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Siemens 6ES7350-2AH01-0AE0 | SIMATIC S7-300 FM 350-2 Module de comptage — 8 canaux, 20 kHz, encodeur NAMUR / 24V, comptage / fréquence / vitesse / période / dosage, 8 entrées numériques + 8 sorties numériques, 40 broches

Présentation

Le Siemens 6ES7350-2AH01-0AE0 est le module de fonction FM 350-2 — le module de comptage et de mesure à huit canaux de Siemens pour le système SIMATIC S7-300.

Alors que les entrées de comptage haute vitesse intégrées des CPU S7-300 compactes offrent deux canaux à 10 kHz, le FM 350-2 porte la capacité à huit canaux indépendants à 20 kHz, chacun capable de fonctionner dans son propre mode sélectionné indépendamment, de configurer indépendamment ses propres fonctions de porte et ses affectations de sortie. 

Pour les machines qui doivent surveiller plusieurs encodeurs, compter des produits à plusieurs points de mesure ou mesurer la vitesse sur plusieurs axes de machine simultanément, le FM 350-2 remplace ce qui nécessiterait autrement une collection de matériel de comptage intelligent séparé.

Les huit canaux fonctionnent entièrement dans le propre processeur du FM 350-2 — indépendamment du cycle de balayage du CPU S7-300. Un signal d'encodeur à 20 kHz complète une impulsion complète en 50 microsecondes ; aucun cycle de balayage d'automate programmable fonctionnant à 10 ms ne pourrait capturer de manière fiable chaque impulsion à ce taux en utilisant le traitement normal des entrées numériques.

Les compteurs matériels du FM 350-2 mémorisent chaque impulsion, quelle que soit la charge de travail actuelle du CPU, et la valeur comptée, la fréquence mesurée ou la vitesse calculée est disponible dans la mémoire tampon du module pour que le CPU la lise lors du prochain balayage — précise à la dernière impulsion.

Les cinq modes de fonctionnement — comptage, mesure de fréquence, mesure de vitesse, mesure de durée de période et dosage — font du FM 350-2 un moteur de mesure polyvalent au sein du rack S7-300.

Le mode de chaque canal est réglé indépendamment, de sorte qu'un seul FM 350-2 peut simultanément exécuter un canal comme compteur de longueur pour un tapis roulant, un autre comme fréquencemètre pour un capteur de débit, et deux autres comme moniteurs de vitesse pour différents axes de machine — le tout à partir du même module.

Spécifications clés

Explication des cinq modes de fonctionnement

Comptage est le mode le plus fondamental. Le compteur accumule les impulsions de l'entrée de l'encodeur, incrémentant ou décrémentant la valeur du compteur 32 bits à chaque front d'impulsion. Les entrées de porte (signaux externes ou commandes logicielles) contrôlent quand le comptage est actif.

À la fin d'un intervalle de comptage ou lorsqu'une valeur prédéfinie est atteinte, la sortie configurée s'active — déclenchant une porte, un relais ou une alarme dans la machine. Les variantes de comptage continu, simple et périodique couvrent différents besoins d'application.

Mesure de fréquence compte les impulsions sur un temps de porte défini et rapporte la fréquence en Hertz. Le temps de porte est configurable — des temps de porte plus longs donnent une meilleure précision à basses fréquences, des temps de porte plus courts donnent une réponse plus rapide à hautes fréquences.

Un capteur de débit générant 100 impulsions par litre à un débit de 5 litres par minute produit 500 impulsions par minute (8,33 Hz) ; le FM 350-2 mesure cela et fournit la valeur de fréquence pour le calcul du débit dans le programme du CPU.

Mesure de vitesse étend la mesure de fréquence en convertissant la fréquence d'impulsions en une valeur de vitesse à l'aide de la résolution de l'encodeur configurée (impulsions par révolution). Le CPU lit le registre de vitesse dans le tampon de données du FM 350-2 et dispose d'une valeur directe en tr/min ou en vitesse périphérique pour l'affichage, la journalisation ou le contrôle en boucle fermée.

Mesure de durée de période mesure le temps entre les impulsions successives de l'encodeur, fournissant une mesure de fréquence inverse qui est plus précise à basse vitesse que le comptage de fréquence direct.

À très basse vitesse — où une porte de comptage d'une seconde pourrait capturer seulement quelques impulsions et donc donner une faible résolution de fréquence — la mesure de la période entre les impulsions donne une précision beaucoup plus élevée.

Mode Dosage est la fonctionnalité la plus spécifique à l'application du FM 350-2. Le module compte les impulsions d'un débitmètre, transmet le total accumulé et active une sortie lorsqu'un nombre total programmé (la "dose") est atteint.

La sortie contrôle directement la vanne de distribution, le solénoïde ou la pompe — sans passer par le cycle de balayage de l'automate programmable.

Ce dosage matériel direct évite la latence de lecture du comptage dans le programme de l'automate programmable et d'écriture de la sortie lors du balayage suivant, ce qui est essentiel dans les applications de dosage à haute vitesse où quelques millisecondes de latence représentent une erreur de volume significative.

Interface NAMUR — Connexion de capteur à sécurité intrinsèque

L'interface d'entrée du FM 350-2 accepte les capteurs NAMUR — une interface à deux fils définie dans la norme CEI 60947-5-6, largement utilisée pour les capteurs de proximité dans les installations en zones dangereuses.

Les capteurs NAMUR sont alimentés par le dispositif de terrain (pas par le capteur lui-même) et varient leur consommation de courant pour représenter les deux états logiques : environ 1 mA pour l'état inactif et environ 8 mA pour l'état actif.

L'interface NAMUR du FM 350-2 évalue cette variation de courant, permettant la connexion de capteurs installés dans des zones dangereuses de Zone 1 ou Zone 2 lorsqu'ils sont utilisés avec des barrières de sécurité intrinsèque compatibles NAMUR appropriées (barrières Zener ou isolateurs galvaniques) entre le capteur et le module.

Cela rend le FM 350-2 adapté à la mesure de vitesse et au comptage dans les usines de traitement chimique et les raffineries où les machines tournantes dans les zones dangereuses nécessitent une surveillance de la vitesse.

Les interrupteurs de proximité et les encodeurs standard 24V CC peuvent également être connectés aux entrées du FM 350-2, fonctionnant en mode encodeur 24V qui accepte les signaux numériques de type PNP standard plutôt que les signaux de courant NAMUR.

Sorties d'interruption matérielle — Contrôle direct de la machine

Les huit sorties numériques du FM 350-2 fonctionnent à une fréquence de commutation allant jusqu'à 500 Hz et peuvent s'activer en fonction de l'atteinte d'une valeur de comparaison programmable par le compteur, sans intervention du CPU. Cette capacité de sortie d'interruption matérielle est la clé des opérations de dosage et déclenchées par comparaison où le temps de cycle est important.

Dans une configuration de comparaison, le CPU écrit une valeur de comptage cible dans le registre de comparaison du FM 350-2 via la communication K-Bus.

Au fur et à mesure que le compteur accumule les impulsions, le FM 350-2 compare en interne le total courant à la cible. Lorsqu'ils correspondent, le FM 350-2 active directement la sortie correspondante — sans implication du cycle de balayage de l'automate programmable.

Le temps de réaction de la sortie est déterminé par le matériel : généralement dans la gamme des microsecondes pour la logique de comparaison et le pilote de sortie, plutôt que le temps de cycle de balayage de l'automate programmable dans la gamme des millisecondes qui s'appliquerait si le CPU devait lire le comptage, le comparer dans le programme et écrire la sortie lors d'un balayage ultérieur.

FAQ

Q1 : Le FM 350-2 nécessite-t-il un connecteur frontal ou un câble d'encodeur spécifique, ou s'agit-il d'accessoires S7-300 standard ?

Le FM 350-2 utilise le connecteur frontal S7-300 standard à 40 pôles (6ES7392-1AM00-0AA0 pour contacts à vis, ou 6ES7392-1BM01-0AA0 pour contacts à ressort) — le même connecteur que celui utilisé par d'autres modules de signal S7-300 à 40 pôles. Il est commandé séparément et n'est pas inclus avec le module.

Pour le câblage de l'encodeur, un câble à paire torsadée blindée standard convient ; aucun câble propriétaire ou connecteur d'encodeur spécialisé n'est requis.

Le câblage se connecte aux bornes du connecteur frontal à 40 pôles selon le tableau d'affectation des bornes du FM 350-2 dans la documentation de configuration.

Q2 : Le FM 350-2 peut-il être installé dans un rack d'extension S7-300 connecté via IM 361, ou doit-il être dans le rack central ?

Le FM 350-2 est un module de fonction (FM) qui communique avec le CPU via le K-Bus. Le K-Bus est acheminé vers les racks d'extension connectés via la paire IM 360/361, mais pas via la paire IM 365 plus simple.

Par conséquent : le FM 350-2 peut être installé dans des racks d'extension connectés avec des modules d'interface IM 361 (K-Bus présent), mais ne peut pas fonctionner correctement dans des racks d'extension connectés via IM 365 (pas de K-Bus).

C'est l'une des contraintes spécifiques à l'application qui déterminent si la paire IM 365 ou IM 360/361 est appropriée pour une configuration S7-300 multi-racks donnée.

Q3 : Quel logiciel de configuration est inclus avec le FM 350-2, et est-il compatible avec TIA Portal ?

Le 6ES7350-2AH01-0AE0 comprend un package de configuration sur CD-ROM — il s'agit de la bibliothèque de blocs fonctionnels STEP 7 et de l'outil de configuration spécifiques au FM 350-2, utilisé avec STEP 7 Classic (v5.x).

La prise en charge de TIA Portal pour le FM 350-2 est disponible via STEP 7 dans TIA Portal (lorsque TIA Portal est utilisé conjointement avec le package STEP 7 Professional) ou via l'outil de configuration TIA Portal du FM 350-2 disponible sur Siemens Industry Online Support. 

Pour les systèmes déjà conçus dans STEP 7 Classic, le CD-ROM inclus fournit tous les outils de configuration nécessaires ; pour les utilisateurs de TIA Portal, le package compatible TIA Portal approprié doit être vérifié et obtenu auprès de Siemens.

Q4 : Les canaux du FM 350-2 peuvent-ils être utilisés simultanément dans différents modes de fonctionnement ?

Oui. Chacun des huit canaux est configurable indépendamment. Au sein d'un même module FM 350-2, les canaux peuvent fonctionner simultanément dans différents modes — par exemple, les canaux 1 à 4 en mode de comptage continu pour la surveillance de la quantité de production, les canaux 5 à 6 en mode de mesure de vitesse pour la surveillance des vitesses de moteur, et les canaux 7 à 8 en mode de dosage pour le contrôle de distribution.

La configuration est définie lors de la mise en service via l'outil de configuration et téléchargée dans le module.

Le programme du CPU lit les données de chaque canal indépendamment, accédant aux structures de blocs de données appropriées pour le mode de fonctionnement de chaque canal.

Q5 : Que deviennent les valeurs de compteur du FM 350-2 si le CPU S7-300 passe en mode STOP ?

Lorsque le CPU S7-300 passe en mode STOP, le matériel de comptage du FM 350-2 continue de fonctionner — les compteurs continuent de fonctionner, accumulant les impulsions des encodeurs connectés.

La communication du CPU avec le FM 350-2 via le K-Bus cesse en mode STOP, de sorte que le CPU ne peut pas lire les valeurs de compteur mises à jour ni écrire de nouveaux points de consigne pendant la période d'arrêt. 

Cependant, le FM 350-2 lui-même et ses compteurs matériels restent alimentés et actifs. Lorsque le CPU revient en RUN, la communication K-Bus reprend, et le CPU peut lire les valeurs de compteur actuelles, qui reflètent les comptages accumulés pendant l'intervalle d'arrêt.

Ce comportement est important pour les applications de dosage et de comptage où le matériau peut continuer à se déplacer dans la machine pendant un bref arrêt du CPU — les données de comptage ne sont pas perdues.