twido, Magelis HMI Controller et Modicon OTB.

Les modules d’entrées/sorties TOR se définissent comme suit :
– 4 modules d’entrées TOR 24 V DC de modularité 8, 16 ou 32 voies, équipés, selon les modèles de borniers débrochables à vis ou de connecteur type HE 10.
– 1 module d’entrées TOR 120 V AC, 8 voies, équipé d’un bornier débrochable à vis.
– 8 modules de sorties TOR comprenant des modules de 8 ou 16 sorties relais, des modules à sorties transistors (“sink” ou “source”) de 8, 16 ou 32 voies, équipés, selon les modèles de borniers débrochables à vis ou de connecteur type HE 10.
– 2 modules mixtes d’entrées/sorties TOR, comprenant un module 4 E/4 S relais avec bornier débrochable à vis et un module 16 E/8 S relais avec bornier non débrochable à ressort.

Description

Les modules d’extension d’entrées/sorties TOR comprennent :
(1) Un connecteur d’extension pour la liaison avec le module précédent (1).
(2) Un ou deux bloc(s) de visualisation des voies et de diagnostic du module.
(3) Un ou deux éléments de raccordement pouvant être, selon modèle, de type :
> Bornier débrochable à vis (1 ou 2) pour les modules dont la référence se termine par T.
> Connecteur type HE 10 (1 ou 2) pour les modules dont la référence se termine par K.
> Bornier non débrochable à ressort pour le module TM2 DMM 24DRF.
(4) Dispositif mécanique de verrouillage au module précédent.

Modules d’extension d’E/S analogiques

Les modules d’extension d’entrées/sorties analogiques permettent de faire l’acquisition des différentes valeurs analogiques rencontrées dans les applications industrielles.
Les modules de sorties analogiques sont utilisés pour piloter des préactionneurs en unités physiques, tels que variateurs de vitesse, vannes et les applications nécessitant le contrôle de process.
Le courant ou la tension en sortie sont proportionnels à la valeur numérique définie par le programme utilisateur.
Sur arrêt du contrôleur, les sorties peuvent être configurées avec mise en repli (mise à la valeur basse de l’échelle ou maintien à la valeur). Cette fonction, avec maintien à la valeur est utilisée en mise au point de l’application ou sur défaut afin de ne pas perturber le process piloté.

Les 12 modules d’entrées/sorties analogiques se définissent comme suit :
– Un module 2 entrées 0…10 V, 4…20 mA.
– Un module 2 entrées thermocouple type J, K et T.
– Un module 4 entrées 0…10 V, 0…20 mA, Pt100/1000 (gamme – 200…600 °C) et Ni100/1000 (gamme – 50…150 °C).
– Deux modules 8 entrées thermo sonde Pt100 (gamme – 200…600 °C) et Pt1000 (gamme – 50…200 °C), avec connecteurs RJ11 ou borniers débrochables à vis.
– Un module 8 entrées 0…10 V, 0…20 mA.
– Un module 8 entrées PTC/NTC.
– Un module 1 sortie 0…10 V, 4…20 mA.
– Un module 2 sorties ± 10 V.
– Un module mixte 2 entrées 0…10 V, 4…20 mA et 1 sortie 0…10 V, 4…20 mA.
– Un module mixte 2 entrées thermocouple type J, K et T ou thermo sonde et 1 sortie 0…10 V, 4…20 mA.
– Un module mixte 4 entrées 0…10 V, 4…20 mA et 2 sorties 0…10 V, 4…20 mA.

Les extensions modules analogiques offrent une résolution de 10 bits, 11 bits + signe et 12 bits, avec raccordement par bornier débrochable à vis. Une alimentation externe 24 V DC est nécessaire au niveau de chaque module analogique.

Description

Les modules d’entrée/sorties analogiques comprennent :
(1) Un connecteur d’extension pour la liaison avec le module précédent (2).
(2) Un bloc de visualisation PWR.
(3) Un (ou 2 selon modèle) bomier(s) à vis débrochable pour le raccordement de l’alimentation externe 24 V DC, des capteurs et des préactionneurs.
(4) Un dispositif mécanique de verrouillage au module précédent.
Avec modules 8 entrées thermosonde :
(5) 8 connecteurs type RJ11. Une version de ce module est proposé avec 2 borniers débrochables à vis (2 x 13 bornes).
(6) Une borne à vis pour raccordement de la terre fonctionnelle (FG).
(7) Un connecteur à vis débrochable pour raccordement de l’alimentation 24 V DC.
(8) Une platine de raccordement des masses (TM2 XMTGB) facilite le raccordement du blindage des câbles capteurs et actionneurs analogiques, ces blindages devant être reliés à la terre fonctionnelle de l’équipement.

Modules de comptage TM200 HSC 206D.

Les modules de comptage (Décomptage) TM200 HSC 206DT/DF pour contrôleur logique Modicon M238 sont utilisés pour compter les impulsions générées par un capteur ou pour traiter les signaux d’un codeur incrémental.
Les deux modules de 2 voies de comptage 60 KHz se différencient par leur type de raccordement :
– Bornier à vis débrochable (2 x 16 contacts) TM200 HSC 206DT.
– Bornier à ressort débrochable TM200 HSC 206DF.

Les capteurs utilisés sur chaque voie peuvent être :
– Des capteurs de proximité 24 V, 2 fils.
– Des capteurs de proximité 24 V, 3 fils type PNP.
– Des interrupteurs de position (contact NO ou NC)
– Des codeurs incrémentaux de signaux de sortie 15-30 V et sorties source (logique positive).

Description

Les modules de comptage 60 KHz TM200 HSC 206D. comprennent :
(1) Un connecteur d’extension pour la liaison avec le module précédent (1).
(2) Un bloc de visualisation de diagnostic des voies et du module.
(3) Deux débrochables, à vis ou à ressort repérés TB0 et TB1 pour le raccordement des capteurs et des préactionneurs.
(4) Un dispositif mécanique de verrouillage au module précédent.
(5) Une borne à vis pour raccordement de la terre fonctionnelle (FG).
(6) La platine de raccordement des masses TM2 XMTGB facilite le raccordement du blindage des câbles capteurs et codeurs, ces blindages devant être reliés à la terre fonctionnelle de l’équipement.

Synoptique d’une voie de comptage du module TM200 HSC 206DT/DF

Bus capteurs/actionneurs AS-Interface (ASI)

Le module maître AS-Interface TWD NOI 10M3, confère au contrôleur logique modicon M238 la fonction de maître AS-Interface.

AS-Interface est composé d’une station maître (contrôleur logique modicon M238) et de stations esclaves.
Le maître supportant le profil AS-Interface interroge tour à tour les équipements connectés sur AS-Interface et stocke les informations (états des capteurs/actionneurs, état de fonctionnement des équipements) dans la mémoire du contrôleur.

La gestion de la communication sur AS-Interface est totalement transparente vis-à-vis du programme application contrôleur logique modicon M238.

Le module maître TWD NOI 10M3 gère avec le profil AS-Interface M3 :
– Des équipements esclaves “Tout ou Rien” (62 équipements maximum organisés en 2 banques A et B de 31 adresses chacune).
– Des équipements analogiques (7 équipements maximum en banque A).

Le profil AS-Interface M3 supporte le profil analogique 7.3 (7 esclaves), mais ne supporte pas le profil analogique S-7.4.
Le nombre maximal de modules d’extension TWD NOI 10M3 par contrôleur logique modicon M238 est de 2.
Une alimentation AS-Interface est indispensable pour alimenter les différents équipements sur AS-Interface. Elle se situe de préférence à proximité des stations consommant beaucoup d’énergie.

Description
Le module TWD NOI 10M3 se présente sous la forme d’un module au format standard. Il se connecte sur une base contrôleur M238 comme tout module d’E/S.
Il comporte en face avant :
(1) Un bloc de visualisation comprenant :
– 6 voyants représentatifs des modes de marche du module :
> Voyant vert PWR : module sous tension.
> Voyant rouge FLT : erreur dans la configuration chargée.
> Voyant vert LMO : module en mode local.
> Voyant vert CMO : module en mode connecté.
> Voyant rouge CNF : non utilisé.
> Voyant rouge OFF : module en mode protégé hors connexion.
– 6 voyants verts, 3 pour les entrées, 3 pour les sorties.
(2) Un bloc de visualisation de l’état des adresses.
(3) Deux boutons-poussoirs PB1 et PB2 de contrôle de l’état d’esclaves par sélection de leur adresse et changement de mode.
(4) Un connecteur d’extension pour liaison avec le module précédent.
(5) Un connecteur (sur le côté droit) pour modules d’extension d’entrées/sorties TM2 DpI ou TM2 DpO.
(6) Un dispositif mécanique de verrouillage au module précédent.
(7) Un bornier de raccordement à vis débrochable pour le raccordement du câble jaune AS-Interface.

Voir l’article sur M221.
Voir l’article sur M251.