益阳西门子PLC代理商

概述

ET 200iSP 是一种模块化、本安型 I/O 系统，防护等级为 IP30，可以在环境温度范围为 -20 至 +70 °C 的气体和粉尘环境中运行。它已针对与 SIMATIC PCS 7 和 SIMATIC S7 配合使用进行了优化，但也可以通过 GSD文件集成在其它系统中，如 SIMATIC S5。

根据 ATEX 指令 2014/34/EU，可以将 ET200iSP 远程 I/O 站直接安装在防爆区域 Zone 1、2、21 或 22 中以及非危险区域内。必要时，还可以在 zone 0 或 20 中安装本安传感器、执行器和 HART 现场设备。

ET 200iSP 采用模块化设计，可根据相应的自动化任务，通过各种组态和灵活扩展调整远程 I/O 站。为了提高工厂利用率，站的压力封装电源和本安型 PROFIBUS DP 连接 (RS 485-iS) 也可以采用冗余设计。

采用硬编码和自动插槽编码的现代架构支持不使用电子模块进行预接线，在没有*证书的情况下对各模块进行简单而可靠的热插拔，以及运行中的组态 (CiR)。

除了用于实现过程工艺（基本过程控制）自动化的模拟量和数字量 I/O 模块之外，该系列电子模块还包含用于实现安全应用的故障安全 F-I/O 模块。各种类型的电子模块可以在站内混合布置。完备的诊断选择，促进了试运行和故障解决

设计

ET 200iSP 分布式 I/O 系统的主要部件：

端子扩展模块
安装在 S7‑300 导轨上；以用于连接电源、接口、电子器件、监测模块和备用模块并用于预布线

带适用于危险环境中的蓝色螺旋型或弹簧承载型端子

带适用于非危险环境中的黑色螺旋型端子

电源装置
1 个或 2 个（冗余）电源模块 PS，带用于 24 V DC 和 120/230 V AC 供电的正压外壳。

接口模块
1 个或 2 个（冗余）IM 152 接口模块，用于将站连接到 PROFIBUS DP

电子模块（2 个/4 个/8 个通道）：多 32 个（任何组合）

数字量电子模块 (DI，DO)

模拟量电子模块 (AI，AO)

安全型电子模块（F-DI、F-DO 和 F-AI）

模块

附件

占位模块，用于为任意电子模块预留插槽

端子模块（包含在 PROFIBUS 接口的端子模块的供货范围内）

带可打印标签带的标签纸

用于插槽编号的标签

装配

组装快速而简单：

将终端模板卡到 S7‑300 导轨上

使用弹簧型端子或螺钉型端子将过程信号电缆预接到端子模块上

插入电源、接口和电子模块，*使用附加工具

扩展限制

在带 32 个电子模块的大组态中，站宽度为 107 cm。

每个站可用电子模块的大数目是有限的，具体取决于完成自动化任务所需的模块的电流消耗。但是，在不受限制的情况下，多可使用 16 个电子模板。

不锈钢外壳

如果将 ET 200iSP 在危险区域中使用，则必须将其安装在防爆外壳中，其防护等级至少为 IP54。在“不锈钢外壳”一节中介绍了防护等级为 IP65 的外壳。

出色的设计特色

可以不使用电子模块，事先安装和测试接线（独立接线）

借助机械和电子系统的隔离以及独立的过程连线，可以快速、轻松地换电子模块

**将电子模块插入到端子模块中时进行机械编码，可防止替换模块连接错误

可以在没有消防证书的情况下，对电源模板和电子模板进行热插拔

集成

分布式 ET 200iSP 远程 I/O 站通过 PROFIBUS DP 连接到自动化系统（控制器），可使用隔离变压器（RS 485-iS 耦合器）作为隔板以本安方式将其连接到 Ex-zone 1。数据传输速度高可达到 1.5 Mbps。ET 200iSP 远程 I/O 站可以作为 DP V0 从站或 DP V1 从站连接到控制器。

ET 200iSP 远程 I/O 站使用标准驱动程序块集成到 SIMATIC PCS 7 过程控制系统中。

现有标准诊断驱动程序处理由内部或外部故障（如断线或短路）产生的诊断消息以及主操作员站和 SIMATIC PCS 7 维护站的连接 HART 现场设备的状态消息。

供应商特定信息和维护数据能够以防止电源故障的方式保存在电子模块上。

组态

在 SIMATIC S7/SIMATIC PCS 7 环境中，可通过 HW Config 对 ET 200iSP 站进行组态和参数设置。借助于 PROFIBUS DP 路由，可通过 SIMATIC PDM 直接访问 ET 200iSP 上的 HART 现场设备。使用过程设备管理器 (SIMATIC PDM)，也可以设置 ET 200iSP 站和 HART 现场设备的参数。

也可以通过系统功能 CiR（运行中进行组态）来组态 SIMATIC PCS 7 并可以在运行期间改组态：

添加 ET 200iSP 站

将模块添加到 ET 200iSP 站中

重新组态模块

用 SIMATIC PDM 对连接的 HART 现场设备设置参数

低软件要求

SIMATIC PCS 7 环境：SIMATIC PCS 7 版本 6.1

SIMATIC S7 环境：SIMATIC STEP 7 V5.3+SP1（含硬件支持包 (HSP)）或 SIMATIC STEP 7 (TIA Portal)

新 SIMATIC PDM 版本用于组态 HART 现场设备。

通过三方系统和旧的 SIMATIC PCS 7/STEP 7 版本进行组态

站的设计（组态）应根据 GSD 文件并通过 PROFIBUS DP 网络来发布。

组态时需使用过程设备管理器 SIMATIC PDM。例如，过程设备管理器可用来定义模拟量模块的报警限值、数字量模块的信号编码器以及用于输出模拟值及模拟量 HART 模块的 HART 命令的设置。

1 概述

随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。

 

2 电磁干扰源及对系统的干扰

2.1 干扰源及干扰一般分类

影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

 

2.2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源

2.2.1 来自空间的辐射干干扰

空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

 

2.2.2 来自系统外引线的干扰

主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。

（1）来自电源的干扰

实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后换隔离性能高的PLC电源，问题才得到解决。

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，**隔离是不可能的。

（2）来自信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。

（3）来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。

PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将大。

此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

6ES72111BE400XB0	CPU 1211C   AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111AE400XB0	CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111HE400XB0	CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72121BE400XB0	CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121AE400XB0	CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121HE400XB0	CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72141BG400XB0	CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141AG400XB0	CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141HG400XB0	CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72151BG400XB0	CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72151AG400XB0	CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72151HG400XB0	CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72171AG400XB0	CPU 1217C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO

2.2.3 来自PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

 

3 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计

为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。

PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具有情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时，应主要以下两个方面。

 

3.1 设备选型

在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（EMC），尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品要注意：我国是采用220V高内阻电网制式，而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求高，在国外能正常工作的PLC产品在国内工业就不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（GB/T13926）合理选择。

 

3.2 综合抗干扰设计

主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括：对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是原理动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还必须利用软件手段，进一步提高系统的性。