ET200SP分布式I/O系统 选型手册【含安装接线组态调试】

2018年7月8日11:52:30 发表评论 14,744 阅读
ET200SP选型手册

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本文档的用途

本文档中介绍了有关组态、安装和接线和调试 ET 200SP 分布式 I/O 系统的重要信息。

所需基本知识

必须具备自动化技术的基本知识,才能理解本文档。

本文档的适用范围

本文档适用于 ET 200SP 分布式 I/O 系统。

定义

在本文档中,“电机起动器”通常是指 ET 200SP 电机起动器的所有型号。

本文档包含的内容:

前言 3

1 文档指南 13

2 新属性/功能 18

3 系统概述 20

3.1 什么是 SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统? 20

3.2 什么是故障安全自动化系统和故障安全模块? 23

3.3 如何使用 ET 200SP 构造 SIMATIC Safety F 系统? 24

3.4 组件 28

4 应用规划 38

4.1 为 I/O 模块选择 BaseUnit 44

4.1.1 数字量模块、故障安全模块、通信模块、工艺模块或不带温度测量功能的模拟量模

块 44

4.1.2 带温度测量的模拟量模块 45

4.2 为电机启动器选择合适的 BaseUnit 46

4.2.1 为电机启动器选择 BaseUnit 46

4.2.2 选择电机启动器 47

4.2.3 为电机启动器选择附件 48

4.3 选择电位分配器模块 49

4.3.1 选择 PotDis-BaseUnit 49

4.3.2 选择 PotDis-TerminalBlock 50

4.4 硬件配置 52

4.5 构建电位组 54

4.5.1 基本知识 54

4.5.2 使用 BaseUnit 类型 B1 构成电位组 59

4.5.3 使用故障安全模块构建电位组 60

4.5.4 构建用于电机启动器的电位组 61

4.6 电位组的配置示例 63

4.6.1 BaseUnit 的组态示例 63

4.6.2 电位分配器模块的组态示例 65

5 安装 67

5.1 基本知识 67

5.2 电机启动器的安装条件 71

5.3 安装 CPU/接口模块 73

5.4 安装 CM DP 通信模块 75

5.5 为 I/O 模块安装 BaseUnit 76

5.6 为电机启动器安装和拆卸 BaseUnit 80

5.7 安装电位分配器模块 83

5.8 安装服务模块 84

5.9 为电机启动器安装其它附件 85

5.9.1 安装 500 V AC 馈电总线的外盖 85

5.9.2 为 BaseUnit 安装机械支架 87

5.9.3 安装 BU 盖板 90

6 接线 91

6.1 操作规则和规定 91

6.2 带有故障安全模块的 ET 200SP 的其它操作规则和规定 94

6.2.1 适用于故障安全模块和故障安全电机起动器的安全超低电压(SELV、PELV) 94

6.2.2 故障安全模块和故障安全电机启动器的传感器和执行器要求 95

6.2.3 数字量输入/输出信号的串扰 97

6.3 关于操作电机启动器的其它规则和说明 98

6.3.1 防止短路 98

6.4 输入电源接地时运行 ET 200SP 98

6.5 ET 200SP 的电气配置 102

6.6 接线规则 104

6.7 为 I/O 模块的 BaseUnit 接线 107

6.8 为 I/O 模块连接电缆屏蔽 110

6.9 为电机启动器的 BaseUnit 接线 112

6.10 为电机启动器连接 3DI/LC 模块 116

6.11 将电源电压连接到 CPU/接口模块 118

6.12 连接通信接口 120

6.12.1 将 PROFINET IO(端口 P3)连接到 CPU 120

6.12.2 将 PROFIBUS DP 接口连接到接口模块/通信模块 CM DP 122

6.13 插入 I/O 模块/电机启动器和 BU 盖板 124

6.14 电机启动器的安装/拆卸 126

6.14.1 安装风扇 126

6.14.2 电机启动器的安装/拆卸 127

6.14.3 3DI/LC 模块 129

6.15 标注 ET 200SP 133

6.15.1 出厂标记 133

6.15.2 可选标记 135

6.15.3 应用颜色标识标签 136

6.15.4 应用标签条 138

6.15.5 贴上参考标识标签 138

7 组态 140

7.1 组态 ET 200SP 140

7.2 组态 CPU 143

7.2.1 读取组态 143

7.2.2 寻址 146

7.2.3 过程映像和过程映像分区 148

7.2.3.1 过程映像 - 概述 148

7.2.3.2 自动更新过程映像分区 148

7.2.3.3 在用户程序中更新过程映像分区 149

7.2 组态接口模块 151

8 程序执行的基本知识 152

8.1 事件和 OB 152

8.2 CPU 的过载特性 155

8.3 异步指令 157

9 保护 167

9.1 CPU 保护功能的概述 167

9.2 组态 CPU 的访问保护 168

9.3 使用用户程序设置其它访问保护 171

9.4 专有技术保护 172

9.5 防拷贝保护 176

10 组态控制(选件处理) 178

10.1 组态 181

10.2 创建控制数据记录 183

10.2.1 简介 183

10.2.2 ET 200SP CPU 的控制数据记录 185

10.2.3 接口模块的控制数据记录 187

10.2.4 接口模块的反馈数据记录 192

10.2.5 数据记录与功能 195

10.3 在 CPU 的启动程序中传输控制数据记录 196

10.4 运行过程中的操作 201

10.5 组态控制的示例 202

11 调试 207

11.1 概述 207

11.2 在 PROFINET IO 上调试 ET 200MP 209

11.2.1 ET 200SP CPU 用作 IO 控制器 209

11.2.2 ET 200SP CPU 用作智能设备 211

11.2.3 ET 200SP 用作 IO 设备 213

11.3 调试 PROFIBUS DP 上的 ET 200SP 215

11.3.1 ET 200SP 作为 DP 主站 215

11.3.2 ET 200SP 作为智能从站 217

11.3.3 ET 200SP 用作 DP 从站 219

11.4 在有空插槽的情况下启动 ET 200SP 221

11.5 将 SIMATIC 存储卡从 CPU 中移除/插入 CPU 中 221

11.6 CPU 的操作模式 223

11.6.1 STARTUP 模式 223

11.6.2 STOP 模式 226

11.6.3 RUN 模式 227

11.6.4 操作模式的转换 227

11.7 CPU 存储器复位 230

11.7.1 存储器自动复位 231

11.7.2 存储器手动复位 232

11.8 在运行期间重新分配参数 233

11.9 标识和维护数据 235

11.9.1 读取并输入 I&M 数据 235

11.9.2 I&M 数据的数据记录结构 237

11.9.3 示例:使用 Get_IM_Data 读取 CPU 的固件版本 239

11.10 项目共享调试 242

11.11 备份与恢复 CPU 组态 243

11.11.1 概述 243

11.12 时间同步 247

11.12.1 示例:组态和更改 NTP 服务器 249

12 SIMATIC 存储卡 253

12.1 SIMATIC 存储卡 - 概述 253

12.2 设置卡类型 259

12.3 使用 SIMATIC 存储卡进行数据传输 260

13 维护 261

13.1 移除/插入 I/O 模块/电机起动器(热交换) 261

13.2 更改 I/O 模块的类型 266

13.3 更换 I/O 模块 268

13.4 更换电机启动器 269

13.5 更换 BaseUnit 上的接线盒 270

13.6 固件更新 272

13.7 将 CPU/接口模块 (PROFINET) 复位为出厂设置 280

13.7.1 将 CPU 复位为出厂设置 280

13.7.2 将接口模块 (PROFINET IO) 复位为出厂设置 283

13.7.3 通过 RESET 按钮将接口模块 (PROFINET IO) 复位为出厂设置 285

13.8 故障安全模块和故障安全电机启动器中的故障响应 286

13.9 维护和维修 288

13.10 保修 288

14 测试功能和解决问题 289

14.1 测试功能 289

14.2 读取/保存服务数据 296

15 技术规范 298

15.1 标准、认证和安全说明 298

15.2 电磁兼容性 306

15.3 故障安全模块的电磁兼容性 310

15.4 运输与储存条件 313

15.5 机械和气候环境条件 314

15.6 绝缘、防护类别、防护等级和额定电压 317

15.7 在易爆环境 Zone 2 内使用 ET 200SP 319

A 尺寸图 320

A.1 屏蔽连接件 320

A.2 标签条 320

A.3 参考标识标签 321

B 附件/备件 322

B.1 故障安全模块的避雷和过电压保护 327

C 计算漏电阻 328

D 安全相关的符号 330

D.1 不带防爆保护的设备的安全相关符号 330

D.2 带防爆保护的设备的安全相关符号 331

术语表 333

索引 350

文档指南

文档指南

SIMATIC SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统的文档分为 3 个部分。这样用户可方便访问自己所需的特定内容。

基本信息

系统手册详细描述了 SIMATIC ET 200SP. 分布式 I/O 系统的组态、安装、接线和调试。

STEP 7 在线帮助为用户提供了组态和编程方面的支持。

设备信息

产品手册中包含模块特定信息的简要介绍,如特性、接线图、功能特性和技术规范。

新属性/功能

12/2016 月版相比,《ET 200SP 系统手册》版本 02/2018 中新增的内容

新增内容 客户收益 信息出处
新增内容 电位分配器模块 电位分配器模块体积小巧,可替换标准电位分配器或电位分配器端子块。与使用标准电位分配器系统相比,电位组的设计更为紧凑快速且使用的组件更少。

例如,使用 16 通道和 3 线制连接的数字量输入模块的设计是其一个应用。使用电位分配器模块可预留同类传感器未

使用的信号线。

另一个应用是为外部组件提供电位。

位于系统概述 (页 20)部分
密码提供程序 除了手动输入密码,也可在 STEP 7 中连接一个密码提供程序。密码提供程序具有以下优势:

· 密码处理更为方便快捷。STEP 7 自动读取块的密码。从而节省大量时间。

· 由于操作员不知道实际的密码,从而实现最佳块保护。

专有技术保护 (页 172)部分
GetSMCinfo 指令 借助 GetSMCinfo 指令,可在用户程序中响应存储卡提供的信息,必要时,可更换存储卡作为预防性措施。当应用程

序中频繁写入存储卡(如,使用数据日

志)时,该操作尤为重要。

“SIMATIC 存储卡 - 概述

(页 253)”部分

新增内容 客户收益 信息出处
使用断点进行测试 使用断点进行测试时,将执行断点间的一段程序。使用断点进行测试具有以下优势:

· 使用断点测试 SCL 和 STL 程序代码

· 逐步定位逻辑错误

· 在实际调试前,简单、快速分析复杂程序

· 记录单次执行循环中的当前值

· 在 SCL/STL 程序段(LAD/FBD 块 中)中,还可使用断点进行程序验证

“测试功能 (页 289)”部分
更改的内容 使用 Get_IM_Data 指令读取标识和维护数据 使用 Get_IM_Data 指令时,只需少量编程操作即可读取模块的标识和维护数 据。

使用 Get_IM_Data 指令时,可在用户程序中访问模块的标识和维护数据

(I&M)。I&M 数据是存储在模块中的信息。因此可执行以下操作

· 检查系统组态

· 响应硬件更改

· 在用户程序中,响应硬件故障。

进而简化了硬件错误的查找与排除过程。

“读取并输入 I&M 数据

(页 235)”部分

时间同步 对所有需要准确时间的应用,使用 NTP 过程更新 CPU 时间。这也会超越子网限制自动设置 CPU 时间。 “时间同步 (页 247)”部分
通过可访问设备进行固件更新 介绍了通过网络中可访问设备进行固件快速更新的相关信息。 “固件更新 (页 272)”部分

系统概述

3.1 什么是 SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统?

SIMATIC ET 200SP

SIMATIC ET 200SP 是一个高度灵活的可扩展分布式 I/O 系统,用于通过现场总线将过程信号连接到上控制器。

 此系统为客户带来的好处

应用领域

由于 SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统的功能全面,因此适用于各种应用领域。其可扩展设计允许用户根据当地的需求调整具体的组态。可使用不同的 CPU/接口模块连接到PROFINET IO 或 PROFIBUS DP。

SIMATIC ET 200SP 配有 CPU,可进行智能预处理,以减轻上控制器的负荷压力。而且其 CPU 也可用作单独的设备。

使用故障安全 CPU,可以实现安全工程应用。安全程序的组态和编程方式与标准 CPU 相同。

提供有种类丰富的 I/O 模块,进一步完善了该产品线。

SIMATIC ET 200SP 的防护等级为 IP20,可安装在控制机中。

组态

SIMATIC ET 200SP 分布式 I/O 系统可安装在安装导轨上。它包括:

  • CPU/接口模块
  • 最多 64个 I/O 模块,可按任意组合方式插入到 BaseUnit 中。
  • 最多 31个电机启动器
  • 一个服务模块,负责完成 ET200SP 的组态。

什么是 SIMATICET 200SP 分布式 I/O 系统?

组态示例

ET 200SP 的组态示例

ET 200SP 的组态示例

CPU/接口模块
带有供电电压馈入的浅色 BaseUnit BU..D
深色 BaseUnit BU..B,用于扩展电位组
电机启动器的 BaseUnit
服务器模块(包含在 CPU/接口模块的供货范围内)
ET 200SP 电机启动器
I/O 模块
BusAdapter
安装导轨
参考标识标签

图 3-2 ET 200SP 的组态示例

什么是故障安全自动化系统和故障安全模块?

故障安全自动化系统

故障安全自动化系统(F 系统)用于具有较高安全要求的系统。F 系统可用于控制过程, 确保中断后这些过程可立即处于安全状态。也就是说,F 系统用于控制过程,在这些过程中发生即时中断不会危害人身或环境。

Safety Integrated

Safety Integrated 是西门子自动化和驱动技术的集成安全解决方案。

针对安全系统,均采用久经验证的自动化技术与产品。Safety Integrated 包括完整的安全序列、各种传感器、执行器和故障安全模块以及控制器,通过标准现场总线进行安全通 信。除了其实际功能外,驱动器和控制器还处理安全任务。

故障安全模块

故障安全模块(F 模块)和标准模块之间的主要差异是:故障安全模块的内部设计为两个通道。这意味着两个集成处理器互相监视,自动测试输入和输出电路,并在发生故障时将故障安全模块切换到安全状态。

  • PU根据安全型 PROFIsafe 总线规约与故障安全模块进行通信。

故障安全电机启动器

故障安全电机启动器可安全地断开电机负载。故障安全电机启动器不属于 PROFIsafe 节点。电机启动器与 ET 200SP 系统的故障安全模块一起工作。

带有故障安全 I/O 模块的 ET 200SP 的应用领域

通过使用带有故障安全 I/O 模块的 ET 200SP 分布式 I/O 系统,可取代传统的安全工程组态,包括取代急停开关、防护门监视和双手操作等开关设备。

3.3 如何使用 ET 200SP 构造 SIMATIC Safety F 系统?

带有 ET 200SP SIMATIC Safety F 系统

下图显示了采用 ET 200SP 分布式 I/O 系统和 PROFINET IO 时,SIMATIC Safety F 系统的组态示例。PROFINET IO 线路可以使用铜缆、光纤电缆或 WLAN 连接。

在 ET 200SP 组态中,故障安全 I/O 模块和非故障安全 I/O 模块可混合使用。

故障安全 IO 控制器 (F-CPU) 通过故障安全和非故障安全 ET 200SP 模块对安全相关数据和非安全数据进行交换。

故障安全 SIMATIC Safety 自动化系统(组态示例)

图 3-3 故障安全 SIMATIC Safety 自动化系统(组态示例)

故障安全 ET 200SP I/O 模块

ET 200SP 分布式 I/O 系统支持以下故障安全 I/O 模块:

  • 故障安全电源模块用于为电位组提供负载电压,并可安全地断开非故障安全型输出模块的负载电压。
  • 故障安全数字量输入模块检测安全传感器的信号状态,并将相应的安全帧发送到 F-

CPU。

  • 故障安全数字量输出模块适用于安全关闭过程,并可对执行器之前的电路进行短路和跨接保护。

ET 200SP 故障安全电机起动器

故障安全电机起动器适用于安全断开电机负载。

故障安全 I/O 模块的组态示例

故障安全 I/O 模块的组态示例

故障安全 I/O 模块的组态示例

接口模块
浅色 BaseUnit BU..D,用于提供电源电压
深色 BaseUnit BU..B,用于进一步传导电位组
I/O 模块
服务模块(与接口模块一同提供)
故障安全 I/O 模块
BusAdapter
安装导轨
参考标识标签

图 3-4 带有故障安全 I/O 模块的 ET 200SP 组态示例

硬件和软件要求

IM155-6PN ST 接口模块(固件版本 V1.1.1 及以上版本)、IM155-6PN HF(固件版本

V2.0 及以上版本)、IM155-6PN HS(固件版本 V4.0 及以上版本)和 IM155-6DP HF

(固件版本 V1.0 及以上版本)支持故障安全模块 ET 200SP。

要使用 SIMATIC Safety 故障安全系统组态和编程 ET 200SP 故障安全模块,需要使用

STEP 7 Safety Advanced 选件包 V12 或更高版本(包含 HSP 54)。

要在 Distributed Safety 故障安全系统中对 ET 200SP 故障安全模块进行组态和编程,则需使用 F-Configuration 软件包 V5.5 SP10 或以上版本。

要在 F/FH System 故障安全系统中对 ET 200SP 故障安全模块进行组态和编程,则需使用 F-Configuration 软件包 V5.5 SP12 或以上版本。

以下接口模块支持 ET 200SP 故障安全电机起动器:IM155-6PN BA(固件版本 V3.2 或更高版本)、IM155-6PN ST(固件版本 V3.1 或更高版本)、IM155-6PN HF(固件版本V3.1 或更高版本)和 IM155-6DP HF(固件版本 V3.0 或更高版本)。

对 ET 200SP 故障安全电机起动器进行组态和编程时,需使用 SIMATIC Step 7 V14 或更高版本。对 ET 200SP 故障安全电机起动器进行组态和编程时,无需使用 F-

Configuration 软件包。

说明

在 SIMATIC Step 7 V13 或更高版本中,可通过 GSD 文件 (GSDML) 对 ET 200SP 电机起动器进行组态。

仅在安全模式下使用

安全模式是一种 F-I/O 操作模式,通过安全帧进行安全相关通信。

在电机起动器的安全模式中,使用故障安全数字量输入 (F-DI) 和 24 V 电源。

ET 200SP 故障安全 I/O 模块只能在安全模式下使用;不能用于非故障安全模式。

可达到的安全等级

这些故障安全模块中集成有支持安全模式的诸多安全功能。可以达到下表中的安全等级:

  • 在 STEP7 中进行的相应安全功能参数分配
  • 故障安全和非故障安全 I/O模块的特定组合
  • 采用特定方式设置和接线传感器和执行器

表格 3- 1 安全模式下,ET 200SP 可达到的安全等级

安全模式下的安全等级
基于 IEC 61508 标准 基于 ISO 13849-1 标准
SIL2 Cat.3 (PL) Performance Level d
SIL3 Cat.3 (PL) Performance Level e
SIL3 Cat.4 (PL) Performance Level e

 

更多信息

有关各安全等级的应用示例与接线方式,请参见相应的故障安全 I/O 和故障安全电机起动器手册。

......此处省略,由于篇幅太长,具体内容请查看PDF文档(最上方)

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