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Centre de Formation Industrie Cours ST-7 Montage et maintenance d‘un API Page 1

Sommaire Page

Composantes du S7-300……………………....................................................................................... 2

Positions de montage du S7-300……................................................................................................ 3

Capacité d‘extension du S7-300…..................................................................................................... 4

Règles de montage……...................................................................................................................... 5

Aide au montage………...................................................................................................................... 6

Liste de contrôle pour le montage....................................................................................................... 7

Montage du rail profilé (Partie 1)......................................................................................................... 8

Montage du rail profilé (Partie 2)......................................................................................................... 9

Liste de contrôle pour le montage électrique....................................................................................... 10

Câblage du connecteur frontal............................................................................................................. 11

Opérations préalables à la mise en service......................................................................................... 12

Exercice : Utilisation du manuel d‘installation…………....................................................................... 13

Exercice : Montage des modules…...................................................................................................... 14

Exercice : Câblage des modules de signaux....................................................................................... 15

Montage d‘un S7-400…....................................................................................................................... 16-25

Maintenance du système d‘automatisation..........................................................................................26-31


Introduction Un système d’automatisation S7-300 comprend les composantes indiquées dans le tableau ci-dessus.

Rail profilé L’alimentation électrique, la CPU, la carte de couplage IM et 8 modules de signaux maxi. sont montés sur le rail profilé (profilé support).

Alimentation Le module d'alimentation délivre, sous une tension 24 V, un courant de sortie assigné de 2 A, 5 A et 10 A. La tension de sortie, à séparation galvanique, est protégée contre les courts-circuits et la marche à vide. Une DEL indique le bon fonctionnement du module d’alimentation. En cas de surcharge de la tension de sortie, le témoin se met à clignoter. Un sélecteur permet de sélectionner la valeur de la tension primaire (120 V ou 230 V).

Unité centrale La CPU regroupe les éléments suivants en face avant : - signalisation d’état et de défaut, - commutateur a clé amovible à 4 positions, - raccordement pour tension 24 V DC, - interface multipoint MPI pour console de programmation ou couplage à un autre système d’automatisation, - compartiment pour pile de sauvegarde (non disponible dans la CPU 312 IFM), - logement pour carte mémoire (non disponible dans la CPU 312 IFM, 314 IFM).

Carte de couplage Les coupleurs permettent de disposer d'une configuration à plusieurs châssis.

Modules de signaux Ces modules sont sélectionnés en fonction de la plage de tension ou de la tension de sortie. Chaque module est doté d’un connecteur de bus permettant le bouclage du bus de fond de panier. Les signaux du processus sont reliés au connecteur frontal enfichable.

Câblage Il faut un câble PG pour raccorder directement une console de programmation. Pour connecter plusieurs systèmes d’automatisation, il faut en outre un câble PROFIBUS et des connecteurs.

FM Les modules de fonction remplacent les cartes IP actuelles.

CP Processeur de communication pour le système de bus PROFIBUS.


Positions La figure montre les 2 positions de montage : horizontale et verticale.

Température Selon la position de montage, l’automate programmable doit être utilisé dans la

plage de température ambiante suivante :

- 0 à 600C en position horizontale

- 0 à 400C en position verticale


Configuration maxi. La figure montre un S7-300/CPU314/315 en configuration maximale. La configuration globale admet jusqu’à 32 modules, 8 modules maxi. par châssis (rail profilé). Aucune règle d’emplacement ne s’applique pour les modules de signaux, les modules de fonction et les processeurs de communication, ils peuvent donc être montés à un emplacement quelconque (Sauf sur chassis d'extension avec coupleur IM365).

Coupleurs Les coupleurs (IM 360/361) permettent de boucler le bus entre les différents châssis. Le coupleur IMS représente l’émetteur et IMR le récepteur. Les coupleurs doivent être montés aux emplacements prévus. Dans le châssis d’extension, il faut éventuellement prévoir une alimentation supplémentaire. Le coupleur IM 365 constitue donc une variante optimale dans le cas d’une configuration à deux châssis (en évitant le recours à une alimentation supplémentaire ; aucun CP n’est enfichable).

Segment local Certains modules de fonction (par exemple FM NC) peuvent être affectés à une

périphérie spécifique. Le module FM possède ainsi une zone de périphérie propre à laquelle il peut accéder rapidement. Cette zone de périphérie est appelée segment local. Il est possible de disposer d’un segment local par châssis. En cours d’exploitation, il n’est plus possible d’accéder à cette périphérie à partir de la CPU.

N° d‘emplacement Emplacements 1 à 3 (affectation fixe) : Emplacement 1 : PS (alimentation), si disponible Emplacement 2 : CPU (unité centrale), si disponible Emplacement 3 : IM (coupleur), si disponible Emplacements 4 à 11 (affectation libre) : SM, FM, CP enfichables à un emplacement quelconque

Distance Les longueurs de câble entre les différents châssis sont les suivantes : configuration à deux châssis avec IM 365 : 1 m maxi. configuration à plusieurs châssis avec IM 360/361 : 10 m maxi.


Règles La figure ci-dessus énumère les règles essentielles de montage du système.

(voir Manuel S7-300, Installation et caractéristiques, Chapitre 5).


Manuels Pour le montage, il faut disposer du manuel d'installation du S7-300.

Nomenclature La nomenclature définit les modules qui composent le système d'automatisation

ainsi que leur emplacement d’enfichage. Elle doit être établie par le concepteur

de l’installation.

Liste de contrôle Elle indique les étapes à suivre lors du montage. Vous trouverez à la page

suivante un exemple de procédure.


Liste de contrôle La liste de contrôle indique uniquement l‘ordre d‘exécution des différentes

opérations. Pour de plus amples informations sur la marche à suivre, veuillez

vous reporter aux pages suivantes ainsi qu‘aux manuels correspondants.



Cotes de perçage Les cotes de perçage des trous de fixation sont indiquées dans le tableau

ci-dessous.

Long. rail profilé (mm) L1(mm) L2(mm) L3(mm)

482,6mm 32,5 57,2 466

530 mm 32,5 57,2 500

830 mm 32,5 57,2 800

Vis Pour fixer le rail profilé, vous pouvez opter entre les types de vis indiqués ci-

dessous :

- vis à tête cylindrique M6 conformes à ISO 1207/ISO 1580 (DIN 84/DIN 85)

- vis à tête hexagonale (six pans) M6 conformes à ISO 4017 (DIN 4017).

La longueur des vis est déterminée par l’embase.

Il faut en outre utiliser des rondelles de 6,4 conformes à ISO 7092 (DIN 433).

L3

L1

L2


Connecteur de bus Chaque module est doté d’un connecteur de bus qui doit être enfiché avant le

montage du module.

Nota : Commencez par la CPU. Le dernier module n’est pas doté de connecteur

de bus.

Modules Insérez les modules en les accrochant sur le bord supérieur du rail profilé dans

l’ordre prescrit :

- module d’alimentation

- CPU

- autres modules.

Il suffit alors de faire pivoter les modules vers le bas, puis de les fixer avec une

vis.

Connecteur frontal Un connecteur frontal est enfiché sur chacun des modules de signaux pour

permettre d’établir la liaison avec les signaux issus du processus. Un dispositif

de détrompage mécanique permet d’éviter toute erreur de connexion entre le

module et le connecteur frontal.

N° d‘emplacement Des étiquettes de numérotation d’emplacement sont fournies avec la CPU, qui

peuvent être apposées sur le module. Il faut en effet connaître le numéro

d’emplacement lors des opérations de configuration et de paramétrage du

module.


Point 1 Pour les signaux analogiques ou les signaux de bus (PROFIBUS), il convient de

recourir à des câbles blindés.

Point 2 Pour une tension supérieure à 60 V, il faut utiliser des faisceaux ou des chemins

de câbles distincts. Pour une tension supérieure à 400 V, les câbles doivent être

disposés à l’extérieur des armoires et distants de 10 cm au moins.

Point 3 Dans ce cas, un dispositif de protection contre les surtensions inductives doit

être prévu.

Les bobines alimentées en courant continu sont connectées à des diodes ou

des diodes Zener et les bobines alimentées en courant alternatif à des

varistances ou des circuits RC.

Point 4 Il convient dans ce cas de prendre des mesures de protection contre la foudre,

par exemple en posant les câbles dans des conduits métalliques mis à la terre

aux deux extrémités.



Câbles Il convient d’utiliser des câbles à âme souple de section comprise entre 0,25 et 1,5 mm2..

Il n’est pas nécessaire d’utiliser des embouts. Mais si vous désirez le faire, il faut alors

recourir à des embouts non isolés conformes à DIN 46228 Forme A.

Position de câblage Appuyez sur le bouton de déverrouillage situé sur le dessus du module et tirez le

connecteur vers l’avant jusqu’au cran d’arrêt. Dans cette position, le connecteur frontal

n’est plus relié au module. L’accès aisé aux bornes de raccordement facilite les opérations

de câblage.

Brochage L’affectation des bornes figure dans le manuel caractéristiques des modules de signaux.

En règle générale, le potentiel M est raccordé à la borne 20 et le potentiel L+ à la borne 2

ou 1.

Séparation galvanique Les modules d’entrée et de sortie TOR sont séparés galvaniquement. Chacune des 8 ou

16 entrées ou sorties est raccordée sur un point commun (borne M).

Longueur de câble Avec des câbles non blindés, la longueur maximale admissible est de 600 m (à l’exception

des modules analogiques). Avec des câbles blindés, la longueur maximale est de 1000 m.

Pose des câbles Afin d’assurer l’immunité aux signaux parasites (CEM), veuillez observer les consignes

figurant dans le manuel SIMATIC, Paragraphe Configuration électrique d’un S7-300.

Lorsque des câbles de données et des câbles pour départs-moteurs (> 60 V) sont posés à

proximité les uns des autres, il convient de prévoir des faisceaux et des chemins de câbles

séparés.


Commutateur à clé Le commutateur à clé sert à sélectionner le mode de fonctionnement (STOP, RUN et effacement général). Il peut en outre servir à protéger le programme utilisateur. Si la clé du commutateur est retirée en position RUN, il est certes possible de consulter le programme utilisateur mais pas de le modifier.

Pile de sauvegarde Ouvrez le volet frontal de l’unité centrale. Enfichez le connecteur de la pile dans la prise correspondante du compartiment à pile. Insérez la pile de sauvegarde dans le compartiment à pile. Refermez le volet frontal de la CPU.

Carte mémoire Avant d’enficher la carte mémoire, il faut préalablement positionner la CPU sur STOP ou couper la tension d’alimentation.

Effacement général La CPU doit être soumise à un effacement général - à la première mise en service - avant le transfert d’un nouveau programme utilisateur complet - lorsque la CPU le demande (le témoin lumineux STOP clignote).

Effacement général à l’aide du commutateur à clé (points 1 à 4) 1. Branchez l’alimentation électrique. 2. Tournez la clé en position STOP. 3. Tournez la clé en position MRES (Memory Reset) et maintenez cette position jusqu’à ce que le témoin lumineux STOP clignote 2 fois, 4. Repositionnez la clé sur STOP puis de nouveau sur MRES jusqu’à ce que le témoin lumineux STOP clignote rapidement.

Exécutez uniquement le point 4 en cas d’effacement général sur requête de la CPU.

Remarque : L’effacement général peut en outre être réalisé avec la console de programmation.


Exercice : utilisation du manuel d‘installation du S7-300

1. Quelle est la hauteur d‘un module S7-300 ?

..................................................................................................................................

2. Combien de modules peut-on monter à côté de la CPU ?

..................................................................................................................................

3. Quelle la section maximale des conducteurs pour un module de signaux ?

..................................................................................................................................

4. Quelle lame de tournevis doit-on utiliser pour les opérations de montage ?

..................................................................................................................................

5. Quelle fonction assure le peigne de liaison dans le module d‘alimentation ?

..................................................................................................................................

6. Quelles précautions devez-vous prendre avant de monter la CPU ou des modules de

signaux ?

..................................................................................................................................

7. Quel est le numéro d‘emplacement du premier module de signaux à côté de la CPU ?

..................................................................................................................................

8. Quels types de vis doit-on utiliser pour fixer le rail profilé ?

..................................................................................................................................

9. Dans quelle position doit se trouver le sélecteur de mode de fonctionnement de la

CPU pour pouvoir introduire la clé ?

..................................................................................................................................

10. Quel espace doit-on laisser au-dessus et en dessous du rail profilé ?

..................................................................................................................................

11. De combien d‘entrées dispose le module 6ES7 321-1EH01-0AA0 et quelle est la

tension de signal applicable ?

..................................................................................................................................


Enoncé Démontez puis remontez 3 modules.


Enoncé Câblez deux capteurs et un actionneur de la maquette au module d‘entrée/sortie

du S7-300.

Procédure • Retirez sur la maquette les connecteurs verts avec les cavaliers et

remplacez-les par des connecteurs non câblés.

• Câblez les capteurs et l‘actionneur comme indiqué sur la figure.

Utilisez pour cela les connecteurs frontaux supplémentaires.

Nota Sur les nouvelles maquettes (version métallique, Réf. : 6ZB2310-0AP00),

L- se situe aux bornes 13 et 14, L+ aux bornes 15 et 16.


Sommaire Page

Composantes d‘un S7-400.......................….......................................................................................... 17

Châssis et possibilités de couplage…………........................................................................................ 18

Règles de montage……........................................................................................................................ 19

Liste de contrôle pour le montage......................................................................................................... 20

Montage du châssis…………................................................................................................................ 21

Montage des modules........................................................................................................................... 22

Câblage du module d‘alimentation........................................................................................................ 23

Câblage du connecteur frontal.............................................................................................................. 24

Opérations préalables à la mise en service.......................................................................................... 25


Introduction Le S7-400 comprend les composantes énumérées dans le tableau ci-dessus.

Accessoires Les accessoires indiqués dans le tableau doivent être commandés séparément

(cf. catalogue ST 70).


UR1/UR2 Ces deux châssis peuvent faire fonction de châssis de base et d’extension. Le

châssis UR1 possède 18 emplacements pour modules S7-400 et le châssis

UR2 9 emplacements.

CR2 Il s’agit d’un châssis de base. Le bus de péripherie (bus P) est subdivisé en

deux segments avec respectivement 10 et 8 emplacements. Le bus de

communication (bus K) s’étend à l’ensemble du châssis.

ER1/ER2 Il s’agit de chassis d’extension. ER1 possède 18 emplacements d’enfichage et

ER2 9 emplacements. Le bus de périphérie est soumis aux restrictions

suivantes :

- pas de traitement d’alarmes

- pas d’alimentation 24 V

- pas de tension de sauvegarde.

Couplage CR/ER Le coupleur IM permet de raccorder des châssis d’extension (ER) à un châssis

de base (CR). Vous pouvez enficher un ou plusieurs coupleurs émetteurs (IM)

dans le châssis de base. Le coupleur émetteur (IM) possède 2 interfaces,

chacune permettant le raccordement de 4 châssis d’extension.

On distingue les coupleurs courte ou longue distance.

- courte distance : Distance maxi. de 3 m avec les coupleurs

460-0/461-0. Ces coupleurs ne délivrent pas la tension

d’alimentation 5 V, mais le bus de communication

est actif.

Distance maxi. de 1,5 m avec les coupleurs 460-1/461-1.

Ces coupleurs délivrent la tension d’alimentation 5 V, mais

sans bus de communication.

- longue distance : distance maxi. de 100 m avec les coupleurs 460-3/461-3.


Règles La figure ci-dessus énumère les règles essentielles de montage du S7-400.

(voir Manuel Installation et configuration d'un S7-400, M7-400, Chapitre 5).


Liste de contrôle La liste de contrôle indique uniquement l’ordre dans lequel doivent être

exécutées les différentes opérations. Pour plus de précisions sur la marche à

suivre, veuillez vous reporter aux pages suivantes ainsi qu’aux manuels

concernés



Introduction Les châssis sont conçus pour un montage mural et pour une installation dans des

bâtis et des armoires.

Fixation Le châssis possède 4 encoches latérales servant à la fixation. Elles conviennent

pour le montage dans des bâtis 19”.

Vous pouvez utiliser les vis suivantes :

- vis à tête cylindrique de type M6 conformes à ISO 1207/ISO 1580 (DIN 84/85)

- vis à tête hexagonale (six pans) de type M6 conformes à ISO 4017 (DIN 4017)

Il faut en outre utiliser des rondelles de 6,4 mm conformes à ISO 7092 (DIN 433).


Disposition L’alimentation doit être enfichée à l’extrême gauche (emplacement 1) et le

coupleur (IM récepteur) à l’extrême droite.

Outil Il faut un tournevis avec une lame de 3,5 mm de largeur (pour vis à tête

cylindrique).


Câbles Les câbles suivants peuvent être utilisés :

- à âme dur : 0,75 à 2,5 mm2

- à âme souple : 0,75 à 2,5 mm2

- avec embouts : 0,75 à 2,5 mm2, non isolés conformes à DIN 46228,

Forme A

Outil Il faut utiliser un tournevis avec une lame de 3,5 mm de largeur (pour vis à tête

cylindrique).



Connecteur frontal Il existe trois types de connecteur frontal :

- raccordement avec cosses à sertir,

- raccordement sur bornes à vis,

- raccordement sur bornes à ressort.

Le connecteur frontal ne peut être enfiché que si le module est monté et vissé.

Nota Les connecteurs frontaux comportent un cavalier pouvant être nécessaire sur

certains modules. Ne retirez pas ce cavalier.

Câbles Les câbles suivants peuvent être utilisés :

- à âme souple : 0,75 à 1,5 mm2 pour cosses à sertir

0,75 à 2,5 mm2 pour bornes à vis ou à ressort.

Outil Il faut disposer d’un tournevis avec une lame de 3,5 mm de largeur (pour vis à

tête cylindrique).



Commutateur à clé Le commutateur à clé sert à sélectionner le mode de fonctionnement (STOP, RUN et effacement général). Il peut en outre servir à protéger le programme utilisateur. Si la clé du commutateur est retirée en position RUN, il est certes possible de consulter le programme utilisateur mais pas de le modifier.

Pile de sauvegarde Vous pouvez utiliser une ou deux piles de sauvegarde, en fonction du module d’alimentation, afin de sauvegarder le programme utilisateur ainsi que les mémentos, les temporisations, les compteurs rémanents et les blocs de données. Vous pouvez également connecter une batterie externe à la CPU sur la prise EXT.-BATT.

Carte mémoire Avant d’enficher la carte mémoire, il faut préalablement positionner la CPU sur STOP. Il existe deux types de carte mémoire : - les cartes RAM pour étendre la mémoire interne de chargement, - les cartes Flash EPROM pour assurer la mémorisation du programme utilisateur en cas de coupure d’alimentation secteur

Effacement général La CPU doit être soumise à un effacement général - à la première mise en service - avant le transfert d’un nouveau programme utilisateur complet - lorsque la CPU le demande (le témoin lumineux STOP clignote). Effacement général à l’aide du commutateur à clé (points 1 à 4) 1. Branchez l’alimentation électrique. 2. Tournez la clé en position STOP. 3. Tournez la clé en position MRES (Memory Reset) et maintenez cette position jusqu’à ce que le témoin lumineux STOP clignote 2 fois 4. Repositionnez la clé sur STOP puis de nouveau sur MRES jusqu'à ce que le témoin lumineux STOP clignote rapidement. L’effacement général peut en outre être réalisé avec la console de programmation.


Sommaire Page

Remplacement de la pile de sauvegarde dans le S7-300..................................................................... 27

Remplacement d‘un module de signaux dans le S7-300...................................................................... 28

Remplacement du fusible d‘un module de sortie TOR dans le S7-300................................................ 29

Remplacement de la pile de sauvegarde dans le S7-400 .................................................................... 30

Remplacement des modules de signaux dans le S7-400..................................................................... 31


Marche à suivre sur le S7-300

1. Ouvrez le volet frontal de la CPU.

2. Retirez la pile de sauvegarde de son logement à l’aide d’un tournevis.

3. Enfichez le connecteur de la pile dans la prise en positionnant l’encoche

de la fiche du côté gauche puis insérez la pile dans le logement.

4. Fermez le volet frontal de la CPU.

Remplacement Il convient de remplacer la pile une fois par an.

Remarque Remplacez la pile de sauvegarde uniquement lorsque la CPU est sous tension,

sinon les données de la mémoire utilisateur seront perdues.



Avertissement Lors d’un transfert de données via l’interface MPI, aucun module ne doit être

remplacé. En cas d’incertitude, retirez le connecteur de l’interface MPI de la

CPU.



Quels modules ? Les modules de sortie TOR suivants sont équipés de fusibles :

• SM 322, 16 x 120 V c.a.

• SM 322, 8 x 120/230 V c.a.

Fusibles Vous pouvez utiliser les fusibles suivants de type 8A/250V :

• Wickmann 19 194-8A

• Schurter SP001.013

• Littlefuse 217.008



Remplacement Il convient de remplacer la ou les pile(s) une fois par an.

Remarque Remplacez la pile de sauvegarde uniquement lorsque la CPU est sous tension,

ou avec l’alimentation externe raccordée, sinon les données de la mémoire

utilisateur seront perdues.




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