Moduły interfejsu 6ES7153-2AA02-0XB0 6ES7153-2AA02-0XB0 6ES7153-2AA02-0XB0

Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 | SIMATIC ET 200M IM 153-2 Moduł interfejsu — PROFIBUS DP 12 Mbit/s, do 8 modułów S7-300, redundancja, znaczniki czasu 10 ms, 24VDC

Przegląd

Moduł Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 to IM 153-2 — moduł interfejsu, który definiuje każdą stację rozproszonych wejść/wyjść ET 200M.

Bez niego szafa ET 200M jest tylko zbiorem modułów wejść/wyjść bez możliwości podłączenia; z nim szafa staje się w pełni funkcjonalnym urządzeniem podrzędnym PROFIBUS DP, aktywnie wymieniającym dane procesowe z centralnym sterownikiem S7 na odległościach do limitu długości kabla PROFIBUS przy skonfigurowanej szybkości transmisji danych.

System ET 200M został zaprojektowany do sytuacji, w których centralnie sterowana maszyna lub proces ma punkty wejść/wyjść rozmieszczone na dużym obszarze fizycznym — zbyt daleko, aby ekonomicznie podłączyć je do centralnej szafy, ale wystarczająco blisko w grupach, aby skorzystać ze wspólnej lokalnej obudowy.

Każda stacja ET 200M obsługuje jeden fizyczny klaster punktów wejść/wyjść: łączy się z pobliskimi czujnikami i siłownikami, przetwarza ich sygnały za pomocą modułów sygnałowych zgodnych z S7-300 w swojej szafie i wymienia uzyskane dane procesowe ze sterownikiem za pomocą jednego kabla PROFIBUS DP.

Moduł IM 153-2 zarządza tą wymianą — konfiguruje protokół PROFIBUS DP slave, synchronizuje transfer danych z cyklem odpytywania mastera DP i obsługuje raportowanie diagnostyczne, które informuje sterownik o stanie każdego modułu w szafie.

Wariant 6ES7153-2AA02-0XB0 obsługuje do ośmiu modułów sygnałowych na stację ET 200M.

Jest to standardowa pojemność dla większości zastosowań ET 200M — wystarczająca do pomieszczenia kombinacji modułów wejść cyfrowych, wyjść cyfrowych, wejść analogowych i wyjść analogowych, obejmujących kompletny klaster wejść/wyjść bez potrzeby stosowania drugiej stacji.

Jego przestrzeń adresowa wejść 128 bajtów / wyjść 128 bajtów skaluje się naturalnie z konfiguracjami ośmiu modułów przy typowych szerokościach modułów.

Kluczowe specyfikacje

Redundancja — Jak IM 153-2 obsługuje przełączanie awaryjne

Jedną z możliwości IM 153-2, która odróżnia go od prostszych modułów interfejsu, jest obsługa redundancji.

W redundantnej konfiguracji ET 200M dwa moduły IM 153-2 są zainstalowane w tej samej szafie ET 200M — jeden aktywny, a drugi w trybie gotowości.

Oba są podłączone do tego samego kabla PROFIBUS DP (lub do dwóch oddzielnych kabli DP w redundantnej konfiguracji magistrali), ale tylko aktywny moduł obsługuje cykliczną wymianę danych w danym momencie.

Jeśli aktywny IM 153-2 ulegnie awarii — z powodu wewnętrznej awarii sprzętu, przerwy w zasilaniu lub utraty komunikacji PROFIBUS na jego kablu — moduł w trybie gotowości wykrywa awarię poprzez ciągłe monitorowanie stanu aktywnego modułu i przełącza się w tryb aktywny.

To przełączenie odbywa się bez utraty danych procesowych i w granicach tolerancji zdefiniowanych przez zegar watchdog mastera DP.

Moduły wejść/wyjść w szafie nadal działają podczas przejścia; nowy aktywny IM 153-2 natychmiast wznawia cykliczną wymianę danych z masterem PROFIBUS DP.

W przypadku zakładów produkcyjnych i krytycznych maszyn, gdzie awaria stacji wejść/wyjść oznacza zatrzymanie produkcji, konfiguracja z dwoma modułami IM 153-2 jest często standardowym wymogiem w specyfikacji projektowej systemu.

Koszt dwóch modułów IM 153-2 jest niewielki w porównaniu do kosztów nieplanowanego przestoju produkcji spowodowanego pojedynczym punktem awarii w infrastrukturze wejść/wyjść.

Znaczniki czasu — Rejestrowanie zdarzeń z rozdzielczością 10 ms

Funkcja znaczników czasu IM 153-2 rejestruje dokładny czas zmian stanu cyfrowego wejścia — zboczy narastających i opadających — z dokładnością do 10 ms.

Jest to oddzielne od normalnej cyklicznej wymiany danych procesowych: moduł utrzymuje wewnętrzny bufor zdarzeń (15 buforów, po 20 komunikatów każdy), który przechowuje zdarzenia ze znacznikami czasu, odczytywane przez mastera DP cyklicznie. Odniesienie czasowe wykorzystuje format czasu internetowego RFC 1119, zsynchronizowany z zegarem sterownika SIMATIC.

Znaczniki czasu służą kilku celom inżynieryjnym.

W analizie zdarzeń krytycznych dla bezpieczeństwa — ustalaniu, które wejście zmieniło się jako pierwsze po zakłóceniu procesu lub odtwarzaniu sekwencji zdarzeń prowadzących do zatrzymania maszyny — znaczniki czasu z rozdzielczością milisekundową stanowią podstawę faktyczną, której surowe dane cykliczne (które informują tylko o stanie na końcu każdego cyklu) nie mogą zapewnić.

Analiza zakłóceń procesowych, dzienniki zdarzeń monitorowania energii i rejestrowanie czasu rozpoczęcia/zakończenia partii to inne zastosowania, w których funkcja znaczników czasu przechwytuje dane, których sam program sterujący nie może wygenerować.

Do 128 wejść cyfrowych w całej stacji ET 200M może być oznaczonych czasowo jednocześnie, ze zdarzeniami zboczy narastających i opadających przesyłanymi w cyklu raportowania 1000 ms.

Ta funkcja jest dostępna ze standardową konfiguracją 8 modułów 6ES7153-2AA02-0XB0.

Usługi PROFIBUS — SYNC, FREEZE i bezpośrednia wymiana danych

Oprócz podstawowych cyklicznych wejść/wyjść master-slave, IM 153-2 obsługuje trzy rozszerzone usługi PROFIBUS DP, które zapewniają dodatkowe możliwości synchronizacji i komunikacji:

SYNC wymusza na wszystkich modułach wyjściowych w stacji ET 200M jednoczesną aktualizację ich wyjść na polecenie SYNC od mastera DP, niezależnie od tego, kiedy poszczególne dane wyjściowe dotarły przez magistralę.

Jest to wykorzystywane w aplikacjach maszynowych, gdzie wiele kanałów wyjściowych musi przełączyć się w dokładnie tym samym momencie — jednoczesna aktywacja kilku osi lub grup zaworów w skoordynowanej sekwencji.

FREEZE blokuje wszystkie moduły wejściowe w stacji ET 200M, aby przechwycić ich stany wejściowe jednocześnie na polecenie FREEZE od mastera.

Zablokowany stan jest utrzymywany do momentu, gdy master odczyta zamrożone dane i zwolni blokadę.

Do pomiaru stanu wielu kanałów wejściowych w określonym momencie — czujniki położenia na wielu osiach lub stan linii produkcyjnej w określonym zdarzeniu — FREEZE zapewnia synchronizację czasową, której normalne odczyty cykliczne nie mogą zagwarantować.

Bezpośrednia wymiana danych (slave-to-slave) pozwala jednemu urządzeniu podrzędnemu ET 200M publikować swoje dane wejściowe bezpośrednio w przestrzeni adresowej innego urządzenia podrzędnego DP bez routingu danych przez mastera DP. Umożliwia to ścieżki danych czujnik-siłownik z minimalnym opóźnieniem, które omijają cykl programu mastera, co jest przydatne w szybkich blokadach maszyn i krytycznych pętlach sterowania lokalnego.

Często zadawane pytania

P1: Moduł obsługuje do 8 modułów S7-300. Czy oprócz modułów sygnałowych (SM) można stosować moduły funkcyjne (FM) i procesory komunikacyjne (CP)?

Tak. Osiem gniazd modułowych w stacji ET 200M może pomieścić dowolną kombinację modułów sygnałowych S7-300 (SM), modułów funkcyjnych (FM) i procesorów komunikacyjnych (CP), które są dopuszczone do użytku w ET 200M.

Moduły funkcyjne, takie jak FM 350-1/350-2 (liczniki szybkie) i FM 352 (kontroler krzywkowy), działają w ET 200M z taką samą parametryzacją jak w centralnej szafie S7-300.

Całkowita liczba modułów — SM + FM + CP razem — nie może przekroczyć ośmiu na stację z IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0).

P2: Jaki jest zakres adresów PROFIBUS dla IM 153-2 i jak jest ustawiany?

Adres PROFIBUS jest ustawiany za pomocą dwurzędowego bloku przełączników DIL na przedniej części modułu IM 153-2, kodując adres w systemie binarnym.

Dopuszczalne adresy to od 1 do 125 (adresy 0 i 126 są zarezerwowane; 127 jest dla rozgłoszeń diagnostycznych).

Adres staje się aktywny natychmiast po włączeniu zasilania — nie ma potrzeby ponownego włączania zasilania po zmianie przełącznika.

Adres ustawiony na module musi odpowiadać adresowi przypisanemu do tego urządzenia podrzędnego DP w konfiguracji sprzętowej mastera S7 (STEP 7 HW Config lub odpowiednik TIA Portal).

P3: Czy 6ES7153-2AA02-0XB0 obsługuje wymianę modułów wejść/wyjść pod napięciem (hot swapping)?

IM 153-2 obsługuje wymianę modułów pod napięciem dla modułów sygnałowych w szafie ET 200M, pod warunkiem, że używane moduły sygnałowe są dopuszczone do tej funkcji.

Gdy moduł sygnałowy jest usuwany podczas pracy, IM 153-2 zgłasza gniazdo jako puste do mastera DP, a program mastera DP obsługuje brakujący moduł zgodnie z skonfigurowaną reakcją diagnostyczną.

Po włożeniu modułu zamiennego, IM 153-2 go rozpoznaje i wznawia wymianę danych dla tego gniazda. Nie wszystkie moduły S7-300 obsługują hot swap — dokumentacja modułu musi być sprawdzona dla każdego konkretnego typu przed poleganiem na tej funkcji w działającej instalacji.

P4: Moduł jest wymieniony jako obsługujący klasyfikację ATEX Cl.I Div.2 / II 3G EEx nA II T4. Co to oznacza dla użytkowania w atmosferach potencjalnie wybuchowych?

Atest ATEX oznacza, że 6ES7153-2AA02-0XB0 może być instalowany w strefach zagrożonych wybuchem strefy 2 (atmosfery gazowe) i obszarach klasy I dywizji 2 (odpowiednik północnoamerykański). Klasyfikacja strefy 2 / dywizji 2 dotyczy sytuacji, gdy palny gaz nie występuje normalnie, ale może pojawić się w warunkach nienormalnych.

Klasyfikacja EEx nA wskazuje, że moduł nie iskrzy podczas normalnej pracy i nie zawiera styków iskrzących, które mogłyby zapalić atmosferę zagrożoną wybuchem.

Ten atest pozwala na instalację stacji ET 200M bliżej niebezpiecznych urządzeń procesowych bez konieczności stosowania obudów z przedmuchem lub pod ciśnieniem, z zastrzeżeniem warunków instalacji określonych w certyfikacie KEMA.

P5: Czy IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0) może być również używany jako moduł interfejsu w DP/PA Link lub Y-Link?

Nie. 6ES7153-2AA02-0XB0 (wariant IM 153-2AA) jest przeznaczony wyłącznie do bezpośredniego użytku w stacji ET 200M. Warianty IM 153-2BA (np. 6ES7153-2BA02-0XB0, 6ES7153-2BA10-0XB0) to moduły certyfikowane do użytku jako moduły interfejsu w architekturach DP/PA Link i Y-Link, a także obsługujące do 12 modułów sygnałowych na stację (w porównaniu do 8 dla tego wariantu).

Przy wyborze IM 153-2 do integracji z DP/PA Link lub Y-Link należy określić serię -2BA.