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西门子PLC分布式IO ET200SP的CPU模块

 

一、概述

西门子PLC S7-1500系列，为中大型自动化控制系统提供了解决方案。在这种自动化控制系统中，特点是设备众多，控制点分散，通讯距离远，因此在控制系统中需要运用分布式I/O模块。通过分布式I/O组成的控制系统，为用户解决了诸如需要远距离敷设电缆，通讯中断，控制方式不合理等问题。而分布式I/O模块ET200SP也有自己的CPU模块，下面就对ET200SP的CPU模块做一个简介，让用户对西门子分布式I/O模块进行配置时参考。

二、西门子PLC分布式I/O ET200SP的CPU模块

西门子PLC S7-1500系列在使用过程中，用户根据需求有时会配置分布式I/O ET200SP来进行扩展，而ET200SP具有CPU模块，介绍如下：

1. CPU 1510SP-1 PN/CPU 1512SP-1 PN

这款CPU与西门子PLC S7-1500的CPU 1511-1 PN和CPU 1513-1 PN具有相同的功能，表现在以下几个方面：

（1）直接连接 ET 200SP I/O，具有体积小，使用灵活，接线方便等特点

（2）运行中可以更换多个模块，即具有热插拔功能

（3）带有 3 个交换端口的 PROFINET 接口，其中1个接口是集成接口，另外2个接口是通过总线适配器来实现）

2. CPU 1515SP PC开放式控制器

这个控制器的配置是使用双核1 GHz, AMD G Series APU T40E 处理器，2G/4G 内存，使用8G/16G Cfast 卡作为硬盘，Windows 7 嵌入版32 位或64 位操作系统，同时还具有下面这些特征：

（1）1个千兆标准以太网接口，3个USB2.0，1个DVI-I接口

（2）预装西门子PLC S7-1500 软控制器CPU 1505S，可选择预装WinCC 高级版 Runtime

（3）完整支持ET 200SP I/O 模块

（4）通过总线适配器可以扩展1个PROFINET 接口，即2口的交换机

（5）通过ET 200SP CM DP 模块可以支持PROFIBUS DP通讯

（6）可通过ODK 1500S，使用高级语言C/C++ 进行二次开发

三、总结

综上所述，西门子PLC分布式I/O单元ET200SP为西门子PLC S7-1500提供了很好的扩展功能。ET200SP还为用户提供了CPU模块，使得用户可以更好的对控制系统进行操作，用户可以根据本文中提供的方法配置ET200SP模块，来实现对多个设备的控制。如果用户需要更多的了解和使用西门子PLC系列，我们也会更好的提供相关技术支持。

西门子ET200SP配套力传感器模块AI2XSG测试

 

1. 先看一下模块。如下图：

模块15mm宽，非常小。可以接两路称重传感器信号，支持4线制和6线制。

2. 连接CPU，此处使用CPU 1510SP-1PN。如下图：

此处连接了3只200Kg应变式称重传感器，通过接线盒，采用4线制进AI模块。

3. 测试用称重测试台。如下图：

农夫山泉将用来代替砝码，实测重量4.68Kg。
4. 硬件组态。如下图：

5. 参数配置。如下图：

参数比较简单，把诊断都勾上，后续程序中必须要用进去，接线方式和灵敏度根据实际情况选择。

需要注意的是：

a. 使用电源频率滤波反而可能会导致信号不稳定，此处已禁用。
b. 下面那些滤波器勾与不勾，在EMC环境良好的情况下，没有明显效果。

6. 做一个用砝码标定的程序。创建一个FB块，定义接口。如下图：

7. 编写程序。如下图：

8. 调用FB，测试一下。如下图：

管脚说明，特别说明如下，其它功能看接口定义：

a. Tare-去皮

b. Weight-标定用砝码重量，根据传感器满量程和灵敏度选用

c. AD_RT-从AI模块读到的实时AD值，位数比较多，使用中可以适当截取

9. AI2SG模块映象输入地址定义。如下图：

可以看到AD转换后是一个双字，对应的数值是100000000。

该值和灵敏度无关，都是这个数，和WP231是不同的，其不同灵敏度对应不同数值。

10. 另外也可以做一个免标定程序，主要根据传感器特性和数量。如下图：

此种方法精度稍差，所以程序内容就不展示了。

需要注意的是，该AI2XSG模块给桥供电电压是4.85V，如果灵敏度是2mV/V的话，满量程电压将是9.7mV，对应100000000。4.85VDC会有衰减，所以需要补偿。

还有一个就是传感器满量程和数量一定要根据实际情况输入。

西门子PLC ET200M通讯故障分析

西门子PLC S7-300和S7-400系列，常用在中大型自动化控制系统中。由于大型控制系统中设备较多，控制点数较多，因此在控制系统中经常会配置分布式I/O ET200M。用户通过ET200M可以灵活的对系统进行配置和扩展，但是在应用过程中，有时会出现ET200M与主控制PLC之间通讯异常情况。

1. 检查DP通讯电缆和DP接头是否有问题，DP接头是否正确连接。如果系统中有多个ET200M，需要将个和一个DP接头的终端电阻拨到ON，其他的DP接头的终端电阻拨到OFF。

2. 检查ET200M的电源是否正常，主控制PLC和ET200M之间需要接口模块IM153来进行通讯连接。这是需要确认IM153模块的24V供电是否正常，是否有电压不足的情况出现。

3. 每一个远程分布式I/O ET200M都有一个固定的通讯地址，这个地址在硬件IM153上是拨码开关的形式，而在软件组态中，需要注意软件中的地址设定要和拨码开关的地址一致，另外系统中的所有地址不能出现重复的情况。

4. 由于通讯的长度和通讯的波特率有对应关系，在通讯距离较长的情况下，通讯波特率不能过高。这时候用户可以适当降低系统的通讯速率，以提高通讯过程的稳定性。

5. 主控PLC可分布式I/O模块ET200M之间的通讯电缆附近是否有干扰源，如：变频器，大功率电机等。这些干扰源会对通讯过程造成影响，用户在进行电缆布线时，需要考虑干扰的情况。

冗余系统中ET 200M接口模块IM153-2的兼容性

1. 用于冗余设计的ET 200M接口模块IM153-2概述将ET 200M远程I/O连接到PROFIBUS DP现场总线时，需要使用IM153-2接口模块（电气PROFIBUS DP传输）或IM153-2 FO接口模块（光纤PROFIBUS DP传输）。根据现场总线的组态（单一/冗余），可通过使用一个标准接口模块或两个冗余接口模块来连接ET 200M远程I/O站。本文主要内容适用于ET 200M接口模块IM153-2的冗余设计。

1.1 用于冗余连接的ET 200M的典型组成典型的用于冗余连接的ET 200M远程I/O站如下图所示。

图1 ET 200M的典型组成

一个典型用于冗余连接的ET 200M远程I/O站包括：□ 1个用于热插拔的IM/IM总线模块□ 2个PROFIBUS DP IM153-2高性能接口模块□ 1个用于热插拔的DIN导轨□ 1个或2个（冗余）电源模块（对于装置使用集中24V DC电源时可省略）□ 多12个I/O模块，用于连接传感器或执行器□ 若干用于热插拔的IO模块总线模块

1.2 现有冗余设计的IM153-2及供货情况用于冗余设计的IM153-2接口模块有IM153-2AA02、IM153-2BA00、IM153-2BAx1、IM153-2BAx2几种型号，目前的型号是IM153-2BAx2。

IM153-2 接口模块	产品供货
6ES7 153-2AA02-0XB0	产品取消
6ES7 153-2BA00-0XB0	停止供货
6ES7 153-2BA01-0XB0	停止供货
6ES7 153-2BA02-0XB0	准许供货
6ES7 153-2BA81-0XB0	产品取消
6ES7 153-2BA82-0XB0	准许供货

表1 现有冗余设计的IM153-2及供货情况注： 产品取消——只能在更换故障零件时才能够订购该产品，且订购时须返还故障的模块。停止供货——不再供应该产品的备件，也不能进行维修。不提供关于这些产品的咨询与服务。

1.3 各版本IM153-2接口模块的功能在属性和功能方面，IM 153-2BAx2 接口模块与其早期版本完全兼容。下表列出常用功能的兼容表。

IM153-2 (应用)  订货号	IM153-2 (6ES7 153-.....-0XB0)
-2AA02-	-2BA00-	-2BAx1-	-2BAx2-
接口模块后可接12个模块	－	－	－	×
在运行期间更换模块	×	×	×	×
RUN 模式下的系统修改	×	×	×	×
通过 PROFIBUS DP更新	－	×①	×	×
通过MMC卡更新	×	×	－	－

“×”表示支持； “－”表示不支持。表2 各版本冗余IM153-2的常用功能注： ①当使用总线模块 IM/IM 6ES7195-7HD00-0XA0 进行操作时，不支持该功能。更多功能的兼容性关系请参考《ET 200M IM153-2接口模块化 产品信息》 简介 IM153-2各版本的兼容性 。

《ET 200M IM153-2接口模块化 产品信息》条目号: 2626977226269772

1.4 接口模块IM153-2的冗余套件IM153-2冗余套件可以用于在AS412H、AS414H或AS417H容错自动化系统上运行ET 200M站。套件中包括：□ 1个用于热插拔的IM/IM总线模块（订货号为6ES7 195-7HD10-0XA0）□ 2个PROFIBUS DP IM153-2高性能接口模块（订货号为6ES7 153-2BA02-0XB0）当前IM153-2冗余套件的订货号为6ES7 153-2AR03-0XA0。

2. 组态新版本IM153-2接口模块的软件要求在一个新项目中，组态相应型号的IM153-2的接口模块时，对STEP 7软件或PCS 7软件的版本有相应要求。下表列出了用于冗余设计的新版本IM153-2接口模块与STEP 7 / PCS 7软件之间的兼容性。

订货号	STEP 7的版本支持	PCS 7的版本支持
6ES7 153-2BA00-0XB0	STEP 7 V5.2及以上	PCS 7 V6.0及以上
6ES7 153-2BAx1-0XB0	STEP 7 V5.4及以上	PCS 7 V7.0及以上
HSP(0085)
6ES7 153-2BAx2-0XB0	STEP 7 V5.4 + SP3及以上	PCS 7 V7.0 + SP3及以上
HSP(0149)

表3 IM153-2接口模块与STEP 7 / PCS 7软件之间的兼容性

3. 各版本IM153-2接口模块与总线模块的兼容性在属性和功能方面，新版本的IM153-2接口模块与其早期版本完全兼容。但使用时需要注意接口模块与总线模块的兼容性关系。下表列出了各版本IM153-2与总线模块的兼容性。

IM153-2 接口模块	IM/IM总线模块
6ES7 195-7HD00-0XA0	6ES7 195-7HD10-0XA0
6ES7 153-2AA02-0XB0	×	－
6ES7 153-2BA00-0XB0	×	×
6ES7 153-2BA01-0XB0	×	×
6ES7 153-2BA02-0XB0	×	×
6ES7 153-2BA81-0XB0	×	×
6ES7 153-2BA82-0XB0	×	×

“×”表示兼容； “－”表示不兼容。表4 各版本IM153-2与总线模块的兼容性

4. 各版本IM153-2接口模块之间的兼容性互为冗余的两个IM153-2接口模块之间必须保证完全一致，即订货号、硬件版本和固件版本完全一致。在此前提下，各版本IM153-2之间的兼容性①可以参考下表。

IM153-2 (应用)  订货号	IM153-2 (组态)  订货号(6ES7 153-.....-0XB0)
-2AA02-	-2BA00-	-2BA01-	-2BA02-	-2BA81-	-2BA82-
6ES7 153-2AA02-0XB0	×	－	－	－	－	－
6ES7 153-2BA00-0XB0	×	×	－	－	－	－
6ES7 153-2BA01-0XB0	×	×	×	－	－	－
6ES7 153-2BA02-0XB0	×	×	×	×	－	－
6ES7 153-2BA81-0XB0	×	×	×	－	×	－
6ES7 153-2BA82-0XB0	×	×	×	×	×	×

“×”表示兼容； “－”表示不兼容。表5 各版本IM153-2之间的兼容性注： ① 这里列出的兼容性是指备件兼容，即可以在组态中组态旧版本的模块，并使用新版本的模块。在满足3. 各版本IM153-2接口模块与总线模块的兼容性 的条件下，兼容的IM153-2可以作为旧版本IM153-2的备件。但不同版本的IM153-2不可以混合使用。

5. 用于冗余设计的IM153-2接口模块在更换过程的注意事项冗余系统中，IM153-2接口模块可以在线更换。当需要更换IM153-2接口模块时，可以根据实际情况选择下面两种更换方式。□ 不掉站更换IM153-2接口模块ET 200M在非冗余的工作模式下进行IM153-2接口模块的更换，更换完成后可再次进入冗余工作模式。此时使用与当前正常工作的IM153-2接口模块完全一致的备件进行更换。□ 掉站/停机更换IM153-2接口模块ET 200M在暂时移除该从站或系统停机维护时进行IM153-2接口模块的更换。若系统仍然运行时，更换过程中该站的IO模块无法访问。此时可以使用与组态IM153-2接口模块兼容的冗余备件进行更换。以上两种方式在更换过程中应注意以下几点：(1) 更换前应先将对应的IM153-2模块断电。(2) 在不停机更换过程中，要确保CPU已经装载了有关的防停机错误诊断OB。(3) 保证更换后互为冗余的IM153-2模块完全一致，即订货号、硬件版本和固件版本都一致。注： IM153-2接口模块的固件版本应参考在线固件版本。关于查看在线固件版本的方法，可参考附录 如何在线查看IM153-2接口模块信息 。关于如何进行固件版本的升级，可参考如下链接和文档