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ET 200SP分布式I/O系统的基座

大贺工作室 2021-09-12
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      PROFINET技术包括PROFINET IO技术和PROFINET CBA技术。其中,前者是工业现场使用比较多的技术

PROFINET IO系统是一种分布式的控制系统,它采用生产者/消费者模型进行数据交换,包括三种角色:IO控制器(IO Controller)、IO设备(IO Device)和IO监视器(IO Supervisor),其中:

  • IO控制器:PROFINET IO系统的主站,一般来说是PLC的CPU模块。IO控制器执行各种控制任务,包括:执行用户程序、与IO设备进行数据交换、处理各种通信请求等;

  • IO设备:PROFINET IO系统的从站,由分布于现场的、用于获取数据的IO模块组成;

  • IO监视器:IO监视器用来组态、编程,并将相关的数据下载到IO控制器中,还可以对系统进行诊断和监控。最常见的IO监视器是用户的编程电脑;

IO控制器即可以作为数据的生产者,向组态好的IO设备输出数据;也可以作为数据的消费者,接收IO设备提供的数据;对于IO设备也与此类似,它消费IO控制器的输出数据,也作为生产者,向IO控制器提供数据;一个PROFINET IO系统至少由一个IO控制器和一个IO设备组成,通常IO监视器作为临时角色进行调试或诊断;

举个例子:一个CPU1515和一个ET200SP(比如,IM 155-6 PN ST)的分布式子站就可以构成一个PROFINET IO系统,其中CPU1515是IO控制器,ET200SP是IO设备;在PROFINET IO系统中,IO控制器A也可以作为另一个IO控制器B的IO设备,这种情况下,IO控制器A也称为智能设备。

PROFINET IO设备模型

PROFINET IO设备定义了一种基于槽(slot)的设备模型,如下图所示:

第0号槽是设备接口模块,比如ET200SP的IM155-6 ST模块;设备接口模块有PN接口,用来连接IO控制器;

从第1号槽开始,是设备的IO模块;IO模块获取外部的输入/输出数据,并与设备接口模块进行交换,从而将数据发送到IO控制器或者接受IO控制器的指令;

IO设备还需要提供数据记录的功能,每个数据记录都有相应的索引(Index)。通过在读取数据记录指令RDREC中指定相应的索引值,就可以读取相关的数据记录(非循环数据),比如读取模块的诊断信息;同样的,也可以使用WRREC指令将相应的数据写入到IO设备的数据记录中。


基座(BaseUnit)基座也称为底座,它上面可以插接信号模块(比如:DIDOAIAO、工艺模块等),左侧可以插接到接口模块或其它基座上。用户可以根据实际情况将多个基座插接起来,从而实现模块化设计。

ET200SP的基座有很多分类的方法,首先我们直观地从颜色上分为两类:白色和灰色。区分颜色的原因在于它们的电气特性不同,即:白色基座会创建新的电位组,而灰色基座使用其左侧的电位组。如下图所示:

所谓“创建新的电位组”,是指白色基座与其左侧的基座模块在电气上是隔离的,必须为其供电才能工作;

而灰色基座使用其左侧的电位组,是指它在电气上与左侧基座模块上连接,通过左侧模块供电;

根据基座宽度的不同,ET200SP的基座分为15mm和20mm两种。其中15mm基座包括:A0和A1两种;20mm基座包括:B0、B1、C0、C1、D0、F0和U0等7种。

A0基座适用于大部分的数字量输入/输出、模拟量输入/输出模块、工艺模块及故障安全模块,但以下模块除外:

§ DI4x120..230VAC ST(需要使用B1基座);

§ DQ4x24..230VAC/2A ST(需要使用B1基座);

§ DQ4x24..230VAC/2A HF(需要使用B1基座);

§ RQ4x120VDC-230VAC/5A NO ST(需要使用B0或B1基座);

§  RQ 4x120VDC-230VAC/5A NO MA ST(需要使用B0或B1基座);

§ F-PM-E24VDC/8A PPM ST(需要使用C0基座);

§ F-RQ1x24VDC/24..230VAC/5A(需要使用F0基座);

§ CM AS-iMaster ST(需要使用C0基座);

§ F-CM AS-iSafety ST(需要使用C0或C1基座);

§ TM Pulse2x24V(需要使用B1基座);

A0A1基座的区别在于:A1基座内部集成了热电偶温度补偿功能,许多模拟量模块既可以使用A0基座,也可以使用A1基座。对于需要温度补偿的,建议使用A1基座;

A0A1每种类型还包括带辅助端子和不带辅助端子两种。辅助端子可用于供电、接地及其它用户自定义的功能。

基座接线端子的针脚定义由它所插接的模块决定。下面这张图是不带辅助端子的、白色、A0基座内部示意图:

其中:

①背板总线;

②插接的I/O模块;

③基座接线端子。其中L+为正极,M为负极;该模块形成新的点位组,与左侧基座电气隔离;

④电源连接器,用来给右侧基座供电;

⑤辅助端子连接器,用来连接右侧基座的辅助端子。


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