西门子ET 200模块应用与设计

时间：2018-08-13

可扩展的 SIMATIC ET 200SP I/O 系统是防护等级为 IP20 的高度灵活的模块化 I/O 系统。通过具有 PROFINET 或 PROFIBUS 接口的接口模块，它可以与更高级控制系统交换所连接 I/O 模块的 IO 数据。或者，以紧凑型 S7-1500 控制器（分布式控制器）的形式提供了各种 PLC、F-PLC 和开放式控制器，作为其它首尾站ET 200SP 组件可用作 SIPLUS 版本以满足较高的要求并实现高度的稳健性。

对于 ET 200SP，提供了全面的 I/O 模块（包括故障安全型）：

数字量输入模块 (DI)，白色
数字量输出模块 (DQ)，黑色
模拟量输入模块 (AI)，浅蓝色
模拟量输出模块 (AQ)，深蓝色
工艺模块 (TM)，青绿色
通信模块 (CM)，浅灰色
**模块，薄荷绿色
电机直接起动器 (DS) 和可逆起动器 (RS)
气动

除提供具体产品套件这种标准交货形式外，部分 I/O 模块和基本单元也以 10 件一个包装的形式提供。通过 10 件一个包装这种形式，可以显着减少浪费并节省具体模块的开箱时间。

紧凑型设计

较多包含 64 个模块的模块化组态
无电源模块的系统集成自组装负载组通过浅色 BaseUnit 供电
由于采用了模块化设计和全面的产品系列，因此尺寸小且高度灵活
每个模块较多有 16 个通道
*布线
热交换：*工具即可在运行过程中更换模块
间歇操作

柔性连接系统

插入式端子适用于带线端套圈的较大横截面 1.5 mm² 和无线端套圈的较大横截面 2.5 mm²
BaseUnit 用于*或直接多线连接
由于导体开口附近的弹簧安全器和测量分接头，可实现较佳接线可达性
通过也作为集成式介质转换器的 BusAdapter（RJ45、FastConnect、塑料或玻璃光纤电缆）可进行灵活的 PROFINET 连接

安全集成功能

易于集成故障安全模块
通过软件可以轻松进行 F 参数分配
逐组断开非故障安全型模块

高性能

同步 PROFINET
以较高 100 Mbit/s 的速度进行内部数据传输
记录模拟量和输出持续 50 μs
记录数字量和输出持续 1 μs

高性能技术

“计数”、“定位”、“称重”、“输出凸轮”、“PWM”、“力测量”等功能模块

能源效率

记录电气变量的电表
具有区间替换值的系统集成 PROFIenergy

高级功能

组态控制：
通过用户软件对实际组态进行基于应用的调整（选项处理）
基于时间的 IO：
信号时间戳为 μs
MSI/MSO:
从较多 4 个 PLC 同时访问 I/O 数据
MtM:
各 IO 模块之间的直接数据交换（模块间通信）
过采样：
在 PN 循环内对数字量和模拟量信号进行 n 次采集或输出
调整测量范围：
通过将测量范围调整为模拟量输入模块支持的测量范围的受限部分来增加分辨率
缩放测量值：
允许传输归一化至所需物理值的模拟量作为 REAL 值（32 位浮点）

通讯标准

PROFINET IO
PROFIBUS DP V0/V1
连接 ET 200AL (IP67) 的 ET 接头
IO-Link V1.1
AS-Interface
MODBUS TCP
点对点 (RS 232, RS 485, RS 422)
Freeport
3964(R)
USS
Modbus RTU （主站/从站）

CPU

PROFINET 接口，带 3 端口
IO 控制器和 PN IO 设备
可选扩展为 DP 主站/从站
还提供故障安全型和开放式控制器

标记 I/O 模块

I/O 模块前面有意义的标签
- 纯文本形式的模块类型描述（含功能等级），如“DI 8x24VDC HF”
- 订货号
- 二维矩阵码，带有订货号和序列号
  （通过“Industry Online Support”app 进行调用，直接链接到该模块的支持页面）
- 硬件功能状态和固件版本
- 相应 I/O 模块的适宜基本单元类型
- 适宜的有色牌的颜色代码
- 接线图
可选扩展
- 标签条
- 设备铭牌

ET 200SP 组件概述

基本部件	功能
CPU	CPU：执行用户程序用作 IO 控制器、PROFINET IO 上的智能设备或独立式 CPU 将 ET 200SP 与 IO 设备或 IO 控制器相连通过背板总线与 I/O 模块交换数据 CPU 的其他功能：通过 PROFIBUS DP 进行通信（结合 CM DP 通信模块，CPU 可被用作 DP 主站或从站）集成 Web 服务器集成工艺功能集成式跟踪功能集成系统诊断集成安全功能
开放式控制器	作为该类型的*控制器，SIMATIC ET 200SP 开放式控制器将基于 PC 的软控制器功能与可视化功能、PC 应用程序和 I/O 组合在了一个紧凑型装置中。一体高效的系统可用性紧凑、模块化坚固用户友好性设计 TIA Portal 中的高效工程
PROFINET IO 的接口模块 (IM 155-6PN)	接口模块：用作 PROFINET IO 上的 IO 设备将 ET 200SP 与 IO 控制器相连通过背板总线与 I/O 模块交换数据
PROFIBUS DP (IM 155-6DP) 的接口模块	接口模块：用作 PROFIBUS DP 上的 DP 从站将 ET 200SP 与 DP 主站连接通过背板总线与 I/O 模块交换数据
总线适配器 (BA)	BusAdapter 允许为具有 PROFINET 接口的前端站自由选择连接方法和连接技术。各种版本可用于连接铜电缆或塑料和玻璃光纤电缆。混合铜/光纤版本也可用作集成式介质转换器。 2 个站之间的电缆长度：较大 100 m（铜），较大 50 m（POF 聚合物光纤），较大 100 m（PCF 塑料包层光纤），较大 3 km（玻璃光纤）为了通过 I/O 系统 ET 200AL 和 ET 连接对站进行扩展，提供了 BA-Send 总线适配器。
基本单元 (BU)	BaseUnit 为 ET 200SP 组件提供电气和机械连接。亮色 BaseUnit 允许新电位组的电流较大为 10 A 深色基本单元将自组装式电压母线 P1、P2 和 AUX 从左侧连接到右侧的基本单元针对不同连接系统（单导线或直接多导线连接）和功能，提供了具有 12 到 28 个端子的适宜基本单元该 I/O 模块插到所需基本单元上，并决定基本单元上端子的电压分配为了通过 I/O 系统 ET 200AL 和 ET 连接对站进行扩展，提供了 BA-Send 基本单元。
电压分配模块（PotDis-BU、PotDis-TB）	通过 SIMATIC ET 200SP 的电压分配模块，可快速建立 ET 200SP 站内所需的额外电压，且十分节省空间。由于 PotDis-BU 和 PotDis-TB 可自由组合，因而可借助于电压分配模块实现各种设计形式，根据具体需要简单改动。在站内，现有电压可以加倍，甚至可形成新的电压组.由于每 15 mm 宽度上具有 36 个端子，PotDis 模块需要的空间很小，不会影响导体截面积（较大 2.5 mm2).这些端子可以连接较高 48 V DC 的电压（较大载流能力 10 A），而 PotDis-TB-BR-W 甚至可连接较高 230 V AC/10 A 电压，并能够连接保护导体。
I/O 模块和故障安全 I/O 模块	I/O 模块确定端子的功能。控制器通过连接的传感器检测当前过程状态，并通过连接的致动器触发相应的响应。一些 I/O 模块具有扩展功能，在某种程度上，它们也被设计为单独的工作模式。I/O 模块划分为以下模块类型；故障安全型通过前面的“F-”以及黄色模块外壳来识别。 DI（数字输入） DQ（数字输出） AI（模拟输入） AQ（模拟输出） TM（技术功能模块） CM（通信模块） SM（信号模块）
防护罩（BU 罩）	可以任何数量的插槽间隙（无 I/O 模块的 BU 插槽）操作 ET 200SP 系统。此类应用包括：部分调试已预先连线但目前未装备的选件为了防止损坏，必须使用 BU 罩遮盖这些插槽间隙。在 BU 罩内，可以保留设备铭牌以便随后可能使用 I/O 模块。型号：用于宽度为 15 mm 的塑料外壳用于宽度为 20 mm 的塑料外壳
服务器模块	服务器模块完成 ET 200SP 站的设置。服务模块包含一个可支撑三个备用熔断器的支架 (5 × 20 mm)此服务器模块包含在所有前端站的供货范围内。
根据 EN 60715 的 DIN 导轨	DIN 导轨是 ET 200SP 的模块支架。ET 200SP 安装在 DIN 导轨上。
编码元件	当**将 I/O 模块插到 BaseUnit 上时，编码元件从 I/O 模块移动到 BaseUnit。此时，它可以在随后用错误选择的 I/O 模块更换模块时防止 ET 200SP 组件发生损坏。提供两种形式的编码元件：机械式编码元件电子式编码元件: 另外还具有用于冗余存储具体模块组态数据的电子可重写存储器（例如：用于故障安全模块的 F 目标地址、用于 IO-Link 主站的参数数据）。因此，这些数据将在模块更换期间自动备份
屏蔽接线	屏蔽连接允许连接电缆屏蔽层。与外部屏蔽支架相比，该系统具有以下优点：通过将屏蔽连接元件插到 BaseUnit 上，*工具即可快速安装自动低阻抗连接至功能性接地（安装导轨）借助于屏蔽连接件和较短的非屏蔽电缆，并通过将供电电压线路与信号电缆分离来优化 EMC 特性安装空间小
标签条	为了进行系统相关标记，**站和 I/O 模块也可以使用标签条 (13 x 31 mm)。标签条可以机械刻印。标签条有两种版本，浅灰色和黄色：每卷有 500 个标签条，在热转印打印机上打印。线芯直径 40 mm，外径 70 mm，宽 62 mm 10 张 DIN A4 标签纸，每张具有 100 个标签条，180 g/mm²穿孔卡片，可使用激光打印机直接从 TIA Portal 或通过打印模板进行打印
设备铭牌	也可以将标签牌（每个设备一个）插到**站、总线适配器、基本单元、电压分配模块（PotDis-BU 和 PotDis-TB）和 I/O 模块上。设备铭牌以每 10 张纸为一个包装提供，每张纸包含 16 个标签。标签可以用热转印卡片打印机或绘图机进行打印，或者在它们上面粘贴贴纸。与直接粘贴标签相比的优势如下所述：正面的文字不会被遮盖更换模块时可简单地更换标签在安装板上标记 BaseUnit 时不会出现视差标签的可写区域尺寸为 14.8 x 10.5 mm（宽度 x 高度）
彩色编码标签	插到 BaseUnit 上的 I/O 模块确定过程端子连接的电位。使用具体模块的颜色编码标签可以选择性地识别 +/- 电位。辅助模块和附加模块以及电压分配器的电压也可以用有颜色的标签来标记。有色标签以每包 10 个或 50 个标签的形式提供。颜色编码标签的优点：快速安装（一个标签用于标记 16 个端子）避免接线错误维修时可以简单地检测电位

优势

简单应用

通过总线适配器，可任意选择 PROFINET 连接系统与特性
使用插入式端子可单手接线，*使用工具
通过电压分配器，可以简单扩展系统电压
弹簧型常闭触头沿相关导线开孔重新布置，更便于接线
使用彩色和参考代码标牌以及标签条，非常便于识别
诊断功能
使用免费的 PRONETA 软件工具进行接线测试、诊断、命名等

紧凑型设计

可将该站扩展至较多 64 个模块（取决于接口模块）
在控制柜中所需的空间很小
尺寸紧凑，适用于 80 mm 标准控制柜

高性能

通过 PROFINET 进行高速通信
可在运行期间更换模块和端子盒（“热插拔”）
通过端子盒和连接至 PROFINET 电缆的背板总线对导线进行一致屏蔽
系统中集成有 PROFIenergy，提高了能效
通过软件进行组态控制

应用

SIMATIC ET 200SP 是一种多功能分布式 I/O 系统，适用于广泛的应用。由于该系统具有可扩展的设计，您可以根据现场的具体要求对 I/O 站进行量身定制。 SIMATIC ET 200SP 经构建具有 IP20 防护，适合安装在控制柜中。

设计

扩展限制

根据所选的具体首模块（接口模块、S7-1500、SP-CPU 或开放式控制器）和参数分配，具有不同的限值，它们对 ET 200SP 站的较大配置加以限制。

站宽度较大 1 m（不带首模块）
PROFINET：
- 较大为 64 I/O 个模块
- 高达 1440 字节
PROFIBUS：
- 较大为 32 I/O 个模块
- 较多 244 字节用户数据，包括质量信息
- 较多 244 字节参数（此限值仅适用于通过 GSD 文件进行的组态）

ET 200AL 的混合组态

通过“BU-Send”基本单元和“BA-Send”总线适配器（**“标准”和“高性能”功能等级），可以在可扩展的 I/O 系统 ET 200SP (IP20) 装置中集成 ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系统的较多 16 个 I/O 模块。

功能

操作模式

使用 PROFINET 或 PROFIBUS，中央控制器可以访问 ET 200SP 系统中的分布式 I/O 模块，其方式与访问* I/O 模块的方式相同。

通信功能完全由 PN 控制器或主站接口模块（在中央控制器中）且在 IM 155-6 中完成。数据传输采用屏蔽电缆，完全没有任何干扰。

广泛应用、通道准确、易于编程的诊断程序、使用无格式文本信息，能够在较短的时间内找到工厂故障所在的地点并排除故障，这样就大大地提高了这种系统的可用性。

组态、参数设置和诊断

ET 200SP 的组态和参数分配是通过 STEP 7 进行的，或者通过控制器使用的组态工具进行的。

根据所选的 I/O 模块，用户可以使用范围广泛的诊断信息。

词条
词条说明
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6ES7 235-0KD22-0XA8 EM235 4入/1出*12位精度，模拟量西门子中型可编程控制器系列S7-300技术革新啦！S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可编程序控制器，作为以前版本的升级，新一代固件版本为V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已经发布，这些CPU都有新的订货号。新一代的S7-300
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