防护等级为 IP 20 的模块式 I/O 站,特别适合于用户特定的和复杂的自动化任务。
包括 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口模块 IM 153、S7-300 自动化系统的多 8 或 12 I/O 模块(结构中带总线接口或带有源总线模块)和一个电源(如果适用)
可以使用 S7-300 自动化系统的信号、通信和功能模块进行扩展
带有 HART 的本安型模拟量输入和输出模块,可使 ET 200M 在过程工程中的应用佳化。
可在冗余系统(S7-400H、S7-400F/FH)中使用
可在运行期间在总线模块处于激活状态时换模块(热插拔)
传输率可达 12 Mbps
经 Ex 认证符合 Cat.3(用于 区域 2,符合 ATEX 100 a)
用于根据 PROFIsafe 进行安全信号处理的故障安全数字量输入/输出以及模拟量输入
支持带扩展用户数据的模块,例如带 HART 变量的 HART 模块
SIMATIC S7-300 / ET 200M 系统家族是西门子已有产品线的组成部分,一般情况下,将会一直供应到 2023 年。
根据产品淘汰声明,这些产品将以备件形式另外供应 10 年。
ET 200M 模块化 I/O 设备包括:
一个 IM 153 接口模块
S7-300 自动化系统的多 12 个 I/O 模块以及
(如果需要)一个电源
不存在用于 I/O 模块的插槽规则。可进行任意组合。
ET 200M 通过 IM 153 接口模块连接到 PROFIBUS DP 或 PROFINET。通过附加的光学链路模块 (OLM) 或光纤总线终端 (OBT),可另外通过光纤技术连接到 PROFIBUS DP。
根据接口模块 (IM) 的数量框架,可以插入不同数目和类型的 I/O 模块。
ET 200M 的整个地址空间只能用于合适的主站。
IM 153-1(标准型) | IM 153-2(高性能型) | |
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功能 | PROFIBUS DP 标准从站,具有扩展功能的 DP V1 从站 | PROFIBUS DP 标准 DP V1 从站,具有用于 FM/CP 的完整 S7 功能 通过 2 x IM 153-2 实现冗余 时间戳功能以及时间同步 将参数设置传送到智能现场设备(如 HART) 等时同步模式 非冗余系统中 RUN 模式下的组态改 标识功能 通过总线进行固件新 |
地址容量 | 输入各为 128 字节,输出各为 128 字节 | 输入各为 244 字节,输出各为 244 字节 |
可使用的模块 | 信号模块;不能设置参数的简易通信处理器和功能模块 | 所有 SM/FM/CP/F 模块,没有限制 |
IM 153-4 PN(标准型) | IM 153-4 PN(高性能型) | |
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功能 | 多可以插入 12 个模块 集成 2 端换机 *编程器即可换模块 (LLDP);可选:在 MMC 卡上保存 IP 地址和名称 共享设备位于多两个 IO 控制器上 介质冗余 (MRP) 等时同步实时通信 IRT 选项“高性能” | 多可以插入 12 个模块 集成 2 端换机 *编程器即可换模块 (LLDP);可选:在 MMC 卡上保存 IP 地址和名称 共享设备位于多两个 IO 控制器上 介质冗余 (MRP) 等时同步实时通信 IRT 选项“高性能” F 模块 (PROFIsafe) 通过系统冗余连接到 S7-400 H CPU |
地址容量 | 输入各为 192 字节,输出各为 192 字节 | 672 字节输入(用于扩展 HART 用户数据) |
可使用的模块 | 信号模块;不能设置参数的简易通信处理器和功能模块 | 所有 SM/FM/CP/F 模块,没有限制 |
借助于 S7-300 的简易总线连接设计,可以灵活而方便地使用 ET 200M:
模块组件;
只需将模块安装到 DIN 导轨上,旋转并拧紧它们。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在机壳的背面。
有源总线模块允许在运行期间换模块,没有任何影响:
省时的模块换;
换模块时运行不会中断,继续通过其余模块运行。插入新模块时,该模块会自动投入运行。对于 S7-400 主站,可用同样的方式来管理分布式模块和*模块的插拔操作。在 CPU 中会产生相关中断。对于所有其它 DP 标准主站,信号通过 DP 诊断发送到主站。S7-300 主站不支持热插拔操作。
各种模块可用于组装 ET 200M,这些模块安装到** DIN 导轨上。
BM PS/IM 总线模块可容纳电源和 IM 153
总线模块 BM IM 153/IM 153 用于接受两个 IM 153-2 模块以实现冗余运行(** PROFIBUS)
BM 2x40 总线模块可容纳 2 个 I/O 模块,模块宽度为 40 mm
BM 1x80 总线模块可容纳固定 1 个 I/O 模块,模块宽度为 80 mm
为了取得*螺纹长度,可使用防爆型隔板备件;可以将该隔板插在两个总线模块之间。
方便组装;
总线模块可在 DIN 导轨中转动、端对端排列并使用侧面连接器进行固定。然后,可将各模块插在总线模块中并用螺钉固定,以便它们与总线连接器接触。未使用插槽的连接器必须使用背板总线盖板保护起来。必须将总线模块盖插到后一个总线模块的侧面。
对于 ET 200M,可使用 2 A、5 A 和 10 A 等特殊形式电源。
自动化系统的用户程序可以访问模块化 ET 200M I/O 设备的输入/输出以及中央控制器的输入/输出。
中央控制器的主站接口和 IM 153 接口全面处理通过总线系统进行的通信。
诊断功能验证 ET 200M 是否正常运行。
ET 200M 可以诊断:
模块错误
短路(输出)
总线故障,即不正确的数据传输
24 V DC 负载电源
I/O 模块的热插拔
通过以下方式对诊断数据进行分析:
分布式,通过 ET 200M 上的诊断指示灯
集中式,在可编程控制器的*模块 (CPU) 中。
组态消息帧 | 参数分配帧 | |
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长度 | 每个 S7-300 I/O 模块 15 字节 + 5 字节 | 每个可编程 S7-300 I/O 模块 10 字节 + 20 字节 |
针对组态和参数设置消息帧,计算所需的消息帧长度
DP 主站必须提供所需的组态和参数设置数据量。一些主站提供较短的组态和参数设置消息帧长度。例如,S5-95U/DP 中组态和参数设置消息帧的大长度分别为 32 字节。这意味着在本例中,可将多 3 个模块插到 ET 200M 中,并且可对其中一个模块进行参数设置。
在将设备连接到未使用 COM PROFIBUS 或 STEP 7 进行组态的主站模块时(在其它厂商的主站模块上运行),可通过版本低为 V3 的 COM PROFIBUS 来创建固定的预分配 GSD 文件。然后该文件可加载到其它厂商的组态工具中,并可用于对站进行简便组态。
这样就能使用 COM PROFIBUS 便利的纯文本参数设置,从而*在厂商的组态工具中输入十六进制代码。
要使用 IM 153 的完整寻址范围,需使用适宜的主站。
保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保护地;相邻的控制柜也应良好接触并与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地,通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地,或模拟信号电缆采取两层屏蔽,外层屏蔽两端接地等措施。另外,为防止感应雷进入系统,可采用浪涌吸收器。
(3)做好。信号的屏蔽非常关键,一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种屏蔽电缆传送时,信号间一定要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。
(4)当现场没有或无法设置硬点时,可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外,与变频器、智能仪表等的连接,好还是采用信号线直接相连的方式。
(5)应合理配置PLC的使用环境,提高系统抗干扰能力。具体采取的措施有:远离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置;通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏 (盘)或设备共用电缆沟;PLC柜内不用荧光灯等。另外,PLC虽适合工业现场,但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等;不要在有腐蚀性气体、灰尘过多、发热体附近应用;避免导电性杂物进入控制器。
三 调试要点及注意事项
(1)常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等),避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。
(2)系统调试。系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试,采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理,用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程,包括程序本身、线路、设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中,系统在状态下运行,可随时发现问题、随时解决问题,从而使系统逐步完善。因此,一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。
在线调试设备开停时,必须先调试空开关的运行情况;如果设备设有运行监视开关,则可把监视开关强制为"1"(正式运行时,撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表,对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判断逻辑操作是否正确,对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时,可建立一变量表,对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视,便可非常直观地观测执行器的动作情况。
(3)S7-300 PLC模拟量模块可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时,不可避免地会遇到多类信号。因此,设计时好不把几种信号接到同一模块;同时必须先组态好模块,再接信号线,检查无误后送电。此外,应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接,以免烧坏模块。
(4)一般变送器的负载能力为600Ω,而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏,必须注意抗阻的匹配;模拟量输出模块的负载能力为600Ω,一般
执行器的负载能力为250Ω;如线路较长,也存在抗阻匹配问题。此外,要加强信号的隔离,特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号隔离,防止相互干扰。