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概述

SIMATIC ET200SP HA F IO Redundant Station 2PN

通过冗余 PROFINET 连接实现紧凑额设计、灵活的连接和高系统可用性：SIMATIC ET 200SP HA 分布式 I/O 系统**满足过程工业的要求。新设计允许每个站多有 56 个 I/O 模块。仅 22.5mm 宽的模块上可具有多 32 个通道，大限度节省了控制柜内的空间。

冗余 PROFINET 连接允许使用铜缆或光缆，经由两个独立网络连接高可用性控制器。使用各种可用的模块（如数字量和模拟量 I/O）以及 NAMUR、HART 和其它协议，可以逐步将系统扩展。所有 24燰 标准信号都通过相同类型的端子排进行连接，从而实现控制柜的高度标准化。

SIMATIC ET 200SP HA 适合在控制柜中使用以及用于高达 2 区的危险区域。所有部件都具有 -40 到 +70°C 宽温度范围并带有保护涂层，可直接在现场安装。

在工程组态方面，用户还将获益于无缝集成在 SIMATIC PCS 7 中。通过 SIMATIC ET 200SP HA 与**过程库相结合，还可进行灵活而简单的在线参数分配，并且每个通道可选择多 4 个 HART 变量。

优势

优点一览

可用性

PROFINET 接口上的冗余（S2 或 R1）

具有集成 I/O 冗余的端子排

在运行过程中热插拔

可在运行过程中执行站扩展

易于使用

带有*性接线的紧凑型模块

一个端子排用于所有 24 V 标准信号

采用插入式端子的免工具连接系统

紧凑型设计

结构紧凑，每个站多 56 个 I/O 模块

一个 22.5 cm 宽的模块上多有 32 个通道

系统集成的电源总线

无缝在 SIMATIC PCS 7 中的集成

PROFINET IO 通信标准

设计

采用 SIMATIC PCS 7 设计的 ET 200SP HA

易于处理，可用性高

SIMATIC ET 200SP HA 的**特点是安装和组装十分简单方便。由于新的端子布局和推入式连接技术，*工具即可接线。由于机械部件和电子部件相互分离，可不使用 I/O 模块而对站进行预接线，因此控制柜的配置为灵活。空模块可插在集成式端子排中并可随时方便地换。由于可在运行过程中进行站的扩展，在装置灵活性和可用性方面具有附加优点。

除了通过 PROFINET 接口冗余操作 SIMATIC ET 200SP HA 站之外，还可以冗余操作 I/O 模块。这是通过用于实现集成式 I/O 冗余的端子排实现的，非常经济有效且节省了大量空间。通过采用标准化端子排的新设计，只需一次操作即可简单完成冗余接线。

SIMATIC ET 200SP HA 分布式 I/O 系统的主要组件

SIMATIC ET 200SP HA 分布式 I/O 系统由以下组件组成：

装配导轨

在控制柜中安装 ET 200SP HA 站需要使用安装导轨。接口模块的 IM 载体模块、I/O 模块的载体模块以及服务模块安装到安装导轨上。

接口模块的 IM 载体模块

提供了两种 IM 载体模块：

用于 1 个接口模块的 IM 单载体模块，用于单一连接到 PROFINET

用于 2 个接口模块的 IM 冗余载体模块，用于冗余连接到 PROFINET

IM 155‑6 PN 接口模块和总线适配器

接口模块 PROFINET 实现 ET 200SP HA 站与 SIMATIC PCS 7 自动化系统（控制器）之间的通信。单独部件形式的总线适配器允许任意选择连接技术：

BA 2×RJ45:2 个用于连接带标准 RJ45 连接器的总线电缆的电气接口

BA 2×FC:用于直接连接 FastConnect 总线电缆的 2 个电气接口

BA 2×LC:2 个光纤端口用于光纤电缆

I/O 模块的载体模块和端子排

I/O 模块的插槽是通过连接载体模块和端子排而产生的。载体模块提供各模块的电气和机械连接；端子排包含用于连接传感器、执行器和其它装置的过程端子。

提供了两种载体模块，一个模块带有 2 个插槽，一个模块带有 8 个插槽，用于安装 I/O 模块。

可用端子排的选择决定了以下特性：

负载电压电源的类型

形成潜在组

所需的 I/O 模块的类型

I/O 模块的冗余配置

I/O 模块

提供了带有 8 或 16 个数字量通道（DI、DQ）和 8 或 16 个模拟量通道（AI、AQ）的模块作为 I/O 模块。也可提供一个继电器模块 (RQ) 和一个通用模拟量/数字量模块 (AI-DI/DQ)。

具有高 24燰燚C 信号电压的所有 I/O 模块也可以冗余使用。

如果不需要在插槽中插入 I/O 模块，或者插槽需要保留用于以后的扩展，则可以安装插槽盖。可以在插槽盖的插入代表已规划的 I/O 模块的标签条。

服务模块和电源总线盖

服务模块和电源总线盖让 ET 200SP HA 站的配置变得完整。电源总线盖为电源总线触点提供保护。

功能

主要功能

一体式 I/O 模块

22.5 mm 宽的模块上多有 32 个通道

每站大 56 个模块

非常适合现场的应用

安装在直至危险 2 区中

宽温度范围 -40 到 +70 °C

具有符合 NAMUR 建议 NE21 的高抗干扰性

所有部件上带有保护涂层

可在大 4000 米的海报高度上使用

支持的模块类型范围较广

16×AI、8×AO HART, 16×DI, 16×DO etc。

标准 I/O 端子排

适用于所有 24 V 信号 AI、AO、DI、DO

冗余配置

SIMATIC ET 200SP HA，基本冗余配置

如有必要，可通过冗余配置来提高 ET 200SP HA 分布式 I/O 的可用性。可实现许多不同配置（各种冗余配置也可以组合）：

介质冗余

带有 1 个接口模块的 ET 200SP HA 站连接到环型拓扑中的自动化站。该环网中的至少一个设备承担冗余管理器角色；其它设备为冗余客户机。该自动化站组态为 MRP 管理器。

如果环型拓扑终端，那么该系统中的 ET 200SP HA 站仍保持可用。

运行期间，可以执行以下功能之一：

连接和移除 ET 200SP HA 站

换 PROFINET 电缆

系统冗余

ET 200SP HA 站与冗余自动化系统相连。冗余使用的所有部件都连续运行。如果一个冗余伙伴出现故障，则通过转移主站角色或选择不同的通信路径来保持该功能。

如果一个 CPU 或一根 PROFINET 电缆出现故障，那么 ET 200SP HA 站仍保持可用。

运行期间，可以执行以下功能之一：

连接和移除 ET 200SP HA 站

换 PROFINET 电缆

换 CPU

I/O 冗余

若要配置 I/O 冗余，需要将两个同类型的 I/O 模块并排插在一个用于实现冗余配置的端子排中（宽度：45 mm).该端子排将两个模块的过程信号连接到一个公共过程端子。优点是：

由于构成信号的互连已集成在系统中，接线工作量比连接分开的 I/O 模块要少。

模块级别的传感器和执行器冗余信号处理提高了系统可用性。

如果一个 I/O 模块或者两个 I/O 模块之一的一个通道出现故障，会有以下情况：

系统中无错误的输入保持可用。

系统中无错误的输出继续受控制。

无错误运行中的一个模块对中的一个 I/O 模块可执行以下功能之一：

固件新

换模块

1．PLC的类型
   PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

2．输入输出模块的选择

输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

3.电源的选择

PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二管或熔丝管隔离。

4.存储器的选择

由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量大，档次高的存储器。

 顺序功能图，亦称功能流程图或状态转移图，是一种图形化的功能性说明语言，**于描述工业顺序控制程序，也是IEC61131-3的标准编程语言。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，一些高档的PLC提供了用于SFC编程的指令，但一些低档的PLC并不支持SFC编程语言。顺序功能图示例如图1所示。

顺序功能图主要由“状态”和“转移”等基本元素组成。通过这些基本元素的不同组合，可以表达各种各样的复杂顺序控制逻辑，控制规律的表达简洁明了。

 状态有时也称步，是系统一个相对稳定的阶段，在这阶段内系统的参量保持不变。系统的参量一旦发生变化，则认为系统转移到了一个新的状态。状态包括初始状态和工作状态，一个系统至少要有一个初始状态，初始状态用双线矩形框表示，工作状态用矩形框表示，工作状态一般都有相对应的动作。每个状态都有一个编号，通常用PLC内部的状态元件来保存状态。

当系统的参量发生变化到了一个新的状态，则认为系统状态发生了转移。转移由连接两个状态之间的有向线段和垂直于此线段的短横线段组成，短横线段表示发生转移的条件。

可编程序控制器的输入信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入单元从广义包含两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输入映像寄存器。

    输入单元接收来自用户设备的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成*处理器能够识别和处理的信号，并存到输入映像寄存器。运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理存放到输出映像寄存器。

  为防止各种干扰信号和高电压信号进入PLC，影响其可靠性或造成设备损坏，现场输入接口电路一般由光电耦合电路进行隔离。光电耦合电路的关键器件是光耦合器，一般由发光二管和光电三管组成。

  通常PLC的输入类型可以是直流（DC24V）、交流和交直流。输入电路的电源由外部供给。有的也可由PLC内部提供。对于直流输入，根据现场输入接口电路形式的不同，分为源型输入和漏型输入两种形式。大部分的欧美品牌的PLC采用漏型输入，而大部分的亚洲品牌的PLC采用源型输入。

    PLC通过输入/输出端子与控制对象**联系的，PLC的输入/输出端子的组织形式通常有三种，即汇点式、分组式和分隔式。大部分的PLC的输入端子采用汇点式，也有的PLC为了增加使用的灵活性采用分组式。

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