Các mô-đun giao diện 6ES7153-2AA02-0XB0 6ES7153-2AA02-0XB0

Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 | SIMATIC ET 200M IM 153-2 Mô-đun Giao tiếp — PROFIBUS DP 12 Mbit/s, Lên đến 8 Mô-đun S7-300, Dự phòng, Đánh dấu thời gian 10ms, 24VDC

Tổng quan

Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 là IM 153-2 — mô-đun giao tiếp xác định mọi trạm ET 200M I/O phân tán.

Nếu không có nó, một khung ET 200M chỉ là một tập hợp các mô-đun I/O không có nơi kết nối; với nó, khung trở thành một thiết bị slave PROFIBUS DP hoạt động đầy đủ, trao đổi dữ liệu quy trình một cách chủ động với bộ điều khiển S7 trung tâm trên khoảng cách lên đến giới hạn chiều dài cáp PROFIBUS ở tốc độ dữ liệu đã cấu hình.

Hệ thống ET 200M được thiết kế cho các tình huống mà một máy hoặc quy trình được điều khiển tập trung có các điểm I/O nằm rải rác trên một khu vực vật lý rộng — quá xa để đi dây kinh tế đến một khung trung tâm, nhưng đủ gần theo nhóm để hưởng lợi từ một vỏ bọc cục bộ được chia sẻ.

Mỗi trạm ET 200M xử lý một cụm điểm I/O vật lý: nó kết nối với các cảm biến và bộ truyền động gần đó, xử lý tín hiệu của chúng thông qua các mô-đun tín hiệu tương thích S7-300 trong khung của nó và trao đổi dữ liệu quy trình kết quả với bộ điều khiển qua một cáp PROFIBUS DP duy nhất.

IM 153-2 là mô-đun quản lý trao đổi này — thiết lập giao thức slave PROFIBUS DP, đồng bộ hóa truyền dữ liệu với chu kỳ thăm dò của master DP và xử lý báo cáo chẩn đoán cho bộ điều khiển biết trạng thái của từng mô-đun trong khung.

Phiên bản 6ES7153-2AA02-0XB0 hỗ trợ tối đa tám mô-đun tín hiệu cho mỗi trạm ET 200M.

Đây là dung lượng tiêu chuẩn cho hầu hết các ứng dụng ET 200M — đủ để chứa sự kết hợp của các mô-đun đầu vào kỹ thuật số, đầu ra kỹ thuật số, đầu vào tương tự và đầu ra tương tự bao phủ một cụm I/O hoàn chỉnh mà không yêu cầu trạm thứ hai.

Khối địa chỉ đầu vào 128 byte / đầu ra 128 byte của nó mở rộng một cách tự nhiên với cấu hình tám mô-đun ở các chiều rộng mô-đun điển hình.

Thông số kỹ thuật chính

Dự phòng — IM 153-2 Xử lý Chuyển đổi Lỗi Như Thế Nào

Một trong những khả năng của IM 153-2 tách biệt nó với các mô-đun giao tiếp đơn giản hơn là hỗ trợ dự phòng.

Trong cấu hình ET 200M dự phòng, hai mô-đun IM 153-2 được lắp đặt trong cùng một khung ET 200M — một hoạt động và một dự phòng.

Cả hai đều kết nối với cùng một cáp PROFIBUS DP (hoặc với hai cáp DP riêng biệt trong cấu hình bus dự phòng), nhưng chỉ mô-đun hoạt động xử lý trao đổi dữ liệu tuần tự tại bất kỳ thời điểm nào.

Nếu IM 153-2 hoạt động bị lỗi — do lỗi phần cứng bên trong, gián đoạn nguồn điện hoặc mất liên lạc PROFIBUS trên cáp của nó — mô-đun dự phòng phát hiện lỗi thông qua việc giám sát liên tục trạng thái của mô-đun hoạt động và chuyển sang chế độ hoạt động.

Việc chuyển đổi này diễn ra mà không mất dữ liệu quy trình và trong giới hạn được xác định bởi bộ hẹn giờ watchdog của master DP.

Các mô-đun I/O trong khung tiếp tục hoạt động trong quá trình chuyển đổi; IM 153-2 hoạt động mới ngay lập tức tiếp tục trao đổi dữ liệu tuần tự với master PROFIBUS DP.

Đối với các nhà máy quy trình và máy móc quan trọng, nơi lỗi trạm I/O có nghĩa là ngừng hoạt động nhà máy, cấu hình IM 153-2 kép thường là yêu cầu tiêu chuẩn trong đặc tả thiết kế hệ thống.

Chi phí của hai mô-đun IM 153-2 là nhỏ so với chi phí dừng sản xuất không mong muốn do một điểm lỗi duy nhất trong cơ sở hạ tầng I/O.

Đánh dấu thời gian — Ghi lại Sự kiện với Độ phân giải 10ms

Chức năng đánh dấu thời gian của IM 153-2 ghi lại thời gian chính xác của các thay đổi trạng thái đầu vào kỹ thuật số — cạnh lên và cạnh xuống — với độ chính xác lên đến 10ms.

Điều này tách biệt với trao đổi dữ liệu quy trình thông thường: mô-đun duy trì bộ đệm sự kiện nội bộ (15 bộ đệm, tối đa 20 thông báo mỗi bộ) lưu trữ các sự kiện được đánh dấu thời gian, mà master DP đọc không theo chu kỳ. Tham chiếu thời gian sử dụng định dạng thời gian Internet RFC 1119, được đồng bộ hóa với đồng hồ của bộ điều khiển SIMATIC.

Đánh dấu thời gian phục vụ nhiều mục đích kỹ thuật.

Trong phân tích sự kiện quan trọng về an toàn — xác định đầu vào nào thay đổi trước sau một sự cố quy trình, hoặc tái tạo trình tự các sự kiện dẫn đến máy dừng — dấu thời gian có độ phân giải mili giây cung cấp cơ sở thực tế mà dữ liệu quét tuần tự thô (chỉ cho bạn biết trạng thái vào cuối mỗi lần quét) không thể cung cấp.

Phân tích sự cố quy trình, nhật ký sự kiện giám sát năng lượng và ghi lại thời gian bắt đầu/dừng lô là các ứng dụng khác mà chức năng đánh dấu thời gian ghi lại dữ liệu mà chương trình điều khiển không thể tạo ra một mình.

Lên đến 128 đầu vào kỹ thuật số trên trạm ET 200M có thể được đánh dấu đồng thời, với các sự kiện cạnh lên và cạnh xuống được truyền đi theo chu kỳ báo cáo 1000ms.

Chức năng này có sẵn với cấu hình 8 mô-đun tiêu chuẩn của 6ES7153-2AA02-0XB0.

Dịch vụ PROFIBUS — SYNC, FREEZE và Trao đổi Dữ liệu Trực tiếp

Ngoài I/O tuần tự master-slave cơ bản, IM 153-2 hỗ trợ ba dịch vụ mở rộng PROFIBUS DP cung cấp khả năng đồng bộ hóa và giao tiếp bổ sung:

SYNC buộc tất cả các mô-đun đầu ra trong trạm ET 200M cập nhật đầu ra của chúng đồng thời theo lệnh SYNC từ master DP, bất kể dữ liệu đầu ra riêng lẻ đến qua bus vào thời điểm nào.

Điều này được sử dụng trong các ứng dụng máy móc nơi nhiều kênh đầu ra phải chuyển đổi cùng một lúc — kích hoạt đồng thời nhiều trục hoặc nhóm van trong một trình tự phối hợp.

FREEZE khóa tất cả các mô-đun đầu vào trong trạm ET 200M để ghi lại trạng thái đầu vào của chúng đồng thời theo lệnh FREEZE từ master.

Trạng thái khóa được giữ cho đến khi master đọc dữ liệu đã đóng băng và giải phóng khóa.

Để đo trạng thái của nhiều kênh đầu vào tại một thời điểm xác định — cảm biến vị trí trên nhiều trục, hoặc trạng thái của dây chuyền sản xuất tại một sự kiện cụ thể — FREEZE cung cấp khả năng đồng bộ hóa thời gian mà việc đọc tuần tự thông thường không thể đảm bảo.

Trao đổi dữ liệu trực tiếp (slave-to-slave) cho phép một slave ET 200M xuất dữ liệu đầu vào của nó trực tiếp vào không gian địa chỉ của một slave DP khác mà không cần master DP định tuyến dữ liệu. Điều này cho phép các đường dẫn dữ liệu từ cảm biến đến bộ truyền động với độ trễ tối thiểu, bỏ qua chu kỳ chương trình của master, hữu ích trong các vòng lặp điều khiển cục bộ quan trọng về an toàn và khóa máy phản ứng nhanh.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Mô-đun hỗ trợ tối đa 8 mô-đun S7-300. Các mô-đun chức năng (FM) và bộ xử lý truyền thông (CP) có thể được sử dụng ngoài các mô-đun tín hiệu không?

Có. Tám khe cắm mô-đun trong trạm ET 200M có thể chứa bất kỳ sự kết hợp nào của các mô-đun tín hiệu S7-300 (SM), mô-đun chức năng (FM) và bộ xử lý truyền thông (CP) được phát hành để sử dụng trong ET 200M.

Các mô-đun chức năng như FM 350-1/350-2 (đếm tốc độ cao) và FM 352 (bộ điều khiển cam) hoạt động trong ET 200M với cùng một tham số như trong khung S7-300 trung tâm.

Tổng số mô-đun — SM + FM + CP kết hợp — không được vượt quá tám cho mỗi trạm IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0).

Q2: Phạm vi địa chỉ PROFIBUS cho IM 153-2 là gì và nó được đặt như thế nào?

Địa chỉ PROFIBUS được đặt thông qua một khối công tắc DIL hai hàng ở mặt trước của mô-đun IM 153-2, mã hóa địa chỉ theo hệ nhị phân.

Các địa chỉ hợp lệ là từ 1 đến 125 (địa chỉ 0 và 126 được dành riêng; 127 dành cho quảng bá chẩn đoán).

Địa chỉ có hiệu lực ngay lập tức khi bật nguồn — không cần tắt nguồn sau khi thay đổi công tắc.

Địa chỉ được đặt trên mô-đun phải khớp với địa chỉ được gán cho slave DP này trong cấu hình phần cứng của master S7 (STEP 7 HW Config hoặc tương đương TIA Portal).

Q3: 6ES7153-2AA02-0XB0 có hỗ trợ tháo và lắp khi đang cấp nguồn (hot swapping) các mô-đun I/O của nó không?

IM 153-2 hỗ trợ thay thế mô-đun khi đang cấp nguồn cho các mô-đun tín hiệu trong khung ET 200M, với điều kiện các mô-đun tín hiệu cụ thể được sử dụng được phát hành cho chức năng này.

Khi một mô-đun tín hiệu bị tháo ra trong quá trình hoạt động, IM 153-2 sẽ báo cáo khe cắm là trống cho master DP, và chương trình của master DP sẽ xử lý mô-đun bị thiếu theo phản ứng chẩn đoán đã cấu hình của nó.

Khi một mô-đun thay thế được lắp vào, IM 153-2 sẽ nhận diện nó và tiếp tục trao đổi dữ liệu cho khe cắm đó. Không phải tất cả các mô-đun S7-300 đều hỗ trợ hot swap — tài liệu mô-đun phải được kiểm tra cho từng loại cụ thể trước khi dựa vào chức năng này trong một cài đặt trực tiếp.

Q4: Mô-đun được liệt kê là hỗ trợ phân loại ATEX Cl.I Div.2 / II 3G EEx nA II T4. Điều này có ý nghĩa gì đối với việc sử dụng trong môi trường có khả năng cháy nổ?

Sự chấp thuận ATEX có nghĩa là 6ES7153-2AA02-0XB0 có thể được lắp đặt trong khu vực nguy hiểm Zone 2 (khí dễ cháy) và khu vực Class I Division 2 (tương đương Bắc Mỹ). Phân loại Zone 2 / Div.2 áp dụng khi khí dễ cháy không có mặt bình thường nhưng có thể xảy ra trong điều kiện bất thường.

Phân loại EEx nA cho biết mô-đun không phát tia lửa trong hoạt động bình thường và không chứa các tiếp điểm phát tia lửa có thể gây cháy khí dễ cháy.

Sự chấp thuận này cho phép trạm ET 200M được lắp đặt gần thiết bị quy trình nguy hiểm hơn mà không yêu cầu vỏ bọc được làm sạch hoặc có áp suất, tùy thuộc vào các điều kiện lắp đặt được quy định trong chứng chỉ KEMA.

Q5: IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0) có thể được sử dụng làm mô-đun giao tiếp trong DP/PA Link hoặc Y-Link không?

Không. 6ES7153-2AA02-0XB0 (phiên bản IM 153-2AA) được thiết kế dành riêng cho việc sử dụng trạm ET 200M trực tiếp. Các phiên bản IM 153-2BA (ví dụ: 6ES7153-2BA02-0XB0, 6ES7153-2BA10-0XB0) là các mô-đun được chứng nhận để sử dụng làm mô-đun giao tiếp trong kiến trúc DP/PA Link và Y-Link, cũng như hỗ trợ tối đa 12 mô-đun tín hiệu cho mỗi trạm (so với 8 cho phiên bản này).

Khi chọn IM 153-2 để tích hợp DP/PA Link hoặc Y-Link, dòng -2BA phải được chỉ định.