ΕΛΕΚΤΡΟΝ. ΜΟΔΥΛΕΣ 6ES7131-4BD01-0AB0 6ES7 131-4BD01-0AB0 6ES7131-4BDO1-OABO

Siemens 6ES7131-4BD01-0AB0 | SIMATIC ET 200S Ψηφιακή Ηλεκτρονική Μονάδα 4DI DC24V HF — 4 Είσοδοι, 24V DC, Υψηλής Λειτουργικότητας, 15mm, Εν θερμώ Αντικαταστάσιμη, Διαγνωστικά LED

Επισκόπηση

Η Siemens 6ES7131-4BD01-0AB0 είναι η 4DI DC24V HF — η παραλλαγή Υψηλής Λειτουργικότητας της ψηφιακής μονάδας εισόδου 4 καναλιών 24V DC για το κατανεμημένο σύστημα I/O SIMATIC ET 200S.

Με πλάτος 15mm στη ράγα της μονάδας τερματικού ET 200S, είναι μία από τις στενότερες ηλεκτρονικές μονάδες στην οικογένεια S7, και η αρχιτεκτονική του ET 200S που συνδυάζει ηλεκτρονικές μονάδες με ξεχωριστές μονάδες τερματικού σημαίνει ότι αυτό το αποτύπωμα 15mm είναι όλος ο χώρος του πίνακα που απαιτείται για το κανάλι εισόδου — η καλωδίωση βρίσκεται στη μονάδα τερματικού από κάτω, η επεξεργασία σήματος βρίσκεται στην ηλεκτρονική μονάδα από πάνω.

Η φιλοσοφία σχεδιασμού του συστήματος ET 200S ήταν να τοποθετηθεί το κατανεμημένο I/O όσο το δυνατόν πιο κοντά στη μηχανή — κυριολεκτικά στα σημεία σύνδεσης ενεργοποιητών και αισθητήρων της μηχανής, αντί να δρομολογούνται καλώδια σήματος πίσω σε ένα κεντρικό ντουλάπι.

Κάθε σταθμός ET 200S κατασκευάζεται από μια μονάδα κεφαλής (IM 151-x) που χειρίζεται τη σύνδεση PROFIBUS DP ή PROFINET, ακολουθούμενη από μονάδες τροφοδοσίας και ηλεκτρονικές μονάδες στη διαμόρφωση που απαιτεί η μηχανή.

Επειδή κάθε ηλεκτρονική μονάδα είναι μια ξεχωριστή φυσικά μονάδα, η διαμόρφωση είναι πλήρως κοκκώδης: χρειάζεστε τρεις ψηφιακές εισόδους και μία αναλογική έξοδο σε ένα συγκεκριμένο σημείο της μηχανής; Τρεις μονάδες 2DI και μία μονάδα 2AO, ή άλλοι συνδυασμοί, μπορούν να συναρμολογηθούν για να ταιριάζουν ακριβώς στην απαίτηση I/O χωρίς να σπαταλούν χωρητικότητα.

Η 4DI HF παρέχει τέσσερις εισόδους σε μια υποδοχή 15mm για εφαρμογές όπου μια ομάδα τεσσάρων δυαδικών αισθητήρων — αισθητήρες εγγύτητας, τερματικοί διακόπτες, φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες — πρέπει να συνδεθεί σε ένα μόνο σημείο της μηχανής.

Η ονομασία -0AB0 High Feature διακρίνει αυτή τη μονάδα από την παραλλαγή -0AA0 Standard (6ES7131-4BD01-0AA0).

Οι μονάδες High Feature στο οικοσύστημα ET 200S συνήθως προσθέτουν δυνατότητες διαγνωστικών, επιλογές ανάθεσης παραμέτρων ή πρόσθετες λειτουργίες πέραν της βασικής λειτουργίας εισόδου/εξόδου που παρέχει η παραλλαγή Standard.

Για την 4DI, η παραλλαγή High Feature προσφέρει εκτεταμένη λειτουργικότητα διαγνωστικών και ανάθεσης παραμέτρων σχετική με εφαρμογές όπου η ανίχνευση σφαλμάτων σε επίπεδο καναλιού και η παραμετροποίηση από το πρόγραμμα PLC (αντί για σταθερή καλωδίωση υλικού) είναι απαιτήσεις μηχανικής.

Βασικές Προδιαγραφές

Το Σύστημα Μονάδων Τερματικού — Γιατί οι Μονάδες και οι Τερματικοί Διαχωρίζονται

Ο διαχωρισμός του ET 200S σε ηλεκτρονικές μονάδες και μονάδες τερματικού είναι ένα από τα πιο πρακτικά χαρακτηριστικά μηχανικής του συστήματος, και επηρεάζει άμεσα τον τρόπο αγοράς και εγκατάστασης της 6ES7131-4BD01-0AB0.

Η μονάδα τερματικού είναι το παθητικό μέρος: τοποθετείται στη ράγα DIN, παρέχει τους ακροδέκτες καλωδίωσης που συνδέονται με τους αισθητήρες πεδίου και περιλαμβάνει τη διεπαφή σύνδεσης που δέχεται την ηλεκτρονική μονάδα από πάνω.

Οι μονάδες τερματικού καλωδιώνονται στη θέση τους και παραμένουν στον πίνακα μόνιμα. Μόλις συνδεθούν τα καλώδια πεδίου και ολοκληρωθεί η καλωδίωση, η μονάδα τερματικού δεν χρειάζεται να αγγιχτεί ξανά.

Η ηλεκτρονική μονάδα (αυτή η μονάδα) κουμπώνει πάνω στη μονάδα τερματικού από την κορυφή.

Περιέχει όλο το ενεργό κύκλωμα επεξεργασίας σήματος — το φιλτράρισμα εισόδου, τη μέτρηση ρεύματος, την οθόνη LED και τη δυαδική διεπαφή στο δίαυλο πλάτης του ET 200S.

Η ηλεκτρονική μονάδα μπορεί να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί χωρίς να διαταραχθεί ούτε ένα καλώδιο στη μονάδα τερματικού από κάτω, η οποία είναι ο μηχανισμός που επιτρέπει την εν θερμώ αντικατάσταση: η μονάδα τερματικού παραμένει καλωδιωμένη και τροφοδοτούμενη. Μόνο η ηλεκτρονική μονάδα αλλάζει.

Αυτός ο διαχωρισμός έχει άμεσο όφελος συντήρησης. Όταν μια μονάδα ψηφιακής εισόδου αποτύχει μετά από χρόνια παραγωγής, η αντικατάσταση διαρκεί δευτερόλεπτα — αφαιρέστε την αποτυχημένη ηλεκτρονική μονάδα, εισάγετε τη νέα 6ES7131-4BD01-0AB0, και και τα τέσσερα κανάλια εισόδου είναι αμέσως ξανά σε λειτουργία.

Χωρίς επανακαλωδίωση, χωρίς ετικέτες καλωδίων για έλεγχο, χωρίς κίνδυνο λανθασμένης σύνδεσης. Η καλωδίωση της μονάδας τερματικού ολοκληρώνεται μία φορά. Η ηλεκτρονική μονάδα μπορεί να αντικατασταθεί όσες φορές χρειάζεται.

Οι συμβατές μονάδες τερματικού για την 4DI DC24V HF περιλαμβάνουν τις TM-P15S23-A1, TM-P15C23-A1 και TM-P15N23-A1, μεταξύ άλλων — η συγκεκριμένη επιλογή εξαρτάται από το αν η εγκατάσταση χρησιμοποιεί τυπικές, επικαλυμμένες ή ειδικές μονάδες τερματικού διαμόρφωσης.

High Feature έναντι Standard — Η Διάκριση -0AB0 έναντι -0AA0

Εντός της οικογένειας 4DI DC24V, η Siemens προσφέρει δύο παραλλαγές που μοιράζονται την ίδια βασική λειτουργία εισόδου αλλά διαφέρουν στις εκτεταμένες δυνατότητές τους.

Η παραλλαγή Standard (6ES7131-4BD01-0AA0, επίθημα -0AA0) είναι μια μονάδα σταθερής λειτουργίας: 4 είσοδοι στα 24V DC, χρόνος απόκρισης 3ms, ενδείξεις LED καναλιού και καμία επιπλέον διαμόρφωση πέραν αυτής που είναι καλωδιωμένη.

Είναι κατάλληλη για απλές εφαρμογές ψηφιακής εισόδου όπου η είσοδος πρέπει να διαβαστεί και να αναφερθεί χωρίς πρόσθετη επεξεργασία.

Η παραλλαγή High Feature (6ES7131-4BD01-0AB0, επίθημα -0AB0) προσθέτει δυνατότητα παραμετροποίησης.

Οι παράμετροι μπορούν να ανατεθούν στη μονάδα μέσω της διαμόρφωσης PROFIBUS DP/PROFINET, επιτρέποντας τη λειτουργική συμπεριφορά — όπως η παραγωγή συναγερμού διαγνωστικών σε περίπτωση διακοπής καλωδίου εισόδου ή βραχυκυκλώματος, ή η ρύθμιση του χρόνου φίλτρου εισόδου — να οριστεί από το εργαλείο μηχανικής και να ληφθεί στη μονάδα ως μέρος της εκκίνησης του σταθμού.

Όπου η εφαρμογή απαιτεί από το PLC να λαμβάνει συναγερμό διαγνωστικών εάν το καλώδιο τροφοδοσίας ενός αισθητήρα εισόδου είναι κομμένο (αντί να διαβάζει σιωπηλά μια κατάσταση 0), η μονάδα High Feature παρέχει αυτήν την ανίχνευση.

Για εφαρμογές που απλώς χρειάζεται να διαβάσουν κλείσιμο επαφής χωρίς διαγνωστικά καναλιού, η παραλλαγή Standard είναι επαρκής και φθηνότερη.

Συμβατότητα Σήματος Εισόδου — Τι Αισθητήρες Συνδέονται

Η 4DI DC24V HF δέχεται τυπικά σήματα αισθητήρων 24V DC δύο και τριών καλωδίων — ο κυρίαρχος τύπος σήματος στην ευρωπαϊκή και διεθνή αυτοματοποίηση μηχανών και εργοστασίων:

Αισθητήρες εγγύτητας PNP τριών καλωδίων (τύπου πηγής) συνδέονται απευθείας στους ακροδέκτες εισόδου της μονάδας, με την έξοδο μεταγωγής του αισθητήρα να οδηγεί την είσοδο σε θετικό όταν είναι ενεργή.

Το ρεύμα εισόδου 7mA στα 24V εμπίπτει στην ικανότητα ρεύματος απορρόφησης σχεδόν όλων των τυπικών αισθητήρων εγγύτητας PNP από Siemens, Pepperl+Fuchs, Sick, Turck και άλλους μεγάλους κατασκευαστές αισθητήρων.

Μηχανικές επαφές και διακόπτες καλαμιού συνδέονται με θετικό σήμα (μεταγωγή L+ στον ακροδέκτη εισόδου) σε διαμόρφωση δύο καλωδίων.

Το κύκλωμα εισόδου της μονάδας παρέχει την απαραίτητη διαδρομή ρεύματος απορρόφησης.

Αισθητήρες δύο καλωδίων (με το χαρακτηριστικό ρεύμα διαρροής τους ακόμη και όταν είναι ανοιχτοί) μπορεί να είναι συμβατοί ανάλογα με την ειδική προδιαγραφή ρεύματος διαρροής του αισθητήρα — το όριο ενεργοποίησης εισόδου της μονάδας πρέπει να είναι κάτω από το ρεύμα διαρροής για να διαβάζεται σωστά η είσοδος στην ανοιχτή κατάσταση. Οι περισσότεροι σύγχρονοι αισθητήρες δύο καλωδίων έχουν ρεύματα διαρροής πολύ κάτω από 1mA, το οποίο είναι κάτω από το όριο ενεργοποίησης εισόδου, οπότε διατηρείται η σωστή ανίχνευση κατάστασης 0/1.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Μπορεί η 6ES7131-4BD01-0AB0 να χρησιμοποιηθεί με έναν σταθμό ET 200S διαμορφωμένο για PROFINET καθώς και για PROFIBUS DP;

Ναι. Οι ηλεκτρονικές μονάδες στο ET 200S — συμπεριλαμβανομένης αυτής της μονάδας 4DI HF — είναι συμβατές με όλο το εύρος των μονάδων διεπαφής ET 200S: IM 151-1 για PROFIBUS DP, IM 151-3 PN για PROFINET και IM 151-7 CPU για αυτόνομη λειτουργία.

Η μονάδα 4DI HF από μόνη της δεν φέρει διεπαφή fieldbus. Επικοινωνεί μέσω του διαύλου πλάτης του ET 200S με όποια μονάδα κεφαλής είναι εγκατεστημένη.

Η αλλαγή της μονάδας κεφαλής από PROFIBUS σε PROFINET δεν απαιτεί αλλαγή των μονάδων σήματος.

Ε2: Η μονάδα απαιτεί μονάδα τερματικού. Πώς συνδέεται μηχανικά η ηλεκτρονική μονάδα με τη μονάδα τερματικού;

Η ηλεκτρονική μονάδα κουμπώνει πάνω στη μονάδα τερματικού μέσω ενός μηχανισμού κουμπώματος — η ηλεκτρονική μονάδα ευθυγραμμίζεται πάνω από τη μονάδα τερματικού με τον σύνδεσμο πλάτης της να βρίσκεται πάνω από τον αντίστοιχο σύνδεσμο της μονάδας τερματικού, και στη συνέχεια πιέζεται προς τα κάτω μέχρι να κουμπώσει η ασφάλεια. Δεν απαιτούνται εργαλεία.

Η αντίστροφη διαδικασία (ανυψώστε την ασφάλεια απελευθέρωσης και τραβήξτε την ηλεκτρονική μονάδα προς τα πάνω) απελευθερώνει την ηλεκτρονική μονάδα χωρίς εργαλεία.

Οι ακροδέκτες καλωδίωσης πεδίου της μονάδας τερματικού είναι προσβάσιμοι από μπροστά ανεξάρτητα από το αν η ηλεκτρονική μονάδα είναι εγκατεστημένη ή αφαιρεθείσα.

Ε3: Το φύλλο δεδομένων αναφέρει χρόνο απόκρισης 3ms. Είναι αυτή η καθυστέρηση από την αλλαγή κατάστασης εισόδου έως την ενημέρωση δεδομένων PROFIBUS;

Η τιμή 3ms είναι ο χρόνος φιλτραρίσματος και επεξεργασίας εισόδου της ίδιας της ηλεκτρονικής μονάδας — η καθυστέρηση μεταξύ της αλλαγής κατάστασης της τάσης του ακροδέκτη εισόδου και της αντανάκλασης της νέας κατάστασης στο εσωτερικό μητρώο της μονάδας.

Αυτό είναι ξεχωριστό από την καθυστέρηση μετάδοσης PROFIBUS DP, η οποία εξαρτάται από τον διαμορφωμένο χρόνο κύκλου του διαύλου και τον κύκλο σάρωσης του master DP.

Η συνολική καθυστέρηση από την αλλαγή κατάστασης του αισθητήρα έως την ενημέρωση της εικόνας διεργασίας του S7 CPU είναι το άθροισμα του χρόνου φιλτραρίσματος εισόδου (~3ms), του χρόνου κύκλου του διαύλου PROFIBUS DP (συνήθως 1–10ms ανάλογα με τη διαμόρφωση) και του χρόνου σάρωσης προγράμματος της CPU. Για ακριβή ανάλυση χρονισμού, πρέπει να αθροιστούν και τα τρία στοιχεία.

Ε4: Είναι η 6ES7131-4BD01-0AB0 ακόμα διαθέσιμη, και ποια είναι η τρέχουσα αντικατάσταση της Siemens;

Η σειρά ET 200S, συμπεριλαμβανομένης αυτής της μονάδας, έχει διακοπεί από τη Siemens. Η προτεινόμενη τρέχουσα πλατφόρμα αντικατάστασης για νέες εγκαταστάσεις είναι η SIMATIC ET 200SP, η οποία παρέχει παρόμοια λειτουργικότητα αρθρωτού I/O σε πιο συμπαγή μορφή με το PROFINET ως κύρια διεπαφή επικοινωνίας.

Για υπάρχουσες εγκαταστάσεις ET 200S σε συντήρηση, η 6ES7131-4BD01-0AB0 παραμένει διαθέσιμη μέσω του καναλιού μεταχειρισμένων βιομηχανικών ηλεκτρονικών και της δευτερογενούς αγοράς.

Η Siemens συνεχίζει να προσφέρει υποστήριξη ανταλλακτικών για το ET 200S για καθορισμένο χρονικό διάστημα μετά τη διακοπή, όπως τεκμηριώνεται στην κατάσταση κύκλου ζωής του προϊόντος.

Ε5: Μπορεί η ίδια μονάδα τερματικού να χρησιμοποιηθεί τόσο με τις παραλλαγές Standard (-0AA0) όσο και High Feature (-0AB0) της μονάδας 4DI;

Ναι. Οι παραλλαγές Standard και High Feature της 4DI DC24V μοιράζονται την ίδια μηχανική διεπαφή και διάταξη ακροδεκτών με τη μονάδα τερματικού.

Μια μονάδα τερματικού καλωδιωμένη για τη μονάδα 6ES7131-4BD01-0AA0 Standard μπορεί να δεχτεί τη μονάδα 6ES7131-4BD01-0AB0 High Feature χωρίς καμία αλλαγή καλωδίωσης. 

Η λειτουργική διαφορά μεταξύ των δύο παραλλαγών υλοποιείται στην ίδια την ηλεκτρονική μονάδα και στην ανάθεση παραμέτρων PROFIBUS/PROFINET — όχι στην καλωδίωση του τερματικού. Αυτή η εναλλαξιμότητα απλοποιεί το απόθεμα αντικατάστασης πεδίου: μια ενιαία αποθήκη μονάδων High Feature μπορεί να αντικαταστήσει τόσο τις μονάδες Standard όσο και τις High Feature σε μια υπάρχουσα εγκατάσταση ET 200S.