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西門子ET200SP系列模塊通信接口模塊等 西門子ET200SP系列模塊通信接口模塊等
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西門子ET200SP使用
ET 200SP是西門子推出的新一代分布式I/O系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了與ET 200S類似的緊湊式設(shè)計(jì)，目前已覆蓋ET 200S的主要功能，接口模塊IM155-6PN ST與IM155-6 DP HF支持多32個(gè)模塊；IM155-6 HF支持多64個(gè)模塊，信號(hào)模塊支持熱插拔，集成PROFIenergy功能，I/O模塊支持電源分組，支持組態(tài)控制功能。由于信號(hào)模塊提高了集成度，使得使用ET 200SP配置相同數(shù)量的I/O信號(hào)比使用ET 200S，體積減少50%；創(chuàng)控教育改變了模板供電方式，無需PM-E模板；模板功能進(jìn)行了整合，減少了模塊的種類；系統(tǒng)集成了電源模塊，從而無需單獨(dú)的電源模塊；采用的100MBit/s 背板總線，使背板數(shù)據(jù)刷新速度得用快速接線技術(shù)，接線無需工具；安裝導(dǎo)軌為標(biāo)準(zhǔn)的DIN35導(dǎo)軌。
目前ET 200SP的接口模塊有3種類型，分別為IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF，主要區(qū)別見下表：
其中BA 2×RJ45標(biāo)準(zhǔn)總線適配器和快連式總線適配器BA2×FC均可用于IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF，二者的區(qū)別如下圖1所示：
圖 1 BA 2×RJ45與BA2×FC的區(qū)別
2xRJ45標(biāo)準(zhǔn)總線適配器（Bus Adapter）
使用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接頭
抗震性能可達(dá) 1g
如果插口損壞，只需替換總線適配器
2xFC快連式總線適配器
提高抗震性，可達(dá)5g
提高電磁兼容性
一個(gè)完整的ET 200SP的系統(tǒng)至少由以下部件構(gòu)成：
接口模塊：連接分布式ET 200SP與控制器或DP主站，通過背板總線實(shí)現(xiàn)與I/O模塊的數(shù)據(jù)交換；
BaseUnit：信號(hào)模塊安裝的基座，并提供接線端子用于IO信號(hào)的連接及電源信號(hào)的連接，同時(shí)BaseUnit還可提供電源分組功能，創(chuàng)控教育該功能的實(shí)現(xiàn)通過選擇帶電源分組功能的BaseUnit實(shí)現(xiàn)，帶有電源分組能力的BaseUnit均為淺色，在下列情況下，必須采用帶電源分組能力的BaseUnit；
ET 200SP接口模塊后的首geBaseUnit；
一個(gè)電位組的所有I/O模塊及負(fù)載的總供電負(fù)荷已超過10A；
模塊間的AUX輔助接線端子所接電壓等級(jí)不同；
由于RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數(shù)字量輸出模塊只能使用不帶電位分組功能的 BaseUnit ，因此如果一個(gè)分布式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數(shù)字量輸出模塊，則這些模塊左側(cè)必須有一個(gè)帶電位分組功能的BaseUnit。
I/O模塊：安裝在BaseUint上，用于I/O信號(hào)的處理；
服務(wù)器模塊：完成ET 200SP的組態(tài)，并斷開ET 200SP的背板總線，該模塊已包含在ET 200SP接口模塊的訂貨號(hào)中，與接口模塊一同供貨。
一個(gè)完整的ET 200SP系統(tǒng)見下圖2所示：
圖 2 ET200SP系統(tǒng)示意圖
各組件功能見下表：
1．1 I/O模塊上電源電壓狀態(tài)功能介紹（僅適用于PN接口的 ET 200SP）
在組態(tài)軟件中可以為 IM 155-6 PN ST選擇 2 個(gè)組態(tài)：
● 不帶輸入數(shù)據(jù)的組態(tài)
● 帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài)
如使用帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài)，用戶可以對(duì)每個(gè)信號(hào)模塊供電狀態(tài)進(jìn)行診斷，如IM 155-6 PN ST多支持32個(gè)模塊，每個(gè) I/O 模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)Bit位來指示本模塊電源電壓L+ 的狀態(tài)，該信息在接口模塊輸入數(shù)據(jù)中，字節(jié) 0 到3 如下所示。
通過讀取相應(yīng)的Bit位，可獲得相應(yīng)的模塊電壓L+的狀態(tài)。
對(duì)于IM 155-6 PN HF ，通過組態(tài)不同的服務(wù)器模塊，除可檢測電源電壓外，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)反饋電壓的狀態(tài)進(jìn)行檢測，
安裝GSD文件的方法，創(chuàng)控教育在這里不再闡述，詳見其它文檔。
本文檔實(shí)際的硬件配置如下圖3所示，該ET 200SP由從左至右依次為AI、AQ、DI和DQ，模擬量模塊通常接各種儀表信號(hào)，數(shù)字量輸入模塊通常接開關(guān)/按鈕，數(shù)字量輸出模塊通常接指示燈及繼電器等，如用戶希望模擬量信號(hào)與數(shù)字量信號(hào)供電的分開，以便于日后的維護(hù)，則此類要求也可通過電源分組來實(shí)現(xiàn)，圖3的電源分組情況即按照此類要求進(jìn)行配置，詳見下圖：
圖 3 ET 200SP實(shí)際配置
2.1.1 在TIA Portal中的組態(tài)步驟
本節(jié)主要講述如何在TIA Portal中配置分布式IO站ET 200SP的操作步驟，所使用軟件為STEP7 Professional V12。
打開“TIA Portal V12”，點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”根據(jù)實(shí)際的控制器型號(hào)，添加一個(gè)新的設(shè)備，這里以一個(gè)S7-1500 CPU 1516-3PN/DP為例進(jìn)行操作，如下圖4所示。
圖 4添加控制器
控制器添加成功后，在控制器的“屬性”—>“常規(guī)”—>“PROFINET接口”—>“以太網(wǎng)地址”菜單下激活控制器的PN接口，并為此PN口分配IP地址，子網(wǎng)掩碼等；如果需要，可修改該P(yáng)N口的PROFINET設(shè)備名稱。
圖 5網(wǎng)絡(luò)設(shè)置
轉(zhuǎn)到“網(wǎng)絡(luò)視圖”下，從“硬件目錄”—>“分布式IO”，添加一個(gè)ET 200SP站。
圖 6添加ET 200SP
點(diǎn)擊該ET 200SP站圖標(biāo)左下方的“未分配”，從列出的PROFINET IO控制器中，選擇該ET 200SP要連接的控制器接口；或者也可以直接用拖拽的方式，用鼠標(biāo)從控制器相應(yīng)的PN口和IO 設(shè)備的PN口之間建立Profinet的連接關(guān)系，如圖7所示。
7分配IO控制器
Profinet的控制器和IO設(shè)備間的連接關(guān)系建立完畢后，ET 200SP和其所屬的PROFINET 控制器之間出現(xiàn)了如右圖所示的一條斷續(xù)的綠線，同時(shí)IO 設(shè)備的左下角出現(xiàn)PLC_1字樣，表明控制器與IO設(shè)備間的PROFINET 連接建立完成，見圖8。
圖 8 IO控制器分配完成
打開“設(shè)備視圖”界面，根據(jù)實(shí)際模塊配置數(shù)量及前后順序，從右側(cè)“硬件目錄”中選擇相應(yīng)的模板進(jìn)行組態(tài)，創(chuàng)控教育該步驟不再詳細(xì)闡述，需要注意的是，在ET 200SP中，“服務(wù)器模塊”必須要手動(dòng)添加到硬件組態(tài)中，否則硬件編譯不能通過。實(shí)例中從左到右依次組態(tài)了AI-AO-DI-DO四個(gè)模板。
9配置服務(wù)器模塊
根據(jù)圖1所示的實(shí)際電位組分組情況，對(duì)電位組進(jìn)行分組。如右圖所示，4個(gè)模塊分2個(gè)電位組，模擬量為1組，數(shù)字量為1組，則需要在DI模塊的“常規(guī)”—“電位組”下選擇“啟用新的電位組”。每個(gè)電位組的*個(gè)模塊需要供電，且BaseUnit顏色在組態(tài)中也變?yōu)榘咨?，與實(shí)際顏色*，如下圖 10所示。
圖 10創(chuàng)建一個(gè)新電位組
根據(jù)實(shí)際信號(hào)類型，打開模板的“屬性”--“常規(guī)”，對(duì)每個(gè)模板進(jìn)行組態(tài)；如需相關(guān)診斷功能，則需激活相應(yīng)的設(shè)置，創(chuàng)控教育具體步驟不再闡述，操作界面如下圖11所示。
圖 11設(shè)置診斷信息
如果需要，可打開接口模板的“屬性”—“PROFINET接口”頁面，對(duì)ET 200SP的IP地址，設(shè)備名稱進(jìn)行修改；也可根據(jù)實(shí)際需要，修改數(shù)據(jù)刷新時(shí)間等參數(shù)。
圖 12修改PROFINET參數(shù)
至此，ET 200SP在TIA Portal中的組態(tài)已完成，項(xiàng)目編譯無誤后，可將項(xiàng)目下載到PLC，之后需要為ET 200SP分配設(shè)備名稱，在“網(wǎng)絡(luò)視圖”下鼠標(biāo)點(diǎn)擊PROFINET網(wǎng)絡(luò)后點(diǎn)右鍵，在彈出的菜單中選擇“分配設(shè)備名稱”，如下圖所示。
圖 13分配設(shè)備名稱1
在彈出的“分配PROFINET設(shè)備名稱”界面中，通過下拉菜單，選擇需要分配的設(shè)備名稱，可以通過“僅顯示同一類設(shè)備”等選項(xiàng)，對(duì)可訪問的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過濾，如果有多個(gè)ET 200SP無法區(qū)分，可通過ET 200SP接口模塊的“MAC address”進(jìn)行區(qū)分，或者通過選中所列出的設(shè)備后，點(diǎn)左側(cè)的“閃爍LED”按鈕，對(duì)應(yīng)的ET 200SP的LED燈會(huì)閃爍。創(chuàng)控教育確定設(shè)備后，點(diǎn)擊所選的設(shè)備，點(diǎn)右側(cè)的“Assign name”按鈕分配設(shè)備名稱，如下圖所示：
14分配設(shè)備名稱2
分配完設(shè)備名稱后，可點(diǎn)擊如下圖所示的刷新按鈕進(jìn)行查看，可以看到ET 200SP已獲得設(shè)備名稱及IP地址，IP地址無須單獨(dú)分配，分配設(shè)備名稱后，IP地址會(huì)自動(dòng)分配下去。如下圖所示：
圖 15查看已分配的設(shè)備名稱
至此，ET 200SP硬件配置、下載及分配設(shè)備名稱操作已完成，如以上操作均無誤，ET 200SP即與PLC建立通訊關(guān)系了，可以通過查看ET 200SP 的LED燈RN來查看，RN為常亮，則表明通訊已建立。
注意!
組態(tài)的電位組分組與實(shí)際分組必須*，否則下載后ET 200SP會(huì)報(bào)故障！
服務(wù)器模塊必須組態(tài)，否則編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)誤，提示服務(wù)器模塊缺失！
2.1.2 在STEP7 V5.5中的組態(tài)步驟
本節(jié)主要講述如何在經(jīng)典的STEP7 V5.5中配置分布式IO，ET 200SP的操作步驟，所使用軟件為STEP7 V5.5 SP3。
使用本文2.1章節(jié)中提供的ET200SP接口模塊的GSD下載鏈接，下載GSD文件，并進(jìn)行安裝，安裝完成后，在STEP7硬件目錄中所處的位置如圖16及圖17所示：
圖 16PN接口的ET 200SP在STEP7硬件目錄中所處位置
圖 17 DP接口的ET 200SP在STEP7硬件目錄中所處位置
新建一個(gè)STEP7項(xiàng)目，本例程使用S7-319-3 PN/DP，為CPU的PN口設(shè)置IP地址及設(shè)備名稱，并將其連接到以太網(wǎng)絡(luò)上或者新建一個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)（有關(guān)如何創(chuàng)建一個(gè)新的S7-300PLC站，創(chuàng)控教育本文不再闡述，請(qǐng)參閱其其它相關(guān)文檔）。步驟如下圖 18所示：
圖 18在STEP7中添加一個(gè)CPU
將ET 200SP配置為S7-300 PLC的一個(gè)I/O設(shè)備，如需使用帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài)，使用“IM 155-6 PN ST S V1.0”進(jìn)行配置，在此種配置模式下，可對(duì)I/O模塊上的電源L+ 供電狀態(tài)進(jìn)行診斷，故此模式下，ET 200SP的接口模塊占用4個(gè)字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)，如下圖19所示（本文檔使用該方法進(jìn)行配置）：
圖 19添加一個(gè)帶輸入數(shù)據(jù)的ET 200SP站
如不使用帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài)，則可根據(jù)設(shè)備固件版本選擇使用“IM 155-6 PN ST V1.0”或“IM 155-6 PN ST V1.1”進(jìn)行配置，在此種配置模式下，不能對(duì)模塊的L+ 供電狀態(tài)進(jìn)行診斷，所以ET 200SP接口模塊沒有占用輸入地址，如下圖20所示（本文沒有采用該方法進(jìn)行配置）：
20添加一個(gè)不帶輸入數(shù)據(jù)的ET 200SP站
為ET 200SP分配IP地址及設(shè)備名稱，并根據(jù)實(shí)際ET 200SP配置的模塊型號(hào)和數(shù)量，繼續(xù)添加其它I/O 信號(hào)模塊，該步驟不再詳細(xì)闡述，并在所有I/O模塊的后配置服務(wù)器模塊，服務(wù)器模塊所處位置記配置方法如下圖 21所示：
21在STEP 7中為ET200SP添加服務(wù)器模塊
雙擊打開I/O模塊的屬性窗口“Properties”下的“Parameters”，在該頁面下為每個(gè)I/O模塊配置具體屬性，如：通道信號(hào)類型、是否激活相關(guān)的診斷功能等，并在該頁面的下方，對(duì)模塊供電（即電位分組）進(jìn)行配置，如此模塊是一個(gè)新的電位組，則選擇“Enable new potential group”,否則選擇“Use potential group of the left module”，根據(jù)本文檔照片所示的實(shí)際配置，為第1個(gè)模塊及第3個(gè)模塊均單*供電電源，故為此2個(gè)模塊選擇“Enable new potential group”，如下圖22所示。
圖 22使能新的電位組
如果有需要，可以對(duì)ET 200SP的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間、刷新模式及Profinet看門狗時(shí)間進(jìn)行修改，如下圖23所示。
圖 23修改ET 200SP數(shù)據(jù)刷新時(shí)間
至此，ET 200SP在STEP 7中的組態(tài)已完成，硬件編譯無誤后即可將項(xiàng)目下載到PLC中，然后需要對(duì)ET 200SP分配設(shè)備名稱，分配設(shè)備名稱的步驟如下，在硬件配置界面PLC-->Ethernet-->Assign Device Name打開操作界面，如下圖所示：
