Μονούλες διεπαφής 6ES7153-2AA02-0XB0 6ES7153-2AA02-0XB0 6ES7153-2AA02-0XB0

Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 | SIMATIC ET 200M IM 153-2 Module Διεπαφής — PROFIBUS DP 12 Mbit/s, Έως 8 Ενότητες S7-300, Πλεονασμός, Χρονική Σήμανση 10ms, 24VDC

Επισκόπηση

Το Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 είναι το IM 153-2 — η μονάδα διεπαφής που ορίζει κάθε σταθμό κατανεμημένης εισόδου/εξόδου ET 200M.

Χωρίς αυτό, ένα πλαίσιο ET 200M είναι απλώς μια συλλογή μονάδων εισόδου/εξόδου χωρίς πουθενά για σύνδεση. με αυτό, το πλαίσιο γίνεται ένας πλήρως λειτουργικός δούλος PROFIBUS DP, ανταλλάσσοντας ενεργά δεδομένα διεργασίας με τον κεντρικό ελεγκτή S7 σε αποστάσεις έως το όριο μήκους καλωδίου PROFIBUS με την καθορισμένη ταχύτητα δεδομένων.

Το σύστημα ET 200M σχεδιάστηκε για καταστάσεις όπου μια κεντρικά ελεγχόμενη μηχανή ή διεργασία έχει σημεία εισόδου/εξόδου διάσπαρτα σε μια ευρεία φυσική περιοχή — πολύ μακριά για να καλωδιωθούν οικονομικά σε ένα κεντρικό πλαίσιο, αλλά αρκετά κοντά σε ομάδες για να επωφεληθούν από ένα κοινό τοπικό περίβλημα.

Κάθε σταθμός ET 200M χειρίζεται ένα φυσικό σύμπλεγμα σημείων εισόδου/εξόδου: συνδέεται με τους αισθητήρες και τους ενεργοποιητές κοντά, επεξεργάζεται τα σήματά τους μέσω των μονάδων σήματος συμβατών με S7-300 στο πλαίσιό του και ανταλλάσσει τα προκύπτοντα δεδομένα διεργασίας με τον ελεγκτή μέσω ενός μόνο καλωδίου PROFIBUS DP.

Η μονάδα IM 153-2 είναι η μονάδα που διαχειρίζεται αυτήν την ανταλλαγή — ρυθμίζοντας το πρωτόκολλο δούλου PROFIBUS DP, συγχρονίζοντας τη μεταφορά δεδομένων με τον κύκλο δημοσκόπησης του κύριου DP και χειριζόμενη την αναφορά διαγνωστικών που ενημερώνει τον ελεγκτή για την κατάσταση κάθε μονάδας στο πλαίσιο.

Η παραλλαγή 6ES7153-2AA02-0XB0 υποστηρίζει έως και οκτώ μονάδες σήματος ανά σταθμό ET 200M.

Αυτή είναι η τυπική χωρητικότητα για τις περισσότερες εφαρμογές ET 200M — αρκετή για να φιλοξενήσει έναν συνδυασμό μονάδων ψηφιακής εισόδου, ψηφιακής εξόδου, αναλογικής εισόδου και αναλογικής εξόδου που καλύπτουν ένα πλήρες σύμπλεγμα εισόδου/εξόδου χωρίς να απαιτείται δεύτερος σταθμός.

Ο όγκος διευθυνσιοδότησης εισόδου/εξόδου 128 byte εισόδου / 128 byte εξόδου κλιμακώνεται φυσικά με διαμορφώσεις οκτώ μονάδων σε τυπικά πλάτη μονάδων.

Βασικές Προδιαγραφές

Πλεονασμός — Πώς το IM 153-2 Χειρίζεται την Εναλλαγή Σφαλμάτων

Μία από τις δυνατότητες του IM 153-2 που το διαχωρίζει από απλούστερες μονάδες διεπαφής είναι η υποστήριξη πλεονασμού.

Σε μια πλεονάζουσα διαμόρφωση ET 200M, δύο μονάδες IM 153-2 εγκαθίστανται στο ίδιο πλαίσιο ET 200M — μία ενεργή και μία σε εφεδρεία.

Και οι δύο συνδέονται στο ίδιο καλώδιο PROFIBUS DP (ή σε δύο ξεχωριστά καλώδια DP σε πλεονάζουσα διαμόρφωση διαύλου), αλλά μόνο η ενεργή μονάδα χειρίζεται την κυκλική ανταλλαγή δεδομένων ανά πάσα στιγμή.

Εάν η ενεργή μονάδα IM 153-2 αποτύχει — λόγω εσωτερικής βλάβης υλικού, διακοπής τροφοδοσίας ή απώλειας επικοινωνίας PROFIBUS στο καλώδιό της — η εφεδρική μονάδα ανιχνεύει τη βλάβη μέσω της συνεχούς παρακολούθησης της κατάστασης της ενεργής μονάδας και μεταβαίνει σε ενεργή λειτουργία.

Αυτή η εναλλαγή πραγματοποιείται χωρίς απώλεια δεδομένων διεργασίας και εντός των ανοχών που ορίζονται από τον χρονομετρητή φύλαξης του κύριου DP.

Οι μονάδες εισόδου/εξόδου στο πλαίσιο συνεχίζουν να λειτουργούν κατά τη μετάβαση. η νέα ενεργή μονάδα IM 153-2 συνεχίζει αμέσως την κυκλική ανταλλαγή δεδομένων με τον κύριο PROFIBUS DP.

Για εγκαταστάσεις διεργασιών και κρίσιμες μηχανές όπου μια βλάβη σταθμού εισόδου/εξόδου σημαίνει διακοπή λειτουργίας της εγκατάστασης, η διαμόρφωση διπλής IM 153-2 είναι συχνά τυπική απαίτηση στην προδιαγραφή σχεδιασμού του συστήματος.

Το κόστος δύο μονάδων IM 153-2 είναι μικρό σε σύγκριση με το κόστος μιας απρογραμμάτιστης διακοπής παραγωγής που προκαλείται από ένα μοναδικό σημείο αστοχίας στην υποδομή εισόδου/εξόδου.

Χρονική Σήμανση — Καταγραφή Συμβάντων με Ανάλυση 10ms

Η λειτουργία χρονικής σήμανσης του IM 153-2 καταγράφει την ακριβή ώρα αλλαγών κατάστασης ψηφιακής εισόδου — αυξανόμενες και φθίνουσες ακμές — με ακρίβεια έως 10ms.

Αυτό είναι ξεχωριστό από την κανονική κυκλική ανταλλαγή δεδομένων διεργασίας: η μονάδα διατηρεί μια εσωτερική μνήμη συμβάντων (15 μνήμες, έως 20 μηνύματα η καθεμία) που αποθηκεύει συμβάντα με χρονική σήμανση, τα οποία ο κύριος DP διαβάζει αόρατα. Η χρονική αναφορά χρησιμοποιεί τη μορφή χρόνου διαδικτύου RFC 1119, συγχρονισμένη με το ρολόι του ελεγκτή SIMATIC.

Η χρονική σήμανση εξυπηρετεί διάφορους σκοπούς μηχανικής.

Στην ανάλυση συμβάντων κρίσιμης ασφάλειας — προσδιορισμός ποια είσοδος άλλαξε πρώτη μετά από μια διαταραχή διεργασίας, ή ανακατασκευή της ακολουθίας των συμβάντων που οδήγησαν σε διακοπή μηχανής — οι χρονικές σημάνσεις με ανάλυση χιλιοστού του δευτερολέπτου παρέχουν την πραγματική βάση που τα ακατέργαστα δεδομένα κυκλικής σάρωσης (που λένε μόνο την κατάσταση στο τέλος κάθε σάρωσης) δεν μπορούν.

Η ανάλυση διαταραχών διεργασίας, τα αρχεία καταγραφής συμβάντων παρακολούθησης ενέργειας και η καταγραφή χρόνου έναρξης/διακοπής παρτίδας είναι άλλες εφαρμογές όπου η λειτουργία χρονικής σήμανσης καταγράφει δεδομένα που το πρόγραμμα ελέγχου μόνο του δεν μπορεί να παράγει.

Έως και 128 ψηφιακές εισόδους σε ολόκληρο τον σταθμό ET 200M μπορούν να σημαδευτούν ταυτόχρονα, με συμβάντα αυξανόμενης και φθίνουσας ακμής να μεταδίδονται σε κύκλο αναφοράς 1000ms.

Αυτή η λειτουργία είναι διαθέσιμη με την τυπική διαμόρφωση 8 μονάδων του 6ES7153-2AA02-0XB0.

Υπηρεσίες PROFIBUS — SYNC, FREEZE και Άμεση Ανταλλαγή Δεδομένων

Πέρα από τη βασική κυκλική είσοδο/έξοδο κύριου-δούλου, το IM 153-2 υποστηρίζει τρεις εκτεταμένες υπηρεσίες PROFIBUS DP που παρέχουν πρόσθετες δυνατότητες συγχρονισμού και επικοινωνίας:

SYNC αναγκάζει όλες τις μονάδες εξόδου στο σταθμό ET 200M να ενημερώσουν τις εξόδους τους ταυτόχρονα με μια εντολή SYNC από τον κύριο DP, ανεξάρτητα από το πότε έφτασαν τα μεμονωμένα δεδομένα εξόδου μέσω του διαύλου.

Αυτό χρησιμοποιείται σε εφαρμογές μηχανών όπου πολλαπλά κανάλια εξόδου πρέπει να αλλάξουν ακριβώς την ίδια στιγμή — ταυτόχρονη ενεργοποίηση πολλαπλών αξόνων ή ομάδων βαλβίδων σε μια συντονισμένη ακολουθία.

FREEZE κλειδώνει όλες τις μονάδες εισόδου στο σταθμό ET 200M για να καταγράψουν τις καταστάσεις εισόδου τους ταυτόχρονα με μια εντολή FREEZE από τον κύριο.

Η κλειδωμένη κατάσταση διατηρείται μέχρι ο κύριος να διαβάσει τα κλειδωμένα δεδομένα και να απελευθερώσει το κλείδωμα.

Για τη μέτρηση της κατάστασης πολλαπλών καναλιών εισόδου σε μια καθορισμένη στιγμή — αισθητήρες θέσης σε πολλαπλούς άξονες, ή η κατάσταση μιας γραμμής παραγωγής σε ένα συγκεκριμένο συμβάν — το FREEZE παρέχει τον χρονικό συγχρονισμό που η κανονική κυκλική ανάγνωση δεν μπορεί να εγγυηθεί.

Άμεση ανταλλαγή δεδομένων (δούλος-προς-δούλο) επιτρέπει σε έναν δούλο ET 200M να δημοσιεύσει τα δεδομένα εισόδου του απευθείας στον χώρο διευθύνσεων ενός άλλου δούλου DP χωρίς ο κύριος DP να δρομολογεί τα δεδομένα. Αυτό επιτρέπει διαδρομές δεδομένων αισθητήρα-προς-ενεργοποιητή με ελάχιστη καθυστέρηση που παρακάμπτουν τον κύκλο προγράμματος του κύριου, χρήσιμο σε γρήγορες αλληλοσυνδέσεις μηχανών και κρίσιμους τοπικούς βρόχους ελέγχου ασφαλείας.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Η μονάδα υποστηρίζει έως και 8 μονάδες S7-300. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μονάδες λειτουργίας (FM) και επεξεργαστές επικοινωνίας (CP) εκτός από μονάδες σήματος;

Ναι. Οι οκτώ υποδοχές μονάδων σε έναν σταθμό ET 200M μπορούν να φιλοξενήσουν οποιονδήποτε συνδυασμό μονάδων σήματος S7-300 (SM), μονάδων λειτουργίας (FM) και επεξεργαστών επικοινωνίας (CP) που έχουν εγκριθεί για χρήση στο ET 200M.

Οι μονάδες λειτουργίας όπως FM 350-1/350-2 (υψηλής ταχύτητας μέτρησης) και FM 352 (ελεγκτής εκκέντρου) λειτουργούν στο ET 200M με την ίδια παραμετροποίηση όπως σε ένα κεντρικό πλαίσιο S7-300.

Ο συνολικός αριθμός μονάδων — SM + FM + CP συνδυαστικά — δεν πρέπει να υπερβαίνει τις οκτώ ανά σταθμό IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0).

Ε2: Ποιο είναι το εύρος διευθύνσεων PROFIBUS για το IM 153-2 και πώς ορίζεται;

Η διεύθυνση PROFIBUS ορίζεται μέσω ενός μπλοκ διακόπτη DIL δύο σειρών στο μπροστινό μέρος της μονάδας IM 153-2, κωδικοποιώντας τη διεύθυνση σε δυαδική μορφή.

Οι έγκυρες διευθύνσεις είναι 1 έως 125 (οι διευθύνσεις 0 και 126 είναι δεσμευμένες. 127 είναι για εκπομπές διαγνωστικών).

Η διεύθυνση τίθεται σε ισχύ αμέσως κατά την εκκίνηση — δεν χρειάζεται να γίνει επανεκκίνηση μετά την αλλαγή του διακόπτη.

Η διεύθυνση που ορίζεται στη μονάδα πρέπει να ταιριάζει με τη διεύθυνση που έχει εκχωρηθεί σε αυτόν τον δούλο DP στη διαμόρφωση υλικού του κύριου S7 (STEP 7 HW Config ή αντίστοιχο TIA Portal).

Ε3: Υποστηρίζει το 6ES7153-2AA02-0XB0 την αφαίρεση και εισαγωγή υπό τάση (hot swapping) των μονάδων εισόδου/εξόδου του;

Το IM 153-2 υποστηρίζει αντικατάσταση μονάδων υπό τάση για μονάδες σήματος στο πλαίσιο ET 200M, υπό την προϋπόθεση ότι οι συγκεκριμένες μονάδες σήματος που χρησιμοποιούνται έχουν εγκριθεί για αυτήν τη λειτουργία.

Όταν αφαιρείται μια μονάδα σήματος κατά τη λειτουργία, το IM 153-2 αναφέρει την υποδοχή ως κενή στον κύριο DP, και το πρόγραμμα του κύριου DP χειρίζεται την έλλειψη μονάδας σύμφωνα με την καθορισμένη διαγνωστική αντίδρασή του.

Όταν εισάγεται μια μονάδα αντικατάστασης, το IM 153-2 την αναγνωρίζει και συνεχίζει την ανταλλαγή δεδομένων για αυτήν την υποδοχή. Δεν υποστηρίζουν όλες οι μονάδες S7-300 hot swap — η τεκμηρίωση της μονάδας πρέπει να ελέγχεται για κάθε συγκεκριμένο τύπο πριν βασιστείτε σε αυτήν τη λειτουργία σε μια ζωντανή εγκατάσταση.

Ε4: Η μονάδα αναφέρεται ως υποστηρίζουσα ταξινόμηση ATEX Cl.I Div.2 / II 3G EEx nA II T4. Τι σημαίνει αυτό για χρήση σε δυνητικά εκρηκτικές ατμόσφαιρες;

Η έγκριση ATEX σημαίνει ότι το 6ES7153-2AA02-0XB0 μπορεί να εγκατασταθεί σε επικίνδυνες περιοχές Ζώνης 2 (ατμόσφαιρες αερίου) και περιοχές Κατηγορίας I Τμήμα 2 (αντίστοιχο Βόρειας Αμερικής). Η ταξινόμηση Ζώνης 2 / Τμήμα 2 ισχύει όπου εύφλεκτο αέριο δεν είναι κανονικά παρόν αλλά μπορεί να εμφανιστεί σε αφύσικες συνθήκες.

Η ταξινόμηση EEx nA υποδεικνύει ότι η μονάδα δεν παράγει σπινθήρες κατά την κανονική λειτουργία και δεν περιέχει επαφές που παράγουν σπινθήρες και θα μπορούσαν να αναφλέξουν την επικίνδυνη ατμόσφαιρα.

Αυτή η έγκριση επιτρέπει στον σταθμό ET 200M να εγκατασταθεί πιο κοντά σε επικίνδυνο εξοπλισμό διεργασιών χωρίς να απαιτούνται αεριζόμενα ή πιεσμένα περιβλήματα, υπό τους όρους εγκατάστασης που καθορίζονται στο πιστοποιητικό KEMA.

Ε5: Μπορεί το IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0) να χρησιμοποιηθεί επίσης ως μονάδα διεπαφής σε DP/PA Link ή Y-Link;

Όχι. Το 6ES7153-2AA02-0XB0 (παραλλαγή IM 153-2AA) έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για άμεση χρήση σε σταθμό ET 200M. Οι παραλλαγές IM 153-2BA (π.χ., 6ES7153-2BA02-0XB0, 6ES7153-2BA10-0XB0) είναι οι μονάδες που έχουν πιστοποιηθεί για χρήση ως μονάδες διεπαφής σε αρχιτεκτονικές DP/PA Link και Y-Link, καθώς και υποστηρίζουν έως και 12 μονάδες σήματος ανά σταθμό (έναντι 8 για αυτήν την παραλλαγή).

Κατά την επιλογή ενός IM 153-2 για ενσωμάτωση DP/PA Link ή Y-Link, πρέπει να καθοριστεί η σειρά -2BA.