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SIMATIC

Sistema IO-Link

Manuale di guida alle funzioni

12/2017 A5E31637995-AB

Prefazione

Guida alla consultazione 1

Vista generale del sistema 2

Integrazione nel sistema di automazione

3

Siemens AG Division Digital Factory Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG GERMANIA

A5E31637995-AB Ⓟ 01/2018 Con riserva di modifiche

Copyright © Siemens AG 2013 - 2017. Tutti i diritti riservati

Avvertenze di legge Concetto di segnaletica di avvertimento

Questo manuale contiene delle norme di sicurezza che devono essere rispettate per salvaguardare l'incolumità personale e per evitare danni materiali. Le indicazioni da rispettare per garantire la sicurezza personale sono evidenziate da un simbolo a forma di triangolo mentre quelle per evitare danni materiali non sono precedute dal triangolo. Gli avvisi di pericolo sono rappresentati come segue e segnalano in ordine descrescente i diversi livelli di rischio.

PERICOLO questo simbolo indica che la mancata osservanza delle opportune misure di sicurezza provoca la morte o gravi lesioni fisiche.

AVVERTENZA il simbolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare la morte o gravi lesioni fisiche.

CAUTELA indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare lesioni fisiche non gravi.

ATTENZIONE indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare danni materiali.

Nel caso in cui ci siano più livelli di rischio l'avviso di pericolo segnala sempre quello più elevato. Se in un avviso di pericolo si richiama l'attenzione con il triangolo sul rischio di lesioni alle persone, può anche essere contemporaneamente segnalato il rischio di possibili danni materiali.

Personale qualificato Il prodotto/sistema oggetto di questa documentazione può essere adoperato solo da personale qualificato per il rispettivo compito assegnato nel rispetto della documentazione relativa al compito, specialmente delle avvertenze di sicurezza e delle precauzioni in essa contenute. Il personale qualificato, in virtù della sua formazione ed esperienza, è in grado di riconoscere i rischi legati all'impiego di questi prodotti/sistemi e di evitare possibili pericoli.

Uso conforme alle prescrizioni di prodotti Siemens Si prega di tener presente quanto segue:

AVVERTENZA I prodotti Siemens devono essere utilizzati solo per i casi d’impiego previsti nel catalogo e nella rispettiva documentazione tecnica. Qualora vengano impiegati prodotti o componenti di terzi, questi devono essere consigliati oppure approvati da Siemens. Il funzionamento corretto e sicuro dei prodotti presuppone un trasporto, un magazzinaggio, un’installazione, un montaggio, una messa in servizio, un utilizzo e una manutenzione appropriati e a regola d’arte. Devono essere rispettate le condizioni ambientali consentite. Devono essere osservate le avvertenze contenute nella rispettiva documentazione.

Marchio di prodotto Tutti i nomi di prodotto contrassegnati con ® sono marchi registrati della Siemens AG. Gli altri nomi di prodotto citati in questo manuale possono essere dei marchi il cui utilizzo da parte di terzi per i propri scopi può violare i diritti dei proprietari.

Esclusione di responsabilità Abbiamo controllato che il contenuto di questa documentazione corrisponda all'hardware e al software descritti. Non potendo comunque escludere eventuali differenze, non possiamo garantire una concordanza perfetta. Il contenuto di questa documentazione viene tuttavia verificato periodicamente e le eventuali correzioni o modifiche vengono inserite nelle successive edizioni.

Sistema IO-Link Manuale di guida alle funzioni, 12/2017, A5E31637995-AB 3

Prefazione

Scopo della documentazione Il presente manuale di guida alle funzioni fornisce una panoramica aggiornata sul sistema di comunicazione IO-Link.

Il manuale di guida alle funzioni illustra l'interazione dei diversi componenti di un sistema IO-Link al fine di facilitarne la comprensione generale.

Nozioni di base necessarie La comprensione della documentazione presuppone le seguenti conoscenze:

● Conoscenze generali nel settore della tecnica di automazione

● Conoscenze del sistema di automazione industriale SIMATIC

● Conoscenze sull'utilizzo di STEP 7

Campo di validità della documentazione La presente documentazione è valida come documentazione di base per i sistemi IO-Link di Siemens. La documentazione dei prodotti si sviluppa sulla base del presente documento.

Convenzioni Nella presente documentazione la denominazione del software di progettazione e programmazione "STEP 7" viene utilizzata come sinonimo per tutte le versioni di "STEP 7 (TIA Portal)".

È importante leggere con attenzione anche le avvertenze contrassegnate nel seguente modo:

Nota

Un'avvertenza contiene importanti informazioni sul prodotto descritto nella documentazione, sulla sua manipolazione o su una parte di documentazione alla quale occorre prestare particolare attenzione.

Prefazione

Sistema IO-Link 4 Manuale di guida alle funzioni, 12/2017, A5E31637995-AB

Ulteriore supporto ● Per informazioni sui servizi del Technical Support consultare il capitolo Siemens Industry

Online Support (Pagina 5).

● La documentazione tecnica dei singoli prodotti e sistemi SIMATIC è disponibile in Internet.

● Ulteriori informazioni sul catalogo online e sul sistema di ordinazione online sono disponibili nel capitolo Industry Mall (Pagina 5).

Indicazioni di sicurezza Siemens commercializza prodotti e soluzioni dotati di funzioni Industrial Security che contribuiscono al funzionamento sicuro di impianti, soluzioni, macchine e reti.

La protezione di impianti, sistemi, macchine e reti da minacce cibernetiche, richiede l'implementazione e la gestione continua di un concetto globale di Industrial Security che corrisponda allo stato attuale della tecnica. I prodotti e le soluzioni Siemens costituiscono soltanto una componente imprescindibile di questo concetto.

È responsabilità del cliente prevenire accessi non autorizzati ad impianti, sistemi, macchine e reti. Il collegamento di sistemi, macchine e componenti, se necessario, deve avvenire esclusivamente nell'ambito della rete aziendale o tramite Internet previa adozione di opportune misure (ad es. impiego di firewall e segmentazione della rete).

Attenersi inoltre alle raccomandazione Siemens concernenti misure di sicurezza adeguate. Ulteriori informazioni su Industrial Security sono disponibili al sito (https://www.siemens.com/industrialsecurity).

I prodotti e le soluzioni Siemens vengono costantemente perfezionati per incrementarne la sicurezza. Siemens raccomanda espressamente di eseguire gli aggiornamenti non appena sono disponibili i relativi update e di impiegare sempre le versioni aggiornate dei prodotti. L’uso di prodotti non più attuali o di versioni non più supportate incrementa il rischio di attacchi cibernetici.

Per essere costantemente aggiornati sugli update dei prodotti, abbonarsi a Siemens Industrial Security RSS Feed al sito (https://www.siemens.com/industrialsecurity).

https://www.siemens.com/industrialsecurity

https://www.siemens.com/industrialsecurity

Prefazione


Siemens Industry Online Support Sui seguenti argomenti possono essere reperite facilmente e rapidamente informazioni attuali:

● Product Support

Tutte le informazioni e un notevole know-how sul prodotto specifico, dati tecnici, FAQ, certificati, download e manuali.

● Esempi di applicazione

Applicazioni ed esempi per la soluzione di compiti di automazione - inoltre blocchi funzionali, informazioni sulla performance e video.

● Servizi

Informazioni sui servizi industriali, assistenza tecnica, pezzi di ricambio e offerte didattiche.

● Forum

Per risposte e soluzioni sulla tecnica di automazione.

● mySupport

Il campo di lavoro personale nel Siemens Industry Online Support per notifiche, richieste di supporto e documenti configurabili.

Siemens Industry Online Support vi offre queste informazioni in Internet (http://www.siemens.com/automation/service&support).

Industry Mall L'Industry Mall è il catalogo prodotti e il sistema di ordinazione della Siemens AG per le soluzioni di automazione e azionamento sulla base di Totally Integrated Automation (TIA) e Totally Integrated Power (TIP).

I cataloghi per tutti i prodotti della tecnica di automazione e azionamento si trovano in Internet (https://mall.industry.siemens.com).

http://www.siemens.com/automation/service&support

https://mall.industry.siemens.com/


Indice del contenuto

Prefazione .............................................................................................................................................. 3

1 Guida alla consultazione ......................................................................................................................... 7

2 Vista generale del sistema ...................................................................................................................... 8

2.1 Vantaggi del sistema IO-Link ................................................................................................... 9

2.2 Panoramica del sistema IO-Link ............................................................................................ 11

2.3 Interfaccia IO-Link .................................................................................................................. 13

2.4 Protocollo IO-Link................................................................................................................... 15

2.5 Profili dei dispositivi ................................................................................................................ 17

2.6 IODD e Port Configuration Tool - S7-PCT ............................................................................. 18

2.7 Differenze tra le specifiche IO-Link nelle versioni V1.0 e V1.1 .............................................. 20

3 Integrazione nel sistema di automazione ............................................................................................... 21

3.1 Configurazione del sistema IO-Link ....................................................................................... 21 3.1.1 Configurazione con S7-PCT .................................................................................................. 23 3.1.2 Configurazione senza S7-PCT .............................................................................................. 26 3.1.3 Panoramica delle possibilità di configurazione ...................................................................... 27

3.2 Accesso ai dati del sistema di automazione e del dispositivo HMI ........................................ 30

3.3 Modifica e salvataggio di parametri del device durante il funzionamento dell’impianto ........ 31

3.4 Sostituzione di un master o un device durante il funzionamento .......................................... 33

Indice analitico ...................................................................................................................................... 34


Guida alla consultazione 1

Documentazione Siemens offre diversi prodotti IO-Link. Ogni singolo prodotto è corredato di documentazione propria. I prodotti IO-Link sono integrati in sistemi quali ad es. l'ET 200SP. La documentazione del sistema è costituita dal rispettivo manuale di sistema, dai manuali di guida alle funzioni e dai manuali del prodotto. Anche la Guida in linea di STEP 7 e quella di Port Configuration Tool - S7-PCT offrono un supporto nella progettazione e programmazione del sistema di automazione con l'IO-Link.

Componenti IO-Link di Siemens Siemens offre un vasto portfolio prodotti nonché il proprio supporto nell'impiego di IO-Link:

● Master

● Device, unità I/O

● Device, apparecchi di manovra industriali

● Device, sistemi RFID (RFID = radio-frequency identification)

● Port Configuration Tool - S7-PCT (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/32469496)

● Biblioteca IO-Link (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/82981502) con blocchi "IO_LINK_MASTER" e "IO_LINK_DEVICE"

● Panoramica sull’argomento IO-Link (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/109737170)

Informazioni dettagliate sui prodotti sono disponibili in Internet (http://www.siemens.com/io-link).

Documentazione supplementare dell'IO-Link In Internet (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/ps/15818/man) è possibile reperire la documentazione aggiornata sui prodotti IO-Link da scaricare gratuitamente.

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/32469496

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/82981502


http://www.siemens.com/io-link

http://www.siemens.com/io-link

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/ps/15818/man


Vista generale del sistema 2

Introduzione Una comunicazione omogenea fino al livello più basso del campo consente un migliore sfruttamento delle funzioni e della performance di sensori e attuatori con conseguente incremento della produttività di macchine e impianti.

Dalle interfacce standard utilizzate sul livello di sensori e attuatori (digitali, analogiche) non è possibile scambiare altri dati oltre a quelli relativi al valore di processo. Sensori e attuatori espletano, con l'intelligenza integrata, funzioni sempre più complesse e necessitano pertanto di un'interfaccia di comunicazione ideata su misura.

Definizione IO-Link è un'innovativa interfaccia di comunicazione punto a punto specificata nella Norma IEC 61131-9 prevista per il campo di sensori e attuatori.

L'IO-Link comprende i seguenti componenti di sistema:

● Master IO-Link

● IO-Link Device

● Cavo standard a 3 o 5 fili non schermato

● Tool di Engineering per la progettazione e la parametrizzazione di IO-Link

Vista generale del sistema 2.1 Vantaggi del sistema IO-Link


2.1 Vantaggi del sistema IO-Link Con il collegamento di sensori/attuatori, il sistema IO-Link come interfaccia offre decisivi vantaggi:

● Standard aperto secondo la Norma IEC 61131-9

– Dispositivi integrabili in modo omogeneo in tutti i comuni sistemi di bus di campo e nei sistemi di automazione

● Impostazione dei parametri e gestione centrale dei dati supportate da tool

– Rapida conclusione delle operazioni di progettazione e messa in servizio

– Creazione semplice della documentazione attuale dell'impianto anche per sensori e attuatori

● Cablaggio omogeneo e veloce nonché sensibile riduzione del numero di interfacce su sensori e attuatori

– Interfaccia standardizzata e omogenea per sensori e attuatori indipendentemente dalla loro complessità (per commutazione, misura, a più canali, segnali binari, segnali misti, ...)

– Riduzione delle varianti di tipo e del dispendio di gestione magazzino

– Messa in servizio veloce

– Combinazione a piacere di IO-Link Device e sensori/attuatori senza IO-Link sul master IO-Link

● Comunicazione omogenea tra sensori/attuatori e CPU

– Accesso a tutti i dati di processo, di diagnostica e alle informazioni sui dispositivi

– Accesso ai dati specifici dei dispositivi , ad es. ai dati energetici

– Possibilità di esecuzione della diagnostica remota

● Informazioni di diagnostica omogenee fino al livello di sensori e attuatori

– Riduzione dei tempi di diagnostica

– Riduzione al minimo dei rischi di fermo

– Manutenzione preventiva e ottimizzazione della pianificazione della stessa sotto il profilo preventivo e conservativo

● Modifica dinamica dei parametri di sensori e attuatori nel controllore o su intervento dell'operatore nel pannello HMI

– Riduzione dei tempi di fermo al cambio del prodotto

– Incremento della variabilità macchina

Vista generale del sistema 2.1 Vantaggi del sistema IO-Link


● Adattamento automatico dei parametri in caso di sostituzione dispositivi durante il funzionamento

– Riduzione al minimo dei tempi di fermo

– Sostituzione dispositivi realizzabile anche da personale non specializzato e senza l'ausilio di strumenti supplementari

– Prevenzione di impostazioni errate

● Identificazione continua del dispositivo

– Identificazione dei dispositivi montati

– Garanzia della qualità del risultato durante la produzione in caso di sostituzione del dispositivo

Vista generale del sistema 2.2 Panoramica del sistema IO-Link


2.2 Panoramica del sistema IO-Link

Componenti Un sistema IO-Link è costituito dai seguenti componenti:

● Master IO-Link

● IO-Link Device, ad es.:

– Sensori e attuatori

– RFID Reader

– Unità I/O

– Valvole

● Cavi standard a 3 o 5 fili non schermati

● Tool di engineering per la progettazione e la parametrizzazione di IO-Link

Esempio di impianto con IO-Link La figura seguente riporta un esempio di architettura impianto con IO-Link.

Figura 2-1 Architettura impianto con IO-Link

Vista generale del sistema 2.2 Panoramica del sistema IO-Link


Il master IO-Link crea il collegamento tra IO-Link Device e sistema di automazione. Come parte integrante di un sistema di periferia, il master IO-Link può essere installato nel quadro di comando oppure direttamente sul campo come I/O remoto del grado di protezione IP65/67. Il master IO-Link comunica tramite diversi bus di campo o bus backplane specifici del prodotto. Un master IO-Link può essere dotato di più porte IO-Link (canali) a ciascuna delle quali può essere collegato un IO-Link Device (comunicazione punto a punto).

Engineering L'engineering del sistema IO-Link è una struttura parallela dell'engineering del sistema di automazione completo e può essere intergrato e collegato in quest'ultimo.

Vista generale del sistema 2.3 Interfaccia IO-Link


2.3 Interfaccia IO-Link

Introduzione L'IO-Link costituisce una forma di comunicazione punto a punto, seriale e bidirezionale, per la trasmissione di segnali e l'alimentazione al di sotto qualsiasi rete, bus di campo e bus backplane.

Tecnica di collegamento nell'IP65/67 Per la tecnica di collegamento nell'IP65/67 sono stati predisposti, tra l'altro, connettori M12. I sensori dispongono di un connettore a 4 poli e gli attuatori di un connettore a 5 poli. I master IO-Link sono generalmente dotati di una presa M12 a 5 poli.

L'assegnazione dei pin, specificata nella Norma IEC 60974-5-2, avviene come indicato nel seguito:

● Pin 1: 24 V

● Pin 3: 0 V

● Pin 4: Linea di comunicazione e di commutazione (C/Q)

Da questi tre pin, si realizza, oltre alla comunicazione IO-Link, anche l'alimentazione del dispositivo. Ulteriori informazioni sull’alimentazione si trovano nella documentazione del master IO-Link impiegato.

Figura 2-2 Assegnazione dei pin all'IO-Link Device

Vista generale del sistema 2.3 Interfaccia IO-Link


Tipi di porte nell'IP65/67 Nella specifica del master IO-Link si distinguono due tipi di porte:

● Port Class A (tipo A) In questo tipo, le funzioni dei pin 2 e 5 non sono preassengate e vengono definite dal costruttore. Al pin 2 viene normalmente assegnato un canale digitale supplementare.

Figura 2-3 Assegnazione di pin alla Port Class A

● Port Class B (tipo B) Questo tipo offre una tensione di alimentazione supplementare e si addice al collegamento di dispositivi caratterizzati da un elevato consumo di corrente. La tensione di alimentazione supplementare (separazione galvanica) viene approntata dai pin 2 e 5 e richiede per l'utilizzo un cavo standard a 5 fili.

Figura 2-4 Assegnazione di pin alla Port Class B

Cavo di collegamento La realizzazione del collegamento dei dispositivi con il master avviene con cavi standard a 3 o 5 fili non schermati con una lunghezza max. di 20 m. Per il collegamento dei sensori è possibile l'impiego di cavi standard. La schermatura o l'osservanza di direttive di cablaggio specifiche non sono necessarie.

Vista generale del sistema 2.4 Protocollo IO-Link


2.4 Protocollo IO-Link

Modi di funzionamento Le porte IO-Link del master operano nei seguenti modi di funzionamento:

● IO-Link: la porta si trova in modalità di comunicazione IO-Link.

● DI: la porta si comporta come un ingresso digitale.

● DQ: la porta si comporta come un’uscita digitale.

● Disattivata: la porta è disattivata.

Velocità di trasmissione Nella specifica V1.1 dell'IO-Link sono indicate, per il modo di funzionamento omonimo, tre velocità di trasmissione dati:

● COM 1 = 4,8 kBaud

● COM 2 = 38,4 kBaud

● COM 3 = 230,4 kBaud (opzionale secondo la specifica V1.0)

Un IO-Link Device supporta soltanto una delle velocità di trasmissione definite. Il master IO-Link secondo la specifica V1.1 supporta tutte le velocità di trasmissione e si adegua automaticamente alla velocità supportata dall'IO-Link Device.

Tempo di reazione del sistema IO-Link Il tempo di reazione del sistema IO-Link fornisce indicazione sulla frequenza e sulla velocità di trasmissione dati tra Device e master. Il tempo di reazione dipende da diversi fattori.

Nel file di descrizione IODD del Device (Pagina 18) è memorizzato il valore del tempo di ciclo minimo del Device. Questo valore indica gli intervalli con cui il master può accedere al Device. Il valore influisce sensibilmente sul tempo di reazione. Il master dispone inoltre di un tempo di elaborazione interno che viene considerato nel calcolo del tempo di reazione.

Su un master è possibile configurare device con tempi di ciclo minimi diversi. con conseguenti differenze anche nel tempo di reazione degli stessi. I tempi di razione dei diversi device collegati ad un master possono variare notevolmente tra loro.

Nella progettazione del master è possibile, accanto al tempo di ciclo minimo memorizzato nella descrizione IODD e specifico per i dispositivi, predefinire anche un tempo di ciclo fisso. Successivamente il master accede al Device con questi valori predefiniti.

Il tempo di reazione tipico di un Device è costituito quindi dal tempo di ciclo attivo del Device stesso e dal tempo di elaborazione interno tipico del master.

Vista generale del sistema 2.4 Protocollo IO-Link


Qualità della trasmissione IO-Link è un sistema di comunicazione particolarmente stabile. Questo sistema di comunicazione opera con un livello di 24 V. Quando la trasmissione dati non riesce, il telegramma viene trasmesso per altre 2 volte. Soltanto dopo il fallimento del secondo tentativo di trasmissione, il master IO-Link individua l'interruzione della comunicazione e la segnala alla CPU sovraordinata.

Tipi di dati Sostanzialmente sono disponibili quattro tipi di dati:

● Dati di processo → dati ciclici

● PQI → dati ciclici

● Dati del dispositivo → dati aciclici

● Eventi → dati aciclici

Dati di processo I dati di processo del Device vengono trasmessi in modo ciclico in un telegramma di dati; le dimensioni dei dati di processo vengono definite dal Device. Per ciascun Device sono possibili dati di processo da 0 a 32 byte (rispettivamente input e output).

PortQualifierInformation (PQI) Ogni porta è dotata di una PortQualifierInformation (PQI). Questa PQI fornisce informazioni sullo stato della porta e dell'IO-Link Device (stato del valore). La PQI viene trasmessa in modo ciclico con i dati di processo. Per default la PQI è disattivata.

Dati del dispositivo I dati del dispositivo possono essere parametri, dati di identificazione e informazioni di diagnostica. Lo scambio avviene in modo aciclico e su richiesta del master IO-Link. I dati del dispositivo possono essere scritti nel Device (Write) e letti dallo stesso (Read).

Eventi Al verificarsi di un evento, il Device segnala al master la presenza dello stesso. Successivamente il master legge l'evento. Gli eventi possono essere messaggi di errore (ad es. cortocircuito) e avvisi/dati di manutenzione (ad es. sudiciume, sovrariscaldamento).

La trasmissione dei messaggi di errore dal Device alla CPU oppure al dispositivo HMI, avviene tramite il master IO-Link.

Il master IO-Link è a sua volta in grado di trasmettere eventi e stati. Sono eventi ad es. la rottura conduttore, l'interruzione della comunicazione o il sovraccarico.

La trasmissione dei parametri del Device o di eventi avviene a prescindere dal trasferimento ciclico dei dati di processo. I dati in corso di trasmissione non si influenzano e non si compromettono a vicenda.

Vista generale del sistema 2.5 Profili dei dispositivi


Avviamento del sistema IO Se la porta del master è impostata sulla modalità IO-Link, il master IO-Link cerca di comunicare con l'IO-Link Device collegato. Il master IO-Link invia un segnale definito e attende la risposta dell'IO-Link Device.

Il master IO-Link cerca di realizzare la comunicazione con la velocità di trasmissione dati più elevata. In caso di non riuscita, il master IO-Link effettua il tentativo di trasmissione dati alla velocità più bassa. Il Device supporta sempre e soltanto una velocità di trasmissione definita.

Quando il master riceve risposta, la comunicazione ha inizio. Inizialmente vengono scambiati i parametri di comunicazione. I parametri salvati nel sistema vengono eventualmente trasmessi al Device.

Successivamente ha inizio lo scambio ciclico dei dati di processo e dello stato del valore.

2.5 Profili dei dispositivi

Introduzione Per rendere omogenei gli accessi ai Device del programma utente della CPU, per l'IO-Link sono stati definiti profili dei dispositivi.

Nei profili dei dispositivi sono definiti la struttura ed i contenuti dei dati nonché la funzionalità di base. Ciò consente di realizzare, per un numero cospicuo di dispositivi corrispondenti al medesimo profilo, una vista utente omogenea e lo stesso accesso al programma.

Profili per IO-Link Per l'IO-Link è attualmente definito il "Profilo Smart Sensor". Questo profilo si addice in particolare per sensori di misura. Accanto ai punti di inserzione vengono trasmessi anche valori di misura.

Gli apparecchi di manovra (ad es. contattori) supportano inoltre il profilo LVSG (Low Voltage Switchgear) definito nella Norma IEC 61915-2.

Vista generale del sistema 2.6 IODD e Port Configuration Tool - S7-PCT


2.6 IODD e Port Configuration Tool - S7-PCT

Descrizione dei dispositivi IODD Per ciascun Device è disponibile una descrizione del dispositivo in formato elettronico, il file IODD (IO Device Description). La descrizione IODD mette a disposizione numerose informazioni sull'integrazione del sistema:

● Proprietà di comunicazione

● Parametri dei dispositivi con campo valori e valore di default

● Dati di identificazione, di processo e di diagnostica

● Dati del dispositivo

● Descrizione testo

● Immagine del Device

● Logo del produttore

La struttura della descrizione IODD è uguale per i Device di tutti i produttori. Nel tool di configurazione IO-Link dei produttori del master (per Siemens S7-PCT) la rappresentazione della struttura della descrizione IODD avviene sempre allo stesso modo. In questo modo si garantiscono le medesime modalità d'uso per tutti gli IO-Link Device a prescindere dal costruttore.

Per i Device che supportano sia le funzioni della versione V1.0 che quelle della V1.1 sono disponibili due diverse versioni IODD.

IODDfinder L’IODDfinder è una banca dati IO-Link centrale e universale. Questa banca dati mette a disposizione gli IODD attuali del produttore di device e offre una piattaforma di informazione e di download. L'IODDfinder si trova in Internet (https://ioddfinder.io-link.com).

Tool di configurazione IO-Link Per la configurazione dell'intero sistema IO-Link sono necessari tool di configurazione. I tool di configurazione IO-Link dei produttori del master possono essere consultati nella descrizione IODD.

Tra i principali compiti del tool di configurazione dell'IO-Link si annoverano:

● assegnazione dei Device alle porte del master

● assegnazione degli indirizzi delle porte all'interno dell'area di indirizzi del master

● parametrizzazione dell'IO-Link Device

Inoltre i Device collegati supportano funzioni di diagnostica.

Il tool di configurazione IO-Link consente la rappresentazione trasparente del sistema IO-Link fino al livello di campo.

Per l'engineering del sistema IO-Link, Siemens mette a disposizione S7-PCT.

https://ioddfinder.io-link.com/

Vista generale del sistema 2.6 IODD e Port Configuration Tool - S7-PCT


S7-PCT con la descrizione IODD di un Device La figura seguente riporta una sezione dell'S7-PCT con la descrizione IODD di un Device e le informazioni fornite.

Figura 2-5 S7-PCT con la descrizione IODD di un Device e le informazioni fornite

Vista generale del sistema 2.7 Differenze tra le specifiche IO-Link nelle versioni V1.0 e V1.1


2.7 Differenze tra le specifiche IO-Link nelle versioni V1.0 e V1.1

Specifica La definizione tecnica del sistema IO-Link si trova in una specifica del consorzio IO-Link. In una prima fase è stata creata la versione 1.0. della specifica. L'evoluzione successiva e l'ampliamento delle funzioni del sistema IO-Link sono confluiti nella versione 1.1.

I principali ampliamenti della versione 1.1 sono:

● Backup dei dati per la sostituzione del device durante il funzionamento (Backup&Ripristino)

● Velocità di trasmissione dati di 230,4 kBaud vincolante per il master IO-Link

Combinazione di dispositivi IO-Link Durante la combinazione di dispositivi IO-Link, osservare i seguenti punti:

● Sul master IO-Link della versione V1.0 possono operare esclusivamente IO-Link Device di questa versione.

● Sul master IO-Link della versione V1.1 possono essere impiegati IO-Link Device delle versioni V1.0 e V1.1.

● Il backup dei dati e la velocità di trasmissione dati di 230,4 kBaud del master IO-Link della versione V1.1 sono utilizzabili soltanto se vengono supportate anche dall'IO-Link Device.


Integrazione nel sistema di automazione 3 3.1 Configurazione del sistema IO-Link

Introduzione La configurazione del sistema IO-Link avviene in più fasi. Nella prima fase il master viene inserito e configurato nel sistema di automazione. Nella fase successiva ha luogo la parametrizzazione degli IO-Link Device.

Integrazione nel sistema di automazione In caso di impiego di una CPU SIMATIC S7 avvalersi del tool di engineering di STEP 7, V5.x oppure di STEP 7 (TIA Portal) per la configurazione. Durante la configurazione del sistema di automazione o del bus di campo, il sistema IO-Link viene rappresentato dal master IO-Link e integrato tramite STEP 7 o il file GSD. Il master IO-Link può essere a sua volta un nodo di bus di campo (ad es. un master IO-Link ET 200eco PN) oppure parte di un sistema IO modulare collegato al bus di campo (ad es. ET 200SP master IO-Link). In entrambi i casi vengono indicati il numero di porte, l'entità dell'indirizzo e le proprietà del modulo in STEP 7 o nel file GSD.

Configurazione di esempio in STEP 7 (TIA Portal) La figura seguente riporta una configurazione PROFINET nella quale i PROFINET Device ET 200SP e ET 200ecoPN sono collegati ai master IO-Link.

Figura 3-1 Configurazione di una rete PROFINET con master IO-Link subordinati

Integrazione nel sistema di automazione 3.1 Configurazione del sistema IO-Link


Nella vista dispositivi del PROFINET Device è possibile:

● parametrizzare le porte

● definire le aree di indirizzi di ingresso e di uscita per lo scambio dei dati ciclici (valori di processo) di IO-Link.

Figura 3-2 Vista dispositivi con impostazione dell'area di indirizzi dell'IO-Link

Di conseguenza, nelle proprietà del modulo del master IO-Link è possibile impostare il percorso tramite il quale deve essere configurato e parametrizzato il sistema IO-Link. È possibile selezionare se si utilizza inoltre o meno il tool di configurazione S7-PCT.

Nota Lunghezza dei dati IO

Per garantire un funzionamento corretto selezionare nella configurazione del master IO-Link una lunghezza di dati IO che corrisponda almeno alla lunghezza di dati IO di tutti gli IO-Link Device collegati.



3.1.1 Configurazione con S7-PCT

Introduzione Le seguenti sezioni descrivono la configurazione del master IO-Link con l’S7-PortConfigurationTool (S7-PCT).

S7-PCT è necessario per la rappresentazione dell'architettura di sistema trasparente e completa fino all'IO-Link Device e per la configurazione dettagliata e la parametrizzazione del sistema IO-Link.

S7-PCT consente di parametrizzare in modo semplice gli IO-Link Device utilizzando l’IODD (IO-Link Device Description) fornita dal produttore del dispositivo. Nella vista online di S7-PCT è possibile visualizzare dettagliatamente gli stati di diagnostica e i valori di processo degli IO-Link Device.

Configurazione con S7-PCT Se è stata selezionata l’opzione “Configurazione con S7-PCT", eseguire anche le impostazioni delle porte del master IO-Link con S7-PCT. Di queste impostazioni fanno parte:

● Definizione dell’area di indirizzi per ciascuna porta

● Comportamento in caso di sostituzione di un IO-Link Device

● Impostazione dei dati di identificazione per il controllo del tipo di IO-Link collegato

Avviare S7-PCT alla configurazione HW di STEP 7. S7-PCT visualizza tutti i master Siemens IO-Link configurati nel sistema di automazione. Dopo la selezione di un master IO-Link è possibile assegnare gli IO-Link Device alle relative porte IO-Link. Selezionare quindi gli IO-Link Device corrispondenti (o i relativi IODD) dal catalogo dei dispositivi e trascinarli sulla porta del master IO-Link.



Configurazione di esempio in S7-PCT La figura seguente riporta la configurazione di un master IO-Link in S7-PCT.

Questa vista di S7-PCT visualizza una serie di informazioni:

① Bus di campo sovraordinato e panoramica o struttura dei master IO-Link subordinati ② Informazione dettagliata sul master IO-Link selezionato ③ Configurazione attuale delle porte IO-Link del master IO-Link selezionato ④ Informazione dettagliata sull'IO-Link Device selezionato ⑤ Catalogo dispositivi con le descrizioni IODD degli IO-Link Device di produttori diversi

Figura 3-3 Configurazione di un master IO-Link in S7-PCT

Area di indirizzi delle porte Accanto all'assegnazione libera degli IO-Link Device alle porte dei master IO-Link, anche la preassegnazione delle aree di indirizzi alle porte può essere modificata. Nella aree di indirizzi il master IO-Link trasmette i valori di processo ricevuti dall'IO-Link Device e li mette a diposizione del sistema di automazione sovraordinato.

Per l'impostazione dell'area di indirizzi, selezionare la scheda "Indirizzi".



Impostazione dei parametri del Device L'adeguamento dei Device ai rispettivi compiti applicativi richiede impostazioni specifiche dei parametri. I parametri possibili ed i valori di impostazione sono indicati nella descrizione IODD di ogni singolo Device. L'impostazione dei parametri del Device avviene direttamente in S7-PCT.

Dopo la selezione del Device interessato, nella struttura ad albero (sul lato sinistro) impostare i parametri del device nella scheda "Parametri".

La seguente figura riporta un esempio di parametrizzazione di un IO-Link Device:

Figura 3-4 Impostazione dei valori dei parametri dell'IO-Link Device

Sulla base dei valori preimpostati visualizzati, è possibile modificare e salvare i valori in un campo valori definito.

La configurazione del sistema IO-Link e i parametri del Device sono disponibili per il sistema IO-Link e per l'intero progetto di automazione. La configurazione ed i parametri possono essere salvati e stampati.



3.1.2 Configurazione senza S7-PCT

Introduzione Le seguenti sezioni descrivono la configurazione del master IO-Link senza l’S7-PortConfigurationTool (S7-PCT).

In caso di progettazione del sistema IO-Link senza S7-PCT le possibilità sono limitate. La configurazione della porta del master IO-Link può essere eseguita tramite STEP 7 o il file GSD, tuttavia non è possibile impostare parametri dell’IO-Link Device subordinato.

Configurazione senza S7-PCT Durante la configurazione della porta è possibile attivare i seguenti parametri in STEP 7 o nel file GSD:

● Port Qualifier Information (PQI): fornisce informazioni sullo stato e sui dati di processo della porta IO-Link; viene trasmessa con i dati di ingresso dell’IO-Link Device.

● Modo di funzionamento

– IO-Link avvio automatico: Il master IO-Link accetta ogni IO-Link collegato e lo avvia automaticamente.

– IO-Link manuale: Il master IO-Link accetta solo IO-Link Device che corrispondono al Vendor ID e Device ID impostato di seguito. L’IO-Link Device collegato non viene avviato automaticamente.

– DI: La porta funziona come ingresso digitale standard.

– DQ: la porta funziona come uscita digitale standard.

– Disattivata: la porta è disattivata.

● Dimensione dei dati di ingresso: dimensione dei dati di processo dei dati di ingresso

● Dimensione dei dati di uscita: dimensione dei dati di processo dei dati di uscita

● VendorID Numero ID del produttore di device. Il VendorID si trova in Internet (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/109748852).




● DeviceID Numero ID del device. Il DeviceID si trova in Internet (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/109748852).

● Precisione di verifica per il backup dei dati:

– Stesso tipo (V1.0) senza Backup&Ripristino

– Tipo compatibile (V1.1) senza Backup&Ripristino

– Tipo compatibile (V1.1) con Backup&Ripristino

– Tipo compatibile (V1.1) con Ripristino

La seguente figura riporta un esempio di impostazioni di una configurazione di porte in STEP 7 o con il file GSD:

Figura 3-5 Impostazioni di una configurazione di porte in STEP 7 o con il file GSD

3.1.3 Panoramica delle possibilità di configurazione

Introduzione Le seguenti tabelle rappresentano le possibilità di configurazione disponibili con il master SIMATIC IO-Link con o senza S7-PCT e le versioni FW di master IO-Link supportate dalle singole configurazioni.




Confronto delle possibilità di configurazione La tabella seguente fornisce una panoramica delle possibilità durante la configurazione con e senza S7-PCT:

Richiesta Configurazione con

S7-PCT Configurazione senza S7-PCT

IO-Link avvio automatico IO-Link manuale Utilizzo della descrizione del disposi-tivo IO-Link IODD

Sì No No

Impostazione della dimensione dei dati di ingresso e di uscita (per cia-scuna porta)

Automatico Manuale Manuale

Assegnazione del Vendor ID e del Device ID

Automatico - Manuale (vedere FAQ (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/10974

8852)) Comportamento in caso di sostitu-zione dell’IO-Link Device

Parametrizzabile - Parametrizzabile

Tempo di ciclo IO-Link modificabile Sì No No Parametri IO-Link Device impostabili Sì No No Visualizzazione della struttura dei dati di processo IO-Link

Sì No No

Controllo dei dati di processo IO-Link Sì No No Visualizzazione di segnalazioni di diagnostica IO-Link Device

Sì No No

Possibilità di configurazione del master SIMATIC IO-Link La tabella seguente fornisce una panoramica delle possibilità di configurazione supportate dai singoli master IO-Link:

Definizione dei dispositivi Numero di articolo dalla versione

FW Configurazione...

...con S7-PCT ...senza S7-PCT ET 200SP Modulo di comunicazione master IO-Link CM 4xIO-Link

6ES7137-6BD00-0BA0

V1.0.0 x - V2.2.0 x x

ET 200AL Modulo di comunicazione CM 4xIO-Link 4xM12

6ES7147-5JD00-0BA0

V1.0.0 x - V1.1.0 x x

ET 200ecoPN Master IO-Link 4 IO-L + 8 DI + 4 DO DC 24V/1,3A 8×M12

6ES7148-6JA00-0AB0

V6.1.0 x -

Master IO-Link 4 IO-L 4×M12 6ES7148-6JD00-0AB0

V1.0.0 x x (solo avvio auto-

matico)






Definizione dei dispositivi Numero di articolo dalla versione FW

Configurazione... ...con S7-PCT ...senza S7-PCT

ET 200pro Modulo elettronico EM 4 IO-LINK HF 6ES7147-4JD00-

0AB0 V1.0.0 x -

ET 200S Modulo elettronico 4SI IO-LINK 6ES7138-4GA50-

0AB0 V1.0.0 x -

S7-1200 MASTER SM1278 4xIO-LINK 6ES7278-4BD32-

0XB0 V1.0.0 x -

Integrazione nel sistema di automazione 3.2 Accesso ai dati del sistema di automazione e del dispositivo HMI


3.2 Accesso ai dati del sistema di automazione e del dispositivo HMI

Scambio dati ciclico Per lo scambio ciclico dei dati di processo tra un IO-Link Device e una CPU, il master IO-Link salva i dati IO-Link nelle aree di indirizzi in precedenza impostate. Da questi indirizzi il programma utente della CPU accede ai valori di processo e li elabora. Lo scambio ciclico di dati dalla CPU all'IO-Link Device (ad es. attuatore IO-Link) avviene invece nel modo opposto.

Scambio dati aciclico Lo scambio aciclico di dati, quali parametri o eventi, avviene da un'area definita di indici e sotto-indici ai quali la CPU accede da meccanismi di sistema (ad es. funzioni online quali la lettura dello stato). Utilizzando il campo di indici e sotto-indici è possibile accedere in modo mirato ai dati del Device (ad es. per la modifica dei parametri del Device o del master durante il funzionamento).

Blocchi funzionali "IO_LINK_MASTER" e "IO_LINK_DEVICE" Accanto alla progettazione e alla parametrizzazione del sistema IO-Link e alla relativa integrazione nel sistema di automazione completo, la programmazione del programma utente della CPU rappresenta un ulteriore compito.

Per lo scambio aciclico dei dati sono a disposizioni i blocchi funzionali "IO_LINK_MASTER" e "IO_LINK_DEVICE" per i controllori delle famiglie S7-300, S7-400, S7-1200 e S7-1500.

Il blocco funzionale "IO_LINK_MASTER" consente di leggere tutte le funzioni rilevanti e gli accessi al master IO-Link, mentre il blocco funzionale "IO_LINK_DEVICE" tutti gli accessi agli IO-Link Device. Con il blocco funzionale "IO_LINK_MASTER" è possibile ripristinare i parametri memorizzati nel master IO-Link. Un tipico caso applicativo è costituito dalla sostituzione del master IO-Link.

Nota Blocchi funzionali "IO_LINK_MASTER" e "IO_LINK_DEVICE"

I blocchi funzionali "IO_LINK_MASTER" e "IO_LINK_DEVICE" sostituiscono le funzioni del blocco "IOL_CALL“ precedentemente disponibile.

Ulteriori informazioni La biblioteca dei blocchi IO-Link con una descrizione dell’integrazione si trova in Internet (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/82981502).

In Internet (https://support.industry.siemens.com/cs/ww/it/view/90529409) si trova un esempio applicativo sull’utilizzo della biblioteca dei blocchi con i dispositivi HMI.



Integrazione nel sistema di automazione 3.3 Modifica e salvataggio di parametri del device durante il funzionamento dell’impianto


3.3 Modifica e salvataggio di parametri del device durante il funzionamento dell’impianto

Modifica dei parametri del device I parametri del device possono essere adattati durante il funzionamento. Di conseguenza i parametri modificati vengono attivati sul device e salvati nella memoria ritentiva del device.

I parametri possono essere adattati durante il funzionamento mediante:

● il tool di engineering utilizzato (ad es. durante la messa in servizio dell’impianto)

● il programma utente della CPU (comandato dal programma)

● HMI (da parte dell’operatore dell’impianto durante il riadattamento di un lotto, con l’ottimizzazione del processo)

● locale tramite comando sul device (pannello di comando sul dispositivo)

Salvataggio di parametri device (backup) I parametri impostati nel Device durante la messa in servizio o modificati durante il funzionamento dell’impianto possono inoltre essere salvanti nel master IO-Link. Questo backup dei dati avviene in funzione del comportamento impostato delle porte del master IO-Link. È possibile impostare il seguente livello di backup dei dati:

● Nessuno non ha luogo nessun backup dei dati nel master IO-Link.

● Backup&Ripristino Dopo ciascuna modifica dei parametri del device i dati modificati vengono salvati automaticamente nel master IO-Link (vedere sezione relativa all'attivazione di un backup).

● Ripristino non ha luogo nessun backup dei dati automatico nel master IO-Link.

Figura 3-6 Panoramica del livello del backup dei dati in S7-PCT

Nota IO-Link specifica V1.0

Master e Device IO-Link con specifica IO-Link V1.0 non supportano questa funzione, non è possibile impostare un backup dei dati (backup dei dati: nessuno).

Integrazione nel sistema di automazione 3.3 Modifica e salvataggio di parametri del device durante il funzionamento dell’impianto


Osservare che il comportamento del master IO-Link e dell’IO-Link Device durante la sostituzione del device dipende direttamente dal livello impostato del backup dei dati. Ulteriori informazioni a riguardo si trovano nel capitolo Sostituzione di un master o un device durante il funzionamento (Pagina 33).

Attivazione di un backup Presupposti

● Il livello del backup dei dati è stato impostato correttamente

● Il master IO-Link e gli IO-Link Device utilizzati supportano questa funzione (IO-Link specifica V1.1)

Procedimento

Per attivare un backup esistono diverse possibilità:

● Nel tool di engineering: dopo aver caricato le impostazioni di engineering nel device, l’IO-Link Device consente subito il backup.

● Nel programma utente della CPU: i parametri dell’IO-Link Device possono essere modificati in sequenza dal programma utente. Un backup viene attivato solo da un comando del sistema. Il comando del sistema deve essere attivato dal programma utente dopo le modifiche dei parametri. Le modifiche dei parametri e il comando del sistema possono essere realizzati per attivare il backup con i blocchi funzionali della CPU.

● Tramite HMI: procedere come per la generazione tramite il programma utente. L’operatore dell’impianto attiva quindi i comandi di sistema necessari sul dispositivo HMI.

● Locale tramite comando sull’IO-Link Device: dopo la conferma dell’inserimento sull’IO-Link Device, l’IO-Link Device consente il backup.

Integrazione nel sistema di automazione 3.4 Sostituzione di un master o un device durante il funzionamento


3.4 Sostituzione di un master o un device durante il funzionamento

Sostituzione di un device La sostituzione di un Device durante il funzionamento è uno scenario che si ripropone spesso e non deve comportare tempi di fermo impianto troppo prolungati. La sostituzione veloce di dispositivi e la prevenzione di impostazioni errate sono possibili. La sostituzione del dispositivo può essere eseguita anche in assenza di particolari conoscenze e di strumenti ausiliari.

Se si utilizza la funzione di backup del master, in caso di sostituzione del device il master mette automaticamente a disposizione del nuovo device i parametri salvati. Per la sostituzione del device esistono le seguenti possibilità di impostazione:

● Backup&Ripristino La porta master è stata impostata su Backup&Ripristino. Il nuovo device funziona come il device sostituito in quanto il master ha salvato l’ultima modifica di parametri tramite la funzione di backup.

● Ripristino La porta master è stata impostata su Ripristino. Il nuovo device acquisisce le impostazioni dei parametri salvati nel master al momento dell’ultimo backup. Se dopo l’ultimo backup sono state eseguite modifiche dei parametri, queste modifiche non vengono salvate nel master e non sono disponibili per il nuovo device. Il comportamento dell’ultimo device può scostarsi dal comportamento del device sostituito. Questo può essere utile se si vogliono eseguire ottimizzazioni a breve termine dell’impianto che tuttavia non devono essere salvate nel backup dei dati dell'impianto.

Nota Taratura del campo di sensori

Se si impiegano sensori che devono essere adattati alle condizioni di impiego locali (taratura del campo), è necessario eseguire di nuovo questa taratura dopo una sostituzione del device. I dati della taratura del campo non cono contenuti nel backup. Dopo la nuova taratura del campo il nuovo device funziona come il device sostituito.

Sostituzione di un master La sostituzione di un master durante il funzionamento è una situazione rara. Anche in questo caso non devono verificarsi tempi di fermo prolungati dell’impianto. La sostituzione veloce di dispositivi e la prevenzione di impostazioni errate sono possibili. La sostituzione del dispositivo può essere eseguita anche in assenza di particolari conoscenze e di strumenti ausiliari.

I dati di configurazione e di parametrizzazione del master e dei device collegati al master possono essere salvati nella CPU e caricati nel nuovo master dopo la sostituzione. In caso di impiego di una CPU S7 questa funzione può essere realizzata utilizzando blocchi funzionali. Per ulteriori informazioni relative ai blocchi funzionali consultare il capitolo Accesso ai dati del sistema di automazione e del dispositivo HMI (Pagina 30).


Indice analitico

A Avviamento del sistema IO, 17

B Backup, 31 Backup&Ripristino, 31 Blocco funzionale

IO_LINK_DEVICE, 30 IO_LINK_MASTER, 30

C Cavo di collegamento, 14 con S7-PCT, 23 Configurazione, 23

senza S7-PCT, 26

D Dati del dispositivo, 16 Dati di processo, 16

E Eventi, 16

I IODD

Descrizione dei dispositivi, 18 IO-Link

Combinazione, 20 Componenti, 7 Definizione, 8 Interfaccia, 13 Protocollo, 15 Specifica, 20 Tempo di reazione, 15 Tool di configurazione, 18 Vantaggi, 9

M Modi di funzionamento, 15

P Parametri del device

Modifica, 31 Salvataggio, 31

Parametri del Device, 25 Porta

Area di indirizzi, 24 Profili dei dispositivi, 17

Q Qualità della trasmissione, 16

R Ripristino, 31

S S7-PCT

Esempio di configurazione, 24 Scambio dati

Aciclico, 30 Ciclico, 30

T Tecnica di collegamento nell'IP65/67, 13 Tipi di dati, 16 Tipi di porte nell'IP65/67, 14

V Velocità di trasmissione, 15

sistema io-link...io -link è un'innovativa interfaccia di comunicazione punto a punto...

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