ماژول رابط 6ES7151-1BA02-0AB0 6ES7 151-1BA02-0AB0 6ES7151-1BAO2-OABO

زیمنس 6ES7151-1BA02-0AB0 | ماژول رابط SIMATIC ET 200S IM 151-1 High Feature — PROFIBUS DP، 12 مگابیت بر ثانیه، 244 بایت ورودی/خروجی، حالت ایزکرونوس، 63 ماژول، 9 پین Sub-D

مرور کلی

ماژول زیمنس 6ES7151-1BA02-0AB0 ماژول رابط IM 151-1 High Feature — گیت‌وی PROFIBUS DP برای سیستم ورودی/خروجی توزیع شده SIMATIC ET 200S است.

هر ایستگاه ET 200S در شبکه PROFIBUS DP به یک ماژول رابط به عنوان سر شبکه خود نیاز دارد: این جزء آدرس ایستگاه PROFIBUS را نگه می‌دارد، با استاد DP ارتباط برقرار می‌کند و داده‌های ورودی/خروجی را بین فریم‌های PROFIBUS و ماژول‌های ورودی/خروجی فیزیکی در صفحه پشتی ایستگاه منتقل می‌کند.

عنوان "High Feature" این ماژول را از IM 151-1 استاندارد متمایز می‌کند.

HF پشتیبانی از حالت ایزکرونوس را اضافه می‌کند — قابلیت همگام‌سازی جمع‌آوری داده‌های ایستگاه ET 200S با چرخه گذرگاه PROFIBUS DP در یک رابطه قفل فاز.

این همگام‌سازی در کاربردهای کنترل ماشین با سرعت بالا و کنترل حرکت استفاده می‌شود که در آن داده‌های سنسور باید در یک فاز دقیقاً تعریف شده از چرخه مکانیکی ماشین گرفته شوند، نه فقط در یک نقطه نامشخص در چرخه DP.

IM 151-1 HF علاوه بر تبادل چرخه‌ای ورودی/خروجی استاندارد DP V0، از سرویس‌های غیرچرخه‌ای DP V1 نیز پشتیبانی می‌کند. DP V1 امکان خواندن و نوشتن پارامترها به ماژول‌های ورودی/خروجی مجزا را از استاد DP (یا از یک استاد کلاس 2 DP) بدون وقفه در تبادل چرخه‌ای ورودی/خروجی فراهم می‌کند — اساس اصلاح پارامتر آنلاین، تشخیص آنلاین و ادغام با SIMATIC PDM (مدیر دستگاه فرآیند) برای پیکربندی دستگاه فیلد هوشمند.

مشخصات کلیدی

244 بایت ورودی/خروجی — بودجه داده PROFIBUS DP

فریم‌های PROFIBUS DP حداکثر بار مفید تعریف شده در هر ایستگاه را حمل می‌کنند: 244 بایت داده ورودی و 244 بایت داده خروجی. 244 بایت IM 151-1 HF در هر جهت نشان دهنده حداکثر استفاده از ظرفیت داده یک ایستگاه برده PROFIBUS DP است.

برای ورودی/خروجی دیجیتال استاندارد، 244 بایت ورودی برابر با 1952 نقطه ورودی دیجیتال است — بسیار بیشتر از آنچه که یک ایستگاه ET 200S 2 متری می‌تواند از نظر فیزیکی در خود جای دهد.

برای ورودی/خروجی آنالوگ، هر کانال معمولاً 2 بایت اشغال می‌کند، بنابراین 244 بایت 122 کانال ورودی آنالوگ را در خود جای می‌دهد — باز هم، بیشتر از آنچه که اسلات‌های ماژول یک ایستگاه می‌توانند در خود جای دهند.

در عمل، بودجه ورودی/خروجی 244 بایتی تقریباً هرگز عامل محدود کننده در طراحی ایستگاه ET 200S نیست.

عوامل محدود کننده تعداد 63 ماژول و عرض ایستگاه 2 متری هستند که هر دو معمولاً قبل از رسیدن به حد حجم داده، اشباع می‌شوند.

مشخصات 244 بایتی بیشتر برای ایستگاه‌هایی با ماژول‌های آنالوگ زیاد (که هر کدام 2-4 بایت در هر کانال سهم دارند) اهمیت دارد، جایی که بودجه داده باید ردیابی شود تا اطمینان حاصل شود که با رشد ایستگاه، فضای کافی باقی می‌ماند.

PROFIBUS DP V1 — سرویس‌های غیرچرخه‌ای و تشخیص

پشتیبانی DP V1 IM 151-1 HF، PROFIBUS را فراتر از مدل ساده ورودی/خروجی چرخه‌ای به یک چارچوب مدیریت دستگاه غنی‌تر گسترش می‌دهد:

دسترسی غیرچرخه‌ای به پارامتر (MSAC1 / MSAC2): استاد DP می‌تواند رکوردهای داده را به ماژول‌های مجزا در ایستگاه ET 200S بخواند و بنویسد بدون اینکه تبادل چرخه‌ای ورودی/خروجی را قطع کند.

یک کنترل کننده فرآیند می‌تواند داده‌های کالیبراسیون یک فرستنده فشار را بخواند، مقیاس واحد مهندسی یک ماژول دما را تغییر دهد، یا آستانه اضافه بار یک راه‌انداز موتور را به‌روز کند — همه اینها از طریق کابل PROFIBUS موجود در طول تولید زنده انجام می‌شود.

تشخیص‌های پیشرفته (تشخیص DPV1): ماژول‌ها اطلاعات تشخیصی دقیقی را از طریق رکوردهای داده ساختاریافته به جای تشخیص استاندارد DP محدود 6 بایتی گزارش می‌دهند.

IM 151-1 HF این تشخیص‌های پیشرفته را به استاد DP هدایت می‌کند و به STEP 7 یا HMI سیستم کنترل اجازه می‌دهد تا اطلاعات خطای خاص (کدام کانال در کدام ماژول چه نوع خطایی دارد) را به جای یک نشانگر عمومی "خطای ایستگاه" نمایش دهد.

ادغام SIMATIC PDM: دستگاه‌های فیلد هوشمند (فلومترها، فرستنده‌ها، موقعیت‌یاب‌های شیر) که از طریق ماژول‌های ET 200S و IM 151-1 HF متصل شده‌اند، می‌توانند با استفاده از SIMATIC PDM زیمنس (مدیر دستگاه فرآیند) از طریق اتصال PROFIBUS پارامترسازی و تشخیص داده شوند — همان کابلی که داده‌های ورودی/خروجی تولید را حمل می‌کند، ارتباطات مدیریت دستگاه را نیز حمل می‌کند.

حالت ایزکرونوس — جمع‌آوری داده‌های همگام با ماشین

در عملیات استاندارد PROFIBUS DP، چرخه گذرگاه آزاد است — به طور مداوم با زمان چرخه پیکربندی شده تکرار می‌شود، اما رابطه فاز بین چرخه PROFIBUS و چرخه مکانیکی ماشین متغیر است. برای اکثر کاربردهای کنترل فرآیند و توالی ماشین، این قابل قبول است.

برای اندازه‌گیری موقعیت با سرعت بالا، توزین با سرعت بالا و کنترل درایو چند محوره هماهنگ، رابطه فاز مهم است: اندازه‌گیری فشار در یک فاز تصادفی از کورس پرس هیدرولیک معادل اندازه‌گیری در یک فاز شناخته شده و قابل تکرار نیست.

حالت ایزکرونوس چرخه PROFIBUS DP را به یک سیگنال همگام‌سازی خارجی از استاد DP (که توسط وقفه سروو کنترلر هدایت می‌شود) قفل می‌کند.

ماژول‌های ET 200S داده‌های خود را در یک فاز تعریف شده نسبت به این همگام‌سازی به‌روز می‌کنند — بنابراین در هر چرخه اسکن، داده‌های گرفته شده توسط ماژول‌های ورودی/خروجی با دقیقاً همان نقطه در چرخه مکانیکی ماشین مطابقت دارند.

این قابلیت تکرار، اساس فنی اندازه‌گیری با دقت بالا و کنترل چند محوره هماهنگ از طریق PROFIBUS است.

سوالات متداول

س1: تفاوت بین IM 151-1 استاندارد (AA06) و IM 151-1 High Feature (BA02) چیست؟

نوع استاندارد (AA) فقط از تبادل داده چرخه‌ای PROFIBUS DP V0 پشتیبانی می‌کند، بدون حالت ایزکرونوس یا سرویس‌های غیرچرخه‌ای DP V1.

نوع High Feature (BA) حالت ایزکرونوس، دسترسی غیرچرخه‌ای به پارامتر DP V1 و تشخیص‌های پیشرفته را اضافه می‌کند — ویژگی‌های مورد نیاز برای کاربردهای مرتبط با حرکت و مدیریت پیشرفته دستگاه. برای ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ خالص بدون نیازهای زمان‌بندی یا تشخیص، نوع استاندارد کافی است.

High Feature هر زمان که همگام‌سازی ایزکرونوس، اصلاح پارامتر آنلاین یا ادغام SIMATIC PDM مورد نیاز باشد، لازم است.

س2: آیا IM 151-1 HF و IM 151-3 PN می‌توانند در یک ماشین همزیستی داشته باشند، با برخی ایستگاه‌های ET 200S روی PROFIBUS و برخی دیگر روی PROFINET؟

بله. بسیاری از کنترل‌کننده‌های S7-300 و S7-400 هم از استادان PROFIBUS DP (یکپارچه یا از طریق CP) و هم از کنترل‌کننده‌های PROFINET IO به طور همزمان پشتیبانی می‌کنند.

هر ایستگاه ET 200S از ماژول رابط مطابق با نوع شبکه خود استفاده می‌کند — IM 151-1 برای ایستگاه‌های PROFIBUS و IM 151-3 برای ایستگاه‌های PROFINET.

پیکربندی سخت‌افزار کنترل‌کننده در STEP 7 / TIA Portal تعیین می‌کند که کدام ایستگاه‌ها به کدام شبکه تعلق دارند، و هر دو شبکه به طور مستقل در کنار هم عمل می‌کنند.

س3: آدرس PROFIBUS روی IM 151-1 HF چگونه تنظیم می‌شود؟

آدرس ایستگاه PROFIBUS از طریق یک انتخابگر چرخشی آدرس روی صفحه IM 151-1 HF تنظیم می‌شود — انتخابگر آدرس ایستگاه را از 1 تا 125 مستقیماً در سخت‌افزار تنظیم می‌کند.

آدرس انتخاب شده باید با آدرس اختصاص داده شده به این برده در پیکربندی سخت‌افزار STEP 7 استاد DP مطابقت داشته باشد.

عدم تطابق بین انتخابگر فیزیکی و آدرس پیکربندی شده باعث روشن شدن LED BF (Bus Fault) می‌شود و ایستگاه تا زمانی که اختلاف برطرف نشود از چرخه گذرگاه DP حذف می‌شود.

س4: Option Handling چیست و چه زمانی مورد نیاز است؟

Option Handling به ایستگاه ET 200S اجازه می‌دهد تا با پیکربندی ماژول متفاوتی نسبت به آنچه در پیکربندی سخت‌افزار استاد DP تعریف شده است، کار کند — به عنوان مثال، زمانی که یک اسلات ماژول به طور عمدی خالی گذاشته شده یا توسط یک ماژول RESERVE اشغال شده است.

بدون Option Handling، استاد DP در صورت عدم تطابق دقیق پیکربندی فیزیکی ایستگاه با پیکربندی پیکربندی شده، خطا گزارش می‌دهد.

با فعال شدن Option Handling، ایستگاه حتی زمانی که ماژول‌های اختیاری وجود ندارند به طور عادی کار می‌کند و استاد DP پیکربندی جزئی را معتبر می‌پذیرد.

این ویژگی در سیستم‌های تولید انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود که در آن همان برنامه کنترل باید چندین نوع ماشین با ترکیب‌های مختلف ماژول ورودی/خروجی را در خود جای دهد.

س5: ماژول به عنوان قطعه یدکی لیست شده است. آیا این به این معنی است که منسوخ شده است؟

تعیین قطعه یدکی (PM400 در اصطلاحات چرخه عمر زیمنس) به این معنی است که محصول وارد مرحله پایان فروش فعال خود شده است — دیگر موجودی استاندارد کاتالوگ نیست اما از طریق کانال‌های خدمات زیمنس و توزیع‌کنندگان صنعتی برای پشتیبانی از سیستم‌های نصب شده موجود در دسترس است.

IM 151-1 HF (6ES7151-1BA02-0AB0) به کار خود در نصب‌های PROFIBUS ET 200S موجود ادامه می‌دهد و تحت تعهد زیمنس برای در دسترس بودن قطعات یدکی پشتیبانی می‌شود.

برای طرح‌های سیستم جدید، زیمنس IM 151-3 PN مبتنی بر PROFINET را به عنوان ماژول رابط نسل فعلی توصیه می‌کند. برای نصب‌های PROFIBUS موجود، IM 151-1 HF قطعه جایگزین صحیح باقی می‌ماند.