西门子ET200SP使用
西门子ET200SP使用
1 ET 200SP介绍
ET 200SP是西门子推出的新一代分布式I/O系统，在结构设计上采用了与ET 200S类似的紧凑式设计，目前已覆盖ET 200S的主要功能，接口模块IM155-6PN ST与IM155-6 DP HF支持多32个模块；IM155-6 HF支持多64个模块，信号模块支持热插拔，集成PROFIenergy功能，I/O模块支持电源分组，支持组态控制功能。由于信号模块提高了集成度，使得使用ET 200SP配置相同数量的I/O信号比使用ET 200S，体积减少50%；创控教育改变了模板供电方式，无需PM-E模板；模板功能进行了整合，减少了模块的种类；系统集成了电源模块，从而无需单独的电源模块；采用的100MBit/s 背板总线，使背板数据刷新速度得到极大提高；采用快速接线技术，接线无需工具；安装导轨为标准的DIN35导轨。
目前ET 200SP的接口模块有3种类型，分别为IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF，主要区别见下表：
其中BA 2×RJ45标准总线适配器和快连式总线适配器BA2×FC均可用于IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF，二者的区别如下图1所示：
图 1 BA 2×RJ45与BA2×FC的区别
2xRJ45标准总线适配器（Bus Adapter）
使用标准的RJ45接头
抗震性能可达 1g
如果插口损坏，只需替换总线适配器
2xFC快连式总线适配器
提高抗震性，可达5g
提高电磁兼容性
一个完整的ET 200SP的系统至少由以下部件构成：
接口模块：连接分布式ET 200SP与控制器或DP主站，通过背板总线实现与I/O模块的数据交换；
baseUnit：信号模块安装的基座，并提供接线端子用于IO信号的连接及电源信号的连接，同时baseUnit还可提供电源分组功能，创控教育该功能的实现通过选择带电源分组功能的baseUnit实现，带有电源分组能力的baseUnit均为浅色，在下列情况下，必须采用带电源分组能力的baseUnit；
ET 200SP接口模块后的baseUnit；
一个电位组的所有I/O模块及负载的总供电负荷已超过10A；
模块间的AUX辅助接线端子所接电压等级不同；
由于RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块只能使用不带电位分组功能的 baseUnit ，因此如果一个分布式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST数字量输出模块，则这些模块左侧必须有一个带电位分组功能的baseUnit。
I/O模块：安装在baseUint上，用于I/O信号的处理；
服务器模块：完成ET 200SP的组态，并断开ET 200SP的背板总线，该模块已包含在ET 200SP接口模块的订货号中，与接口模块一同供货。
一个完整的ET 200SP系统见下图2所示：
图 2 ET200SP系统示意图
各组件功能见下表：
1．1 I/O模块上电源电压状态功能介绍（仅适用于PN接口的 ET 200SP）
在组态软件中可以为 IM 155-6 PN ST选择 2 个组态：
● 不带输入数据的组态
● 带有输入数据的组态
如使用带有输入数据的组态，用户可以对每个信号模块供电状态进行诊断，如IM 155-6 PN ST多支持32个模块，每个 I/O 模块对应一个Bit位来指示本模块电源电压L+ 的状态，该信息在接口模块输入数据中，字节 0 到3 如下所示。
通过读取相应的Bit位，可获得相应的模块电压L+的状态。
对于IM 155-6 PN HF ，通过组态不同的服务器模块，除可检测电源电压外，还可实现对输入信号反馈电压的状态进行检测，
安装GSD文件的方法，创控教育在这里不再阐述，详见其它文档。
本文档实际的硬件配置如下图3所示，该ET 200SP由从左至右依次为AI、AQ、DI和DQ，模拟量模块通常接各种仪表信号，数字量输入模块通常接开关/按钮，数字量输出模块通常接指示灯及继电器等，如用户希望模拟量信号与数字量信号供电的分开，以便于日后的维护，则此类要求也可通过电源分组来实现，图3的电源分组情况即按照此类要求进行配置，详见下图：
图 3 ET 200SP实际配置
2.1.1 在TIA Portal中的组态步骤本节主要讲述如何在TIA Portal中配置分布式IO站ET 200SP的操作步骤，所使用软件为STEP7 Professional V12。
打开“TIA Portal V12”，点击“添加新设备”根据实际的控制器型号，添加一个新的设备，这里以一个S7-1500 CPU 1516-3PN/DP为例进行操作，如下图4所示。
图 4添加控制器
控制器添加成功后，在控制器的“属性”—>“常规”—>“PROFINET接口”—>“以太网地址”菜单下激活控制器的PN接口，并为此PN口分配IP地址，子网掩码等；如果需要，可修改该PN口的PROFINET设备名称。
图 5网络设置
转到“网络视图”下，从“硬件目录”—>“分布式IO”，添加一个ET 200SP站。
图 6添加ET 200SP
点击该ET 200SP站图标左下方的“未分配”，从列出的PROFINET IO控制器中，选择该ET 200SP要连接的控制器接口；或者也可以直接用拖拽的方式，用鼠标从控制器相应的PN口和IO 设备的PN口之间建立Profinet的连接关系，如图7所示。
7分配IO控制器
Profinet的控制器和IO设备间的连接关系建立完毕后，ET 200SP和其所属的PROFINET 控制器之间出现了如右图所示的一条断续的绿线，同时IO 设备的左下角出现PLC_1字样，表明控制器与IO设备间的PROFINET 连接建立完成，见图8。
图 8 IO控制器分配完成
打开“设备视图”界面，根据实际模块配置数量及前后顺序，从右侧“硬件目录”中选择相应的模板进行组态，创控教育该步骤不再详细阐述，需要注意的是，在ET 200SP中，“服务器模块”必须要手动添加到硬件组态中，否则硬件编译不能通过。实例中从左到右依次组态了AI-AO-DI-DO四个模板。
9配置服务器模块
根据图1所示的实际电位组分组情况，对电位组进行分组。如右图所示，4个模块分2个电位组，模拟量为1组，数字量为1组，则需要在DI模块的“常规”—“电位组”下选择“启用新的电位组”。每个电位组的个模块需要供电，且baseUnit颜色在组态中也变为白色，与实际颜色一致，如下图 10所示。
图 10创建一个新电位组
根据实际信号类型，打开模板的“属性”--“常规”，对每个模板进行组态；如需相关诊断功能，则需激活相应的设置，创控教育具体步骤不再阐述，操作界面如下图11所示。
图 11设置诊断信息
如果需要，可打开接口模板的“属性”—“PROFINET接口”页面，对ET 200SP的IP地址，设备名称进行修改；也可根据实际需要，修改数据刷新时间等参数。
图 12修改PROFINET参数
至此，ET 200SP在TIA Portal中的组态已完成，项目编译无误后，可将项目下载到PLC，之后需要为ET 200SP分配设备名称，在“网络视图”下鼠标点击PROFINET网络后点右键，在弹出的菜单中选择“分配设备名称”，如下图所示。
图 13分配设备名称1
在弹出的“分配PROFINET设备名称”界面中，通过下拉菜单，选择需要分配的设备名称，可以通过“仅显示同一类设备”等选项，对可访问的节点进行过滤，如果有多个ET 200SP无法区分，可通过ET 200SP接口模块的“MAC address”进行区分，或者通过选中所列出的设备后，点左侧的“闪烁LED”按钮，对应的ET 200SP的LED灯会闪烁。创控教育确定设备后，点击所选的设备，点右侧的“Assign name”按钮分配设备名称，如下图所示：
14分配设备名称2
分配完设备名称后，可点击如下图所示的刷新按钮进行查看，可以看到ET 200SP已获得设备名称及IP地址，IP地址无须单独分配，分配设备名称后，IP地址会自动分配下去。如下图所示：
图 15查看已分配的设备名称
至此，ET 200SP硬件配置、下载及分配设备名称操作已完成，如以上操作均无误，ET 200SP即与PLC建立通讯关系了，可以通过查看ET 200SP 的LED灯RN来查看，RN为常亮，则表明通讯已建立。
注意!
组态的电位组分组与实际分组必须一致，否则下载后ET 200SP会报故障！
服务器模块必须组态，否则编译会报错误，提示服务器模块缺失！
2.1.2 在STEP7 V5.5中的组态步骤本节主要讲述如何在经典的STEP7 V5.5中配置分布式IO，ET 200SP的操作步骤，所使用软件为STEP7 V5.5 SP3。
使用本文2.1章节中提供的ET200SP接口模块的GSD下载链接，下载GSD文件，并进行安装，安装完成后，在STEP7硬件目录中所处的位置如图16及图17所示：
图 16PN接口的ET 200SP在STEP7硬件目录中所处位置
图 17 DP接口的ET 200SP在STEP7硬件目录中所处位置
新建一个STEP7项目，本例程使用S7-319-3 PN/DP，为CPU的PN口设置IP地址及设备名称，并将其连接到以太网络上或者新建一个以太网络（有关如何创建一个新的S7-300PLC站，创控教育本文不再阐述，请参阅其其它相关文档）。步骤如下图 18所示：
图 18在STEP7中添加一个CPU
将ET 200SP配置为S7-300 PLC的一个I/O设备，如需使用带有输入数据的组态，使用“IM 155-6 PN ST S V1.0”进行配置，在此种配置模式下，可对I/O模块上的电源L+ 供电状态进行诊断，故此模式下，ET 200SP的接口模块占用4个字节的输入数据，如下图19所示（本文档使用该方法进行配置）：
图 19添加一个带输入数据的ET 200SP站
如不使用带有输入数据的组态，则可根据设备固件版本选择使用“IM 155-6 PN ST V1.0”或“IM 155-6 PN ST V1.1”进行配置，在此种配置模式下，不能对模块的L+ 供电状态进行诊断，所以ET 200SP接口模块没有占用输入地址，如下图20所示（本文没有采用该方法进行配置）：
20添加一个不带输入数据的ET 200SP站
为ET 200SP分配IP地址及设备名称，并根据实际ET 200SP配置的模块型号和数量，继续添加其它I/O 信号模块，该步骤不再详细阐述，并在所有I/O模块的后配置服务器模块，服务器模块所处位置记配置方法如下图 21所示：
21在STEP 7中为ET200SP添加服务器模块
双击打开I/O模块的属性窗口“Properties”下的“Parameters”，在该页面下为每个I/O模块配置具体属性，如：通道信号类型、是否激活相关的诊断功能等，并在该页面的下方，对模块供电（即电位分组）进行配置，如此模块是一个新的电位组，则选择“Enable new potential group”,否则选择“Use potential group of the left module”，根据本文档照片所示的实际配置，为第1个模块及第3个模块均单独有供电电源，故为此2个模块选择“Enable new potential group”，如下图22所示。
图 22使能新的电位组
如果有需要，可以对ET 200SP的数据刷新时间、刷新模式及Profinet看门狗时间进行修改，如下图23所示。
图 23修改ET 200SP数据刷新时间
至此，ET 200SP在STEP 7中的组态已完成，硬件编译无误后即可将项目下载到PLC中，然后需要对ET 200SP分配设备名称，分配设备名称的步骤如下，在硬件配置界面PLC-->Ethernet-->Assign Device Name打开操作界面，如下图所示：
图 24在STEP 7 V5.5中分配设备名称1
在“Assign device name”界面下，选择设备名称，点击所列出的设备，点右侧的“Assign name”按钮分配设备名称，如果有多个ET 200SP无法区分，可通过ET 200SP接口模块的“MAC address”进行区分，或者通过选中所列出的设备后，点右侧的“Flashing on”按钮，对应的ET 200SP的LED灯会闪烁。
图 25在STEP 7 V5.5中分配设备名称1
分配完设备名称后，可点击“Update”按钮进行查看，如下图所示，可以看到ET 200SP已获得设备名称及IP地址，IP地址无须单独分配，分配设备名称后，IP地址会自动分配下去。
图 26在STEP 7 V5.5中查看已分配的设备名称
下载配置到PLC后，新建变量表，在变量表中监视I/O 模块上电源电压 L+ 的状态，即硬件配置中ET 200SP接口模块所占用的创控教育4个输入字节，本配置中为IB10~IB13 ，此ET200 SP配置了4块I/O模块，相关信号状态如下图27所示：
图 27通过变量监视表查看模块电源电压L+
注意!
使用STEP7 V5.5通过安装GSD文件的方式对ET200SP进行组态时，无论在配置环节还是编译环节，STEP7不会对ET200SP的完整性及组态的正确与否进行检查！如：没有配置信号模块，缺少服务器模块，电源分组错误等！
但下载错误的配置到PLC后，ET 200SP会报故障！
由于ET200SP的块信号模板必须使用有电位分组能力的baseUnit来进行供电，所以在STEP 7 V5.5中，模块必须手动使能“Enable new potential group”功能！
3 ET 200SP常见错误
下载配置后，在线查看ET 200SP站不通,RN闪烁。
对于采用PN接口的ET 200SP，通常是因为ET 200SP没有分配设备名称或网络上有IP地址冲突所致，PROFINET的设备，需要分配设备名称才能正常工作（就好比DP从站需要站地址一样），分配设备名称操作步骤见前面的介绍。
对于采用DP接口的ET 200SP，请检查DP站地址是否设置正确，且应牢记DP从站站地址改变后，需要重新上电新的DP地址才有效。
ET 200SP RN常亮，ER闪烁。
此故障通常为组态错误，请检查电位组设置及分组是否与实际一致；对于采用STEP 7 V5.5配置的项目，还需要检查硬件配置中是否配置了服务器模块。