接口模块 IM PN (6ES7157-1AB00-0AB0)

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2 前言 文档指南 1 SIMATIC ET 200AL 接口模块 IM PN (6ES7157-1AB00-0AB0) 设备手册 产品概述 2 接线 3 参数 4 中断 错误消息 诊断和系统报警 5 技术数据 6 A 尺寸图 B 循环时间 12/2016 A5E AD

3 法律资讯警告提示系统 为了您的人身安全以及避免财产损失, 必须注意本手册中的提示 人身安全的提示用一个警告三角表示, 仅与财产损失有关的提示不带警告三角 警告提示根据危险等级由高到低如下表示 危险表示如果不采取相应的小心措施, 将会导致死亡或者严重的人身伤害 警告 表示如果不采取相应的小心措施, 可能导致死亡或者严重的人身伤害 小心 表示如果不采取相应的小心措施, 可能导致轻微的人身伤害 注意表示如果不采取相应的小心措施, 可能导致财产损失 当出现多个危险等级的情况下, 每次总是使用最高等级的警告提示 如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身伤害的警告三角, 则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告 合格的专业人员本文件所属的产品 / 系统只允许由符合各项工作要求的合格人员进行操作 其操作必须遵照各自附带的文件说明, 特别是其中的安全及警告提示 由于具备相关培训及经验, 合格人员可以察觉本产品 / 系统的风险, 并避免可能的危险 按规定使用 Siemens 产品请注意下列说明 : 警告 Siemens 产品只允许用于目录和相关技术文件中规定的使用情况 如果要使用其他公司的产品和组件, 必须得到 Siemens 推荐和允许 正确的运输 储存 组装 装配 安装 调试 操作和维护是产品安全 正常运行的前提 必须保证允许的环境条件 必须注意相关文件中的提示 商标所有带有标记符号 的都是西门子股份有限公司的注册商标 本印刷品中的其他符号可能是一些其他商标 若第三方出于自身目的使用这些商标, 将侵害其所有者的权利 责任免除我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查 然而不排除存在偏差的可能性, 因此我们不保证印刷品中所述内容与硬件和软件完全一致 印刷品中的数据都按规定经过检测, 必要的修正值包含在下一版本中 Siemens AG Division Digital Factory Postfach NÜRNBERG 德国 A5E AD P 12/2016 本公司保留更改的权利 Copyright Siemens AG 保留所有权利

4 前言 本文档用途 本手册是对 ET 200AL 分布式 I/O 系统 ( 系统手册的补充 在本文档中, 介绍了与 ET 200AL 分布式 I/O 系统相关的各种功能 本手册以及系统和功能手册中介绍的信息将为您调试 ET 200AL 分布式 I/O 系统提供技术支持 约定 请注意下列注意事项 : 说明 表示应该特别关注的重要产品信息 安全信息 Siemens 为其产品及解决方案提供了工业安全功能, 以支持工厂 系统 机器和网络的安全运行 为了防止工厂 系统 机器和网络受到网络攻击, 需要实施并持续维护先进且全面的工业安全保护机制 Siemens 的产品和解决方案仅构成此类概念的其中一个要素 客户负责防止其工厂 系统 机器和网络受到未经授权的访问 只有在必要时并采取适当安全措施 ( 例如, 使用防火墙和网络分段 ) 的情况下, 才能将系统 机器和组件连接到企业网络或 Internet 此外, 应考虑遵循 Siemens 有关相应安全措施的指南 更多有关工业安全的信息, 请访问 ( Siemens 不断对产品和解决方案进行开发和完善以提高安全性 Siemens 强烈建议您及时更新产品并始终使用最新产品版本 如果使用的产品版本不再受支持, 或者未能应用最新的更新程序, 客户遭受网络攻击的风险会增加 要及时了解有关产品更新的信息, 请订阅 Siemens 工业安全 RSS 源, 网址为 ( 4 设备手册, 12/2016, A5E AD

5 目录 前言 文档指南 产品概述 特性 操作员控制和显示元件 功能 PROFINET IO PROFIenergy 什么是 PROFlenergy? 工作原理 参数分配 PROFIenergy 控制数据记录 组态控制 ( 选项处理 ) 接线 端子和方框图 引脚分配 参数 参数 参数说明 中断 错误消息 诊断和系统报警 状态和错误指示灯 中断 评估中断 触发诊断中断 触发硬件中断 触发插入 / 移除模块中断 报警 诊断报警 维护事件 通道诊断 PROFINET IO 上 ET 200AL 的无效组态状态 IO 控制器停止和 IO 设备的恢复 设备手册, 12/2016, A5E AD 5

6 目录 6 技术数据 A 尺寸图 B 循环时间 设备手册, 12/2016, A5E AD

7 文档指南 1 SIMATIC ET 200AL 分布式 I/O 系统的文档分为 3 个部分 这样用户可方便访问自己所需的特定内容 基本信息系统手册和入门指南中详细描述了 SIMATIC ET 200AL 分布式 I/O 系统的组态 安装 接线和调试 STEP 7 在线帮助为用户提供了组态和编程方面的支持 设备信息产品手册中包含模块特定信息的简洁描述, 如特性 端子图 功能特性 技术数据 常规信息功能手册中包含有关 SIMATIC ET 200AL 分布式 I/O 系统的常规主题的详细描述, 如诊断 通信 运动控制 Web 服务器 可以从 Internet ( 上免费下载文档 手册集 ET 200AL 手册集中包含 SIMATIC ET 200AL 分布式 I/O 系统的完整文档, 这些文档收集在一个文件中 可以在 Internet ( 上找到手册集 设备手册, 12/2016, A5E AD 7

8 文档指南 我的技术支持 通过 我的技术支持 ( 我的个人工作区 ), 工业在线技术支持 的应用将更为方便快捷 在 我的技术支持 中, 用户可以保存过滤器 收藏夹和标签, 请求 CAx 数据以及编译 文档 区内的个人数据库 此外, 支持申请页面还支持用户资料自动填写 用户可随时查看当前的所申请的支持请求 要使用 我的技术支持 中的所有功能, 必须先进行注册 有关 我的技术支持, 敬请访问 Internet ( 我的技术支持 - 文档在 我的技术支持 中的 文档 区域, 用户可以使用整个手册或部分手册生成自己的手册 也可以将手册导出为 PDF 文件或后期可编辑的其它格式 有关 我的技术支持 - 文档, 敬请访问 Internet ( 我的技术支持 - CAx 数据在 我的技术支持 中的 CAx 数据区域, 可以访问 CAx 或 CAe 系统的最新产品数据 仅需几次单击用户即可组态自己的下载包 用户可选择 : 产品图片 2 维图 3 维模型 内部电路图 EPLAN 宏文件 手册 功能特性 操作手册 证书 产品主数据有关 我的技术支持 - CAx 数据, 敬请访问 Internet ( 应用示例应用示例中包含有各种工具的技术支持和各种自动化任务应用示例 自动化系统中的多个组件完美协作, 可组合成各种不同的解决方案, 用户无需再关注各个单独的产品 有关应用示例, 敬请访问 Internet ( 8 设备手册, 12/2016, A5E AD

9 文档指南 TIA Selection Tool 通过 TIA Selection Tool, 用户可以为全集成自动化 (TIA) 选择 组态和订购设备 该工具是 SIMATIC Selection Tool 的下一代产品, 并将自动化技术的已知组态程序集成到一个工具中 通过 TIA Selection Tool, 用户可以从产品选择或产品组态中生成一个完整的订购列表 可以在 Internet ( 上找到 TIA Selection Tool 设备手册, 12/2016, A5E AD 9

10 产品概述 特性 产品编号 6ES7157-1AB00-0AB0 模块视图 图 2-1 IM PN 接口模块的视图 10 设备手册, 12/2016, A5E AD

11 产品概述 2.1 特性 特性 该模块具有下列技术特性 : 连接 ET 200AL 分布式 I/O 系统和 PROFINET IO 24 V DC 电源电压 支持 2 条 ET-Connection 线路 尺寸 :45 x 159 mm 有关该模块支持的功能, 请参见 功能 ( 页 14) 一章 最大组态 该模块具有以下最大组态 : 1430 个字节的输入数据 1430 个字节的输出数据 32 个 I/O 模块, 每条 ET-Connection 线路最多可以连接 16 个 I/O 模块 说明 在共享设备组态中, 共享设备中所有控制器的 I/O 总数据量 如果两个以上 ( 最多四个 ) 的控制器共享一个设备,I/O 数据的最大数量将限制为每个控制器 360 个字节 ( 含用户数据标识符 ) 附件 以下组件包含在模块的产品包装内 : 标识标签 设备手册, 12/2016, A5E AD 11

12 产品概述 2.1 特性 其它组件 以下组件可以作为备件订购 : 标识标签以下组件可以作为附件订购 : 连接器 电缆 Stripping Tool, 用于 PROFINET 适用于 ET-Connection 的 Stripping Tool M8 密封盖 M12 密封盖 另请参见 有关附件和其它组件的更多信息, 请参见 ET 200AL 分布式 I/O 系统 ( 系统手册中的 附件 / 备 件 部分 12 设备手册, 12/2016, A5E AD

13 产品概述 2.2 操作员控制和显示元件 2.2 操作员控制和显示元件 下图显示了接口模块 IM PN 的操作员控制和显示元件 1 RUN ERROR MAINT: 当前运行状态和诊断状态的 LED 指示灯 2 X1 P1 R: 第 1 个 PROFINET 接口 3 X1 P2 R: 第 2 个 PROFINET 接口 4 ET-CON1 ET-CON2:ET-Connection 的 LED 指示灯 5 X80: 用于馈入电源电压的连接器 ( 功率输入 ) 6 X81: 用于接通电源电压回路的插座 ( 功率输出 ) 7 X30: 用于 ET-Connection1 8 X31: 用于 ET-Connection2 9 P1 LINK P2 LINK:PROFINET 接口当前运行状态的 LED 指示灯 图 2-2 操作员控制和显示元件 设备手册, 12/2016, A5E AD 13

14 产品概述 2.3 功能 2.3 功能 PROFINET IO 简介接口模块支持以下 PROFINET IO 功能 : 集成了一个 2 端口交换机 所支持的以太网服务 :ping arp 网络诊断 (SNMP)/MIB-2 LLDP 端口诊断 禁用端口 实时通信 等时同步实时通信 最小更新时间 250 μs 介质冗余 (MRP) 支持有计划复制的介质冗余 (MRPD) 通过拓扑组态进行设备更换 不通过拓扑组态进行设备更换 共享设备 标识数据 I&M0 到 I&M4 通过 PROFINET IO 进行固件更新 通过 PROFINET IO 复位为出厂设置 PROFIenergy 组态控制 ( 选项处理 ) 值状态 (I/O 模块 ) 14 设备手册, 12/2016, A5E AD

15 产品概述 2.3 功能 要求 下表列出了使用 IM PN 接口模块的 PROFINET IO 功能的软件要求 表格 2-1 PROFINET IO 功能的软件要求 PROFINET IO 的功能 STEP 7 (TIA Portal) V13 或更高版本 ( 具有 GSD 文件 ) 组态软件 STEP 7 V5.5 SP4 或更高版本 ( 具有 GSD 文件 )/ 第三方软件 2 实时通信 X X 等时同步实时通信 X X 更换设备时无需编程设备 X X 介质冗余 X X 共享设备 X 1 X 1 将 S CPU 用作控制器来使用与 STEP 7 (TIA Portal) 共享的设备 2 第三方系统 : 取决于第三方系统的功能范围 实时通信 PROFINET IO 传输方式, 基于采用生产者 - 消费者模型的循环数据交换 等时同步实时通信同步传输方式用于在 PROFINET 设备之间循环交换 IRT 数据 发送时钟内的预留带宽可供 IRT 数据使用 预留带宽可确保以预留的同步间隔传输 IRT 数据, 同时不受其它更高网络负载 ( 如 :TCP/IP 通信或其它实时通信 ) 的影响 IRT 需要进行拓扑组态 说明 IO 控制器作为同步主站与 IRT 进行通信因此, 建议在组态 IRT 通信时, 将 IO 控制器也作为同步主站操作 否则, 组态了 IRT 和 RT 的 IO 设备在同步主站发生故障时也可能发生故障 设备手册, 12/2016, A5E AD 15

16 产品概述 2.3 功能 更换设备时无需编程设备可以轻松更换具有该功能的 IO 设备 无需向 PG 分配设备名 更换的 IO 设备由 IO 控制器来分配设备名称, 而不是通过编程设备 为此,IO 控制器将使用所组态的拓扑和由 IO 设备定义的相邻关系 为此, 所有相关设备都必须支持 LLDP 协议 (Link Layer Discovery Protocol) 所组态的目标拓扑必须与实际拓扑一致 已在另一个组态中使用的 IO 设备在重复使用前必须复位为出厂设置 介质冗余该功能用于保障通信和设备的可用性 冗余传输线路 ( 环网拓扑结构 ) 可确保在一个传输段发生故障时, 可以使用另一条通信路径 共享设备共享设备是一个可向最多四个 IO 控制器提供数据的 IO 设备 共享设备 功能允许 IO 设备的模块或子模块在不同的 IO 控制器中进行划分 这充分体现了灵活的自动化理念 例如, 可以将多个邻近的 I/O 模块组合到一个 IO 设备中 作为共享设备运行时, 在建立或终止与 IO 控制器的附加通信关系时,IO 数据的更新可能会有短暂的延时 更多信息, 请参见 STEP 7 在线帮助和手册, 以及功能手册 使用 STEP 7 V14 组态 PROFINET ( 使用固定连接装置进行接线如果在 STEP 7 中组态了端口的固定连接设置, 那么还必须禁用 自动协商 / 自动跨接 (Autonegotiation/Autocrossover) 通过禁用 自动协商 / 自动跨接 (Autonegotiation/Autocrossover), 可以加快通信路径的建立 更换 IM PN 如果将接口模块更换为已被使用的接口模块, 则必须使用 复位为出厂设置 (Reset to factory settings) 将此 IO 设备复位到出厂状态 有关 复位为出厂设置 的更多信息, 请参见系统手册 ET 200AL 分布式 I/O 系统 ( 中的 将接口模块 (PROFINET) 复位为出厂设置 部分 参考有关 PROFINET IO 功能的更多信息, 请参见功能手册 使用 STEP 7 V14 组态 PROFINET ( 和 STEP 7 在线帮助 16 设备手册, 12/2016, A5E AD

17 产品概述 2.3 功能 PROFIenergy 什么是 PROFlenergy? 简介 PROFIenergy 是基于 PROFINET 的数据接口, 用于统一关闭用电设备, 并在暂停期间进行协调, 而无需考虑制造厂商或设备类型 这样是为了确保仅为过程中的设备提供真正所需的电力 在这种情况下, 过程本身会节约大部分能量 ;PROFINET 设备自身也能节约一部分电力 在 PROFIenergy 中, 将这一操作状态称为 暂停 通过 PROFINET IO 控制器用户程序中的特殊命令关闭 PROFINET 设备 无需其它硬件 :PROFIenergy 命令由 PROFINET 设备进行编译 提供 PROFIenergy 功能并支持所需控制数据记录的设备将具有 PE-Entity 这些控制数据记录的接入点 该 PE-Entity 表示自身在接口模块上没有 PE-Entity 的 I/O 模块 而对于带有 PE-Entity 的 I/O 模块, 则可以直接进行寻址 对于 ET 200AL 分布式 I/O 系统,PE-Entity 由 PROFINET 接口模块专门提供 操作步骤要组态 PROFIenergy, 请按以下步骤操作 : 1. 在 STEP 7 中创建参数数据记录, 索引 3 2. 使用指令 "WRREC" - SFB 53 将参数数据记录传输到接口模块 3. 创建包含有控制 PROFIenergy 命令的函数块的用户程序 ("PE_START_END" - FB 815 "PE_CMD" - FB 816) 4. 将用户程序传输到 CPU 中 设备手册, 12/2016, A5E AD 17

18 产品概述 2.3 功能 更多信息 更多信息, 请参见 Internet ( 上的通用应用规范 PROFIenergy PROFINET 的技术规范以及下列文档 : 系统手册 ET 200AL 分布式 I/O 系统 ( 设备手册 I/O 模块 ( PROFINET 系统说明 ( 系统手册 功能手册 使用 STEP 7 V14 组态 PROFINET ( 中的以下部分: 通过 PROFIenergy 实现节能 使用 PROFIenergy 实现关断机制的应用指南 ( 使用 SIMATIC S7(STEP 7 V5.5 及以上版本 ) 实现节能减排 ( 使用 SIMATIC S7 和 SIMATIC HMI (TIA Portal) 实现节能减排 ( 使用 SIMATIC S7 库实现 PROFIenergy 快速组态 ( 有关 PROFIenergy 函数块 ("PE_START_END" - FB 815 "PE_CMD" - FB 816) 的更多信息, 请参见 STEP 7 V5.5 SP2 及更高版本在线帮助中的 系统函数 / 系统函数块 18 设备手册, 12/2016, A5E AD

19 产品概述 2.3 功能 工作原理 暂停 控制和 暂停 行为开始和结束暂停时, 可以启用或禁用系统的暂停功能 ;IO 控制器将 PROFIenergy 命令 Start_Pause 或 End_Pause 发送给模块 然后模块对 PROFlenergy 命令的内容进行解释, 并再次关闭或接通电源 在这种情况下,ET 200AL 接口模块是 ET 200AL 分布式 I/O 系统中具有 PROFIenergy 功能的 I/O 模块的 PE-Entity 在暂停期间, 可以使用其它 PROFIenergy 命令调用设备信息 可以使用这些命令, 在适当的时候传送 Start_Pause / End_Pause 命令 说明 完整的 PROFIenergy 序列中包含有命令 Start_Pause 和 End_Pause 在编程期间应始终按照此顺序进行执行 LED 指示灯 PROFIenergy 对 LED 指示灯通常无任何影响 有关例外情况, 请参见 I/O 模块的设备手 册 对出错的响应暂停模式设置为 PE_MODE_PROCEED 的所有通道报告的错误与生产操作中的相同 以下规则适用于切换到暂停模式而不是 PE_MODE_PROCEED 的通道 : 将报告与切换到 暂停 模式无关的所有错误 如果在 暂停 期间发现错误, 则将继续报告这些错误 但不会显示由切换到 暂停 而产生的所有错误消息 以下适用于 暂停 期间无法识别错误的情况 : 在保持 暂停 状态之前, 错误状态已标记为 未决 暂停 结束后, 将报告到达和离去的错误 说明 切换到 暂停 和结束 暂停 状态, 将报告一个错误 设备手册, 12/2016, A5E AD 19

20 产品概述 2.3 功能 更多信息 有关诊断的更多信息, 请参见 I/O 模块设备手册 硬件中断 结束 暂停 状态将导致再次检测到硬件中断 一些操作条件下的 暂停 行为 在以下情况下将结束 暂停 状态 : 表格 2-2 结束 暂停 结束 暂停 接口模块的电源电压 1L+ 故障 停止控制器时 1 控制器发生故障时 ( 连接中断 ) 1 进行固件更新时 复位为出厂设置时 说明退出 暂停 状态, 并可通过重新发送 PROFIenergy 参数分配, 后跟 Start_Pause 命令, 重新激活 禁用 IO 设备时 1 I/O 模块已拔出和插入 站停止时 1 卸下 I/O 模块 I/O 模块的电源电压 1L+ 发生故障 退出 暂停 状态,PROFIenergy 参数分配 仍适用于 I/O 模块 ; 通过 Start_Pause 命 令可重新激活 暂停 使用数据记录 128, 在操作过程中已更改 I/O 模块的参数设置 1 替换值操作已激活 20 设备手册, 12/2016, A5E AD

21 产品概述 2.3 功能 参数分配 参数分配 为 PROFIenergy 分配参数时, 请注意以下几点 : 可通过参数数据记录 ( 版本 2), 索引 3 为 PROFIenergy 分配参数 接口模块将 PROFIenergy 参数分发给 I/O 模块 启动之前的 暂停 之后, 可立即对其它暂停行为进行参数分配 可通过命令 Start_Pause 激活以下暂停所需的状态 参数分配可按照所需的频率进行编写 接口模块将检查分发给 I/O 模块的参数, 并通过返回值返回写入作业的执行结果 如 果返回值为一个负数, 则表示有一个或多个 I/O 模块没有接受参数数据记录 在这种 情况下,I/O 模块将根据上一次使用到达命令 Start_Pause 进行 PROFIenergy 参数分 配的情况进行响应 Start_Pause / End_Pause 命令则可以按计划使用一个正数返回 值进行执行 如果 I/O 模块或站发生故障, 则必须使用参数数据记录重复参数分配 ET 200AL 分布式 I/O 系统支持组态 暂停 操作 如果其它 暂停 的响应不同, 则需重 新执行分配参数 说明 结果 : I/O 模块对 PROFIenergy 的响应 ( 关闭 ) 与插槽有关, 这意味着插槽上所有通道的行为都将一致 设备手册, 12/2016, A5E AD 21

22 产品概述 2.3 功能 参数数据记录 在 PROFIenergy 的参数数据记录中, 可以指定由 PROFIenergy 命令控制的 I/O 模块 ( 插槽 ) 下表列出了 PROFIenergy 的参数数据记录内容, 索引 3; 用户也可以自己创建这些内容并传输到接口模块中 表格 2-3 PROFIenergy 的参数数据记录 ( 版本 V2), 索引 3 字节元素 代码 说明 0 版本 02 D 无法修改 1 块的数量 01 D 到 34 D 插槽 1 到 34, 取决于分布式 I/O 系统 ET 200AL 的组态 2 块 1 插槽号 00 D 未分配 01 D 到 34 D 具有 PROFIenergy 功能的 I/O 模块插槽 3 模式 0 D: PE_MODE_PROCEED, 在 暂停 时处理 1 D: PE_MODE_SHUTDOWN, 在 暂停 时关闭 1 3 D: PE_MODE_LAST_VALUE, 将保留上一个输出或测量值 4 D: PE_MODE_SUBST_VALUE, 替换值 0 2 : : : : 64 块 32 插槽号 参见块 1 65 模式 1 特定行为取决于所用的 I/O 模块 ( 如, 带有数字量输入模块时, 传感器电源将关段 输出 没有电源以及使用模拟量输出模块进行供电 ) 2 模拟量输出模块 ( 如, 输出范围 0 ma 到 20 ma,± 20 ma) 或者数字量输出模块的值为 0 22 设备手册, 12/2016, A5E AD

23 产品概述 2.3 功能 错误消息 下表显示了反馈数据记录会返回的错误消息 ( 如果需要 ): 表格 2-4 错误代码 错误消息 含义 80B1 H 长度错误检查数据记录的长度 80E0 H 头信息中存在错误检查数据记录头信息 80E1 H 参数错误 至少有一个 I/O 模块不支持 PROFIenergy 功能 参数值编码错误 检查数据记录中的内容并在开始 暂停 之前更正参数分配错误 如果未更正参数分配错误, 则将导致 I/O 模块关闭的错误行为 PROFIenergy 控制数据记录 PROFIenergy 控制数据记录 PROFIenergy 的控制数据记录, 索引 80A0 H, 支持 IM PN 接口模块的以下服务 : 表格 2-5 PROFIenergy 的控制数据记录 服务 服务 ID 含义 启动暂停 1 01 H 执行所组态的暂停行为, 禁用所有相关诊断数据 结束暂停 02 H 退出暂停 查询模式 03 H 读取支持的模式 请求列出节能模式 请求获取模式 ( 节能模式数据 ) PEM 状态 04 H 读取 PROFIenergy 状态 PE_Identify 05 H 读取支持的 PROFIenergy 服务 1 ET 200AL 分布式 I/O 系统的最短 ( 可组态 ) 暂停时间为 10 s 设备手册, 12/2016, A5E AD 23

24 产品概述 2.3 功能 组态控制 ( 选项处理 ) 特性 通过组态控制可以对分布式 I/O 系统进行进一步扩展或提供更多选项 使用组态控制意味 着可以提前组态分布式 I/O 系统的最大预设组态, 并在后期通过用户程序进行灵活调整 参考有关组态控制的更多信息, 请参见 系统手册 ET 200AL 分布式 I/O 系统 ( Internet 上的应用合集 ( STEP 7 在线帮助 24 设备手册, 12/2016, A5E AD

25 接线 端子和方框图 下图显示了接口模块 IM PN 的端子和方框图 1 交换机 1L+ 电源电压 1L+( 未接通 ) 2 电子元件 1M 1M 接地 ( 未接通 ) 3 ET-Connection 接口 2L+ 负载电压 2L+( 接通 ) 4 内部电源电压 2M 2M 接地 ( 接通 ) X1 P1 R 1. PROFINET 接口 RUN 运行状态 LED 指示灯 ( 绿色 ) X1 P2 R 2. PROFINET 接口 ERROR 诊断状态 LED 指示灯 ( 红色 ) X80 馈入电源电压 MAINT 诊断状态 LED 指示灯 ( 黄色 ) X81 接通电源电压回路 P1 LINK, P2 LINK PROFINET LED 指示灯 ( 绿色 ) X30 ET-Connection 的馈电 ET-CON1, ET-CON2 ET-Connection LED 指示灯 ( 绿色 ) X31 接通 ET-Connection 回路 图 3-1 端子和方框图 设备手册, 12/2016, A5E AD 25

26 接线 3.2 引脚分配 3.2 引脚分配 说明 颜色编码 模块的 ET-Connection 和电源的插座都已用颜色编码 这些颜色与所附电缆的颜色相对应 PROFINET 的插座引脚分配 下表列出了 PROFINET 的 2 个插座的引脚分配 表格 3-1 PROFINET 的插座引脚分配 引脚分配插座的前视图 X1 P1 R 插座 X1 P2 R 插座 1 TXP RXP X1 P1 R X1 P2 R 2 RXP TXP 3 TXN RXN 4 RXN TXN 屏蔽 功能性接地 FE 说明 引脚分配 如果在 STEP 7 中禁用 自动协商 功能, 必须注意 X1 P1 R 和 X1 P2 R 引脚分配的不同 26 设备手册, 12/2016, A5E AD

27 接线 3.2 引脚分配 ET-Connection 的插座引脚分配 下表列出了 ET-Connection 连接的 2 个插座的引脚分配 表格 3-2 ET-Connection 的引脚分配 引脚 分配 ET-Connection 总线电缆的导 线颜色分配 X30 插座 (ET- Connection1) X31 插座 (ET- Connection2) 1 RXP RXP 黄色 X30 插座的前视图 X31 2 TXP TXP 白色 3 TXN TXN 蓝色 4 RXN RXN 橙色 屏蔽 功能性接地 FE - 用于馈入电源电压的连接器的引脚分配 下表列出了用于馈入电源电压的引脚分配 表格 3-3 电源电压连接器的引脚分配 引脚 分配 电源电缆的导线颜 X80 连接器 ( 功率输入 ) 色分配 1 电源电压 1L+( 未接通 ) 棕色 连接器的前视图 2 2M 接地 ( 接通 ) 白色 3 1M 接地 ( 未接通 ) 蓝色 4 负载电压 2L+( 接通 ) 黑色 设备手册, 12/2016, A5E AD 27

28 接线 3.2 引脚分配 用于接通电源电压回路的插座的引脚分配 下表列出了用于接通电源电压回路的引脚分配 表格 3-4 电源电压插座的引脚分配 引脚 分配 电源电缆的导线颜 X81 插座 ( 功率输出 ) 色分配 1 电源电压 1L+( 未接通 ) 棕色 插座的前视图 2 2M 接地 ( 接通 ) 白色 3 1M 接地 ( 未接通 ) 蓝色 4 负载电压 2L+( 接通 ) 黑色 注意 ET-Connection/ 电源电压遵守 ET-Connection 和电源电压的 M8 插座的正确接线方式 混合使用 ET-Connection 连接器和电源电压连接器会损坏模块 小心 PROFINET IO 具有 PROFINET 接口的模块只能在以下条件下运行 : 所有连接的设备必须配备 SELV/PELV 电源 28 设备手册, 12/2016, A5E AD

29 参数 参数 下表列出了接口模块 IM PN 的参数 表格 4-1 参数 (GSD 文件 ) 参数取值范围默认值有效范围 组态控制 禁用 禁用 ET 200AL 启用 4.2 参数说明 组态控制 可使用该参数在 ET 200AL 分布式 I/O 系统中启用组态控制功能 说明 如果组态启用, 则 ET 200AL 分布式 I/O 系统需要在用户程序中设置一个控制数据记录 196, 从而允许 ET 200AL 分布式 I/O 系统对 I/O 模块进行操作 参考 更多信息, 请参见 组态控制 ( 选项处理 ) 部分和 STEP 7 在线帮助 设备手册, 12/2016, A5E AD 29

30 中断 错误消息 诊断和系统报警 状态和错误指示灯 LED 指示灯 下图显示了接口模块 IM PN 上的 LED 指示灯 ( 状态和错误指示灯 ) 1 RUN ( 绿色 ) 2 ERROR ( 红色 ) 3 MAINT ( 黄色 ) 4 ET-CON1 ( 绿色 ) 5 ET-CON2 ( 绿色 ) 6 P2 LINK ( 绿色 ) 7 P1 LINK ( 绿色 ) 图 5-1 LED 指示灯 30 设备手册, 12/2016, A5E AD

31 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.1 状态和错误指示灯 LED 指示灯的含义下表说明了状态和错误指示灯的含义 要了解诊断报警的更正措施, 请参见 诊断报警 ( 页 34) 部分 LED 指示灯 RUN ERROR 和 MAINT 表格 5-1 RUN ERROR MAINT LED 状态和错误指示灯 LED 指示灯含义解决方案 RUN ERROR MAINT 灭灭灭 亮亮亮 闪烁灭灭 接口模块上电源电压缺失或不足 启动期间的 LED 指示灯测试 :3 个 LED 指示灯同时点亮约 0.25 秒 接口模块已禁用 接口模块未组态 检查接口模块上的电源电压或接通电源 --- 使用组态软件或用户程序激活接口模块 使用组态软件组态接口模块 ET 200AL 启动 --- 正在为 ET 200AL 分配参数 亮 不相关 不相关 ET 200AL 正与 IO 控制器进行数据 交换 --- 不相关 闪烁 不相关 组错误 评估诊断并消除该错误 预设的组态与 ET 200AL 的实际组态不匹配 检查 ET 200AL 的组态, 确定是否缺失模块或模块发生故障, 或者是否将未组态的模块连接到了 ET-CON1 或 ET-CON2 I/O 模块中的参数分配错误 评估 STEP 7 或 STEP 7 (TIA portal) 中的模块状态指示灯并纠正 相应 I/O 模块中的错误 不相关 不相关 亮 维护 请参见 维护事件 ( 页 36) 部分 设备手册, 12/2016, A5E AD 31

32 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.1 状态和错误指示灯 LED 指示灯含义解决方案 RUN ERROR MAINT 闪烁闪烁闪烁 已运行 节点闪烁测试 (PROFINET 接口的 P1 LINK 和 P2 LINK LED 指示灯也会闪烁 ) 硬件或固件缺陷 (PROFINET 接口的 P1 LINK 和 P2 LINK LED 指示灯不闪烁 ) --- 更换接口模块 闪烁 不相关不相关正在加载固件 ( 正在写入固件更新时, 所有 LED 指示灯保持当前状态 ) --- LED 指示灯 P1 LINK 和 P2 LINK 表格 5-2 P1 LINK 和 P2 LINK LED 状态指示灯 LED 指示灯 含义 解决方案 P1 LINK P2 LINK 灭 PROFINET 设备的 PROFINET 接口与通信伙伴 ( 例如 IO 控制器 ) 之间无连接 检查连接交换机或 IO 控制器的总线电缆是否断开 亮 闪烁 PROFINET 设备的 PROFINET 接口与通信伙伴 ( 例如 IO 控制器 ) 之间无连接 已运行 节点闪烁测试 (RUN ERROR 和 MAINT LED 指示灯也会闪烁 ) - - LED 指示灯 ET-CON1 和 ET-CON2 表格 5-3 ET-CON1 和 ET-CON2 LED 状态指示灯 LED 指示灯含义解决方案 ET-CON1 ET-CON2 灭 亮 ET-Connection 处无 I/O 模块或模块无电压 ET-Connection 处存在与至少一个 IO 模块的数据通信 检查 ET-Connection 或 I/O 模块电源 的接线 - 32 设备手册, 12/2016, A5E AD

33 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.2 中断 5.2 中断 评估中断 简介 在发生错误时,IO 设备会触发中断 根据所用的 I/O 控制器判断中断 使用 I/O 控制器判断中断 ET 200AL 分布式 I/O 系统支持以下中断 : 诊断中断 硬件中断 拉出 / 插入模块中断在发生中断的情况下, 将在 IO 控制器的 CPU 中自动调用中断 OB 并根据 OB 编号和启动信息提供相关的错误原因和错误类别信息 可以使用指令 RALRM ( 读取更多中断信息 ) 在错误 OB 中获取有关错误事件的详细信息 系统诊断在 STEP 7 (TIA Portal) 中, 更新后的系统诊断可用于 S 自动化系统的模块 (IO 控制器 CPU S7-1500) 和 ET 200AL(IO 设备 ) 可以在 S CPU 的显示屏 CPU Web 服务器和 HMI 设备中显示相应消息, 而无需循环执行用户程序 有关系统诊断的更多信息, 请参见 诊断 ( 功能手册 触发诊断中断如果对到达或离去事件 ( 如,I/O 模块的通道断路 ) 进行了相应的参数分配, 则接口模块将触发诊断中断 CPU 将中断用户程序的处理并处理诊断中断 OB (OB 82) 触发中断的事件将输入到诊断中断 OB 的启动信息中 设备手册, 12/2016, A5E AD 33

34 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.3 报警 触发硬件中断 发生硬件中断时,CPU 将中断用户程序的执行并处理硬件中断 OB( 如 OB 40) 触发 中断的事件将输入到硬件中断 OB 的启动信息中 说明诊断 硬件中断丢失 ( 从 I/O 模块 ) 避免循环创建硬件中断 如果硬件中断负载过高, 则硬件中断会丢失, 具体取决于 I/O 模块的数目和通信负载 触发插入 / 移除模块中断发生插入 / 移除模块中断时,CPU 将中断用户程序的执行并处理插入 / 移除模块中断 OB (OB 83) 触发了中断的事件将输入到插入 / 移除 OB 的启动信息中 对于所有后续 I/O 模块, 还会触发拉出 / 插入 OB (OB 83), 因为 ET-Connection 和 / 或电源都会中断 5.3 报警 诊断报警 诊断报警后的操作同时可以有多个诊断报警 诊断报警启动的操作 : 接口模块的 ERROR LED 指示灯闪烁 将诊断数据报告为 IO 控制器 CPU 的诊断中断, 可以通过数据记录读取 将到达的诊断报警保存在 I/O 控制器的诊断缓冲区内 调用 OB 82 如果 OB 82 不可用,I/O 控制器将转入 STOP 模式 有关该主题的更多信息, 请参见 STEP 7 在线帮助 34 设备手册, 12/2016, A5E AD

35 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.3 报警 读取诊断数据 表格 5-4 通过 STEP 7 读取诊断 带有 IO 控制器的自动化系统 应用场合参见... SIMATIC S7 在 STEP 7 的在线和诊断视图中, 诊断将以纯文本形式显示 "RDREC 指令 (SFB 52) 从 IO 设备读取数据记录 "RALRM 指令 (SFB 54) 从 IO 设备接收报警 STEP 7 在线帮助 STEP 7 V13 及更高版本功能手册 使用 STEP 7 V13 组态 PROFINET ( com/ww/view/zh/ ) STEP 7 V5.5 及更高版本系统手册 PROFINET 系统说明 ( com/ww/view/zh/ ) 有关 PROFINET IO 数据记录的其它信息有关诊断数据记录的结构以及编程示例, 请参见编程手册 从 PROFIBUS DP 到 PROFINET IO ( 和 应用示例 ( 错误原因和故障排除诊断报警的错误原因和更正措施在 I/O 模块 ( 设备手册的 中断 错误和系统消息 部分进行了介绍 设备手册, 12/2016, A5E AD 35

36 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.3 报警 维护事件 触发维护事件接口模块的 PROFINET IO 接口支持按照 IEC 标准诊断和维护 PROFINET IO 其目标是尽早发现和更正潜在的故障中断 对于接口模块, 在必须检查或更换网络组件时, 会向用户通知维护事件 CPU 会中断用户程序执行并处理诊断块 OB 82 触发维护事件的事件会输入到 OB 82 的启动信息中 在发生以下事件的情况下, 接口模块会将维护事件发送到更高级的诊断系统中 : 表格 5-5 触发维护事件 维护报警事件报警 / 含义 要求维护 MAINT LED 指示灯亮起 同步丢失 未接收到同步帧 在参数分配后或操作期间, 同步主站在超时期限内未接收到任何同步消息 连续的同步帧出现在允许的限期外 ( 抖动 ) STEP 7 (TIA Portal) 中的系统报警 维护信息在 STEP 7 (TIA Portal) V12 SP1 及更高版本中生成, 具有以下系统报警 : 要求维护 - 在设备视图或硬件配置中通过每个端口旁边的黄色扳手图标 来指示 有关该主题的更多信息, 请参见 STEP 7 在线帮助 36 设备手册, 12/2016, A5E AD

37 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.3 报警 通道诊断 功能通道相关的诊断将提供模块中通道故障的相关信息 在 IO 诊断数据记录中, 通道故障被映射为通道诊断数据 可以使用指令 RDREC (SFB 52) 读取数据记录 诊断数据记录的结构 ET 200AL 分布式 I/O 系统支持的数据记录基于 PROFINET IO 标准 - 应用层服务定义 V2.2 可以通过 Internet ( 从 PROFIBUS 用户组织的主页免费下载该标准 制造商特定的诊断数据记录的结构 可以通过块版本区分这些诊断数据记录的结构 以下 BlockVersion 适用于 IM PN 接口模块 : 表格 5-6 制造商特定的诊断数据记录的结构 IM PN 接口模块 6ES7157-1AB00-0AB0 块版本 W#16# PROFINET IO 上 ET 200AL 的无效组态状态 无效的组态状态 如果模块数量超出了组态的最大限值, 则系统将忽略超出限额的模块 因此, 不会进行数据交换 设备手册, 12/2016, A5E AD 37

38 中断 错误消息 诊断和系统报警 5.3 报警 IO 控制器停止和 IO 设备的恢复 SIMATIC IO 控制器的 STOP 状态 如果 IO 控制器在 STOP 状态下收到来自 IO 设备的诊断, 这些诊断将不会导致在启动 IO 控制器后启动组织块 必须使用 OB 100 中的 RDREC 指令读取 E00C H 数据记录 SIMATIC IO 设备的返回 如果要读取站返回后发生的诊断, 则必须使用 OB 86 中的 RDREC 指令读取 E00C H 数 据记录 38 设备手册, 12/2016, A5E AD

39 技术数据 6 IM PN 接口模块的技术规范 常规信息 6ES7157-1AB00-0AB0 产品类型名称硬件功能状态固件版本供应商标识符 (VendorID) IM PN E01 V1.0.x 002AH 产品功能 I&M 数据 ;I&M0 到 I&M4 工程组态方式 TIA Portal 中 STEP 7 可组态 / 可集成的版本及以上版本 STEP 7 可组态 / 可集成的版本及以上版本 PROFINET GSD 文件版本 /GSD 文件修订版及更高版本 STEP 7 V13 SP1 及以上版本 V5.5 SP4 Hotfix 3 或更高版本 GSDML V2.3.1 组态控制 通过数据记录 电源电压 负载电压 1L+ 直流额定值所允许的直流范围下限所允许的直流范围上限反极性保护 24 V 20.4 V 28.8 V ; 防止毁坏 输入电流 电流损耗 ( 额定值 ) 负载电流 1L+( 未接通的电流 ) 最大负载电压 2L+ 100 ma 最大值为 4 A 最大值为 4 A 设备手册, 12/2016, A5E AD 39

40 技术数据 6ES7157-1AB00-0AB0 功耗 典型功耗 2.9 W 地址区 每个站的地址空间 每个站的最大地址空间 1430 个字节 接口 PROFINET 接口的数量 1 第 1 个接口 接口类型 PROFINET 接口硬件 集成交换机 M12 端口 ;2 个 d 编码的 M12 协议 PROFINET IO 设备 接口硬件 M12 端口 10 Mbps ; 以太网服务 100 Mbps ;100 Mbps 全双工 PROFINET (100BASE-TX) 传输方法 自动协商 自动跨接 100 Mbps 全双工 PROFINET (100BASE- TX) 40 设备手册, 12/2016, A5E AD

41 技术数据 6ES7157-1AB00-0AB0 协议 PROFINET IO 设备 服务 开放式 IE 通信 IRT ;250 µs 500 µs 1 ms 2 ms 4 ms 8 ms 16 ms 32 ms 64 ms 128 ms MRP MRPD PROFIenergy 共享设备 共享设备的最大 IO 控制器数 4 开放式 IE 通信 TCP/IP SNMP LLDP 中断 / 诊断 / 状态信息 中断 诊断功能 诊断 LED 指示灯 RUN LED 指示灯 ERROR LED 指示灯 MAINT LED 指示灯连接显示屏 LINK TX/RX ; 绿色 LED 指示灯 ; 红色 LED 指示灯 ; 黄色 LED 指示灯 ;2 个绿色 LED 指示灯 电气隔离 负载电压之间 PROFINET 以及所有其它电路之间 绝缘 绝缘测试 707 V DC( 型式试验 ) 设备手册, 12/2016, A5E AD 41

42 技术数据 6ES7157-1AB00-0AB0 防护等级和保护等级 符合 EN 的防护等级 IP65 IP67 环境条件运行时的环境温度最低温度 -25 最高温度 55 连接技术 电源 ET-Connection ET-Connection 4 针 M8 4 针屏蔽型 M8 尺寸 宽 高 深 45 mm 159 mm 40 mm 重量 约重 263 g 42 设备手册, 12/2016, A5E AD

43 尺寸图 A 下图给出了 IM PN 接口模块前视图和侧视图的尺寸图 图 A-1 尺寸图 设备手册, 12/2016, A5E AD 43

44 循环时间 B 下图显示了 ET-Connection 上基于 I/O 模块数的循环时间,Profinet 发送时钟为 0.5ms 图 B-1 循环时间 ET-Connection 循环时间与 PROFINET 发送时钟同步 这意味着 I/O 模块的输入数据通过 ET-Connection 传输到 PROFINET 而不会有额外的延时 ( 接口模块中的等待时间 ) 来自 PROFINET 的输出数据也会通过 ET-Connection 传输到 I/O 模块而不会有额外的延时 因此, 基于 I/O 模块数的 ET-Connection 循环时间始终是所组态的 PROFINET 发送时钟的整数倍 上表显示了 0.5 ms 发送时钟的趋势 对于更大的发送时钟, 趋势变化会根据发送时钟渐变 设备手册, 12/2016, A5E AD 44

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