西门子(中国)长沙玥励自动化设备有限公司
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西门子6ES7155-6AR00-0AN0
更新时间:2017-04-24
产品型号:6ES7155-6AR00-0AN0
产品品牌:西门子
产品分类:湖南电子、电工 > 长沙PLC
发布企业:西门子(中国)长沙玥励自动化设备有限公司
发布 IP:113.247.*.*
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西门子6ES7155-6AR00-0AN0 西门子6ES7155-6AR00-0AN0 西门子6ES7155-6AR00-0AN0
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长沙玥励自动化设备有限公司(西门子系统集成商)长期销售西门子S7-200/300/400/1200PLC、数控系统、变频器、人机界面、触摸屏、伺服、电机、西门子电缆等,并可提供西门子维修服务,欢迎来电垂询
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地址:长沙市岳麓区雷锋大道468号金科世界城16-1603室
产品 | |
商品编号(市售编号) | 6ES7155-6AR00-0AN0 |
产品说明 | SIMATIC ET 200SP, PROFINET INTERFACE MODULE IM155-6PN BASIC, MAX. 12 PERIPHERY MODULES, 2X INTEGRATED RJ45 SOCKETS INCL. SERVERMODUL, |
产品家族 | 订货数据总览 |
产品生命周期 (PLM) | PM300:有效产品 |
价格数据 | |
价格组 / 总部价格组 | IR / 255 |
列表价(不含增值税) | 显示价格 |
您的单价(不含增值税) | 显示价格 |
金属系数 | 无 |
交付信息 | |
出口管制规定 | AL : N / ECCN : N |
工厂生产时间 | 6 天 |
净重 (Kg) | 0.243 Kg |
产品尺寸 (W x L X H) | 未提供 |
包装尺寸 | 83.00 x 122.00 x 63.00 |
包装尺寸单位的测量 | CM |
数量单位 | 1 件 |
包装数量 | 1 |
其他产品信息 | |
EAN | 4047623405603 |
UPC | 未提供 |
商品代码 | 85176200 |
LKZ_FDB/ CatalogID | ST76 |
产品组 | 4520 |
原产国 | 德国 |
ET 200SP介绍
ET 200SP是西门子推出的新一代分布式I/O系统,在结构设计上采用了与ET 200S类似的紧凑式设计,目前已覆盖ET 200S的主要功能,接口模块IM155-6PN ST与IM155-6 DP HF支持最多32个模块;IM155-6 HF支持最多64个模块,信号模块支持热插拔,集成PROFIenergy功能,I/O模块支持电源分组,支持组态控制功能。由于信号模块提高了集成度,使得使用ET 200SP配置相同数量的I/O信号比使用ET 200S,体积减少50%;改变了模板供电方式,无需PM-E模板;模板功能进行了整合,减少了模块的种类;系统集成了电源模块,从而无需单独的电源模块;采用的100MBit/s 背板总线,使背板数据刷新速度得到极大提高;采用快速接线技术,接线无需工具;安装导轨为标准的DIN35导轨。
目前ET 200SP的接口模块有3种类型,分别为IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF,主要区别见下表:
其中BA 2×RJ45标准总线适配器和快连式总线适配器BA2×FC均可用于IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF,二者的区别如下图1所示:
图 1 BA 2×RJ45与BA2×FC的区别
2xRJ45标准总线适配器(Bus Adapter)
使用标准的RJ45接头
抗震性能可达 1g
如果插口损坏,只需替换总线适配器
2xFC快连式总线适配器
提高抗震性,可达5g
提高电磁兼容性
一个完整的ET 200SP的系统至少由以下部件构成:
接口模块:连接分布式ET 200SP与控制器或DP主站,通过背板总线实现与I/O模块的数据交换;
BaseUnit:信号模块安装的基座,并提供接线端子用于IO信号的连接及电源信号的连接,同时BaseUnit还可提供电源分组功能,该功能的实现通过选择带电源分组功能的BaseUnit实现,带有电源分组能力的BaseUnit均为浅色,在下列情况下,必须采用带电源分组能力的BaseUnit;
Ø ET 200SP接口模块后的首个BaseUnit;
Ø 一个电位组的所有I/O模块及负载的总供电负荷已超过10A;
Ø 模块间的AUX辅助接线端子所接电压等级不同;
Ø 由于RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块只能使用不带电位分组功能的BaseUnit ,因此如果一个分布式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块,则这些模块左侧必须有一个带电位分组功能的BaseUnit。
I/O模块:安装在BaseUint上,用于I/O信号的处理;
服务器模块:完成ET 200SP的组态,并断开ET 200SP的背板总线,该模块已包含在ET 200SP接口模块的订货号中,与接口模块一同供货。
一个完整的ET 200SP系统见下图2所示:
图 2 ET200SP系统示意图
各组件功能见下表:
1.1 I/O模块上电源电压状态功能介绍(仅适用于PN接口的 ET 200SP)
在组态软件中可以为 IM 155-6 PN ST选择 2 个组态:
● 不带输入数据的组态
● 带有输入数据的组态
如使用带有输入数据的组态,用户可以对每个信号模块供电状态进行诊断,如IM 155-6 PN ST最多支持32个模块,每个 I/O 模块对应一个Bit位来指示本模块电源电压L+ 的状态,该信息在接口模块输入数据中,字节 0 到3 如下所示。
通过读取相应的Bit位,可获得相应的模块电压L+的状态。
对于IM 155-6 PN HF ,通过组态不同的服务器模块,除可检测电源电压外,还可实现对输入信号反馈电压的状态进行检测,该功能的实现详见以下手册:
http://support.automation.siemens.com/CN/view/en/63257531/0/zh
2 ET 200SP组态
2.1 ET 200SP组态要求
TIA Portal从 V11 SP2起可对ET 200SP进行配置(需安装HSP0024),更高版本的TIA Portal已将ET 200SP在硬件中集成。
STEP7 V5.5 从SP2 开始,可通过安装GSD文件的方法对ET 200SP进行配置,ET 200SP PROFINET接口模块IM 155-6 PN ST(6ES7155-6AA00-0BN0)和IM 155-6 PN HF (6ES7155-6AU00-0CN0)的GSD文件下载地址如下:
http://support.automation.siemens.com/CN/view/en/57138621
ET 200SP PROFIBUS接口模块IM 155-6 DP HF(6ES7155-6BA00-0CN0)的GSD文件下载地址如下:
/cs/document/73016883?caller=view&lc=en-CN
安装GSD文件的方法,在这里不再阐述,详见其它文档。
本文档实际的硬件配置如下图3所示,该ET 200SP由从左至右依次为AI、AQ、DI和DQ,模拟量模块通常接各种仪表信号,数字量输入模块通常接开关/按钮,数字量输出模块通常接指示灯及继电器等,如用户希望模拟量信号与数字量信号供电的分开,以便于日后的维护,则此类要求也可通过电源分组来实现,图3的电源分组情况即按照此类要求进行配置,详见下图:
图 3 ET 200SP实际配置
2.1.1 在TIA Portal中的组态步骤
本节主要讲述如何在TIA Portal中配置分布式IO站ET 200SP的操作步骤,所使用软件为STEP7 Professional V12。
打开“TIA Portal V12”,点击“添加新设备”根据实际的控制器型号,添加一个新的设备,这里以一个S7-1500 CPU 1516-3PN/DP为例进行操作,如下图4所示。
图 4添加控制器
控制器添加成功后,在控制器的“属性”—>“常规”—>“PROFINET接口”—>“以太网地址”菜单下激活控制器的PN接口,并为此PN口分配IP地址,子网掩码等;如果需要,可修改该PN口的PROFINET设备名称。
图 5网络设置
转到“网络视图”下,从“硬件目录”—>“分布式IO”,添加一个ET 200SP站。
图 6添加ET 200SP
点击该ET 200SP站图标左下方的“未分配”,从列出的PROFINET IO控制器中,选择该ET 200SP要连接的控制器接口;或者也可以直接用拖拽的方式,用鼠标从控制器相应的PN口和IO 设备的PN口之间建立Profinet的连接关系,如图7所示。
图 7分配IO控制器
Profinet的控制器和IO设备间的连接关系建立完毕后,ET 200SP和其所属的PROFINET 控制器之间出现了如右图所示的一条断续的绿线,同时IO 设备的左下角出现PLC_1字样,表明控制器与IO设备间的PROFINET 连接建立完成,见图8。
图 8 IO控制器分配完成
打开“设备视图”界面,根据实际模块配置数量及前后顺序,从右侧“硬件目录”中选择相应的模板进行组态,该步骤不再详细阐述,需要注意的是,在ET 200SP中,“服务器模块”必须要手动添加到硬件组态中,否则硬件编译不能通过。实例中从左到右依次组态了AI-AO-DI-DO四个模板。
图 9配置服务器模块
根据图1所示的实际电位组分组情况,对电位组进行分组。如右图所示,4个模块分2个电位组,模拟量为1组,数字量为1组,则需要在DI模块的“常规”—“电位组”下选择“启用新的电位组”。每个电位组的第一个模块需要供电,且BaseUnit颜色在组态中也变为白色,与实际颜色一致,如下图 10所示。
图 10创建一个新电位组
根据实际信号类型,打开模板的“属性”--“常规”,对每个模板进行组态;如需相关诊断功能,则需激活相应的设置,具体步骤不再阐述,操作界面如下图11所示。
图 11设置诊断信息
如果需要,可打开接口模板的“属性”—“PROFINET接口”页面,对ET 200SP的IP地址,设备名称进行修改;也可根据实际需要,修改数据刷新时间等参数。
图 12修改PROFINET参数
至此,ET 200SP在TIA Portal中的组态已完成,项目编译无误后,可将项目下载到PLC,之后需要为ET 200SP分配设备名称,在“网络视图”下鼠标点击PROFINET网络后点右键,在弹出的菜单中选择“分配设备名称”,如下图所示。
图 13分配设备名称1
在弹出的“分配PROFINET设备名称”界面中,通过下拉菜单,选择需要分配的设备名称,可以通过“仅显示同一类设备”等选项,对可访问的节点进行过滤,如果有多个ET 200SP无法区分,可通过ET 200SP接口模块的“MAC address”进行区分,或者通过选中所列出的设备后,点左侧的“闪烁LED”按钮,对应的ET 200SP的LED灯会闪烁。确定设备后,点击所选的设备,点右侧的“Assign name”按钮分配设备名称,如下图所示:
图 14分配设备名称2
分配完设备名称后,可点击如下图所示的刷新按钮进行查看,可以看到ET 200SP已获得设备名称及IP地址,IP地址无须单独分配,分配设备名称后,IP地址会自动分配下去。如下图所示:
图 15查看已分配的设备名称
至此,ET 200SP硬件配置、下载及分配设备名称操作已完成,如以上操作均无误,ET 200SP即与PLC建立通讯关系了,可以通过查看ET 200SP 的LED灯RN来查看,RN为常亮,则表明通讯已建立。
注意!
组态的电位组分组与实际分组必须一致,否则下载后ET 200SP会报故障!
服务器模块必须组态,否则编译会报错误,提示服务器模块缺失!
2.1.2 在STEP7 V5.5中的组态步骤
本节主要讲述如何在经典的STEP7 V5.5中配置分布式IO,ET 200SP的操作步骤,所使用软件为STEP7 V5.5 SP3。
使用本文2.1章节中提供的ET200SP接口模块的GSD下载链接,下载GSD文件,并进行安装,安装完成后,在STEP7硬件目录中所处的位置如图16及图17所示:
图 16PN接口的ET 200SP在STEP7硬件目录中所处位置
图 17 DP接口的ET 200SP在STEP7硬件目录中所处位置
新建一个STEP7项目,本例程使用S7-319-3 PN/DP,为CPU的PN口设置IP地址及设备名称,并将其连接到以太网络上或者新建一个以太网络(有关如何创建一个新的S7-300PLC站,本文不再阐述,请参阅其其它相关文档)。步骤如下图18所示:
图 18在STEP7中添加一个CPU
将ET 200SP配置为S7-300 PLC的一个I/O设备,如需使用带有输入数据的组态,使用“IM 155-6 PN ST S V1.0”进行配置,在此种配置模式下,可对I/O模块上的电源L+ 供电状态进行诊断,故此模式下,ET 200SP的接口模块占用4个字节的输入数据,如下图19所示(本文档使用该方法进行配置):
图 19添加一个带输入数据的ET 200SP站
如不使用带有输入数据的组态,则可根据设备固件版本选择使用“IM 155-6 PN ST V1.0”或“IM 155-6 PN ST V1.1”进行配置,在此种配置模式下,不能对模块的L+ 供电状态进行诊断,所以ET 200SP接口模块没有占用输入地址,如下图20所示(本文没有采用该方法进行配置):
图 20添加一个不带输入数据的ET 200SP站
为ET 200SP分配IP地址及设备名称,并根据实际ET 200SP配置的模块型号和数量,继续添加其它I/O 信号模块,该步骤不再详细阐述,并在所有I/O模块的最后配置服务器模块,服务器模块所处位置记配置方法如下图 21所示:
图 21在STEP 7中为ET200SP添加服务器模块
双击打开I/O模块的属性窗口“Properties”下的“Parameters”,在该页面下为每个I/O模块配置具体属性,如:通道信号类型、是否激活相关的诊断功能等,并在该页面的最下方,对模块供电(即电位分组)进行配置,如此模块是一个新的电位组,则选择“Enable new potential group”,否则选择“Use potential group of the left module”,根据本文档照片所示的实际配置,为第1个模块及第3个模块均单独有供电电源,故为此2个模块选择“Enable new potential group”,如下图22所示。
图 22使能新的电位组
如果有需要,可以对ET 200SP的数据刷新时间、刷新模式及Profinet看门狗时间进行修改,如下图23所示。
图 23修改ET 200SP数据刷新时间
至此,ET 200SP在STEP 7中的组态已完成,硬件编译无误后即可将项目下载到PLC中,然后需要对ET 200SP分配设备名称,分配设备名称的步骤如下,在硬件配置界面PLC-->Ethernet-->Assign Device Name打开操作界面,如下图所示:
图 24在STEP 7 V5.5中分配设备名称1
在“Assign device name”界面下,选择设备名称,点击所列出的设备,点右侧的“Assign name”按钮分配设备名称,如果有多个ET 200SP无法区分,可通过ET 200SP接口模块的“MAC address”进行区分,或者通过选中所列出的设备后,点右侧的“Flashing on”按钮,对应的ET 200SP的LED灯会闪烁。
图 25在STEP 7 V5.5中分配设备名称1
分配完设备名称后,可点击“Update”按钮进行查看,如下图所示,可以看到ET 200SP已获得设备名称及IP地址,IP地址无须单独分配,分配设备名称后,IP地址会自动分配下去。
图 26在STEP 7 V5.5中查看已分配的设备名称
至此,ET 200SP硬件配置、下载及分配设备名称操作已完成,如以上操作均无误,ET 200SP即与PLC建立通讯关系了,可以通过查看ET 200SP 的LED灯RN来查看,RN为常亮,则表明通讯已建立。
下载配置到PLC后,新建变量表,在变量表中监视I/O 模块上电源电压 L+ 的状态,即硬件配置中ET 200SP接口模块所占用的4个输入字节,本配置中为IB10~IB13 ,此ET200 SP配置了4块I/O模块,相关信号状态如下图27所示:
图 27通过变量监视表查看模块电源电压L+
注意!
使用STEP7 V5.5通过安装GSD文件的方式对ET200SP进行组态时,无论在配置环节还是编译环节,STEP7不会对ET200SP的完整性及组态的正确与否进行检查!如:没有配置信号模块,缺少服务器模块,电源分组错误等!
但下载错误的配置到PLC后,ET 200SP会报故障!
由于ET200SP的第一块信号模板必须使用有电位分组能力的BaseUnit来进行供电,所以在STEP 7 V5.5中,首个模块必须手动使能“Enable new potential group”功能!
3 ET 200SP常见错误
下载配置后,在线查看ET 200SP站不通,RN闪烁。
对于采用PN接口的ET 200SP,通常是因为ET 200SP没有分配设备名称或网络上有IP地址冲突所致,PROFINET的设备,需要分配设备名称才能正常工作(就好比DP从站需要站地址一样),分配设备名称操作步骤见前面的介绍。
对于采用DP接口的ET 200SP,请检查DP站地址是否设置正确,且应牢记DP从站站地址改变后,需要重新上电新的DP地址才有效。
ET 200SP RN常亮,ER闪烁。
此故障通常为组态错误,请检查电位组设置及分组是否与实际一致;对于采用STEP 7 V5.5配置的项目,还需要检查硬件配置中是否配置了服务器模块。
4 订货信息
ET 200SP接口模块
数字量I/O模块
模拟量I/O模块
CM通信模块
BaseUnit
BaseUint的简单选型可根据下表选择,如需了解详细的BaseUnit选型相关事宜及注意事项,请参阅下载中心文档《ET 200SP BaseUnit使用入门》。
常用附件
注:文档涉及到西门子产品如下:
表1 产品列表
产品名称 |
订货号 |
版本号 |
STEP7 V5.5(英文版) |
6ES7 810 - 5CC11 - 0YA5 |
V5.5 SP3 |
STEP7 Professional V12 |
6ES7 822- 1AA02 - 0YA5 |
V12 Update 1 |
S7-1500安装导轨(160MM) |
6ES7 590- 1AB60 - 0AA0 |
|
S7-300安装导轨(480MM) |
6ES7 390 - 1AE80 - 0AA0 |
|
PS307 5A |
6ES7 307 - 0DA02 - 0AA0 |
|
CPU1516-3 PN/DP |
6ES7 516 - 3AN00 - 0AB0 |
V1.0.1 |
CPU319-3PN/DP |
6ES7 318- 3EL01- 0AB0 |
V3.2.8 |
ET 200SP 接口模块 |
6ES7 155 - 6AA00 - 0BN0 |
V1.0 |
DI8×24VDC HF |
6ES7 131 - 6BF00 - 0CA0 |
|
DQ8×24VDC/0.5A HF |
6ES7 132 - 6BF00 - 0CA0 |
|
AI4×I,2, 4 Wire ST |
6ES7 134 - 6GD00 - 0BA1 |
|
AQ4×U/I ST |
6ES7 135 - 6HD00 - 0BA1 |
|
BaseUnit |
6ES7 193 - 6BP00 - 0BA0 |
|
BaseUnit |
6ES7 193 - 6BP00 - 0DA0 |
|
在S7-400H冗余系统中,通常配置冗余连接的ET 200M(双向I/O)。此时,需要配置两个IM 153-2接口模块、I/O模块、用于热插拔的总线模块BM(即有源底板,包括用于接口模块的总线模块和用于I/O模块的总线模块)、DIN深槽导轨等。
配置用于冗余连接的ET 200M时,下面的组件是必需的:
(1) [1] IM 153-2高性能接口模块(PROFIBUS DP Link) 2块
(2) [1] IM/IM总线模块(有源底板),用于安装/连接2个IM 153-2高性能接口模块
(3) I/O模块,按需配置,每个ET 200M从站最多可配置12个I/O模块
(4) I/O总线模块,分为两种:BM 2×40用于安装/连接2个40mm宽的I/O模块;
BM 1×80用于安装/连接1个80mm宽的I/O模块
(5) 用于热插拔的DIN深槽导轨
注[1]:可订购IM 153冗余套件,包含2个IM 153-2接口模块和1个IM/IM总线模块。下面的组件是可选的:
(1) PS 307或PS 305电源模块
本文的配置说明中,不包含PROFIBUS DP接头(连接器)、PROFIBUS DP电缆及剥线工具、I/O模块前连接器、MTA预组装电缆、空槽保护盖板、占位模块、隔离模块、集中供电电源以及其他用于硬件安装或连接部件。
2. 订货数据
配置冗余连接的ET 200M,必选组件相关的订货数据可以参考下表:
IM/IM有源总线模块(有源底板) | ||
订货号 | 6ES7 195-7HD10-0XA0 | |
配置个数 | 1个/ET 200M站 | |
配置说明 | 每个IM/IM有源总线模块上,安装两个IM 153-2接口模块,用于冗余连接。 用于IM 153-2接口模块的总线模块不能与用于I/O模块的总线模块通用。 |
IM 153-2高性能接口模块(DP Link) | ||
订货号 | 6ES7 153-2BA02-0XB0 | |
配置个数 | 2个/ET 200M站 | |
配置说明 | 冗余配置中,每个ET 200M从站需要两个IM 153-2接口模块,分别用来连接冗余的DP主站。 |
I/O总线模块 BM 2×40 | ||
订货号 | 6ES7 195-7HB00-0XA0 (BM 2×40) | |
配置个数 | 1个/2个40mm子模块 | |
配置说明 | 每个BM 2×40总线模块上,可以安插两个40mm宽的子模块(I/O模块)。 |
I/O总线模块 BM 1×80 | ||
订货号 | 6ES7 195-7HC00-0XA0 (BM 1×80) | |
配置个数 | 1个/1个80mm子模块 | |
配置说明 | 每个BM 1×80总线模块上,可以安插一个80mm宽的子模块(I/O模块)。 |
I/O模块等 | ||
订货号 | —— | |
配置个数 | 按实际需求 | |
配置说明 | 每个ET 200M从站最多配置12个I/O模块 除I/O模块外,还可使用以下模块: FM 355 C; FM 355 S; FM 355-2 C; FM 355-2 S; FM 350-1; FM 350-2; CP 341; CP 343-2; CP 343-2 P |
DIN深槽导轨 | ||
订货号 | 6ES7 195-1GA00-0XA0 (482mm) 6ES7 195-1GF30-0XA0 (530mm) 6ES7 195-1GG30-0XA0 (620mm) |
|
配置个数 | 1个/ET 200M站 | |
配置说明 | 对于配置了有源总线模块的ET 200M应用场合,必须使用这种深槽导轨。普通的浅槽导轨和U型连接器不再适用。 导轨长度同样会限制最多连接的I/O模块数。 |
表1 配置冗余连接的ET 200M必选件的说明
对于上表中IM 153-2接口模块及其总线模块的配置,可以采用套件的订货方式:
IM 153冗余套件 | ||
订货号 | 6ES7 153-2AR03-0XA0 | |
配置个数 | 1个/ET 200M站 | |
配置说明 | IM 153冗余套件中包含了2个IM 153-2接口模块和1个用于接口模块自身的IM/IM有源总线模块(有源底板)。 套件中不包含用于I/O的总线模块和导轨。 |
表2 IM 153套件的订货
配置冗余连接的ET 200M,必选组件相关的订货数据可以参考下表:
PS 305 / PS 307电源 | ||
订货号 | PS 307 (120/230V AC; 24V DC): - 2A; 40mm 6ES7 307-1BA01-0AA0 - 5A; 60mm 6ES7 307-1EA01-0AA0 - 5A宽温; 80mm 6ES7 307-1EA80-0AA0 - 10A; 80mm 6ES7 307-1KA02-0AA0 PS 305 (24/48/60/110V DC; 24V DC): - 2A宽温; 80mm 6ES7 305-1BA80-0AA0 |
|
配置个数 | 1个或2个/ET 200M站 | |
配置说明 | ET 200M供可以使用PS 307/305,或采用集中供电(如SITOP电源等)。PS电源只需固定在导轨上,无需连接有源底板。 在冗余配置时,建议使用冗余24V DC电源,如两个PS 307/305电源。供电连接参考图1。 |
表3 配置冗余连接的ET 200M可选件的说明
图1 冗余配置的ET 200M供电示意图
如需更多关于ET 200M的订货数据,请参考《SIMATIC PCS 7过程控制系统 产品目录》 第8章 过程I/O • ET 200M。
《SIMATIC PCS 7过程控制系统 产品目录》 下载中心文档编号: 449 http://www.ad.siemens.com.cn/download/DocList.aspx?TypeId=2&CatFirst=19&CatSecond=20 |
3. 关于各组件的连接说明
IM/IM与BM、BM之间总线模块(有源底板)的连接可以参考下图:
图2 IM/IM与BM、BM之间总线模块(有源底板)的连接
总线模块(有源底板)与DIN深槽导轨的安装可以参考下图:
图3 总线模块(有源底板)与DIN深槽导轨的安装
IM 153-2接口模块、I/O模块等与总线模块(有源底板)的连接可以参考下图:
图4 IM 153-2接口模块、I/O模块等与总线模块(有源底板)的连接
在冗余系统中,同一个ET 200M站的两个IM 153-2接口模块DP地址应设置为相同的。注意:当修改了硬件DP拔码开关地址后,对IM 153-2重新上电后才能生效。ET 200M站与S7-400H冗余系统的连接可以参考下图:
图5 ET 200M站与S7-400H冗余系统的连接
4. 为什么在冗余系统中通常使用ET 200M而不使用集中I/O(S7-400系列)?
在冗余系统中,ET 200M分布式I/O和集中I/O(S7-400系列I/O模块)都可以用于连接I/O设备,都可以完成I/O输入采集和输出传送功能。但ET 200M分布式I/O在冗余系统中的应用更为广泛,有以下一些特点:
■ ET 200M系列I/O模块的类型更为广泛,除可支持标准的S7-300系列I/O模块外,还支持Ex I/O模块、Hart I/O模块、安全型I/O模块等,而S7-400系列I/O不支持这些类型的模块。
■ ET 200M分布式I/O从站可以实现与冗余S7-400H的双向连接。在不配置冗余I/O时,ET 200M分布I/O方式可以在其中一个CPU故障时,另一个CPU依然可以完成I/O通讯。冗余故障时,如果希望集中I/O(S7-400系列)方案也能继续完成I/O通讯,则需配置冗余I/O。
■ 当配置冗余I/O时,ET 200M分布式I/O方案可以选取并配置合适的MTA端子模块及对应的I/O模块,配置冗余I/O回路的工作简单、方便。SIEMENS PLC控制系统关于热插拔功能的定义:
1.带电插拔模块时,确保不造成模块的硬件损坏; 2.带电插拔模块时,CPU不停机,并产生报警; 3.带电插拔模块时,该模块I/O通道的数值清零;该模块所在站点不会掉站,而其他模块的运行不受影响; 4.带电插拔模块时,CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块,得到模块拔出或插入的事件信息,在用户程序或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理;
2.SIEMENS的PLC控制系统对热拔插的支持:
√ S7-200系列PLC不支持热插拔功能;
√ S7-300 CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔;
√ S7-300作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS,支持热插拔功能; (需要使用有源总线底板,如下说明)
注: 采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能,不具备以上所列第3,4条目中的全部功能。当您将ET200M从站上的模块拔出时,CPU不停机,主CPU、备用CPU上的SF灯亮,BUSF灯闪烁,ET200M从站上的2块IM153-2模块的SF灯亮,BF灯闪烁,该ET200M从站上所有模块的I/O值被清0,S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模块插入到ET200M站上时,系统从主CPU切换到备用CPU,SF、BUSF、BF灯熄灭,软冗余系统重新回到正常运行状态。(新CPU支持“Startup when expected/actual config. differ.”功能,功能见下文;软冗余系统不支持使用GSD文件组态ET200M站点)
若要在软冗余系统中实现热插拔的全部4项功能,您必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。√ S7-400作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS,支持热插拔功能; (需要使用有源总线底板,如下说明)
√ S7-400 CPU直接带I/O模块的方式支持热插拔。
S7-400系统由于很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能,因而能最大限度的满足各种工业标准,模板能够带电插、拔,当S7-400机架上插入或取出模板时,都会在CPU中产生一个中断信息,供客户在用户程序中对模板更换的动作进行相应的处理。
3.ET200M的有源总线底板配置与说明:
ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站,一个ET200M从站一般由导轨(S7-300系列通用导轨)、IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块(PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块)组成:这样的ET200M从站是不支持热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能,我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整,通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨,下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形:
如下是关于有源总线模板的订货信息和实物照片:
名称 订货号 注释 图片链接 有源总线导轨 6ES7 195-1GA00-0XA0 长度为482.6 mm 实物图片 最多安装5个有源总线模板 6ES7 195-1GF30-0XA0 长度为530毫米 最多安装5个有源总线模板 6ES7 195-1GG30-0XA0 长度620毫米; 6ES7 195-1GC30-0XA0 长度2000毫米; 有源总线模板 6ES7 195-7HA00-0XA0 BMP S/IM 用于放置电源和IM153接口模块,包括一个总线模板盖板 实物图片 6ES7 195-7HB00-0XA0 BM 2X40 用于2个宽40毫米的模块 实物图片 6ES7 195-7HC00-0XA0 BM 1X80 用于1个宽80毫米的模块 实物图片 6ES7 195-7HD00-0XA0 BM IM153/IM 153 用于放置2个基本型IM153-2接口模块 (在软冗余或400H硬冗余系统中使用) 6ES7 195-7HD10-0XA0 BM IM153/IM 153 用于放置2个高性能IM153-2接口模块 实物图片 (在软冗余或400H硬冗余系统中使用)附件 6ES7 195-1JA00-0XA0 端子盖 一包有4个背板总线盖板和1个总线模板盖板 6ES7 195-1KA00-0XA0 防薄挡板 用于防爆环境的总线模板盖板 ET200M从站上的接口模块 6ES7 153-1AA03-0XB0 IM153-1 普通接口模块 6ES7 153-2AA02-0XB0 IM153-2 支持冗余功能的接口模块,基本型 实物图片 6ES7 153-2BA02-0XB0 IM153-2 支持冗余功能的接口模块, 高性能型(支持PROFIBUS的等时功能) 热插拔冗余套件 6ES7 153-2AR00-0XA0 2个6ES7 153-2AA02-0XB0 1个6ES7 195-7HD00-0XA0 6ES7 153-2AR01-0XA0 2个6ES7 153-2BA00-0XB0 1个6ES7 195-7HD10-0XA0 6ES7 153-2AR03-0XA0 2个6ES7 153-2BA02-0XB0 1个6ES7195-7HD10-0XA0
6ES7 195-1GA00-0XA0
6ES7 195-7HA00-0XA0 6ES7 195-7HB00-0XA0 6ES7 195-7HC00-0XA0
6ES7 195-7HD10-0XA0 6ES7 153-2BA02-0XB0
下图向您比对了有源总线导轨与S7-300通用导轨的区别:
下图向您展示有源总线导轨、有源总线模板和2个IM153-2接口模块组装后的情形:
关于ET200M站"Module change during operation"(运行中更换模块)功能实现的说明:
"Module change during operation" (or "Insert/Remove module") 功能使得您能够在系统下运行过程中,在ET200M站上带电拔出或插入模板,即热插拔功能。硬件要求:
使用普通的S7-300导轨和U型总线连接器是不能实现热插拔功能的,您必须购买有源总线底板,才能实现该功能。另外,您在配置时,必须使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模块,因为它支持DP协议的DPV1版本,而MLFB IM153-1AA00-0XB0模块是不支持该功能的。目前您能够购买到的IM153接口模块都支持热插拔,只有2-3年以前的IM153接口模块不支持热插拔。注意:
如果想知道您的模块是否支持热插拔功能,您可以在STEP7的HW Config硬件组态窗口中的产品目录里选择对应模块,阅读窗口右下角对该模块功能的描述,或直接阅读"SIMATIC Distributed Peripheral Deviced ET 200M"手册中第9章里的描述内容,下载该手册点击:1142798软件要求:您必须在STEP7 5.1版本以上进行配置;
如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作为DP主站,那么您可以直接在IM153的属性窗口的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示:STEP1:在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUS DP目录中选择相应IM153模块,可以看出该模块支持“module exchange in opration”(热插拔);
STEP2:将IM153模块拖到PROFIBUS总线上;
STEP3:选择I/O模块,插入到ET200M站的各个槽位中;
STEP4:双击ET200M站,打开属性窗口,选中“Replace modules during operation“(热插拔)选项;
STEP5:属性窗口中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号;
STEP6:属性窗口中提供了该型号IM153,插入的I/O模块对应使用的有源总线底板的订货号;
除了以上的硬件组态之外,还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模块的热插拔时,中断组织块OB83 ,OB85,OB122被调用。
如果您采用老款S7-300 CPU ,那么您只能够通过安装GSD文件的方式将IM153模块组态成DP从站,并双击IM153,打开它的属性窗口,进行设置来实现热插拔的全部功能。否则您在STEP7的硬件组态窗口中直接将PROFIBUS DP目录ET200M文件夹下IM153模块挂在PROFIBUS总线上,如下图:从上图可以看出,当你从右侧的PROFIBUS DP树型目录中将IM153-2模块拖到PROFIBUS总线上后,双击点开IM153的属性,“Repalce modules during operation”(热插拔功能)选项为灰色,所以在这种方式下,无法实现热插拔的全部功能,只能实现第1、2两条,不能实现第3、4条功能。
新款的S7-300可以支持“Startup when expected/actual config. differ.”,如下图:此功能表示,当组态和实际不符时是否启动。如果选择此选项,当插拔模块时,可以实现热插拔定义的第3条功能。但是,在插拔模块时,其他模块通道的I/O会有瞬间的清零然后恢复;该站点瞬间掉站,然后恢复。所以仅以此功能,不能称为严格意义上的热插拔功能。
S7-300 CPU要实现热插拔的全部功能,必须通过GSD文件。首先在 113498 处下载IM153的GSD或GSE文件,在STEP7软件中导入该文件(参见 2383630 中的内容),再在IM153模块的属性窗口中选择热插拔选项,如下图所示:添加IM153-2模块到PROFIBUS总线上,设置热插拔选项
设置IM153-1模块的热插拔功能选项
注意,GSD文件有DPV0和DPV1之分。但是S7-300的组态时,只有用DPV0可以实现热插拔的功能(如上图),如果用DPV1组态只支持“Startup when expected/actual config. differ.”的功能, 如下图,这是因为 DPV1 "Insert/Remove module"功能,是通过OB83实现的,S7-300不支持OB83。S7-400使用DPV0 DPV1均可。如果您采用CP342-5模块作为DP主站,那么您可以直接在IM153的属性窗口的"Operating Parameters"标签页里配置热插拔功能。 如下图所示。同样如果使用GSD文件组态,要实现热插拔功能也必须使用DPV0。
除了以上的硬件配置之外,还要向S7-300的CPU中下载OB82、OB86、OB121、OB122等组织块,才能保证当您在ET200M站上进行模块热插拔时,S7-300的CPU保持运行,而ET200M站上其他模块的工作不受影响。同时,当您进行ET200M站上模块的拔出或插入,系统都会调用OB82、OB86,您可以获取OB86和OB82中的参数返回值,得知什么时间是哪一个主站下的哪一个从站上的模块被插拔, 您可以根据系统控制逻辑的需要,在组织块OB82,OB86中编写用户程序,调整I、O的数值,确保进行模块热插拔时,生产机构处于安全运行状态。
您可以在S7-300的用户程序中循环调用SFC13(DP总线诊断功能块),不断获取DP网络的诊断信息,当ET200M从站上进行模块的热插拔时,可以从SFC13的返回数据(在DB块中)获取插拔模块的信息,在用户程序中对返回的诊断信息进行判断、评估后,进行相应的逻辑控制和I/O处理,使生产机构处于安全运行状态;
如果您在ET200M站中使用了参数化的模块(如FM354,CP340等非输入输出的模块),在DP主站通电初始化过程中会对这些模板进行参数化和配置。当您带电拔掉可参数化的模块,再插入后,模块原有的参数就会丢失。除非重新启动DP主站,在主站进行初始化过程中,对这些模块在进行一次参数化和配置,否则这类模块在被拔掉,再插入后,只能够以它的默认参数运行。
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