ET 200SP HA 带有冗余接口模块、标准模块、防爆模块和 D-SUB 接线端子。
通过冗余 PROFINET 连接实现紧凑额设计、灵活的连接和高系统可用性:SIMATIC ET 200SP HA 分布式 I/O 系统**满足过程工业的要求。新设计允许每个站多有 56 个 I/O 模块。仅 22.5mm 宽的模块上可具有多 32 个通道,大限度节省了控制柜内的空间。
冗余 PROFINET 连接允许使用铜缆或光缆,经由两个独立网络连接高可用性控制器。使用各种可用的模块(如数字量和模拟量 I/O)以及 NAMUR、HART 和其它协议,可以逐步将系统扩展。所有 24燰 标准信号都通过相同类型的端子排进行连接,从而实现控制柜的高度标准化。
SIMATIC ET 200SP HA 适合在控制柜中使用以及用于高达 Zone 2 的危险区域。所有部件都具有 -40 到 +70°C 宽温度范围并带保形涂层,可直接在现场安装。
可用性
PROFINET 接口上的冗余(S2 或 R1)
具有集成 I/O 冗余的端子排
在运行过程中热插拔
可在运行过程中执行站扩展
易于使用
带*性接线的紧凑型模块
一个端子排用于所有 24 V 标准信号
采用弹簧型端子的免工具连接系统
紧凑型设计
结构紧凑,每个站多 56 个 I/O 模块
一个 22.5 mm 宽的模块上多有 32 个通道
系统集成的电源总线
无缝在 SIMATIC PCS 7 中的集成
PROFINET IO 通信标准
采用 SIMATIC PCS 7 设计的 ET 200SP HA
SIMATIC ET 200SP HA 的**特点是安装和组装十分简单方便。由于新的端子布局和推入式连接技术,*工具即可接线。由于机械部件和电子部件相互分离,可不使用 I/O 模块而对站进行预接线,因此控制柜的配置为灵活。空模块可插在集成式端子排中并可随时方便地换。由于可在运行过程中进行站的扩展,在装置灵活性和可用性方面具有附加优点。
除了通过 PROFINET 接口冗余操作 SIMATIC ET 200SP HA 站之外,还可以冗余操作 I/O 模块。这是通过用于实现集成式 I/O 冗余的端子排实现的,非常经济有效且节省了大量空间。通过采用标准化端子排的新设计,只需一次操作即可简单完成冗余接线。
SIMATIC ET 200SP HA 分布式 I/O 系统由以下组件组成:
装配导轨
在控制柜中安装 ET 200SP HA 站需要使用安装导轨。接口模块的 IM 载体模块、I/O 模块的载体模块以及服务模块安装到安装导轨上。
接口模块的 IM 载体模块
提供了两种 IM 载体模块:
用于 1 个接口模块的 IM 单载体模块,用于单一连接到 PROFINET
用于 2 个接口模块的 IM 冗余载体模块,用于冗余连接到 PROFINET
IM 155‑6 PN 接口模块和总线适配器
接口模块 PROFINET 实现 ET 200SP HA 站与 SIMATIC PCS 7 自动化系统(控制器)之间的通信。单独部件形式的总线适配器允许任意选择连接技术:
BA 2×RJ45:2 个用于连接带标准 RJ45 连接器的总线电缆的电气接口
BA 2×FC:用于直接连接 FastConnect 总线电缆的 2 个电气接口
BA 2×LC:2 个光纤端口,用于光纤电缆
I/O 模块的载体模块和端子排
I/O 模块的插槽是通过连接载体模块和端子排而产生的。载体模块提供各模块的电气和机械连接;端子排包含用于连接传感器、执行器和其它装置的过程端子。
提供了两种载体模块,一个模块带 2 个插槽,一个模块带 8 个插槽,用于安装 I/O 模块。
可用端子排的选择决定了以下特性:
负载电压电源的类型
形成潜在组
所需的 I/O 模块的类型
I/O 模块的冗余配置
I/O 模块
提供了带 8 或 16 个数字量通道(DI、DQ)和 8 或 16 个模拟量通道(AI、AQ)的模块作为 I/O 模块。也可提供一个继电器模块 (RQ) 和一个通用模拟量/数字量模块 (AI-DI/DQ)。
具有高 24燰燚C 信号电压的所有 I/O 模块也可以冗余使用。
如果不需要在插槽中插入 I/O 模块,或者插槽需要保留用于以后的扩展,则可以安装插槽盖。可以在插槽盖的插入代表已规划的 I/O 模块的标签条。
服务模块和电源总线盖
服务模块和电源总线盖让 ET 200SP HA 站的配置变得完整。电源总线盖为电源总线触点提供保护。
一体式 I/O 模块
22.5 mm 宽的模块上多有 32 个通道
每站大 56 个模块
非常适合现场的应用
安装在直至危险 2 区中
宽温度范围 -40 到 +70 °C
具有符合 NAMUR 建议 NE21 的高抗干扰性
所有部件上带保护涂层
可在大 4000 米的海报高度上使用
支持的模块类型范围较广
16×AI、8×AO HART,16×DI,16×DO etc。
标准 I/O 端子排
适用于所有 24 V 信号 AI、AO、DI、DO
SIMATIC ET 200SP HA,基本冗余配置
如有必要,可通过冗余配置来提高 ET 200SP HA 分布式 I/O 的可用性。可实现许多不同配置(各种冗余配置也可以组合):
介质冗余
带 1 个接口模块的 ET 200SP HA 站连接到环型拓扑中的自动化站。该环网中的至少一个设备承担冗余管理器角色;其它设备为冗余客户机。该自动化站组态为 MRP 管理器。
如果环型拓扑终端,那么该系统中的 ET 200SP HA 站仍保持可用。
运行期间,可以执行以下功能之一:
连接和移除 ET 200SP HA 站
换 PROFINET 电缆
系统冗余
ET 200SP HA 站与冗余自动化系统相连。冗余使用的所有部件都连续运行。如果一个冗余伙伴出现故障,则通过转移主站角色或选择不同的通信路径来保持该功能。
如果一个 CPU 或一根 PROFINET 电缆出现故障,那么 ET 200SP HA 站仍在 PROFINET IO 系统中保持可用。
运行期间,可以执行以下功能之一:
连接和移除 ET 200SP HA 站
换 PROFINET 电缆
换 CPU
I/O 冗余
若要配置 I/O 冗余,需要将两个同类型的 I/O 模块并排插在一个用于实现冗余配置的端子排中(宽度:45 mm).该端子排将两个模块的过程信号连接到一个公共过程端子。优点是:
由于构成信号的互连已集成在系统中,接线工作量比连接分开的 I/O 模块要少。
模块级别的传感器和执行器冗余信号处理提高了系统可用性。
如果一个 I/O 模块或者两个 I/O 模块之一的一个通道出现故障,会有以下情况:
系统中无错误的输入保持可用。
系统中无错误的输出继续受控制。
无错误运行中的一个模块对中的一个 I/O 模块可执行以下功能之一:
固件新
换模块
6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
可编程控制器(PLC)的工作有两个要点:入出信息变换、可靠物理实现,入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统的(这程序又称监控程序,或操作系统),又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台,同时,还进行必要的公共处理,如自检,I/O刷新,与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制,就有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要通过输入(I, INPUT)及输出(O, OUTPUT)电路。每一输入点或输出点就有一个I或O电路。而且,总是把若干个这样电路集成在一个模块(或箱体)中,然后再由若干个模块(或箱体)集成为PLC完整的I/O系统(电路)。尽管这些模块相当多,占了PLC体积的大部分,但由于它们都是由高度集成化的,所以,PLC的体积还是不太大的。
输入电路时刻监视着输入点的(通、ON或断、OFF)状态,并将此状态暂存于它的输入暂存器(还可能有别的称谓)中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。
输出电路有输出锁存器(还可能有别的称谓)。它也有两个状态,高、低电位状态,并可锁存。同时,它还有相应的物理电路,可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输出点都有一个与其对应的输出锁存器。
这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。
把输入暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位(bit)称为输入继电器,或称软触点,或称为过程映射输入寄存器(the process-image input register)。这些位(bit)置成1,表示触点通,置成0为触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的,所以,它反映的就是输入点的状态。
输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位(bit)与其对应,这个位称为输出继电器,或称输出线圈,或称为过程映射输出寄存器(the process-image output register)。通过PLC I/O总线及运行系统程序,输出继电器的状态将映射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。
PLC除了有可接收开关信号的输入电路,有时,还有接收模拟信号的输入电路(称模拟量输入单元或模块)。只是后者先要进行模、数转换,然后,再把转换后的数据存入PLC相应的内存单元中。
如要产生模拟量输出,则要配有模拟量输出电路(称模拟量输出模块或单元)。靠它对PLC相应的内存单元的内容进行数、模转换,并产生输出。
这样,用户所要编的程序只是,PLC输入有关的内存区到输出有关的内存区的变换。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统,编写出满足这个要求的程序是完全可能的。
图1对以上叙述作了说明。其中框图代表信息存储的地点,头代表信息的流向及实现信息流动的手段。这个图,既反映了PLC实现控制的两个基本要点,同时也反映了信息在PLC中的空间关系。
简单地说,PLC工作过程是:输入刷新---运行用户程序---输出刷新,再输入刷新---再运行用户程序---再输出刷新⋯⋯**停止地循环反复地进行着。
图2所示的流程图反映的就是上述过程。它也反映了信息间的时间关系。