ET 200SP是西門子推出的新一代分散式I/O系統,在結構設計上採用了與ET 200S類似的緊湊式設計,目前已覆蓋ET 200S的主要功能,介面模組IM155-6PN ST與IM155-6 DP HF支援最多32個模組;IM155-6 HF支援最多64個模組,訊號模組支援熱插拔,整合PROFIenergy功能,I/O模組支援電源分組,支援組態控制功能。由於訊號模組提高了整合度,使得使用ET 200SP配置相同數量的I/O訊號比使用ET 200S,體積減少50%;創控教育改變了模板供電方式,無需PM-E模板;模板功能進行了整合,減少了模組的種類;系統集成了電源模組,從而無需單獨的電源模組;採用的100MBit/s 背板匯流排,使背板資料重新整理速度得到極大提高;採用快速接線技術,接線無需工具;安裝導軌為標準的DIN35導軌。
目前ET 200SP的介面模組有3種類型,分別為IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF,主要區別見下表:
其中BA 2×RJ45標準匯流排介面卡和快連式匯流排介面卡BA2×FC均可用於IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF,二者的區別如下圖1所示:
圖 1 BA 2×RJ45與BA2×FC的區別
2xRJ45標準匯流排介面卡(Bus Adapter)
使用標準的RJ45接頭
抗震效能可達 1g
如果插口損壞,只需替換匯流排介面卡
2xFC快連式匯流排介面卡
提高抗震性,可達5g
提高電磁相容性
一個完整的ET 200SP的系統至少由以下部件構成:
介面模組:連線分散式ET 200SP與控制器或DP主站,透過背板匯流排實現與I/O模組的資料交換;
BaseUnit:訊號模組安裝的基座,並提供接線端子用於IO訊號的連線及電源訊號的連線,同時BaseUnit還可提供電源分組功能,創控教育該功能的實現透過選擇帶電源分組功能的BaseUnit實現,帶有電源分組能力的BaseUnit均為淺色,在下列情況下,必須採用帶電源分組能力的BaseUnit;
ET 200SP介面模組後的首個BaseUnit;
一個電位組的所有I/O模組及負載的總供電負荷已超過10A;
模組間的AUX輔助接線端子所接電壓等級不同;
由於RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數字量輸出模組只能使用不帶電位分組功能的 BaseUnit ,因此如果一個分散式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數字量輸出模組,則這些模組左側必須有一個帶電位分組功能的BaseUnit。
I/O模組:安裝在BaseUint上,用於I/O訊號的處理;
伺服器模組:完成ET 200SP的組態,並斷開ET 200SP的背板匯流排,該模組已包含在ET 200SP介面模組的訂貨號中,與介面模組一同供貨。
一個完整的ET 200SP系統見下圖2所示:
圖 2 ET200SP系統示意圖
各元件功能見下表:
1.1 I/O模組上電源電壓狀態功能介紹(僅適用於PN介面的 ET 200SP)
在組態軟體中可以為 IM 155-6 PN ST選擇 2 個組態:
● 不帶輸入資料的組態
● 帶有輸入資料的組態
如使用帶有輸入資料的組態,使用者可以對每個訊號模組供電狀態進行診斷,如IM 155-6 PN ST最多支援32個模組,每個 I/O 模組對應一個Bit位來指示本模組電源電壓L+ 的狀態,該資訊在介面模組輸入資料中,位元組 0 到3 如下所示。
透過讀取相應的Bit位,可獲得相應的模組電壓L+的狀態。
對於IM 155-6 PN HF ,透過組態不同的伺服器模組,除可檢測電源電壓外,還可實現對輸入訊號反饋電壓的狀態進行檢測,
安裝GSD檔案的方法,創控教育在這裡不再闡述,詳見其它文件。
本文件實際的硬體配置如下圖3所示,該ET 200SP由從左至右依次為AI、AQ、DI和DQ,模擬量模組通常接各種儀表訊號,數字量輸入模組通常接開關/按鈕,數字量輸出模組通常接指示燈及繼電器等,如使用者希望模擬量訊號與數字量訊號供電的分開,以便於日後的維護,則此類要求也可透過電源分組來實現,圖3的電源分組情況即按照此類要求進行配置,詳見下圖:
圖 3 ET 200SP實際配置
2.1.1 在TIA Portal中的組態步驟
本節主要講述如何在TIA Portal中配置分散式IO站ET 200SP的操作步驟,所使用軟體為STEP7 Professional V12。
開啟“TIA Portal V12”,點選“新增新裝置”根據實際的控制器型號,新增一個新的裝置,這裡以一個S7-1500 CPU 1516-3PN/DP為例進行操作,如下圖4所示。
圖 4新增控制器
控制器新增成功後,在控制器的“屬性”—>“常規”—>“PROFINET介面”—>“乙太網地址”選單下啟用控制器的PN介面,併為此PN口分配IP地址,子網掩碼等;如果需要,可修改該PN口的PROFINET裝置名稱。
圖 5網路設定
轉到“網路檢視”下,從“硬體目錄”—>“分散式IO”,新增一個ET 200SP站。
圖 6新增ET 200SP
點選該ET 200SP站圖示左下方的“未分配”,從列出的PROFINET IO控制器中,選擇該ET 200SP要連線的控制器介面;或者也可以直接用拖拽的方式,用滑鼠從控制器相應的PN口和IO 裝置的PN口之間建立Profinet的連線關係,如圖7所示。
7分配IO控制器
Profinet的控制器和IO裝置間的連線關係建立完畢後,ET 200SP和其所屬的PROFINET 控制器之間出現瞭如右圖所示的一條斷續的綠線,同時IO 裝置的左下角出現PLC_1字樣,表明控制器與IO裝置間的PROFINET 連線建立完成,見圖8。
圖 8 IO控制器分配完成
開啟“裝置檢視”介面,根據實際模組配置數量及前後順序,從右側“硬體目錄”中選擇相應的模板進行組態,創控教育該步驟不再詳細闡述,需要注意的是,在ET 200SP中,“伺服器模組”必須要手動新增到硬體組態中,否則硬體編譯不能透過。例項中從左到右依次組態了AI-AO-DI-DO四個模板。
9配置伺服器模組
根據圖1所示的實際電位組分組情況,對電位組進行分組。如右圖所示,4個模組分2個電位組,模擬量為1組,數字量為1組,則需要在DI模組的“常規”—“電位組”下選擇“啟用新的電位組”。每個電位組的第一個模組需要供電,且BaseUnit顏色在組態中也變為白色,與實際顏色一致,如下圖 10所示。
圖 10建立一個新電位組
根據實際訊號型別,開啟模板的“屬性”--“常規”,對每個模板進行組態;如需相關診斷功能,則需啟用相應的設定,創控教育具體步驟不再闡述,操作介面如下圖11所示。
圖 11設定診斷資訊
如果需要,可開啟介面模板的“屬性”—“PROFINET介面”頁面,對ET 200SP的IP地址,裝置名稱進行修改;也可根據實際需要,修改資料重新整理時間等引數。
圖 12修改PROFINET引數
至此,ET 200SP在TIA Portal中的組態已完成,專案編譯無誤後,可將專案下載到PLC,之後需要為ET 200SP分配裝置名稱,在“網路檢視”下滑鼠點選PROFINET網路後點右鍵,在彈出的選單中選擇“分配裝置名稱”,如下圖所示。
圖 13分配裝置名稱1
在彈出的“分配PROFINET裝置名稱”介面中,透過下拉選單,選擇需要分配的裝置名稱,可以透過“僅顯示同一類裝置”等選項,對可訪問的節點進行過濾,如果有多個ET 200SP無法區分,可透過ET 200SP介面模組的“MAC address”進行區分,或者透過選中所列出的裝置後,點左側的“閃爍LED”按鈕,對應的ET 200SP的LED燈會閃爍。創控教育確定裝置後,點選所選的裝置,點右側的“Assign name”按鈕分配裝置名稱,如下圖所示:
14分配裝置名稱2
分配完裝置名稱後,可點選如下圖所示的重新整理按鈕進行檢視,可以看到ET 200SP已獲得裝置名稱及IP地址,IP地址無須單獨分配,分配裝置名稱後,IP地址會自動分配下去。如下圖所示:
圖 15檢視已分配的裝置名稱
至此,ET 200SP硬體配置、下載及分配裝置名稱操作已完成,如以上操作均無誤,ET 200SP即與PLC建立通訊關係了,可以透過檢視ET 200SP 的LED燈RN來檢視,RN為常亮,則表明通訊已建立。
注意!
組態的電位組分組與實際分組必須一致,否則下載後ET 200SP會報故障!
伺服器模組必須組態,否則編譯會報錯誤,提示伺服器模組缺失!
2.1.2 在STEP7 V5.5中的組態步驟
本節主要講述如何在經典的STEP7 V5.5中配置分散式IO,ET 200SP的操作步驟,所使用軟體為STEP7 V5.5 SP3。
使用本文2.1章節中提供的ET200SP介面模組的GSD下載連結,下載GSD檔案,並進行安裝,安裝完成後,在STEP7硬體目錄中所處的位置如圖16及圖17所示:
圖 16PN介面的ET 200SP在STEP7硬體目錄中所處位置
圖 17 DP介面的ET 200SP在STEP7硬體目錄中所處位置
新建一個STEP7專案,本例程使用S7-319-3 PN/DP,為CPU的PN口設定IP地址及裝置名稱,並將其連線到乙太網絡上或者新建一個乙太網絡(有關如何建立一個新的S7-300PLC站,創控教育本文不再闡述,請參閱其其它相關文件)。步驟如下圖 18所示:
圖 18在STEP7中新增一個CPU
將ET 200SP配置為S7-300 PLC的一個I/O裝置,如需使用帶有輸入資料的組態,使用“IM 155-6 PN ST S V1.0”進行配置,在此種配置模式下,可對I/O模組上的電源L+ 供電狀態進行診斷,故此模式下,ET 200SP的介面模組佔用4個位元組的輸入資料,如下圖19所示(本文件使用該方法進行配置):
圖 19新增一個帶輸入資料的ET 200SP站
如不使用帶有輸入資料的組態,則可根據裝置韌體版本選擇使用“IM 155-6 PN ST V1.0”或“IM 155-6 PN ST V1.1”進行配置,在此種配置模式下,不能對模組的L+ 供電狀態進行診斷,所以ET 200SP介面模組沒有佔用輸入地址,如下圖20所示(本文沒有采用該方法進行配置):
20新增一個不帶輸入資料的ET 200SP站
為ET 200SP分配IP地址及裝置名稱,並根據實際ET 200SP配置的模組型號和數量,繼續新增其它I/O 訊號模組,該步驟不再詳細闡述,並在所有I/O模組的最後配置伺服器模組,伺服器模組所處位置記配置方法如下圖 21所示:
21在STEP 7中為ET200SP新增伺服器模組
雙擊開啟I/O模組的屬性視窗“Properties”下的“Parameters”,在該頁面下為每個I/O模組配置具體屬性,如:通道訊號型別、是否啟用相關的診斷功能等,並在該頁面的最下方,對模組供電(即電位分組)進行配置,如此模組是一個新的電位組,則選擇“Enable new potential group”,否則選擇“Use potential group of the left module”,根據本文件照片所示的實際配置,為第1個模組及第3個模組均單獨有供電電源,故為此2個模組選擇“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ET 200SP的資料重新整理時間、重新整理模式及Profinet看門狗時間進行修改,如下圖23所示。
圖 23修改ET 200SP資料重新整理時間
圖 24在STEP 7 V5.5中分配裝置名稱1
在“Assign device name”介面下,選擇裝置名稱,點選所列出的裝置,點右側的“Assign name”按鈕分配裝置名稱,如果有多個ET 200SP無法區分,可透過ET 200SP介面模組的“MAC address”進行區分,或者透過選中所列出的裝置後,點右側的“Flashing on”按鈕,對應的ET 200SP的LED燈會閃爍。
圖 25在STEP 7 V5.5中分配裝置名稱1
分配完裝置名稱後,可點選“Update”按鈕進行檢視,如下圖所示,可以看到ET 200SP已獲得裝置名稱及IP地址,IP地址無須單獨分配,分配裝置名稱後,IP地址會自動分配下去。
圖 26在STEP 7 V5.5中檢視已分配的裝置名稱
至此,ET 200SP硬體配置、下載及分配裝置名稱操作已完成,如以上操作均無誤,ET 200SP即與PLC建立通訊關係了,可以透過檢視ET 200SP 的LED燈RN來檢視,RN為常亮,則表明通訊已建立。
下載配置到PLC後,新建變量表,在變量表中監視I/O 模組上電源電壓 L+ 的狀態,即硬體配置中ET 200SP介面模組所佔用的創控教育4個輸入位元組,本配置中為IB10~IB13 ,此ET200 SP配置了4塊I/O模組,相關訊號狀態如下圖27所示:
圖 27透過變數監視表檢視模組電源電壓L+
注意!
使用STEP7 V5.5透過安裝GSD檔案的方式對ET200SP進行組態時,無論在配置環節還是編譯環節,STEP7不會對ET200SP的完整性及組態的正確與否進行檢查!如:沒有配置訊號模組,缺少伺服器模組,電源分組錯誤等!
但下載錯誤的配置到PLC後,ET 200SP會報故障!
由於ET200SP的第一塊訊號模板必須使用有電位分組能力的BaseUnit來進行供電,所以在STEP 7 V5.5中,首個模組必須手動使能“Enable new potential group”功能!
3 ET 200SP常見錯誤