XPSMF : Automates compacts de sécurité Preventa XPSMF40, XPSMF31/30/35

Les automates de sécurité Preventa de Schneider Electric sont compacts et modulaires et leurs modules d’entrées/sorties de sécurité distantes permettent la surveillance de fonctions de sécurité simples à complexes dans toutes les applications industrielles de protection des personnes et de sécurité des machines.
Conçus pour être utilisés avec de nombreuses fonctions de sécurité machine, ces automates de sécurité compacts et modulaires et les modules d’entrées/sorties de sécurité distantes sont prévus pour les parties ayant trait à la sécurité dans les systèmes de contrôle.
Ils peuvent contrôler jusqu’à la catégorie 4, niveau de performance “e” EN/ISO 13849-1, niveau d’intégrité de sécurité SIL (Safety Integrity Level) 3 EN/IEC 61508 ou EN/IEC 62061.

Automatismes de sécurité

Pour répondre aux exigences de sécurité, les automates de sécurité Preventa (compacts et modulaires) possèdent deux fonctions essentielles : Redondance et Autocontrôle.
Ils utilisent également le protocole de communication de sécurité SafeEthernet entre les automates de sécurité et les modules d’entrées/sorties de sécurité distantes.

Redondance
> Le double ou triple (sur automates compacts XPSMF40 uniquement) processeur intégré aux automates compacts et modulaires analyse et compare les données reçues des entrées et des sorties de sécurité.
> Les données entrantes et sortantes (valeurs programmées et valeurs reçues) sont réceptionnées en parallèle par les processeurs et sont comparées en temps réel.

Autocontrôle (“Watchdog”)
Les automates compacts et modulaires surveillent en permanence le cycle de traitement des données et l’exécution des tâches, et interviennent si le temps de cycle n’est pas conforme à celui déterminé par avance.

Commutateur intégré
Le commutateur intégré stocke pendant une très courte durée et envoie à très haute vitesse les données provenant des entrées et des sorties des automates sur le réseau Ethernet tout en évitant la collision des signaux et l’encombrement des données sur le réseau.

Contrôle de ligne pour automates de sécurité et modules d’entrées/sorties de sécurité

Le contrôle de ligne est un moyen de surveillance des courts-circuits et des coupures.
L’utilisation de sorties de contrôle de ligne permet d’assurer une sécurité catégorie 4, niveau de performance “e” EN/ISO 13849-1, niveau d’intégrité de sécurité SIL 3 EN/IEC 61508 ou EN/IEC 62061.

Les sorties de contrôle de ligne fournissent un signal haut avec un signal bas très court permettant de repérer un défaut de câblage (court-circuit, coupure de ligne), identifié au niveau des entrées des automates de sécurité et des modules d’entrées/sorties distantes.

Programmation des fonctions de sécurité automatisées

Installé sur un PC, le logiciel XPSMFWIN permet de programmer la totalité des modules d’entrées/sorties de sécurité distantes et les automates de sécurité, mais aussi de configurer les paramètres de communication.

GAMME XPSMF40

La gamme d’automates de sécurité compacts XPSMF40 se décline en 6 versions qui se différencient par leurs protocoles de communication de non sécurité.

Entrées “Tout ou Rien”
Les automates de sécurité compacts XPSMF40 possèdent jusqu’à 24 entrées “Tout ou Rien” prévues pour la connexion de dispositifs d’entrée de sécurité, tels que des contacts d’arrêts d’urgence, des interrupteurs magnétiques, des barrières immatérielles, etc.

Sorties “Tout ou Rien”
Les automates de sécurité compacts XPSMF40 possèdent jusqu’à 24 sorties de type “Tout ou Rien” prévues pour la connexion de dispositifs de sortie de sécurité, tels que des contacteurs, des balises lumineuses, des sirènes, etc.

Sorties contrôle de ligne
Les automates de sécurité compacts XPSMF40 possèdent 8 sorties contrôle de ligne pour surveillance de courts- circuits et des coupures.

Entrées et sorties distantes
Outre leurs entrées/sorties intégrées d’origine, les automates de sécurité compacts XPSMF40pp peuvent être reliés à des modules d’entrées de sécurité distantes XPSMF1 et/ou de sorties de sécurité distantes XPSMF2 et/ou à des modules d’entrées/sorties mixtes de sécurité distantes XPSMF3.

Les modules d’entrées de sécurité, de sorties de sécurité et d’entrées/sorties mixtes de sécurité distantes peuvent être placés à proximité des machines à surveiller, réduisant ainsi le câblage.
La communication entre ces modules d’E/S de sécurité distantes et les automates de sécurité XPSMF40.. s’effectue sur un réseau Ethernet au moyen du protocole de communication sécurisé SafeEthernet, via les ports de communication Ethernet RJ45 commutables et intégrés.

Intégration des automates XPSMF40 sur plate-forme d’automatisme Premium
Conçus pour s’intégrer mécaniquement sur une plate-forme d’automatisme Premium, les automates de sécurité XPSMF40.. occupent 2 emplacements sur le rack Premium TSXRKY.

Il y a interaction entre les deux environnements de programmation (Unity et XPSMFWIN) : les variables définies avec le logiciel XPSMFWIN peuvent être récupérées par Unity (logiciel de programmation de plate-forme) au moyen d’un outil fourni dans le logiciel.

Exemple d’intégration mécanique d’un automate compact XPSMF40 sur plate-forme d’automatisme Premium
(1) Rack Premium.
(2) Module d’alimentation.
(3) Module processeur Premium.
(4) Autres modules Premium (communication, E/S).
(5) Automate compact XPSMF4.

Raccordement liaison série Modbus via RJ-45
Le schéma suivant présente un exemple de raccordement de XPSMF4020 ou XPSMF4022 à la liaison série Modbus via un système de câblage RJ-45 :

(1) Maître (automate, PC ou module de communication).
(2) Câble liaison série Modbus en fonction du type de maître.
(3) Répartiteur liaison série Modbus LU9 GC3.
(4) Câbles liaison série Modbus VW3 A8 306 R..
(5) Terminaisons VW3 A8 306 RC.
(6) Boîtes de dérivation T de liaison série Modbus VW3 A8 306 TF.. (avec câble).
(7) Terminal Magelis graphique (par ex. XBT-GT….) fournit la polarisation du bus de terrain liaison série Modbus).

Raccordement liaison série Modbus via la boîte de dérivation
Le schéma suivant présente un exemple de raccordement de XPSMF4020 ou XPSMF4022 à la liaison série Modbus via des boîtes de dérivation :

(1) Maître (automate, PC ou module de communication).
(2) Câble liaison série Modbus en fonction du type de maître.
(3) Câble TSX CSA.00 de liaison série Modbus.
(4) Boîte de dérivation T TSX SCA 50.
(5) Prises de l’abonné TSX SCA 62.
(6) Câbles liaison série Modbus VW3 A8 306.
(7) Câble de dérivation liaison série Modbus VW3 A8 306 D30.
(8) Automates de sécurité XPSMF4020 ou XPSMF4022.

Raccordement liaison SafeEthernet et Modbus TCP/IP
Le schéma ci-dessous présente un exemple d’une application Ethernet utilisant les protocoles SafeEthernet et Modbus TCP/IP :

(1) Automate de sécurité avec plate-forme d’automatisme Premium.
(2) Terminal Magelis graphique XBTG.
(3) Automate de sécurité XPSMF40.
(4) XPSMF 1/2/3 DIO/AIO E/S distante.
(5) PC.

Les périphériques individuels sont reliés au bus par des commutateurs. Modbus TCP/IP et SafeEthernet utilisent le même réseau physique.

Raccordement de l’XPSMF4040 à Profibus DP
Le schéma ci-dessous montre un exemple de raccordement de l’XPSMF4040 à Profibus DP :

(1) Module de communication Profibus DP : TSX PBY100.
(2) Raccordement de l’automate de sécurité XPSMF4040 à Profibus DP.
(3) Connecteurs intermédiaires 490 NAD 911 04.
(4) Câble de raccordement TSX PBS CA.00 de Profibus DP.
(5) Connecteur avec la terminaison 490 NAD 911 03.

Description

Automates de sécurité XPSMF4000/MF4002/ MF4020/MF4022/ MF4040/MF4042.

En face avant du boîtier :
(1) Un bornier d’alimentation 24 V DC.
(2) Deux ports RJ45 (type 10BASE-T/100BASE-TX) commutables et intégrés pour la programmation et pour les communications Ethernet ayant trait ou non à la sécurité (à l’aide du protocole SafeEthernet pour les produits ayant trait à la sécurité et à l’aide du protocole serveur Modbus TCP/IP pour les autres).
(3) LED de visualisation des états du process.
(4) Bouton “Reset”.
(5) Six borniers pour raccordement des entrées/sorties TOR configurables.
(6) Deux borniers pour raccordement des sorties contrôle de ligne.
(7) En face arrière, une plaque amovible avec fixation à ressort, pour montage sur profilé symétrique 35 mm.

Automates de sécurité XPSMF4020/MF4022

En face avant du boîtier :
(8) Un connecteur RJ45 pour connexion sur Modbus série (RTU) avec 2 LED de visualisation des états du process.

Automates de sécurité XPSMF4040/MF4042

En face avant du boîtier :
(9) Un connecteur SUB-D (9 contacts femelle) pour connexion sur PROFIBUS DP avec 2 LED de visualisation des états du process.

GAMME XPSMF31/30/35

La gamme d’automates de sécurité compacts XPSMF31/30/35 se décline en 5 versions qui se différencient par leurs caractéristiques, énoncées ci-dessous.

(1) Sorties “Tout ou Rien” configurables pour le contrôle de ligne.

Entrées “Tout ou Rien”
Les automates de sécurité compacts XPSMF3pppp possèdent jusqu’à 24 entrées “Tout ou Rien” prévus pour la connexion de dispositifs d’entrée de sécurité.

Entrées analogiques
Les automates de sécurité XPSMF3502, XPSMF3522, XPSMF3542 compacts possèdent 8 entrées de mesure analogique recevant les signaux analogiques de sécurité des machines à surveiller :
> Scrutation des voies d’entrée en circuit fermé.
> Mesure unipolaire des tensions de 0 à 10 V.
> Mesure avec shunt des courants de 0 à 20 mA.

Entrées compteur
Les automates de sécurité XPSMF3502, XPSMF3522, XPSMF3542 compacts possèdent 2 voies de comptage indépendantes et configurables :
> Codeurs incrémentaux (5 V DC).
> Détecteurs 2/3 fils PNP/NPN (24 V DC).

Sorties “Tout ou Rien”
Chaque automate de sécurité XPSMF31/30/35 compact possède 8 sorties “Tout ou Rien” sur lesquelles sont connectées les équipements de signalisation et les machines à commander.

Entrées et sorties distantes
Outre leurs entrées/sorties intégrées d’origine, les automates de sécurité compacts XPSMF31/30/35 peuvent être reliés à des modules d’entrées de sécurité distantes XPSMF1 et/ou de sorties de sécurité distantes XPSMF2 et/ou à des modules d’entrées/sorties mixtes de sécurité distantes XPSMF3.

Les modules d’entrées de sécurité, de sorties de sécurité et d’entrées/sorties mixtes de sécurité distantes peuvent être placés à proximité des machines à surveiller, réduisant ainsi le câblage.
La communication entre ces modules d’E/S de sécurité distantes et les automates de sécurité compacts XPSMF31/30/35 s’effectue sur un réseau Ethernet au moyen du protocole de communication sécurisé SafeEthernet, via les ports de communication Ethernet RJ45 commutables et intégrés.

Raccordement SafeEthernet et Ethernet
Le schéma suivant illustre un exemple de mise en réseau Ethernet et SafeEthernet :

(1) Automate de sécurité avec plate-forme d’automatisme Premium.
(2) Terminal Magelis graphique.
(3) Terminal Magelis graphique.
(4) Automate de sécurité XPSMF30.
(5) E/S distante XPSMF 1/2/3 DIO/AIO.
(6) PC.
(7) Module TSX ETY100 (Modbus TCP/IP).

Raccordement SafeEtherne et Modbus
Le schéma suivant illustre un exemple de mise en réseau SafeEthernet et Modbus :

(1) Terminal Magelis graphique.
(2) Plate-forme d’automatisme Premium.
(3) Terminal Magelis graphique.
(4) Automate de sécurité XPSMF30.
(5) XPSMF 1/2/3 DIO/AIO.
(6) XPSMF ADAPT.
(7) Connexion TER sur le processeur Premium.
(8) Module TSXSCY21601 série Modbus.

Description

Automates de sécurité XPSMF31222 et XPSMF3022.

En face avant du boîtier métallique :
(1) Un bornier d’alimentation 24 V DC.
(2) Deux borniers pour raccordement des sorties TOR, avec LED de visualisation des états des sorties TOR (quatre LED par bornier).
(3) Cinq borniers pour raccordement des entrées TOR avec LED de visualisation des états des entrées (quatre LED par bornier).
(4) Huit LED de visualisation des états du process.
(5) Quatre ports RJ45 (type 10BASE-T/100BASE-TX) commutables et intégrés pour la programmation et pour les communications Ethernet ayant trait ou non à la sécurité (à l’aide du protocole SafeEthernet pour les produits ayant trait à la sécurité et à l’aide du protocole serveur Modbus TCP/IP pour les autres).
(6) Sur XPSMF3022 uniquement : deux connecteurs SUB-D non utilisés (FB1 et FB2).
(7) Sur XPSMF3022 uniquement : un connecteur type SUB-D 9 contacts pour connexion sur Modbus série (RTU) (FB3).
(8) Une vis de connexion à la terre.
(9) Sur la partie supérieure : bouton “Reset”.
(10) En face arrière : un dispositif de fixation à ressort pour montage sur profilé symétrique 35 mm.

Automates de sécurité XPSMF35..

En face avant du boîtier métallique :
(1) Un bornier d’alimentation 24 V DC.
(2) Un bornier pour raccordement des sorties TOR, avec quatre LED de visualisation des états des sorties TOR.
(3) Trois borniers pour raccordement des entrées TOR avec LED de visualisation des états des entrées (huit LED par bornier).
(4) Un bornier pour raccordement des 2 voies d’entrées compteur.
(5) Quatre borniers pour raccordement des entrées analogiques.
(6) Une plaque de fixation des câbles blindés de raccordement des entrées analogiques.
(7) Huit LED de visualisation des états du process.
(8) Deux connecteurs SUB-D 9 contacts non utilisés (FB1 et FB2).
(9) Quatre ports RJ45 (type 10BASE-T/100BASE-TX) commutables et intégrés pour la programmation et pour les communications Ethernet ayant trait ou non à la sécurité (à l’aide du protocole SafeEthernet pour les produits ayant trait à la sécurité et à l’aide du protocole serveur Modbus TCP/IP pour les autres).
(10) Un connecteur type SUB-D 9 contacts (FB3) pour connexion sur PROFIBUS DP (XPSMF3542) ou connexion sur Modbus série (RTU) (XPSMF3522).
(11) Une vis de connexion à la terre.
(12) Sur la partie supérieure : bouton “Reset”.
(13) En face arrière : un dispositif de fixation à ressort pour montage sur profilé symétrique 35 mm.

Communication sur réseau et bus
Types XPSMF40, XPSMF31/30/35

Pour communiquer, les automates de sécurité Preventa compacts XPSMF sont équipés :
> De 2 ou 4 ports commutables intégrés RJ45 Ethernet pour le transfert de données ayant trait ou pas à la sécurité (utilisation du protocole SafeEthernet pour les données ayant trait à la sécurité et du protocole Modbus TCP/IP pour les autres).
> Et/ou de ports série de communication pour le transfert de données n’ayant pas trait à la sécurité.

Communication de sécurité sur un réseau unique
Le réseau Ethernet supporte le protocole SafeEthernet : physiquement, un seul réseau est nécessaire pour la communication :
> Entre les produits de sécurité (protocole SafeEthernet).
> Entre les produits n’ayant pas trait à la sécurité (protocole Modbus TCP/IP et autres).
> Entre les produits ayant trait ou pas à la sécurité (protocole Modbus TCP/IP).

Communication sur plus d’un réseau : deux câblages distincts au minimum sont réalisés
> Un réseau Ethernet avec le protocole Modbus TCP/IP est utilisé pour la communication entre les produits n’ayant pas trait à la sécurité et les automates de sécurité.
> Un réseau Ethernet avec le protocole SafeEthernet est utilisé pour la communication entre les automates de sécurité XPSMF et les modules d’entrées/sorties de sécurité distantes XPSMF1/2/3.
> Un réseau Modbus série avec le protocole Modbus série (RTU) est utilisé pour la communication entre les automates de sécurité XPSMF et les produits n’ayant pas trait à la sécurité.
> Un réseau PROFIBUS DP avec protocole PROFIBUS est utilisé pour la communication entre les automates de sécurité XPSMF et les produits n’ayant pas trait à la sécurité.

Logiciel de programmation XPSMFWIN

Conforme à la norme IEC 61131-3, le logiciel de programmation XPSMFWIN est conçu pour la programmation de tous les modules d’entrées/sorties de sécurité distantes et tous les automates de sécurité XPSMF.
Pour créer un programme, l’utilisateur peut se servir de blocs fonctions prédéfinis, comme les fonctions logiques élémentaires, et de blocs fonctions certifiés en faisant glisser les blocs sur la zone de programmation logicielle.

Grâce au logiciel XPSMFWIN, il est possible de programmer des systèmes complets de plusieurs automates de sécurité et modules d’entrées/sorties de sécurité distantes.

Le logiciel XPSMFWIN utilise une clé comme moyen de protection contre toute utilisation non autorisée.
Cette clé (dongle) est disponible en version USB. Elle doit être branchée avant l’installation du logiciel.
Des pilotes doivent être installés sur l’ordinateur pour que ce dernier détecte la clé. Ces pilotes sont fournis avec le logiciel XPSMFWIN et sont automatiquement installés en même temps que le logiciel.